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W3410刨煤機工作面瓦斯與其綜合治理技術(shù)

作者:許照春 劉金龍 倪成武  
評論: 更新日期:2010年10月20日

????1 礦井工作面概況

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曉南煤礦1980年投產(chǎn),設(shè)計生產(chǎn)能力為90t/a,經(jīng)改擴建后,設(shè)計生產(chǎn)能力為150t/a,現(xiàn)實際生產(chǎn)能力穩(wěn)定在240t/a以上,現(xiàn)有W2、 W32個采區(qū)。我礦于2002年引進法國DBT公司刨煤機系統(tǒng)在W3409工作面首次安裝使用,W3410是我礦使用刨煤機生產(chǎn)的第二個工作面。W3410工作面位于西三采區(qū)北部,南側(cè)為W3409工作面采空區(qū),北側(cè)為W3411工作面(尚未開拓),西為W3二期412工作面(尚未開拓),東部以F 23-1號斷層為界與西三采區(qū)二期相鄰;下部為72號煤層,層間距在2630m之間,上部為2號煤層(不可采)。該工作面走向長795m,傾斜寬215m。工作面開采的是42號煤層,煤層厚度1.032.5m,平均1.77m,東部薄,向西逐漸增厚。煤層傾角10°,煤質(zhì)為長焰煤。絕對瓦斯涌出量為30 m3/min,煤塵具有爆炸性,“U”型通風方式,全部陷落法管理頂板。

????2 W3410
回采工作面瓦斯涌出特點

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通過對W3410工作面的現(xiàn)場測定和計算,可以得出工作面瓦斯的涌出特點。

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1)上隅角瓦斯偏高。刨煤機工作面由于采高小,工作面通風斷面相對綜采面要小得多,工作面后方存在著一定的漏風。通過實測,工作面中部風量只有回風順槽風量的70%~80%,說明工作面向采空區(qū)的漏風量是很大的。工作面落煤及煤壁的涌出的瓦斯一部分很快被新鮮風流沖淡、稀釋,一部分隨漏風流涌入到采空區(qū);同時,遺煤及鄰近圍巖的瓦斯也積存于采空區(qū)中。采空區(qū)內(nèi)的瓦斯在雷諾數(shù)很小的層流狀態(tài)下,隨漏風流運移積聚在工作面上隅角一帶,造成上隅角處瓦斯?jié)舛绕摺?/span>

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2)采空區(qū)瓦斯涌出量較大。在采動應(yīng)力影響下,采空區(qū)2側(cè)煤層(煤柱)破壞后釋放出的瓦斯(呈緩慢涌出狀態(tài))涌入工作面采空區(qū),一般認為應(yīng)力影響區(qū)在工作面以外的1525m內(nèi);上鄰近層瓦斯隨頂板冒落破壞后,沿頂板卸壓角以外的冒落帶、裂縫帶、彎曲下沉帶急劇涌入工作面采空區(qū);下鄰近層其三向應(yīng)力狀態(tài)變?yōu)槎驊?yīng)力狀態(tài),根據(jù)材料力學(xué)原理,就要向上產(chǎn)生應(yīng)變,產(chǎn)生彎曲破壞(表現(xiàn)為底鼓),其吸附狀態(tài)下的瓦斯就會解吸成游離狀態(tài)下的瓦斯,涌入工作面采空區(qū)。可以認為:工作面的瓦斯來源有3個:開采層、鄰近層和采空區(qū)遺煤。由于生產(chǎn)過程中鄰近層和遺煤瓦斯均是通過采空區(qū)涌向工作面的,因此,可以認為工作面的瓦斯涌出來源分為2個:開采層和采空區(qū)。

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根據(jù)W3410刨煤機工作面老頂初次垮落前后的瓦斯涌出量實測資料計算:開采層的瓦斯涌出量為15.48 m3/min,占工作面瓦斯涌出量的51.65%,采空區(qū)瓦斯(鄰近層和采空區(qū)遺煤)涌出量為14.49 m3/min,占工作面瓦斯涌出量的48.35%。

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