杨柳煤矿瓦斯治理汇报材料414

2018.4杨柳煤矿瓦斯治理汇报材料一矿井概况矿井位于位于安徽省淮北市濉溪县孙疃镇，向东北距宿州市约21km，北距淮北市约50km，交通便利；井田南北长约9km，东西宽3～9km，面积为60.2km2；矿井2011年建成投产，设计能力为180万t/a，核定生产能力为151万t/a，现实际年产量在150万t左右。矿井位置、开采范围及生产能力煤层赋存矿井煤炭资源储量丰富，但煤层赋存条件、开采技术条件较为复杂，矿井主采煤层为32、82、10煤层，10煤层为发育稳定的中厚煤层，全区可采；32、82煤层为发育较稳定的中厚煤层，大部分可采，煤层煤类较多，以1/3JM为主。矿井采用立井、石门开拓方式，全井田划分为一水平分区上下山开采，一水平标高为-569m，目前矿井生产采区均处于一水平，采掘工作面均采取综合机械化开采工艺。矿井开拓开采情况地质构造井田内地质构造复杂，主要以断裂构造最为发育，岩浆岩也较为发育。井田内现有落差20m以上断层累计19条，其中断层落差大于100m的断层10条，落差50～100m的断层4条，落差20～50m的断层5条；岩浆岩侵入的范围较广、层位较多，最大厚度可达167m。瓦斯赋存10煤层瓦斯压力最大2.65MPa，煤层瓦斯含量最大13.01m3/t；10煤层吸附常数a为19.0445m3/t，b为0.9521MPa-1，瓦斯吸附能力较强；10煤层的坚固性系数为0.56；煤层透气性系数为2.8×10-2m2/MPa2.d；10煤层孔隙率平均为9.8%，瓦斯放散初速度值为20ml/s。矿井灾害程度严重，是一座“水、火、瓦斯、煤尘、顶板、冲击地压”六害俱全的矿井，尤其是瓦斯灾害程度较为严重，是安徽省瓦斯灾害最为严重的矿井之一；自建矿以来共发生煤与瓦斯突出事故4起。其中2009年12月27日北翼回风大巷炮后发生发生岩石小型突出（迎头仅有厚度约为100mm的煤线），突出岩石约45t，瓦斯约368m³；10414机、风巷施工过程中发生过3次瓦斯动力现象；2011年7月17日，首采工作面10414面2#地面钻井发生喷孔现象，喷出瓦斯量约16.6万m³。瓦斯灾害情况二瓦斯治理理念、思路及目标瓦斯治理理念瓦斯事故是可防、可控、可避免的；只有不到位的措施，没有治不了的瓦斯；树立“瓦斯为天、超前防范、综合治理、措施有效”的理念。积极实施保护层开采，不断提高区域预抽效果；坚持以瓦斯治理工程先行为前提，以技术创新为动力，以系列化装备为保障，不断丰富瓦斯治理手段，完善瓦斯治理模式；坚持煤与瓦斯共采、抽采与利用并重。瓦斯治理思路坚决做到不采突出面、不掘突出头，杜绝瓦斯灾害事故，实现采掘工作面瓦斯零超限；丰富瓦斯治理手段，进一步解放生产力，加大瓦斯综合利用，实现矿井安全高效发展；通过技术创新达到瓦斯治理好、快、省，实现抽采系统规范化、抽采管理精细化、抽采与利用信息化、抽采与利用最大化。瓦斯治理目标三区域综合防突措施区域突出危险性预测煤层瓦斯参数测定主要包括煤层瓦斯压力P、煤层瓦斯含量W、瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数值、工业分析、吸附常数等参数的测定分析，除煤层瓦斯压力在现场测定以外，其余瓦斯参数测定均在淮北杨柳煤业有限公司实验室内完成。按照“前瞻、规范、准确、够用”的原则，开拓巷道垂深每增加50m、走向300m至少测定一组煤层瓦斯压力、瓦斯含量。每处测试地点均布置2个测试钻孔，取最大值为测定结果。区域突出危险性预测施工流程：钻孔开孔→施工至预见煤5m前换压风→施工至见煤点提钻→换取芯钻头及取芯管取煤芯→取芯结束→煤样封入煤样筒井下解吸→下测压管至煤层→注浆→测压；钻孔施工要求：采用φ127mm刮刀钻头开孔钻进至2m时提钻，换φ94mm复合片钻头钻进至预见煤5m前换压风，提前联系瓦斯办，防突员到达现场后，方可继续钻进，施工至见煤点提钻，换φ75mm取芯钻头+φ73mm岩芯管钻进取煤芯，取芯结束后提钻，煤样及时封入煤样筒中井下解吸，钻孔全程下测压管。