上保护层开采卸压被保护层抽采优化实例应用

内容摘要

保护层开采对被保护层抽采，抽采时分源管理预抽和卸压方法，分源计量、高低负压抽采，优化钻孔布置方式，沿工作面倾斜布置，提高钻孔利用率，实现高产高效。

   关键词;保护层开采  卸压抽采  分源抽采  钻孔优化  实现高产高效

前     言

新兴煤矿为煤与瓦斯突出矿井，瓦斯治理工作是我矿安全生产的重中之重，是确保矿井安全生产的前提和基础。我矿认真落实“四位一体”综合防突措施管理，坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则，优化采掘布局，合理配置开拓区、抽采区、保护层开采区和被保护层有效区。新兴煤矿主要采取综合瓦斯治理方式，且具备开采保护层条件，因此优先开采保护层。对具备开采保护层的煤层进行可行性论证，优先采取开采保护层区域防突措施，同时抽采被保护层及邻近煤层瓦斯，进行综合防治。对所有保护层开采完毕后，每50米进行两次区域验证，验证指标合格，无异常情况，区域防突措施达标。

一、工作面概况

1、煤层情况

五采区三水平左三片67层，煤层结构简单，黑灰色半亮型煤为主，沥青光泽，一般厚度1.5米，煤层倾角23°。被保护层68层

2、工作面瓦斯来源分析

67#煤层煤体瓦斯涌出主要来源于开采层的煤壁和落煤解吸的瓦斯。

68#煤层煤体瓦斯涌出主要来源于邻近层68#煤层及68#底部标志层涌出的瓦斯。

3、地质构造

工作面的构造以断层为主，在掘进过程中可能揭露小落差的断层，影响较小，无岩浆岩侵入。

4、邻近巷道    

巷道标高-480-—-516，对地表不产生影响，上部65#、66#未采，63#为采空区。

二、保护层选择

此次主要介绍五采区回采67层保护68层。67层与68层层间距16-22米，符合保护层开采条件。67层原始瓦斯含量5.6m3/t，原始瓦斯压力0.42MPa。68层原始瓦斯含量8.3m3/t，原始瓦斯压力0.78MPa。67层瓦斯储量142万m3，68层瓦斯储量220万m3。

三、钻孔设计

五采区三水平左三片67#采面瓦斯涌出主要为本煤层67#及邻近68层,68底部层瓦斯，采用仰角、本煤层、穿层底抽钻孔预抽煤层方式预抽煤层瓦斯；

1、钻场设计

利用采煤备面上、下巷及钻场进行本煤层及穿层、仰角钻孔施工，上巷仰角钻场间距60米，下巷穿层钻场间距15-30米。

2、钻孔设计及工程量

本煤层钻孔设计：

①上巷钻场内本煤层钻孔，共计施工20个钻场，每个设计施工12个钻孔，终孔间距10米，长度60-85米，预计工程量14400米。

②开切眼内本煤层钻孔，在开切眼内施工，控制二片向下100米，终孔间距10米，长度60-80米，预计工程量750米。

③下巷本煤层钻孔，开切眼向外475米本煤层钻孔在巷道内平行施工本煤层钻孔，终孔间距5米，长度60-100米，至9号钻场开始在钻场内施工本煤层钻孔，每个钻场设计施工10个钻孔，终孔间距10米，长度50-100米，预计工程量11500米。

穿层底抽钻孔设计：采用穿层底抽钻孔预抽煤层瓦斯方式，下巷每个钻场施工1组穿层钻孔，每组布置24-41个钻孔，每个钻孔必须穿过68#煤层底板标志层1米，钻孔在68#煤层走向间距5-10米，倾向间距20米，长度35-120米，预计工程量65142m。

仰角钻孔设计：采用仰角钻孔预抽煤层瓦斯方式，设计施工20个钻场，每个钻场布置14个钻孔，钻孔施工至67#煤层顶板15米，钻孔倾向间距5米，长度100-120米，预计工程量30720m。

四、分源抽采、计量

抽采计量设备选用郑州光力科技有限公司生产的瓦斯抽放监测监控系统。在采面下巷共敷设三趟抽采管路，一趟抽采前预抽，管路直径225mm，预抽瓦斯量最高达2m3/min，二趟抽采后卸压，管路直径225mm，预抽瓦斯量最高达6m3/min（采后接近采面2-3个钻场）。三趟抽采后卸压，管路直径159mm，预抽瓦斯量最高达3m3/min（采后前期钻场）。管路最高抽采量达到12m3/min。

四、预期效果及优缺点

经过超前预抽及卸压抽采，采面回采过程中无上隅角瓦斯超限情况，原煤产

量平均3.5万吨/月，最高6万吨/月，实现高产高效。抽放量增加，此地点发电量1.5万度/日。

优点是：经济适用，减少掘送岩抽巷约1200米，节省资金150万元。钻孔相对减少，抽采量增加，抽放率提高。

缺点是：现场管理难度大，抽采系统容易损坏，下巷过钻场维护不到位，采后留有通风系统。