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《大孔徑頂板長鉆孔瓦斯抽采技術(shù)的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、大孔徑頂板長鉆孔瓦斯抽采技術(shù)的研究沈小青1,2（1.安徽理工大學能源與安全學院，安徽淮南232001；2.安徽金黃莊礦業(yè)有限公司，安徽宿州235200）【摘 要】針對潘三礦1311（3）采煤工作面的瓦斯涌出特性，為有效的治理瓦斯超限的難題并節(jié)約成本，采用φ89mm鉆桿、ZDY-10000S系列鉆機及配套鉆具，成功施工了深度超過500m的走向抽采鉆孔并以此代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高抽巷瓦斯抽采技術(shù)。通過對大孔徑頂板鉆孔抽采瓦斯方法的抽采效果及經(jīng)濟效益的分析，表明利用大孔徑鉆孔頂板鉆孔抽采瓦斯技術(shù)治理瓦斯效果是顯著的，瓦斯抽采濃度達到50%以上，實現(xiàn)了采
2、煤工作面安全高效回采。.jyqk，兩煤層間距約為0.8m。11-2煤層傾向長度為253m,走向長度為2150m,傾角為0～6°，可采煤厚平均約為3.2m,平均瓦斯含量約為5.62～6.64m3/min。工作面采用傾斜長壁采煤法，一次性采全高，頂板采用全部垮落法管理。該工作面于2007年12月26日投產(chǎn)，設(shè)計日產(chǎn)煤量7272t，回采期間本煤層的瓦斯涌出量為45.47m3/min，鄰近煤層的瓦斯涌出量為12.02m3/min。工作面采用大孔徑頂板走向長鉆孔替代高抽巷抽采瓦斯，工作面正常推進時平均日產(chǎn)8000t。工作面采用“U”型通風，配風量
3、2750m3/min，風排瓦斯量15m3/min，正常情況下頂板走向長鉆孔和巷幫高位鉆孔共抽采瓦斯22.1m3/min，采空區(qū)埋管瓦斯抽采量為7.5m3/min，順層鉆孔抽采瓦斯量為0.86m3/min，抽采率67.0%，回風流瓦斯抽采濃度0.55%。2 大孔徑長鉆孔布置及施工2.1 高位鉆場、鉆孔布置2.1.1 高位鉆場布置情況在1311（3）軌道順槽中，總共布置了5個高位鉆場，其間距各不相同，1#高位鉆場距開切眼605m位置，而1#、2#、3#、4#和5#鉆場的距離分別為215m、276m、278m和470m如圖1所示。1#、2#、
4、3#、4#鉆場從軌道順槽下開窩，采用29U型棚支護型式，設(shè)計斷面為3.2m×3.25m，穿層鉆孔直至11-3煤層頂板。5#高位鉆場從1311（3）軌順聯(lián)巷開窩，采用錨噴支護型式，設(shè)計斷面8.0m×3.25m，長10m，施工至11-2煤層頂板垂高12m后施工平巷。2.１.2 大孔徑長鉆孔的布置5#高位鉆場起初設(shè)計為9個鉆孔，為優(yōu)化抽采效果實際施工11個鉆孔，布置成扇形分布，終孔至11-2煤層頂板25～35m位置處，各鉆孔與軌道順槽水平投影的距離0～60m不等，設(shè)計孔深500～520m，開孔徑133mm，擴孔孔徑為φ153mm、φ193mm
5、，其中選擇7#全程擴孔至φ193mm鉆孔壓茬距大于40m。2.2鉆孔成孔情況5#高位鉆場共施工完成11個鉆孔，開孔孔徑為113mm或133mm，擴孔孔徑為133mm或153mm，擴孔深度134mm～542mm，孔內(nèi)全程下φ108mm鋼質(zhì)花套管護孔。封孔材料為聚氨脂，護孔套管采用4寸花管，封孔套管采用5寸鐵管，封孔管為直徑125mm，封孔長度10m，每個孔下φ108mm的花套管均在200m以上。3 5#鉆場抽采效果分析抽采管路為：孔口φ150mm抽采管→φ420mm匯流管→φ426mm三通→軌道順槽φ450mmPE管→φ630mm抽采干管
6、→地面泵站（2BEF72-300型抽采泵）。5#高位鉆場在連接支管上安裝孔板流量計進行考察，考察的單孔最大瓦斯抽采量3m3/min，目前鉆場抽采負壓40kPa,抽采瓦斯混合量51.5m3/min,瓦斯抽采濃度為50.6%,瓦斯抽采的純流量26.2m3/min。4 效果分析與傳統(tǒng)的高抽巷抽采瓦斯的施工量大、成本高、時間長相比，頂板走向鉆孔在能保證瓦斯治理效果的基礎(chǔ)之上，同時又能兼顧成本低、高效率、高效益的特點。因此，在礦井瓦斯治理中得到了廣泛的應(yīng)用。4.1瓦斯治理效果（1）瓦斯抽采量大、抽采率高。1311（3）工作面總抽采瓦斯量為34.4
7、6m3/min，抽采率達到75.8%。5#鉆場瓦斯抽采量為26.2m3/min，抽采率達57.4%。（2）安全、日煤產(chǎn)量高。工作面采用頂板走向鉆孔后，平均日產(chǎn)原煤8000t，保產(chǎn)能力可達10000t/日，且期間從未發(fā)生瓦斯超限。（3）具有可行性。鑒于1311（3）工作面絕對涌出量小于50m3/min，采用大孔徑頂板走向長鉆孔替代高抽巷治理瓦斯是可行的。4.2 效率比較高抽巷與煤巷掘進同期施工，由于施工量大，用時需要13個月，比工作面貫通晚4個月。而采用大孔徑頂板走向鉆孔技術(shù)后，用時大大縮短，2個月內(nèi)可完成鉆場和鉆孔的作業(yè)，同時，由于鉆場
8、施工簡便，即可與采煤平行施工，有可分段單獨施工，生產(chǎn)效率得到進一步提高。5 結(jié)論大孔徑頂板走向鉆孔可有效地節(jié)省掘進巷道的時間和降低工人的勞動強度，降低煤炭的生產(chǎn)成本，提高了煤礦的經(jīng)濟效益，同時可以保證礦井的
