上保護層開採卸壓被保護層抽採優化實例應用

內容摘要

保護層開採對被保護層抽採，抽採時分源管理預抽和卸壓方法，分源計量、高低負壓抽採，優化鑽孔佈置方式，沿工作面傾斜佈置，提高鑽孔利用率，實現高產高效。

   關鍵詞;保護層開採  卸壓抽採  分源抽採  鑽孔優化  實現高產高效

前     言

新興煤礦爲煤與瓦斯突出礦井，瓦斯治理工作是我礦安全生產的重中之重，是確保礦井安全生產的前提和基礎。我礦認真落實“四位一體”綜合防突措施管理，堅持區域防突措施先行、局部防突措施補充的原則，優化採掘佈局，合理配置開拓區、抽採區、保護層開採區和被保護層有效區。新興煤礦主要採取綜合瓦斯治理方式，且具備開採保護層條件，因此優先開採保護層。對具備開採保護層的煤層進行可行性論證，優先採取開採保護層區域防突措施，同時抽採被保護層及鄰近煤層瓦斯，進行綜合防治。對所有保護層開採完畢後，每50米進行兩次區域驗證，驗證指標合格，無異常情況，區域防突措施達標。

一、工作面概況

1、煤層情況

五采區三水平左三片67層，煤層結構簡單，黑灰色半亮型煤爲主，瀝青光澤，一般厚度1.5米，煤層傾角23°。被保護層68層

2、工作面瓦斯來源分析

67#煤層煤體瓦斯涌出主要來源於開採層的煤壁和落煤解吸的瓦斯。

68#煤層煤體瓦斯涌出主要來源於鄰近層68#煤層及68#底部標誌層涌出的瓦斯。

3、地質構造

工作面的構造以斷層爲主，在掘進過程中可能揭露小落差的斷層，影響較小，無岩漿岩侵入。

4、鄰近巷道    

巷道標高-480-—-516，對地表不產生影響，上部65#、66#未採，63#爲採空區。

二、保護層選擇

此次主要介紹五采區回採67層保護68層。67層與68層層間距16-22米，符合保護層開採條件。67層原始瓦斯含量5.6m3/t，原始瓦斯壓力0.42MPa。68層原始瓦斯含量8.3m3/t，原始瓦斯壓力0.78MPa。67層瓦斯儲量142萬m3，68層瓦斯儲量220萬m3。

三、鑽孔設計

五采區三水平左三片67#採面瓦斯涌出主要爲本煤層67#及鄰近68層,68底部層瓦斯，採用仰角、本煤層、穿層底抽鑽孔預抽煤層方式預抽煤層瓦斯；

1、鑽場設計

利用採煤備面上、下巷及鑽場進行本煤層及穿層、仰角鑽孔施工，上巷仰角鑽場間距60米，下巷穿層鑽場間距15-30米。

2、鑽孔設計及工程量

本煤層鑽孔設計：

①上巷鑽場內本煤層鑽孔，共計施工20個鑽場，每個設計施工12個鑽孔，終孔間距10米，長度60-85米，預計工程量14400米。

②開切眼內本煤層鑽孔，在開切眼內施工，控制二片向下100米，終孔間距10米，長度60-80米，預計工程量750米。

③下巷本煤層鑽孔，開切眼向外475米本煤層鑽孔在巷道內平行施工本煤層鑽孔，終孔間距5米，長度60-100米，至9號鑽場開始在鑽場內施工本煤層鑽孔，每個鑽場設計施工10個鑽孔，終孔間距10米，長度50-100米，預計工程量11500米。

穿層底抽鑽孔設計：採用穿層底抽鑽孔預抽煤層瓦斯方式，下巷每個鑽場施工1組穿層鑽孔，每組佈置24-41個鑽孔，每個鑽孔必須穿過68#煤層底板標誌層1米，鑽孔在68#煤層走向間距5-10米，傾向間距20米，長度35-120米，預計工程量65142m。

仰角鑽孔設計：採用仰角鑽孔預抽煤層瓦斯方式，設計施工20個鑽場，每個鑽場佈置14個鑽孔，鑽孔施工至67#煤層頂板15米，鑽孔傾向間距5米，長度100-120米，預計工程量30720m。

四、分源抽採、計量

抽採計量設備選用鄭州光力科技有限公司生產的瓦斯抽放監測監控系統。在採面下巷共敷設三趟抽採管路，一趟抽採前預抽，管路直徑225mm，預抽瓦斯量最高達2m3/min，二趟抽採後卸壓，管路直徑225mm，預抽瓦斯量最高達6m3/min（採後接近採面2-3個鑽場）。三趟抽採後卸壓，管路直徑159mm，預抽瓦斯量最高達3m3/min（採後前期鑽場）。管路最高抽採量達到12m3/min。

四、預期效果及優缺點

經過超前預抽及卸壓抽採，採面回採過程中無上隅角瓦斯超限情況，原煤產

量平均3.5萬噸/月，最高6萬噸/月，實現高產高效。抽放量增加，此地點發電量1.5萬度/日。

優點是：經濟適用，減少掘送巖抽巷約1200米，節省資金150萬元。鑽孔相對減少，抽採量增加，抽放率提高。

缺點是：現場管理難度大，抽採系統容易損壞，下巷過鑽場維護不到位，採後留有通風系統。