论我矿瓦斯抽放技术.docx

四川省川南煤业有限责任公司鲁班山北矿分类号：密级：UDC：编号：川南煤业公司鲁班山北矿论我矿瓦斯抽放技术编写人员：贺明均工作完成时间：2008年7月报告提交时间：2008年7月摘要瓦斯抽放方法方面，结合我矿矿井的地质和开采条件，研究和试验成功了本煤层、邻近层、采空区多种抽放瓦斯方法。顶 (底)板穿层钻孔、瓦斯底板抽放巷道、顶板水平长钻孔等邻近层瓦斯抽放；高冒带钻孔、埋管抽放方法。主要包括穿层钻孔、平行钻孔、交叉布孔等本煤层瓦斯抽放方法。关键词：研究和试验 抽放瓦斯方法 钻孔布置方法一、概述鲁班山北矿瓦斯抽采工程于2006年4月17日正式开工，建设过程中，得到了上级有关部门的深切关怀和亲临指导，各施工单位相互支持，协同配合，使工程进展非常迅速，大大缩短了原计划的施工期限，至2006年8月20日，鲁班山北矿瓦斯抽采系统工程建设全面结束，提前43天建成。井下共计完成安装325mm抽放主管3700米，219mm抽放分管3000米，159mm抽放干管4250米。我矿在地面修建瓦斯抽放站和瓦斯发电站各一个。安装2BE1-355抽放泵3台和2BES42抽放泵2台,安装8台500GF-WK型燃气瓦斯发电机组。实现矿井各采煤工作面均进行瓦斯抽放，实现先抽后采。一期瓦斯发电工程于2006年10月4日安装好瓦斯发电机组3台,并点火试车，10月14日正式并网发电。矿井瓦斯抽采利用量约12 m3/min以左右；二期瓦斯发电工程于2007年4月15日完成新安3台发电机组，瓦斯抽采利用量约16 m3/min以上且运行正常；三期瓦斯发电工程2台发电机组于2007年6月30日安装竣工，瓦斯纯量达20m3/min以上。 二、 适合我矿煤层赋存条件的瓦斯抽放方法 抽放瓦斯方法的选择，主要是根据矿井瓦斯来源、煤层赋存状况、采掘布置、开采程序以及开采地质条件等因素进行综合考虑。我矿煤层的主要特点是2#、3#煤层透气性较低、8#煤层透气性较好，瓦斯含量高、煤层无突出危险、煤层群开采、地质构造复杂，我矿的煤层赋存条件决定了我矿的瓦斯抽放应以卸压抽放为主，由于我矿煤层赋存条件复杂，因此几乎所有的瓦斯抽放方法在我矿都进行过试验和应用，下面仅介绍几种我矿典型的瓦斯抽放方法。1、顺层密集长钻孔抽放本层瓦斯顺层密集长钻孔用于区域性抽放，用于高档普采面和综采面降低煤层瓦斯含量问题，一般钻孔深80m以上，孔间距3-5m，预抽时间半年以上。为提高抽放效果，在布孔时往往采用斜向钻孔、平行钻孔、交叉钻孔，斜向布孔有利于边采边抽，交叉式布孔可在不增加任何工程量的条件下，提高本煤层瓦斯抽放的效果，平行钻孔有利于本煤层抽放。顺层交叉钻孔抽放煤层瓦斯的试验，证明交叉布孔可避免由于钻孔垮钻，堵孔等影响抽放效果的现象发生，比平行钻孔抽放效果提高 1.5倍。详见下图。2、顶板穿层长钻孔抽放邻近层瓦斯顶板穿层长钻孔抽放邻近层瓦斯技术就是针对高瓦斯综采工作面的特点，为解决上邻近层瓦斯受采动影响涌入本煤层采空区超限问题，采用沿开采层顶板岩层布置迎面定向水平长钻孔代替顶板瓦斯巷抽放上邻近层瓦斯。详见下图。3、底板穿层钻孔抽放邻近层瓦斯底板走向水平长钻孔抽放邻近层瓦斯技术就是针对高瓦斯无煤柱高档普采面工作面的特点，为解决瓦斯超限问题，采用沿开采层底板岩层走向布置迎面定向水平长钻孔代替瓦斯巷抽放下邻近层瓦斯。该抽放方法与底板岩巷抽放法、顶板穿层短钻孔抽放法相比，技术和经济上具有显著的优越性，尤其对于采掘接续紧张的矿井，其优越性更为突出。详见下图。4、厚煤层开采采空区抽放对于厚煤层开采时，采空区内丢煤较多，加上邻近层、围岩瓦斯的涌出，使采空区瓦斯涌出量较大，进行采空区瓦斯抽放非常必要。厚煤层半封闭采空区瓦斯抽放方法首先在我矿2824工作面试验成功，主要在采空区后部采用埋管抽放或设悬空密闭插管抽放，埋管抽放方法是将抽放瓦斯管埋设于老塘解决上隅角及采面回风流瓦斯超限的主要手段之一。即在上隅角位置提前预埋抽放管路，采面每推进10-15m续接一次管路。老塘埋管抽放浓度为520%，抽采浓度的高低取决于对采空区的管理，减少向采空区漏风是提高抽放浓度和抽放效果的有效途径。该方法在我矿2824工作面采用，工作面瓦斯抽放率可达80。工作面回采结束后，还可对老塘进行全封闭抽放。详见下图。