测试钻孔施工区域突出危险性预测煤层瓦斯含量测定时序图瓦斯含量测定过程煤样状态取样过各程时刻煤样解吸时间t常压吸附瓦斯含量Wc粉碎解吸瓦斯含量W3二次煤样粉碎煤样总重G及二次煤样G1、G2称量粉碎前自然解吸瓦斯含量W2地面解吸瓦斯含量W22地面实验室常压解吸井下及时进行30min解吸关闭煤样筒阀门升井井下解吸瓦斯含量W21损失瓦斯含量W1煤样封入密封装置煤样完全暴露解吸时间t3取样过程煤样解吸时间t2孔底暴露煤样解吸时间t1煤样完全暴露于空气中封入煤样筒后开始解吸时刻取样取满结束取样时刻取芯管送入孔底钻进开始取样时刻煤样逐渐剥落并暴露煤样处于原始赋存状态未解吸孔底煤样开始暴露钻孔开孔到预定深度时刻区域突出危险性预测DGC装置测定煤层瓦斯含量流程图井下取煤芯井下测定30min煤芯瓦斯解吸量W21地面测定煤芯瓦斯解吸量W22煤芯秤重、选取二次粉碎煤样推算粉碎前自然解吸瓦斯量W2粉碎自然解吸瓦斯量W3损失瓦斯含量W1可解析瓦斯含量Wm煤层瓦斯含量W常压吸附瓦斯量Wc测定区域突出危险性预测测试钻孔封孔注浆封孔：连接三根6分PE花管，将测压管进气室捆绑在花管一侧，下入孔内，花管后安装一个三通，连接6分PE管下入孔内，并每隔二米将黑色测压管与白色返浆管捆绑，以防止下入孔内时，测压管脱落（白色返浆管每节必须用胶水抹均），直到将测压管进气室下入煤层内，将返浆球阀安装在返浆管末端，下入6分注浆管，然后用水泥将孔口封堵严实；密封注浆：测压套件下好后，孔口用快速水泥密封，进行密封注浆；准备好注浆设备及注浆材料，按要求将管路连接到位，打开注浆管阀门和返浆管阀门进行注浆，直到返管返出浆液，先关闭注浆泵，再关闭返浆阀和注浆阀。压力观测和记录：安装结束后，三天内每班、之后每天安排人员观察瓦斯情况，并按要求记录数据，定期对钻孔内压力进行少量释放，观察导气管路通畅情况和含水情况，保障测压数据记录准确及时。区域突出危险性预测测试钻孔封孔注浆图注浆管返浆管测压管进气室花管三通孔口封堵水泥煤层拌浆桶注浆泵混合器、压力表清水桶区域防突措施区域防突措施是指在突出煤层进行采掘作业前，对突出煤层较大范围采取的防突措施；我矿目前主采10煤层区域防突措施为穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯和顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯；后期主采82煤层区域防突措施采取开采下保护层（10煤层）。区域防突措施区域防突措施下保护层开采（82煤）穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯（10煤）顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯（10煤）区域防突措施—开采下保护层10煤层作为82煤层下保护层工作面，保护层工作面回采期间主要采用的瓦斯抽采模式：即地面钻井抽采、高位上向拦截钻孔全覆盖抽采、高位钻孔、斜角钻孔、采空区埋管抽采等措施。下保护层工作面瓦斯抽采模式图卸压瓦斯抽采工作面瓦斯抽采高位、斜角钻孔抽采采空区埋管10煤层采空区高位上向全覆盖拦截钻孔地面抽采井82煤层机风巷顺层钻孔区域防突措施—开采下保护层82煤层地面钻井瓦斯抽采10煤冒落带上边界10煤层82煤层81煤层71煤层200m200m地面采动井走向间距为200m；采动井终孔位置位于10煤层底板，第一个地面采动井距工作面开切眼40m。地面钻井瓦斯抽采地面采动井走向间距为200m；采动井终孔位置位于10煤层底板，第一个地面采动井距工作面开切眼40m。区域防突措施—开采下保护层地面钻井瓦斯抽采地面钻井风巷81煤82煤机巷区域防突措施—开采下保护层拦截钻孔抽采拦截钻孔主要作为被保护煤层卸压瓦斯拦截抽采措施，并能有效防止被保护层卸压瓦斯通过工作面开采后的裂隙通道进入保护层回采工作面，造成瓦斯超限；钻孔间距选择不大于30m为宜，且要求当前一组钻孔在进入工作面冒落带前，后一组钻孔必须实现正常抽采，钻孔压茬距离40m，拦截钻孔施工至被保护层底板下方8m处，对于被保护层瓦斯压力低于2MPa且钻孔施工期间不易发生喷孔现象的区域，拦截钻孔施工需穿过被保护层煤层。区域防突措施—开采下保护层拦截钻孔瓦斯抽采风巷机巷10煤81煤82煤区域防突措施—开采下保护层拦截钻孔瓦斯抽采风巷81煤82煤钻场区域防突措施—开采下保护层采用底板穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯，该措施从底板抽采巷钻场内施工穿煤层钻孔预抽煤层瓦斯，通过预抽煤层瓦斯，降低煤层瓦斯含量和瓦斯压力，达到区域消突的目的，掩护煤巷施工。