变压疏通瓦斯抽采裂隙通道效果分析

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1、变压疏通瓦斯抽采裂隙通道效果分析王慧大同煤矿集团有限责任公司晋华宫煤矿摘要：为了更好地确保高瓦斯煤矿的通风性能，确保瓦斯问题得以有效地治理，针对晋华宫矿在冋采期间利用设置风障、使用抽排风机和增大工作面风量均不能奋效降低综采工作面的瓦斯体积分数的情况，设计并研究丫瓦斯裂隙通道变压疏通抽放技术，有效地防止了采空区瓦斯的积聚，减少采空区瓦斯涌出量，消除瓦斯对工作面安全生产的威胁。关键词：高瓦斯矿井;瓦斯抽放;变压疏通;裂隙通道;作者简介：王慧（1991-）,女，工程师，毕业于安徽理工大学安全工程专业，主要从事安全技术管理工作。收稿日期：20

2、17-06-17Received：2017-06-170引言在煤矿开采中，瓦斯灾害一直是威胁煤矿安全生产的主要灾害之一，虽然国内外在瓦斯治理方面出现过很多技术方法，但是受限于地域和生产环境条件，有的治理方法针对某一具体矿井并不适用。然而，瓦斯抽放技术仍然被认为是预防瓦斯灾害最有效的方法之一LQ。对于高位抽放，瓦斯抽放高位钻孔应布置于瓦斯来源广、瓦斯释放活跃区域，即裂隙带内。但在抽放负压条件不，裂隙带内颗粒性物质运动则会逐渐堵塞瓦斯流动通道，造成抽放瓦斯体积分数下降，流量减少，进而造成回采工作面瓦斯体积分数增大，严重影响工作面的安全生产

3、[2]。1晋华宫矿盘区概况晋华宫矿12-3煤层301盘区8112工作而东部以0.8m煤厚为界，无村庄保护煤柱，南部为8111预备工作面，北部为8113预备工作面。地表为黄土塬，无建筑物、河流。工作面范围内无大的断层及地质构造，煤层赋存较为稳定，厚度为0.20〜7.96m,平均5.70m,—般在中下部含夹矸厚度为0.10〜0.57m,夹矸广6层。夹矸多为泥岩、砂质泥岩，局部为粉-细砂岩。直接顶板多为厚度0.0(f6.55m灰黑色泥岩、砂质泥岩夹粉，为不稳定顶板。间接顶板为细粒粉砂岩，抗压强度42.374〜62.776MPa,密度2.26

4、〜2.69g/cm。底板多为厚度0.71〜16.01m灰褐色铝土质泥岩，抗压强度57.24MPa,密度2.51g/cm,力较稳定底板。12-3煤层301盘区8112工作面布置如图1所示。12-:rMnlM集宁轨道巷争回风集中皮带宅晋华宫矿12-3煤层301盘区鉴定为高瓦斯盘区。该盘区己回采完毕的综采工作面瓦斯绝对涌出量均达到5m/min以上。在冋采期间利用设置风障、使用抽排风机和增大工作面风量均不能降低综采工作面的瓦斯体积分数。经计算并参考以往开采瓦斯涌出量数据，认为该工作而瓦斯涌出主要来源于上覆层。为达到该工作面的沉斯治理目的，决定

5、通过施工高位钻孔对该工作面上覆的2个采空区进行瓦斯抽放，以降低开釆过程中上覆层的高体积分数的瓦斯向工作面涌出。12-3煤层8112工作面高位瓦斯抽放钻孔施工于5104巷，含8个钻场（单组钻场含钻孔10个）共80个钻孔。根据以往注水经验和相关资料，湿润直径为15~20m,所以该工作而设计钻孔间距取上限20m。正常抽放期间，单组钻场瓦斯抽放体积分数呈正常抛物线变化，流量稳定在10（fll5m/min之间，抽放出口沉斯体积分数在5.0%左右，8112工作面上隅角瓦斯体积分数控制在0.5%左右。然而550m里程瓦斯抽放钻场处顶板破碎严重，在抽

6、放该处钻场吋，钻场流量突然低至48.89m/min,抽放出气门瓦斯体积分数降至1%〜2%,8112工作面上隅角瓦斯体积分数增大至2%左右。考虑到该钻场所处的特定位置，初步认定为顶板破碎，钻孔内部颗粒性物质随抽放负压移动堵塞瓦斯流动通道，导致上覆层瓦斯下泄而引发8112工作面上隅角瓦斯体积分数升高。2高瓦斯矿井通风技术创新研究2.1创新理论依据近年来，随着晋华宫矿井生产强度的提高和开采深度的加大，矿井瓦斯涌出量增大，采空区瓦斯涌出现象加剧位1。造成工作面瓦斯体积分数严重超限，安全牛.产没有保障，同时也限制了产量的提高，不能发挥综合机械化

7、采煤的效能，甚至酿成重大恶性事故。瓦斯抽放效果对工作面上隅角瓦斯的控制奋决定性的作用，因此，欲降低8112工作面上隅角瓦斯体积分数，必须进行抽放钻孔瓦斯通道的疏通，增大钻场瓦斯抽放量。瓦斯抽放通道的形式为网状裂隙，不同大小裂隙所能容纳的颗粒闹定，主耍表现为4种形式：（1）颗粒直径远远大于裂隙直径,不堵塞；（2）颗粒直径等于或稍大于裂隙直径，表现为表面嵌附，堵塞；（3）颗粒直径远远小于裂隙直径，表现为裂隙深度填充，堵塞；（4）颗粒直径稍小于裂隙直径，表现为表面或浅部组合嵌附，堵塞。具体表现形式如图2所示。颗粒负压方向颗粒（a）颗粒直径稍

8、大于裂隙直径（b）颗粒直招颗粒负（c）颗粒直径远小于裂隙直径（d）颗粒直径阁2瓦斯裂隙通道工作模式下载原阁考虑到一定条件下抽放负压所携带颗粒质量一定，因此理论上可以通过改变负压来打破颗粒堆积的稳定状态。具体的操作方式为: