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综放工作面高位瓦斯抽采钻孔布置参数优化

2021-08-09李河清侯建龙

山东煤炭科技 2021年7期

李河清 史 建 侯建龙

(晋能控股煤业集团 赵庄二号井,山西 长治 046600)

煤矿瓦斯[1-2]是制约煤矿安全生产的重要因素之一,采空区上方瓦斯含量约占采煤工作面瓦斯含量的40%左右,对工作面安全生产影响巨大。

1 工程概况

赵庄二号井2307工作面开采3#煤层,煤层平均厚4.35 m,平均埋深450 m,倾角平均3°。工作面采用综合机械化放顶煤开采,走向长1 154.8 m,倾斜长175.7 m。工作面北侧为2309工作面采空区,西侧为2103、2104集中巷,南侧为实体煤,东侧为2301、2303工作面采空区。工作面布置图见图1所示。工作面回采范围内无大型断层、陷落柱等地质构造影响。该工作面采用一进一回的U型通风方式,工作面煤层瓦斯含量4.6~4.8 m3/t,瓦斯压力0.24~0.3 MPa,无煤与瓦斯突出危险性。2307工作面绝对瓦斯涌出量为4.63 m³/min,相对瓦斯涌出量2.32 m3/t。在工作面回风巷布置瓦斯抽放钻场,采用高位钻孔[3-4]治理采空区瓦斯。

图1 工作面布置图

2 原高位钻孔布置参数及存在问题

2307工作面开采前期,瓦斯抽采效果不佳,工作面隅角瓦斯浓度较高,需采取限产措施,因此对工作面通过5#钻场覆盖区域时的瓦斯抽采效果进行分析。

2.1 钻孔参数

5#钻场内布置10个高位钻孔,钻孔在垂直和水平方向均呈现扇形布置,钻孔深度在120~130 m之间,倾角7°~11°。钻孔终孔位置在距煤层顶板15.8~22.9 m之间,距回风巷的水平距离5~48.7 m。具体参数见表1,钻孔布置见图2。

表1 5#钻场抽放钻孔参数表

图2 5#钻场抽放钻孔剖面示意图

2.2 存在问题分析

工作面回采经过5#钻孔覆盖区域时, 5#钻场瓦斯抽放浓度较低,平均抽放流量和平均瓦斯纯量则仅有0.079 m³/min和 0.006 m³/min(见表1),采空区抽放效果不理想。……

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