1 工作面概况
1320工作面位于矿井西北侧,东为未采实体煤,南为1319待掘工作面,西为1300采区三条大巷,北为1321待掘工作面。工作面设计倾斜长度966m,走向长度160m,进、回风断面均为:4.5×3.8m。该工作面采用长壁式采煤法,综合机械化采煤工艺,ZY8600/24/50型液压支架支护,一次采全高方法采煤。2 工作面回风流瓦斯浓度增大原因分析
(1)煤质致密、煤层透气性差等原因,煤层中仍吸附着大量瓦斯。(2)工作面采煤机割煤时,随着煤体的破碎,吸附在煤层中的瓦斯逐步释放至工作面,随工作面的风流带至回风流中,导致工作面回风流瓦斯增大。
(3)随着采煤工作面推进,采煤机割煤后,上部仍留有的余煤逐步进入采空区,随着采空区的跨落,余煤透气性增大,大量吸附在煤层中的瓦斯沿裂隙逐步释放,由工作面风流带至回风巷中,导致工作面回风流瓦斯增大。
3 千米钻机在采空区抽放技术中的原理及应用
3.1 千米钻机在采空区抽放技术中的原理
如图1所示,首先在工作面辅助回风巷铺设一趟¢325mm的螺旋焊管,在距工作面300米处的横贯处铺设一趟¢219mm的螺旋焊管至横贯内,在横贯¢219m摘自:毕业论文 格式www.udooo.com
m管上依次安装一个闸阀门,一个孔板流量计,一个放水器。在横贯煤壁上向工作面方向钻孔,钻孔开孔直径120mm,用聚铵脂和DN100mm的PVC管进行封孔,封好后,用4寸钢丝胶管将DN100mm的PVC管与¢219mm的螺旋焊管进行连接抽放,每3个孔一组。利用地面低负压抽放泵经回风巷¢325mm的螺旋焊管将空区瓦斯抽出,从而达到降低工作面回风流瓦斯的目的。3.2 千米钻机在采空区抽放的要求及工艺
(1)抽放钻孔的布置要求。根据工作面瓦斯涌出规律、采空区跨落周期和工作面长度160m的实际情况,在距工作面300米处的的横贯内,用VLD-1000型定向钻机布置长距离抽放钻孔。钻孔开孔高度为距底板1.8米,开孔倾角为15度的向上孔,方位角朝工作面方向(与工作面回风巷夹角为20度),开孔后利用钻机的定向功能向上打,钻孔深度达到91米时,达到煤层顶板往上20m处,(利用岩石钻头进行钻进),开始进行水平钻进。钻孔左右位移距工作面回风顺槽30,每个横贯内布置3个钻孔,钻孔直径为96mm,钻孔终孔间距8米,钻孔深度400m,钻孔正好面置于工作面采空区跨落区域上方。在距本横贯300米处的贯内按以上要求继续布置钻孔。(2)采空区抽放工艺。首先采VLD-1000型钻机在横贯内按设计要求打钻孔,成孔后用聚铵脂和DN100mm的PVC管进行封孔,(封孔长度不得小于9米)。封孔长度小于9米,会因为煤帮漏气影响抽放效果。每个孔口安装一个4寸四通,四通管的上方用高压胶管与¢219mm抽放支管进行连接,四通管的下方与放水器连接,四通管的前方安装一个阀门,每三个孔一组。横贯内的¢219mm抽放支管与辅助回风巷的¢325mm抽放主管进行连接,经总回风¢325mm抽放主管抽出地面。地面抽放泵站安装两台低负压瓦斯抽放泵(一用一备),抽放泵型号为CBF400A型水环式真空泵,该泵额定流量103m3/min,完全能够满足井下工作面采空区抽放需要。随着工作回采的推进,采空区顶板上的余煤和矸石在滞后工作面20米左右将会全部跨落至采空区,跨落高度达到20米,采空区瓦斯会穿过落矸经20米高的抽放钻孔抽至瓦斯管路后到地面,大大降低工作面采空区瓦斯瓦斯。抽放队安排人员每班对横贯内的放水器进行放水。并及时观测¢219mm抽放支管处的负压、浓度、流量等参数。待工作面回采至300米处的横贯时,本组抽放钻孔已起不到抽放效果,而下一个300米处横贯内的抽放钻孔接着对采空区瓦斯进行抽放,确保工作面采空瓦斯一直处于抽采状态,从而达到降低工作面回风流瓦斯的目的。
4 千米钻机在采空区抽放的效果分析
2011年12月上旬,该矿开始在1320工作面正式采用采空区抽放技术,效果十分明显。抽放队安排技术人员对距工作面300米处横贯内的瓦斯流量、浓度、负压测量时,发现管路负压一直保持在13~15Kpa之间,瓦斯浓度一般保持在35~45%之间,瓦斯纯量保持在4~6m3/min之间。12月份中旬,综采队采煤时,辅助回风巷的瓦斯浓度经常保持在0.6~0.8%之间。从此,该矿辅助回巷正式按回风巷进行管理,告别了按瓦斯尾巷进行管理的历史。作者简介:
张建平,男,现年32岁,山西省阳城县人,2001年毕业于山西师范大学机械电子工程专业。现在山西阳城阳泰集团竹林山煤业有限公司抽放科任抽放技术主管职务。