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表2-3 边掘边抽钻孔技术参数表

钻孔直钻孔 类别 边掘边抽 β1 钻孔与巷道中心线夹角 (°) β2 β3 β4 钻孔仰角 (°) 同煤层倾100 3° 5° 7° 9° 角 94 孔深 径 (m) (mm) 注:以上技术参数只供试验参考,须根据效果考察来确定最适合的参数。

(1)钻场钻孔布置原则

1)钻场的布置应免受采动影响,避开地质构造带,便于维护,利于封孔,保证抽采效果。

2)尽量利用现有的开拓、准备和回采巷道布置钻场。 (2)钻孔与抽采管路连接

钻孔与抽采管路连接方式,见图2-6。

图2-6 边掘边抽钻孔与管路连接示意图

(3)封孔工艺

封孔工艺与预抽钻孔相同

2.4全封闭抽采采空区瓦斯

吴沟矿井老采空区瓦斯涌出量较大,是矿井主要的瓦斯来源。为了防止采空区瓦斯向矿井和采掘空间涌出,进行老采空区瓦斯抽采。在密封采空区时,打密闭墙向采空区内插管,抽采方法详见图2-7。

设计3号煤层采空区采取全封闭巷道法抽采采空区瓦斯。

采空区抽放管密闭墙采空区孔板流量计抽放支管阀 门观测管抽放干管 图2-7 全封闭采空区瓦斯抽采示意图

1)密闭墙插管抽采方法布置参数

采空区密闭墙插管抽采瓦斯,是解决采空区瓦斯向外涌出的一项行之有效的措施。它要求密闭墙密闭性好,以保证抽采瓦斯的浓度。密闭墙两端用料石或普通建筑用砖砌成,里外围墙,厚度不小于0.3m。密闭墙总厚度为2.5m,为保证密闭性,将巷道四周墙壁挖出深约0.4m的槽沟,将料石镶嵌进去,中间留有不小于1m的空间用土夯实,将瓦斯管放在密闭墙的上部。瓦斯管外口安设阀门,未抽采前将阀门关闭,以免向外泄漏瓦斯。

2)插管与主管的连接与管理

由于采空区密封性较差,瓦斯浓度不会太高,并且波动很大。为了确保整个抽采系统的瓦斯不低于安全浓度以下,插管与主管连接处

必须设阀门、节流孔板和浓度检测口,以便于及时检测抽出的瓦斯浓度和流量。

2.5半封闭抽采采空区瓦斯

半封闭采空区是指回采工作面后方、工作面回采过程中始终存在、并且随着采面的推进范围逐渐增加的采空区。由于这种采空区是和工作面通风网络相连通的,在通风压差的作用下来源于各方面的瓦斯涌入采空区后又流进工作面并经由回风流排出,当采空区积存和涌出瓦斯较大时有可能使工作面上隅角或回风流瓦斯处于超限状态,特别是当顶板冒落时引起采空区瓦斯突然大量涌出对安全生产构成很大的威胁。目前对半封闭采空区抽采瓦斯在国内外所采用的主要方式有:插(埋)管抽采、向冒落拱上方打钻抽采、在老顶岩石中打水平钻孔抽采、直接向采空区打钻抽采、顶板尾巷抽采、工作面尾巷抽采和地面钻孔抽采等。

根据矿井目前实际情况对半封闭采空区采用插管抽采法即把管路在顶板冒落之前直接预埋或砌筑于采空区内对采空区瓦斯进行抽采,为了取得较好的抽采效果,在预埋管的前端管壁上施工筛孔且在预埋时使该管尽量处于煤层顶部浓度较高的区域内。半封闭插管抽采法如图2-8所示。

采区回风巷采区运输巷采区轨道巷工作面尾巷工作面回风巷道工作面运输顺槽工作面轨道顺槽

图2-8 半封闭插管抽采法

3瓦斯抽采方法确定

经过方案比较,选定的瓦斯抽采方法,见表3-1。

表3-1 抽采方案确定

类别 本煤层 抽采 理由 备注 煤层瓦斯含量大,透气性满回采面预抽足预抽条件,同时可采前预在运输顺槽、回风顺槽 及边采边抽 抽,预抽时可增加煤层的透施工平行钻孔 气性 高位钻孔抽采(钻孔布置由瓦斯尾巷向裂隙带 邻近层瓦斯涌出量大 在瓦斯尾巷施工钻孔 内) 老采空区 已采老采空区瓦斯涌出量大 密闭内插管抽采 全封闭抽采 现空区 现采空区瓦斯涌出量大 密闭联络巷插管抽采 半封闭抽采 巷帮施工钻场打孔预边掘边抽 掘进工作面瓦斯涌出量大 抽 抽采方式 邻近层 抽采 采空区 抽采 现空区 抽采 掘进工作面抽采 4瓦斯抽采效果评价

根据国家安全生产监督管理总局2006-11-02颁布的中华人民共和国安全生产行业标准(AQ1026-2006)《煤矿瓦斯抽采基本指标》的规定,瓦斯涌出主要来源于邻近煤岩层的工作面、工作面及矿井瓦