红岭煤矿瓦斯治理经验
永煤集团红岭煤矿位于安阳市西北38km处,中央边界式通风,主、副斜井进风,南风井立井回风,开采煤层为二1煤层厚度3.1—7.4m,煤层自燃倾向为Ⅲ类,不易自然;煤尘具有爆炸性;2009年矿井瓦斯等级鉴定为高等级瓦斯矿井,相对瓦斯涌出量26.22m3/t,绝对瓦斯涌出量29.90m3/min。近年来,随着矿井瓦斯涌出量的不断增加,瓦斯成为威胁矿井安全生产的突出问题,红岭煤矿根据矿井实际情况采取了一系列的瓦斯质治理措施,取得了较好的效果,先将瓦斯治理经验总结如下:
一、多措并抽,实现矿井安全生产
(1) 采煤工作面本煤层平行钻孔预抽瓦斯。。在工作面准备期间,随着工作面上下顺槽掘进,在工作面上下顺槽沿倾向施工平行钻孔,上下顺槽钻压差不少于20m,钻孔抽放半径为1m,对工作面前端30m内的煤体施工网格钻孔进行强化抽放。
(2) 巷道正前预抽。当掘进工作面回风流平均瓦斯浓度查过0.4%时,在工作面正前施工扇形孔,对掘进工作面前方(包括巷帮)煤体记性条带式预抽,每循环预留不少于5m的超前距。
(3) 高位钻场抽放。为解决采煤工作面上隅角瓦斯管理难题,该矿在工作面上设计高位钻场,沿煤层顶板设计钻孔对裂隙带进行抽放,每个钻场布置8各钻孔,控制带为工作面上安全口往下4---40m内,高度距离煤层顶板5---25m,有效解决了回采工作面瓦斯涌出及采空区上部瓦斯积聚。
(4) 上隅角埋管抽放。根据该矿放顶煤的采煤方法,为了使上隅角瓦斯得到更好的治理,又在工作面上隅采用“H”型埋管方式直接在上隅角埋设管路进行抽放,基本杜绝了采煤工作面局部瓦斯出现临界状态的现象目前上隅角瓦斯浓度在0.4%左右。
(5) 采空区抽放。该矿在15101孤岛工作面回采期间,采用了在上下巷分别向上下两个已采工作面的采空区打孔进行采空区抽放,不进为地面发电站提供了充足的能源,还防止了采空区向15101泄露瓦斯,对15101工作面上隅角的瓦斯治理起到了很好的作用。
(6) 局部瓦斯充填法治理。由于工作面高位钻场内空间较大,容易积聚瓦斯,给回采工作面带来很大难度,该矿先后采用“罗克休”“卡弗尼”“凝胶”分段充填高位钻场,解决了工作面回采过钻场时瓦斯涌出不均衡的问题,保证安全生产。
(7) 瓦斯愁烦效果。由于该矿在瓦斯治理上采取了多项有效措施,瓦斯抽放效果显著,为工作面实行综合机械化采煤提供了先决条件。2009年红岭煤矿首个综采工作面15101工作面在只有600m3/min风量的情况下月最高产煤8万吨,工作面瓦斯浓度0.3%---0.4%,目前该工作面杜绝了瓦斯超限现象。
二、以发电粗抽放,以抽放保安全
红岭煤矿2008年建成地面抽放泵站,安装另外2台130m3/min的2BEC42型抽放泵。2009年3月地面瓦斯发电厂进行并网发电,地面电厂安设了4台500GF1-3RW瓦斯发电机组,2009年共利用瓦斯129.87万立方米,月发电量最高达到42万千瓦时,走上了以发电促抽放,以抽放保安全的综合利用之路。
三、增加投入,提高抽放能力
(1) 从原来的2台20m3/min的YD-Ⅳ型移动式抽放泵,发展到现在的6台ZWY60-90和SKA-353型井下移动式抽放泵。目前,矿井的抽放能力有了明显的提升,由2004年的204万立方米,提高到2009年的585万立方米,矿井的抽放效率也由原来的18.94%逐步提高到现在的44%。
(2) 采掘工作面由以前的管径100mm不足1000米的抽放管路发展到现在的管径200mmPVC抽