5、走向钻孔抽放顶板高位钻孔抽放是我矿常用的一种采空区瓦斯抽放方法，一般适用于8#煤层，煤层赋存不稳定的回采工作面。沿工作面上（回风）顺槽每隔4050m左右施工一个钻场，钻场布置在顶板完整、岩性良好、易于封孔的地方，每个钻场内沿煤层走向向工作面方向施工46个钻孔，钻孔终孔位于煤层顶板以上815m的裂隙带内，钻孔联入抽放管网抽出采空区高浓度瓦斯。此种抽放方法抽放瓦斯浓度一般为1225，可有效减少风排瓦斯量，防止瓦斯超限。如图示。6、巷帮抽放为截流巷帮瓦斯涌出及对掘进面前方进行卸压预抽，在掘进巷道高帮煤层内每隔40m布置一个抽放钻场，呈巷帮布置，钻场深3m，顶板破碎时采用7.13m2工字钢架棚支护,顶板完好时采用锚、网、梁支护。每个钻场内施工不少于2个50m深的抽放钻孔，抽放钻孔方位平行于巷道掘进方向，钻孔超前于迎头的距离始终不得少于10m。钻孔打成后联网抽放，通过泵站负压作用，抽出巷道帮及掘面前方煤层瓦斯。如图所示。 三、强化管理 做到应抽尽抽为了加强瓦斯抽放工作，减少瓦斯超限，公司制定了瓦斯防治奖惩制度，矿井制定了瓦斯防治安全责任书，对总工程师、通风部长进行考核和奖惩，以矿井瓦斯超限次数为重要考核依据，有效促进了瓦斯抽放责任制度的落实。矿对瓦斯抽放实行鼓励政策，每抽出3m3瓦斯和发一度电，矿奖励0.05元；严格进行验收考核，多抽多奖，少抽少奖，不抽不奖。实现瓦斯分级管理，真正落实齐抓共管。研究制定了采掘工作面瓦斯超限分析处理规定，要求采掘工作面必须采取瓦斯抽放等综合治理措施。由矿总工程师和通风部长负责，在非生产条件下，通过采取瓦斯抽放等措施把瓦斯浓度降至0.6%以下，采煤队方能进行回采作业。回风流瓦斯降至上述指标后，回采过程中生产操作不当造成瓦斯超限，采煤队长、生产部长、生产矿长负全部责任。此规定的出台，明确了责任，有效地调动了采、掘一线及通风系统广大干部职工治理瓦斯的积极性和主动性，真正形成了齐抓共管的局面。实行瓦斯防治评价制度。为了强化采、掘工作面瓦斯管理，完善制度，强化责任，进一步落实瓦斯分级管理、分源治理，矿制定下发了矿井采、掘工作面瓦斯、水害防治评价管理办法，对所有的采掘工作面逐月评价，新开工的采掘工作面先评价后施工。评价内容包括瓦斯抽放、通风系统、监测监控等瓦斯防治手段和措施是否到位，所有采、掘工作面未通过评价和审核的，不准施工。并实行瓦斯评价风险抵押机制，所有参与瓦斯评价的人员都具有一定风险性，促使其对瓦斯评价的客观准确，认真严谨。由于采掘工作面瓦斯评价的及时、可靠，制度完善、责任清晰，收到了良好的效果，有效地杜绝了瓦斯事故的发生。四、瓦斯抽采与发电利用川南煤业公司鲁班北矿为高瓦斯矿井，在建设瓦斯抽采和瓦斯发电厂时，每台瓦斯发电机组尾气安装一台余热回收装置，在发电的同时，产生蒸汽。使用3台余热回收装置就可以供全矿2000职工洗澡和烘烤衣服。全部取消了原有的2t燃煤锅炉，大大节约了成本，同时，减少了对大气层的污染。如果全国所有的矿山企业都充分利用，将对国内能源紧张形势得到一定的缓解，也有很高的环保效益。矿山瓦斯发电排出的尾气，安装余热回收装置，代替矿山原有燃煤锅炉供职工洗澡、烘烤衣房、饮用开水、工业用蒸馏水。减少了因使用燃煤锅炉产业SO2、粉尘对大气的污染和对臭氧层的破坏。具有良好的经济和环保效益。我矿瓦斯集中整治及抽采利用上确立了“瓦斯是害也是宝”、“煤与瓦斯共采”的意识。提出了“可保尽保、应抽尽抽”，“高投入、高素质、严管理、强技术”，变“抽放”为“抽采”，坚持“以抽采保发电、以发电促抽”，的原则。以资源优势为依托，以治灾、发电民用等项目为载体，努力构建川内一流的瓦斯集中整治及抽采利用技术和装备体系。切实做到保护环境，实现煤矿安全生产，促进我矿可持续发展的方针。鲁班山北矿瓦斯量目前可满足6台“胜动”牌500GF1-3RW瓦斯发电机组正常运行，该发电机组适用于瓦斯浓度大于6以上的瓦斯发电。（1Nm3纯瓦斯可发电3.0kWh）。年发电量可达1182.6万KWh以上，利用纯瓦斯达394.2万m3。鲁班山北矿后期瓦斯量可满足8台瓦斯发电机组正常运行。年发电量可达3153.6万KWh，利用纯瓦斯1051.2万m3。利用发电机组的余热产生蒸汽，可解决全矿职工的洗澡、冬季取暖和烘烤工作服，届时，将停烧2台2t蒸汽锅炉，有很好的环保效益。10