石华 王召阳
河南平宝煤业有限公司首山一矿 河南许昌 461714
摘要：基于高位巷采空区的瓦斯抽放技术，分析了高位巷在治理突出采煤工作面采空区高浓度瓦斯中的应用，并结合工作实际找到了高位巷抽与煤层间距相对位置的关系，有效治理了采空区高浓度瓦斯，保证了矿井突出回采工作面的安全高效。
关键词：高位巷采空区瓦斯抽放；煤层间距相对位置；研究；分析
引言
首山一矿设计生产能力240万吨/年，服务年限91.8年，于2010年7月14日通过竣工验收。在矿井瓦斯涌出来源中，回采工作面瓦斯涌出量所占比例最大，其中回采工作面瓦斯涌出量占矿井瓦斯涌出量的70%，掘进区瓦斯涌出量占矿井瓦斯涌出量的25%。在回采工作面瓦斯涌出量来源上，主要为采空区瓦斯涌出，其中采空区瓦斯涌出量占回采工作面瓦斯涌出总量的70%，如何治理采空区瓦斯是采面回采过程中瓦斯治理的重中之重。
1.高位巷封闭抽放技术
1.1高位巷的布置
己15-12070采面走向长1585m，采长260m，采面回采己15煤层，采高4.0m，工业储量202万吨；煤层倾角较为稳定，一般在3°～21°。己15-12070采面高抽巷与己15煤层顶垂距8～12米，与己15-12070采面风巷内错中对中平距20米，煤层直接顶板为中厚-厚层状泥岩、砂质泥岩，厚度3.2～6.0m，其中上部为深灰色砂质泥岩，致密；下部为砂、泥岩互层，灰色，层理发育，较破碎，易脱落，采用均采用锚杆、金属网、锚索联合支护。己15-12070采面高抽巷封闭抽放方案主要采取在高抽巷垂距利于抽放位置构筑多道密闭，实现全封闭抽放上隅角采空区瓦斯。随采面回采首先在在A、B、C、D点构筑密闭，其中D点密闭预留Ф500mm抽放管并与抽放系统对接。
图1 采面高抽巷布置剖面示意图
图2 采面高抽巷全封闭抽放平面示意图
1.2泵站装机能力
高抽巷密闭后利用地面泵站瓦斯抽放系统进行抽放，地面泵站瓦斯抽放系统：配备三台德国产PGM-3-150型箱式抽放泵，每台泵额定流量150m3/min、电机功率250KW，抽放主干管直径为500mm，三台可串联运行。抽放泵装机能力满足采空区抽放要求。根据《抽放达标暂行规定》要求，泵站的装机能力和管网能力应当满足瓦斯抽放达标的要求。备用泵能力不得小于运行泵中最大一台单泵的能力；运行泵的装机能力不得小于瓦斯抽放达标时应抽放瓦斯量对应工况流量的2倍，即：
高抽巷开抽后抽放量22m³/min，瓦斯浓度在20%，当地大气压力101kPa，抽放负压按7kPa，经验算泵站装机能力满足抽放要求。
1.3官网能力
高抽巷抽放管路内瓦斯浓度按照20％计算，管路内经济流速取12m/s，抽放管路选型按以下公式计算：d=0.1457（QC/V）0.5
式中：d——抽放管内径，m；
QC——混合抽放流量，m3/min；
则己15-12050高抽巷，抽放瓦斯量22m³/min，
d=0.1457（QC/V）0.5=0.1457×（22/12）0.5=0.197（m）
在高抽巷铺设Φ500mm管路抽放采空区瓦斯，满足瓦斯抽放需要
2．高位巷抽放采空区瓦斯与煤层相对位置分析
图4 高位巷抽排采空区瓦斯纯流量与煤层相对位置关系
3.结论
高抽巷抽放纯流量平均16.21m3/min，距己15煤层顶板垂距8.5～14.5米，风巷高抽巷瓦斯浓度在14.68～28.88m3/min，距己15煤层顶板垂距15.8～19.5米，风巷高抽巷纯流量在13.42～18.73m3/min，据此说明层间距在8～14米瓦斯抽放纯流量较高，采煤工作面上隅角瓦斯在0.15～0.3%之间，采空区瓦斯在0.25～0.42%，有效解决了上隅角瓦斯超限问题，确保了综采工作面高产高效。
参考文献：
[1]安丰华.煤与瓦斯突出失稳蕴育过程及数值模拟研究[D].中国矿业大学，2014.
[2]武福生.煤层瓦斯场理论及抽采应用研究[D].中国矿业大学（北京），2014.
论文作者:石华,王召阳
论文发表刊物:《防护工程》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/30
标签：瓦斯论文; 采空区论文; 煤层论文; 工作面论文; 高位论文; 泥岩论文; 能力论文; 《防护工程》2018年第8期论文;