三软低透气类煤层卸压瓦斯抽采探讨.pdf

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1、2014年第2期中州煤炭总第218期三软低透气类煤层卸压瓦斯抽采探讨安安，郑凯，曹韶龙。，胡鹏，杨春雷。(1．郑州市煤炭管理局，河南郑州450015；2．郑州荣安矿业开采技术咨询有限公司，河南郑州450000)摘要：郑州矿区开采的高突煤层属于难抽采或较难抽采煤层。在分析卸压瓦斯抽采理论的基础上，结合郑州地区本煤层瓦斯实际抽采特点，分析了改善邻近层瓦斯抽采量的方法。分析结果表明：邻近煤层瓦斯卸压抽采主要技术难点是打钻方法、封孔质量以及封孔方法是否得当，以及随着保护煤层的开采，所打钻孔是否能充分抽采卸压区的瓦斯。通过以上问题的分析，可有效提高郑州地区高突矿井邻近层瓦

2、斯的抽采效果。关键词：三软煤层；低透气；卸压；抽采；邻近层中图分类号：TD712文献标志码：B文章编号：1003—0506(2014)02—0063—02郑州辖区所有的高突矿井均位于偃龙煤田、荥上卸压瓦斯的抽采理论，我国部分学者也针对开采巩煤田、登封煤田和新密煤田，矿井主采煤层工作面保护层后邻近层瓦斯抽采在部分矿区进行了一些考布置于二，煤层，是典型的三软煤层¨。该煤层属察和试验，得出了垂直空间邻近层岩层变形量与开于构造煤，煤层瓦斯含量高，透气性差，瓦斯抽采难采层的距离为衰减函数的关系，即距开采层越远其度属于难或较难程度。矿井采用的常规区域瓦斯预变形影响较小、变形

3、值也越小。抽防突措施和能够抽采利用的瓦斯浓度达不到预期根据《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》的有关要效果。但是，瓦斯抽采直接关系到瓦斯抽采达标评求，高突矿井每年所测的矿井瓦斯涌出量是矿井瓦判和区域消突的最终结果，所以，有效提高郑州地区斯抽采达标最直观的反映。因此，掌握瓦斯涌出瓦斯抽采效果，是解决郑州地区高突矿井安全生产规律，将有助于提高瓦斯抽采效果，解决矿井瓦斯涌的关键。出量过大的问题。国内外学者和专家对卸压瓦斯抽采很早就有过1邻近层瓦斯抽采原理相关研究，Wirer教授在德国鲁尔矿区的一个煤矿中对瓦斯涌出与岩层移动的关系研究发现：顶板岩层卸压瓦斯抽采是在保护层开采后，

4、其上下岩层的位移量或者变形量是和瓦斯涌出量同步的，随着以及被保护层膨胀变形、瓦斯卸压所采取的抽采方工作面的推进，采空区顶底板逐渐压实，瓦斯涌出量法。在煤层群条件下，受保护煤层采动影响，这时预也逐渐减少。根据以上分析得出，邻近层卸压区抽受采动影响的上部或下部卸压区的煤层瓦斯将会瓦斯抽采应当在岩层变形量最大、瓦斯充分卸压区大量涌出，煤层透气性系数以数量级提高。防止煤进行瓦斯抽采。另外，前苏联专家还分析了沿工作与瓦斯突出的主要原理如图I所示。面倾斜方向的卸压抽采边界，通过测定煤层瓦斯含l应力降低、煤层卸压激发突出作用减小量，发现工作面越靠近采空区一侧，瓦斯含量就越I小

5、，进一步印证了瓦斯能在卸压区释放充分，而且瓦『透气性增强瓦斯压力梯度降低斯抽采效果会更好。因此，掌握不同煤层赋存条件消除或降低j煤与瓦斯下的卸压角是非常必要的，选择合理的位置布置钻瓦斯排放出的瓦斯作用减小突出危险孔将会有效改善抽采条件，提高抽采效果。I以上国外研究内容主要集中于邻近层同一层位『煤体强度增强应力降低、煤层卸压图1防止煤与瓦斯突出的原理收稿日期：2013—11—11作者简介：安安(1984-)，男，河南临颍人，助理工程师，硕士，由于受采动影响，采空区周围裂隙发育会形成2011年毕业于河南理工大学，现从事煤矿瓦斯治理技术及瓦斯地质。形圈(图2)。这个O

6、形圈即是裂隙发育所形成的方面的研究。·63·2014年第2期中州煤炭总第218期0形圈，也是导气通道联通后所形成的0形圈。它打钻抽采瓦斯就会有的放矢，取得良好的抽采效果。是正常回采期间邻近层卸压瓦斯流向采空区的主要2郑州矿区邻近层瓦斯抽采现状通道。这一研究对指导卸压瓦斯抽采具有重要意义。郑州矿区高突矿井所采二．煤层均为构造煤，且煤层瓦斯含量较高，透气性低，属难抽采或较难抽l80采煤层，采用常规的钻孑L布置方式及参数预抽煤层150瓦斯时，往往达不到所要求的抽采效果，部分矿井瓦120斯抽采问题甚至已经成为困扰煤矿安全生产和采掘詹鸯9o接替的首要问题。目前，全国各个高

7、突矿井抽采起凶6o实践证明：在煤层群开采条件下，利用个别符合要求刊眯3o的煤层作为保护层，对被保护层卸压抽采是最有效0的瓦斯防治措施。5010o150200采空区沿走向长，m通过与高校近几年的努力，郑州地区高突矿井图2采动裂隙分布的0形圈瓦斯防治工作取得了较好的成绩，个别高瓦斯矿井也实现了保护层开采，保护层开采下的瓦斯预抽均沿走向方向的卸压区段可大致划分为开始卸取得了显著效果。其可采保护层主要为一煤组，分压、充分卸压和卸压稳定区3个区段，对应于邻近层别为：一、一、一，和一作为下保护层解放二煤或被保护煤层，瓦斯涌出也经历了3个涌出阶段，即层。一般情况下，下保护层到

8、二，煤层的距离在《防瓦斯