水帘洞煤矿瓦斯治理方案1

水帘洞煤矿安全整治瓦斯治理方案

新汶矿业集团水帘洞煤矿

2010年12月

一、 矿井瓦斯赋存及突出危险性分析

水帘洞井田面积5.52km2，主采侏罗系4号煤层，煤层平均厚度12.2m，煤质为低中灰分、中高挥发分、低硫、高热值煤，还有低磷、热稳定性和抗碎强度均优，属31号不粘煤。煤层有自燃发火倾向，煤尘有爆炸危险性，矿井瓦斯主要以甲烷为主，矿井瓦斯储量为64350万m。矿井生产系统改造设计按高瓦斯矿井管理，水文条件较为简单，根据扩大区巷道实际探明，井田西部地质条件较为复杂。

水帘洞煤矿东区生产时瓦斯涌出量较低，但随着西区的开拓，矿井瓦斯涌出量明显增大，采用分源预测法回采3801工作面时相对瓦斯涌出量为8.4m3/t，绝对瓦斯涌出量为23.3m3/min；掘进工作面绝对瓦斯涌出量为2.17m3/min；采用统计法预测矿井绝对瓦斯涌出量为37.1—43.5 m3/min。2009年5月，水帘洞煤矿和安徽理工大学合作进行《水帘洞煤矿瓦斯治理技术研究》，对4号煤层的瓦斯参数进行了测定瓦斯含量为9.43m3/t〃rad，透气性系数0.41m2/MPa2·d。，钻孔瓦斯流量衰减系数平均为0.033d-1。本区4号煤层厚度较大，顶板泥岩较厚，瓦斯封闭性好，因而瓦斯含量较高。

二、 现有瓦斯治理手段

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2009年陕西省煤炭工业局批复水帘矿为高瓦斯矿井，鉴定时矿井绝对瓦斯涌出量为53.22 m/min，相对瓦斯涌出量为17.69m/t。为了确保安全生产，同时也根据瓦斯抽采设计要求，矿井建立了瓦斯抽放系统，2008年3月，安装了4

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套BWY85/110型瓦斯抽放泵（主要技术参数为：型号：BWY－85；电机功率：110KW、电压：380/660；水环真空泵：SK－85；最大排气量：85 m/min；极限真空度：14.67KP；耗水量：240m3/min），两台工作两台备用，日瓦斯抽排量30000立方米以上。2009年合计瓦斯抽放总量为734.4万立方米。

2010年2月2日地面瓦斯抽放系统投入运行，2010年9月13日地面永久瓦斯抽放泵站挪移至新风井工业广场投入运行。瓦斯抽放泵型号为2BEC72型，额定功率为710kw，额定流量为510 m/min，两开一备，主管路采用Φ630mm与Φ450mm的PVC管路，管路总长度6040米。分支管路为Φ450mm、Φ200mm，主要敷设于3801轨道顺槽（Φ450mm抽放管路用于隅角及高位钻场抽放）与3807两顺槽。3801本煤层抽放采用原敷设的Φ200mm瓦斯抽放管。地面瓦斯抽放系统运行后，采掘工作面瓦斯抽放全部由地面大泵负担，井下移动泵停止运转。地面瓦斯抽放泵投入运行后，管道内瓦斯抽放量平均为370 m/min，瓦斯浓度为9.4%左右，抽放纯量为34.8 m/min。矿井总回瓦斯浓度由0.70%下降至0.30%。3801工作面瓦斯抽放率为69.5%，矿井抽放率达到66.1%。地面瓦斯抽放系统的运行，使矿井瓦斯抽放能力大幅度提高，为矿井综合瓦斯治理及工作面高位抽放奠定了基础。

近年来我们不断研究探索新的瓦斯治理方法，并根据采掘实际情况分别制定了瓦斯治理方案。

1、综放3801工作面瓦斯治理

一是采用采前预抽与边采边抽相结合的方式对工作面瓦斯进行本煤层未卸压抽放，钻孔为上下两巷交叉布置，钻孔

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间隔距离为3米，瓦斯涌出量较大地点加密为1米。钻孔覆盖长度占工作面总长度的90%，终孔位置在煤层顶板以上0.5米。钻孔布置图如下：

工作面轨道顺槽 3m 900 工作面运输顺槽 900 钻孔布置图

3801综放工作面上下巷均敷设抽放管路，施工本煤层瓦斯抽放钻孔，管路最初总长度3836米，管径全部为8寸（Φ200mm）。3801工作面两顺槽截至2010年7月20日止，本煤层瓦斯抽放钻孔全部完成，共计施工钻孔1364个。全部合管抽放，工作面推采掉钻孔1097个，现在抽放267个。目前，3801工作面钻孔基本全部覆盖，每个钻孔抽放时间能够保证6个月以上。

二是采用高位钻孔对工作面采空区进行瓦斯抽放，解决了工作面回风隅角瓦斯治理难题，效果显著，瓦斯治理取得了重大进展。2010年2月，在3801工作面进行了第一组高位钻孔瓦斯抽放实验，钻孔共计6个，覆盖面积为工作面隅角向下60米，从实验的情况来看，钻孔内平均瓦斯浓度为41.26%，总流量为14.3 m/min，抽放纯量一般在6m/min左右，最高时日抽出量达到15000m，平均日瓦斯抽出量8000 m以上。对工作面隅角瓦斯及老空区瓦斯起到了很好的治理作用。

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