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厚煤层大采高工作面瓦斯综合治理技术研究

2021-12-14王学兵苏保山

山东煤炭科技 2021年11期

王学兵 苏保山

(国能乌海能源五虎山矿业有限责任公司,内蒙古 乌海 016000)

煤矿瓦斯是煤矿井下危险性易燃易爆气体,瓦斯抽采已成为煤炭矿井瓦斯问题解决和高效利用瓦斯的最合理方式[1-4]。大采高、高瓦斯矿井综采工作面推进的速度较快,顶板垮落面积过大,瓦斯的集中涌出易导致上隅角、回风流等地点瓦斯超限,阻碍矿井安全高效生产[5-8]。因此,瓦斯浓度的降低是实现高瓦斯矿井安全回采的关键。

1 工作面概况

011206 综采工作面位于五虎山矿12#层盘区南翼,工作面煤层底板标高+989~+1020 m,工作面走向长为1090 m,采高为4.5 m,倾斜长为170 m,日产量为5000 t。五虎山煤矿鉴定结果为高瓦斯矿井,矿井瓦斯绝对涌出量62.24 m3/min,相对瓦斯涌出量17.3 m3/t,二氧化碳相对涌出量3.68 m3/t,瓦斯压力为1.13 MPa。

2 瓦斯涌出量计算与分析

回采工作面瓦斯涌出量:

式中:q2为邻近层相对瓦斯涌出量,m3/t,q1为开采层相对瓦斯涌出量,m3/t;q采为相对瓦斯涌出量,m3/t。

开采层瓦斯涌出量:

式中:K1为围岩瓦斯涌出系数,1.2;K2为回采工作面瓦斯涌出系数,1.05;K3为采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数,0.78;M为工作面采高,4.5 m;W0为煤层抽采后残余瓦斯含量,5.45 m3/t;Wc为运出矿井后煤炭的残存瓦斯含量,2.35 m3/t。

邻近层瓦斯涌出量:

式中:Ki为第i个邻近层瓦斯排放率,%;mi为第i个邻近层煤层厚度,m。

工作面上覆9#、10#煤层均为采空区,13上2#、13#煤层为下邻近层。011206 工作面12#煤抽采后残余瓦斯量取5.45 m3/t。煤炭残存瓦斯量0.94 m3/t,原始瓦斯量4.68 m3/t。将上述参数代入公式计算,得011206 工作面瓦斯涌出量为10.73 m³/min。

3 瓦斯治理方案

3.1 瓦斯抽采方法

在011206 回风绕道钻场共计施工26 个定向钻孔,工程量13 458 m,对工作面回风巷0~647 m 范围进行抽采;……

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