预抽被保护层工作面瓦斯实现安全高效开采
5页1、预抽被保护层工作面瓦斯实现安全高效开采【摘要】保护层开采充分利用煤层间的层位关系,使被保护煤层充分卸压, 煤层裂隙发育,透气系数增大,结合抽采瓦斯的措施,可有效改善被保护煤层的 瓦斯地质赋存。本文通过丁集煤矿的保护层开采效果考察,从被保护层工作面钻 孔瓦斯流量变化、瓦斯压力变化、瓦斯含量变化分析了瓦斯抽采的效果;从被保 护煤层的顶底板相对变形量、透气系数变化得出了瓦斯抽采效果改善的原因;从 被保护煤层坚固系数变化、瓦斯放散初速度变化分析了保护层开采的防突效应; 最后,以现场的生产实际充分证明保护层开采提高了工作面回采速率,保障了矿 井的安全高效生产。【关键词】煤与瓦斯突出;保护层开采;卸压增透;安全高效开采淮南矿区丁集煤矿是典型的高瓦斯、低透气性、煤层松软矿井,其主采的 13-1煤是突出煤层,下方平均垂距75m的11-2煤层赋存稳定、煤质好,客观上 为保护层开采提供了条件。所以,优先开采11-2煤使得13-1煤层卸压,并对被 保护层的瓦斯进行大规模的抽采,使得在采、掘过程中解放13-1煤层的突出和 瓦斯严重超限的困境,进而实现矿井的安全高效生产。1概况丁集煤矿13-1煤层厚度为0.50
2、10.68m,平均3.70m,全区可采,煤层赋 存稳定。试验区13-1煤的1311 (3)工作面位于东部13-1煤层采区大巷以东, F83断层以西,DF162-1断层以南,工作面下方的11-2煤的1311 (1)工作面、 1321(1)工作面已回采完毕。工作面走向长1014m,倾斜长263.5m,面积267189 皿;煤层厚度2.54.05m,平均3m;煤层倾角012,平均4,工业储量1130209t, 可采储量1073699t。煤层瓦斯含量为5.75m?/t,原始瓦斯压力为1.15MPa,具有 煤与瓦斯突出的危险性。丁集矿首先开采了距1311 (3)工作面垂距75m的1311(1) 、1321 (1)工作面作为下保护层解放1311 (3)工作面,消除煤与瓦斯突 出的危险性。2被保护煤层瓦斯抽采情况考察防治煤与瓦斯突出规定第51条规定:开采保护层的保护效果检验主要 采取残余瓦斯压力、残余瓦斯含量、顶底板位移量及其他经试验证实有效的指标 和方法,也可以结合煤层的透气性系数变化率等辅助指标。2.1考察钻孔设计为满足考察要求共设计5个考察孔,其中3个测压孔,2个变形孔,具体见 表1,其中1、
3、4、5#钻孔为测压孔,2、3#钻孔为变形孔。表1钻孔布置参数2.2被保护煤层抽采瓦斯分析2.2.1钻孔瓦斯流量变化在1311 (3)底抽巷打上向穿层钻孔,采用孔板流量计直接进行测定钻孔瓦 斯流量,通过记录的流量值分析被卸压煤层瓦斯解吸情况,13-1煤层卸压前基本 测不出钻孔流量,卸压后的钻孔流量变化见图1所示。由图1可知,煤层卸压后,钻孔瓦斯流量增幅明显,均扩大了数倍,由此可 见13-1煤层在下保护层开采的情况下,产生了新的裂隙,大量瓦斯解吸,并顺 利通过钻孔抽采,钻孔瓦斯流量的增大,保证了被保护层煤层中卸压瓦斯的顺利 抽采。图1被保护层钻孔瓦斯流量变化2.2.2残余瓦斯参数变化考察保护层开采后被保护层的消突程度是检验保护层开采效果的核心,被保 护层的残余瓦斯含量和残余瓦斯压力不仅可以反应释放效果,还可以直接判断被 保护层是否具有煤与瓦斯突出性。采用直接测压法对其残余瓦斯含量和残余瓦斯 压力进行了测试,经测量得出煤层原始瓦斯压力由1.15MPa降到0.45MPa(小于 0.74MPa);煤层原始瓦斯含量由5.75m3/t降到2.15m3/t (小于8m3/t)。保护层 开采后被保护层瓦
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