主焦煤矿顶板高位钻孔抽放瓦斯技术实践

主焦煤矿顶板高位钻孔抽放瓦斯技术实践

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王启明，许卫东

(1．河南煤业化工集团安阳鑫龙公司，河南安阳市455133;

2．安阳市主焦煤业公司，河南安阳市455141)

要:介绍主焦煤矿21141回采工作面采用顶板高位钻孔进行瓦斯抽放的方法，阐述抽放原理及抽放工艺。实施该技术后，有效抑制了瓦斯向上隅角和回风巷的大量涌出，达到摘

最佳抽放效果，取得了显著的经济、社会效益。关键词:瓦斯抽放;高位钻孔;抽放效果

1概述

但是回风巷风速正常为3．8m/s，接近风速临界值，所以靠风排和本煤层预抽瓦斯未能解决瓦斯问题。21141采空区瓦斯涌出量占整个回采工作经测算，

面瓦斯涌出量的43%，是造成上隅角和回风流中瓦斯超限的重要原因。经过考察，主焦煤矿决定对21141工作面采取分源抽放，采用顶板高位钻孔抽放补充措施进行试验。

主焦煤矿位于河南省安阳矿区北部，东距安阳

市38km，南距安阳县水冶镇15km，为安阳鑫龙煤业公司的下属矿井，隶属河南煤业化工集团。主焦煤矿生产能力为40万t/a矿井。矿井采用中央分列式通风系统，主、副井进风，专用风井回风。选用2台FBCDZ№26/2×220型轴流风机，矿井总风量4740m3/min。2009年瓦斯涌出等级鉴定结果为高

3

瓦斯矿井，相对瓦斯涌出量为21．23m/t;绝对瓦斯

3

涌出量为19．97m/min。煤层煤尘具有爆炸性。

21141工作面位于21采区北翼下部，走向长度

3

3．1

抽放原理及抽放工艺

高位钻孔抽放原理

高位钻孔瓦斯抽放又称顶板裂隙带抽放，是经

济可行的瓦斯抽放新技术，主要作用是以工作面采

［1，2］

。动压力形成的顶板裂隙作为通道来抽放瓦斯

回采工作面推进过程中，采动对上覆岩层造成的移

为995m，倾斜长度里部分为120m，外部分为145

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m，面积为11．67万m，可采储量约为76万t。开采二叠系山西统下部的二1煤层，倾角15°～25°，煤层平均厚度为6．0m。采用走向长壁采煤法，炮采放顶煤，一次采全高，全部陷落法管理顶板。瓦斯含量6．74m3/t，瓦斯压力0．39MPa。

，动裂隙在采场垂直方向形成了“竖三带”即冒落

，带、裂隙带和缓沉带;在水平方向形成了“横三区”即煤壁支撑影响区、离层区和重新压实区。随着工

，“三带”作面推进和“三区”也不断向前移动，这一动态空间，特别是裂隙带和离层区是瓦斯流动的主

要通道。由于采动裂隙的存在，为采空区瓦斯流动和储集提供了通道和空间

［3］

2高位钻孔抽放原因

21141工作面回采初期采用本煤层顺层平行钻

孔和扇形钻孔预抽瓦斯。预计瓦斯涌出量可达10．8m3/min，而回采初期实际瓦斯涌出量高达13．5

3m3/min，其中风排量平均为9．8m/min，本煤层抽3

放量平均为3．7m/min。该工作面回采初期风量

3

为1030m/min，由于地质结构影响和该煤层抽放

。

在裂隙带内布置抽放孔，煤层解吸出的游离瓦斯在较高瓦斯压力作用下沿着垂直裂隙连续汇集到抽放孔内。通过钻孔内的抽放负压，加速了瓦斯的流动，使得高位钻孔能够抽出瓦斯，以提高21141工作面瓦斯抽采量。3．2

裂隙带可抽高度确定

裂隙带高度是影响高位钻孔抽放效果的重要因素。裂隙带高度可根据工作面矿压显现规律进行计

［4］

算，得出裂隙带的理论高度，再通过现场多种孔

不一致性及开采情况不均衡，瓦斯涌出不均匀，回风

流中瓦斯浓度在0．7%～1．1%。虽然相继采取调节风量等措施，一度将工作面风量加大到1930m3/min，使工作面回风巷瓦斯浓度降到0．6%左右，

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