1 7506綜放工作面概況及瓦斯來源分析
1.1 工作面基本狀況
7506工作面位于五陽礦+600m水平75采區(qū),地面標(biāo)高882.3~895.4m,井下標(biāo)高417~588m, 開采山西組下部3#煤層。煤層賦存基本穩(wěn)定,平均厚度6.45m。煤層傾角3°~5°,煤質(zhì) 為 瘦煤。3#煤層鉆孔瓦斯流量自然衰減系數(shù)為0.0767/d,百米鉆孔瓦斯極限排放量215m3 , 為難抽放型煤層。該煤層上下均無有效臨近層,屬于單一厚煤層開采。煤層無自然發(fā)火危險 。7506工作面采用低位放頂煤開采工藝,工作面控制采高2.80m,頂煤平均厚度3.65m,全部 垮落法管理頂板。采用一進(jìn)兩回E型通風(fēng)方式,其中運(yùn)回兩巷沿煤層底板掘進(jìn),運(yùn)輸巷全長1 420m,斷面13.08m2,回風(fēng)巷全長1370m,斷面11.74m2,均采用梯形工字鋼支護(hù)。瓦斯 排放巷(瓦排巷)沿煤層底板掘進(jìn),與回風(fēng)巷內(nèi)錯21m布置,斷面7.80m2,采用圓木梯形 棚 支護(hù)。工作面傾斜長度196m。由于7506工作面是進(jìn)入該礦高瓦斯區(qū)的第一個工作面,加之礦 井涌水較大,在工作面的切眼后部設(shè)有專用瓦斯尾巷和放水系統(tǒng)。
1.2 工作面瓦斯涌出情況和來源分析
?。?) 工作面瓦斯涌出情況。在7506工作面距離切眼464m處有一個落差3~10m左右的斷層, 該斷層將工作面沿走向分成了內(nèi)外兩部分。據(jù)工作面回采巷道掘進(jìn)期間的瓦斯涌出統(tǒng)計數(shù)據(jù) ,在斷層的外側(cè)瓦斯涌出量較小,當(dāng)開掘到斷層附近時(即1040m時),瓦斯涌出量才開始 顯著增加,此后瓦斯涌出量一直較大,其絕對涌出量一般在6.0m3/min左右,最高達(dá)8.0m3/m in。由于該工作面回采巷道掘進(jìn)及設(shè)備安裝時間較長,煤壁經(jīng)長時間暴露,瓦斯已釋放了一 部分,該工作面初采時瓦斯涌出量較小,一般為4.9m3/min。當(dāng)工作面回采推進(jìn)8m后,開 始初次放頂煤,瓦斯涌出達(dá)到8.3m3/min。當(dāng)工作面回采到20m左右時,老頂斷裂,并伴隨 著初次來壓,瓦斯涌出量達(dá)到18.6m3/min,隨后瓦斯涌出量基本上在16~18m3/min左右 ,最高曾達(dá)到21.04m3/min。
?。?) 瓦斯來源分析。7506工作面屬于單一厚煤層開采,其上下均無有效的臨近層瓦斯涌出 ,因而工作面瓦斯幾乎全部來自本煤層。本煤層的瓦斯涌出主要由3部分組成,即工作面移 動煤壁瓦斯涌出、采落塊煤瓦斯涌出(包括放落煤炭的瓦斯涌出)和采空區(qū)遺煤的瓦斯涌出 。根據(jù)7506工作面投產(chǎn)以后前兩個月的觀測,工作面絕對瓦斯涌出量為18.9m3/min,其中 煤壁瓦斯涌出為5.3m3/min,占工作面瓦斯涌出總量的28%;落煤的瓦斯涌出量為4.6m3/ min,占24.4%,采空區(qū)遺煤的瓦斯涌出量為9.0m3/min,占47.6%。
2 瓦斯治理方案的確定及瓦斯抽排效果考察
7506綜放面投產(chǎn)以后,絕對瓦斯涌出量一直在16~18m3/min左右,大大超出了工作面預(yù)計 瓦斯涌〖CM(22〗出量,雖然采取了調(diào)風(fēng)措施,使回風(fēng)巷的風(fēng)量達(dá)到1200m3/min,瓦排巷風(fēng)量達(dá)到470m3/ min,但工作面上隅角、回風(fēng)巷和瓦排巷的瓦斯?jié)舛热匀怀^有關(guān)規(guī)定。為了保證安全生產(chǎn) ,不得不采取限產(chǎn)措施,工作面生產(chǎn)被迫由原來的每日4個循環(huán)調(diào)整為1個循環(huán)。雖然采取 了這些措施,但在割、放煤過程中,上述地點的瓦斯涌出量還是超限,仍然無法保證正常生 產(chǎn)。經(jīng)過對礦井通風(fēng)系統(tǒng)的分析認(rèn)為,進(jìn)一步增大工作面風(fēng)量的可能性已很小,因此決定采 取瓦斯抽放的措施,建立局部瓦斯抽排系統(tǒng),以便從根本上解決該工作面的瓦斯問題。
(1) 抽排方案的確定。7506綜放面 采空區(qū)瓦斯涌出量占到了工作面瓦斯涌出總量的47%左右,這種情況的出現(xiàn)主要?dú)w結(jié)于兩 方面的原因:首先是五陽礦進(jìn)入+600m水平開采以后,礦山 壓力較大,工作面頂板破碎,維護(hù)困難,造成了頂煤放煤無法正常進(jìn)行,從而使大量的塊煤 遺留在采空區(qū)。其次,五陽礦3#煤層塊煤的瓦斯放散速度低,而瓦斯涌出衰減卻很快。