区域防突措施—穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯底板瓦斯抽采巷及钻场施工钻场围岩注浆预抽煤层瓦斯效果考察区域性消除煤巷掘进区域的突出危险性(消除机巷、风巷、开切眼煤体的突出危险性）机巷施工风巷施工开切眼施工穿层钻孔施工钻孔封孔合茬钻孔水力冲孔分单元计量区域防突措施—穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施—穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯底板瓦斯抽采巷及钻场施工底板抽采巷布置：在距突出煤层底板法距20～30m，距煤巷水平距离为20～30m，底板巷道断面设计为（4.0m×3.2m）；钻场布置：在底板抽采巷内每间隔30～45m，垂直于底板巷布置一个5m×4.5m×3.5m的钻场。区域防突措施—穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯钻场围岩注浆由于水文地质构造因素，钻场围岩中存在大量裂隙，影响瓦斯治理效果，为提高瓦斯抽采浓度，在施工穿层钻孔前，首先在钻场内施工12个注浆钻孔，钻场裂隙特别发育或者部分区域需要重点围岩治理的，适量加大注浆孔数量。围岩治理钻孔：采用φ127mm刮刀钻头扩孔2m提钻，换φ113mm复合片钻头钻进至设计深度提钻，下6分注浆管（焊接φ19mm直通）1.5m及6分注浆软管1m，用速凝水泥封堵严密牢固；分两次注浆，首先由6分软管注浆，6分注浆管返浆；待凝固后再由6分注浆管进行注浆，速凝膨胀封孔剂水灰比不低于1.5：1，6分注浆管注浆为带压注浆，注浆压力不低于4MPa，稳压时间为5分钟。区域防突措施—穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯钻场围岩注浆设计图1075机抽巷钻场注浆孔设计平剖面图1m1m中心线开孔示意图4.5m注：1、方位角以钻场方向为0°基准角；2、注浆孔终孔间距8-10m。钻孔直径94mm,每个钻孔必须严格按照设计施工，如钻孔提前见煤及时停钻汇报；施工时规范安装使用防喷装置；3、按深孔注浆施工要求进行注浆,注浆提前一个小班通知项目部调度。10m1075机抽巷1075机抽巷钻孔设计平面图钻孔设计剖面图煤层10m设计参数孔号倾角孔深左左左左左左方位右右右右右右钻场区域防突措施—穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯钻场围岩注浆图注浆工序：下6分注浆管（焊接φ19mm直通）1.5m及6分注浆软管1m，用速凝水泥封堵严密牢固；分两次注浆，首先由6分软管注浆，6分注浆管返浆；待凝固后再由6分注浆管进行注浆，速凝膨胀封孔剂水灰比不低于1.5：1，6分注浆管注浆为带压注浆，注浆压力不低于4MPa，稳压时间为5分钟。煤层注浆焊管长1.5m钻场水泥封堵注浆焊管长1m6分注浆管（焊接φ19mm直通）6分注浆软管区域防突措施—穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯穿层钻孔设计钻孔设计：在钻场内向煤层施工6-7排穿层抽采钻孔，钻孔轴向间距设计为5m，钻孔成5m×5m网格式布置。钻孔直径113mm，终孔进入10煤层顶板0.5m，保护范围巷道两帮不小于15m。15m15m15m15m机巷风巷掩护机巷钻孔掩护风巷钻孔底板巷相邻区段底板巷区域防突措施—穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯穿层钻孔施工及钻孔水力冲孔施工流程：钻孔开孔→安装防喷抽采装置→穿过煤层至顶板0.5m→水力冲孔→验收提钻→下PE管封孔→注浆→合茬→抽采；钻孔施工要求：采用φ133mm刮刀钻头开孔2m提钻，规范安装、使用防喷孔抽采装置；换φ113mm复合片钻头钻进至煤层顶板0.5m处，提钻至见煤点后1m处开始进行水力冲孔（分段旋转冲煤），冲煤时间为60min，冲出煤量装袋计量。区域防突措施—穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯钻孔封孔合茬钻孔施工结束后，下φ32mm