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高位裂隙带瓦斯预抽技术在回采工作面中的应用

2021-11-09杨鹏飞

山东煤炭科技 2021年10期

杨鹏飞

(晋能控股煤业集团安全督察大队,山西 大同 037000)

1 工作面概况

王庄煤矿主采3#煤层,1301 综采工作面位于王庄煤矿一采区,工作面周边无采空区,工作面走向可采部分为切眼向外441 m,切眼长240 m,采煤工艺为综采,顶板处理采用全部垮落法,工作面通风方式为U 型通风。根据矿井3#煤层瓦斯涌出量预测报告以及工作面实际情况可知,一采区范围内的最大瓦斯含量在11.95 m³/t 左右,1301 工作面回采期间的最大瓦斯涌出量可达14.81 m³/min,平均瓦斯涌出量在8.49 m³/min 左右。

2 瓦斯地质情况

2.1 地质情况

1301 综采工作面所在3#煤层属二叠系下统山西组,最小煤厚4 m,最大煤厚4.4 m,均厚4.2 m,平均煤层倾角4°,煤体硬度系数在0.5~1.0 之间,煤层存在炭质泥岩夹矸,夹矸均厚0.7 m。该煤层煤质为贫煤,结构较为单一,煤层厚度变化不大,赋存稳定,煤体以块、粒状为主。煤层基本顶平均厚度为13 m,由砂岩和泥岩混合构成,岩层内裂隙发育;直接顶平均厚度为2.4 m,由砂质泥岩构成;伪顶平均厚度1.3 m,由泥岩构成,易冒落。

2.2 瓦斯赋存情况

工作面所采3#煤层瓦斯透气性系数大致为0.099 7 m2/MPa2·d,瓦斯放散初速度△p=13~19,瓦斯涌出衰减系数为0.563 9,百米钻孔初始瓦斯涌出量为0.128 m3/min·hm,煤层孔隙率为2.0%~3.4%。经测定,1301 综采工作面煤层瓦斯含量为5.96~11.76 m3/t,瓦斯残存含量2.74 m3/t,瓦斯最大压力值为0.45 MPa,小于0.74 MPa。

3 先期瓦斯治理措施及效果分析

3.1 先期瓦斯治理措施

1301 综采工作面的先期瓦斯治理方式为本煤层顺层钻孔抽放与采空区埋管抽放。

(1)本煤层顺层钻孔抽放。如图1 所示,首先在1301 工作面瓦斯排抽巷和运输顺槽交错布置顺层瓦斯抽放钻孔,钻孔距顶板1 m,垂直于巷帮,孔间距为5 m,孔深130 m。……

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