急倾斜厚煤层瓦斯抽采技术研究与应用

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我国的煤炭资源储量丰富,煤层中富含的瓦斯资源也相当可观。我国的煤炭资源埋藏普遍较深,几乎所有的煤矿都是采用井工开采。在开采煤炭时就会面临瓦斯问题,而瓦斯抽采既可以满足矿井安全生产的需要,又可以为我们提供洁净的能源。新疆的煤炭资源约占全国的40.6%,而其中大部分煤层的倾角都很大。新疆豫新公司大黄山煤矿属于急倾斜厚煤层高瓦斯矿井,本文基于该矿对急倾斜厚煤层的瓦斯抽采技术进行了研究与探讨。  该论文研究了煤的空隙裂隙特征及瓦斯在煤层中的贮存特征,引入多孔介质的概念,对瓦斯在煤层及采空区中的运移规律进行了研究,煤层的孔隙率大小及采空区的空隙、裂隙发育程度都将直接影响到瓦斯抽采的效果,同时也探究了在U型通风条件下,采空区瓦斯的富集特征,为瓦斯抽采提供了理论依据。对+735采面煤岩的进行实地取样,并进行力学实验分析,为探究采空区上覆煤岩的垮落特征和顶板的控制以及接下来确定试验区域顶底板“三带”分布的数值模拟提供了数据支持。根据收集的矿井地质资料和试验区采面煤岩样的力学分析结果,建立了数学模型,并使用Flac软件进行模拟运算,得出了采空区冒落带的高度为10m,裂隙带高度约为29m。从大黄山矿井的实际情况出发,对该矿井瓦斯抽采的必要性及可行性进行了研究,建立了适于该矿的瓦斯抽采系统,即巷道掘进期间采用交替迈步式挂耳钻场预抽前方80米范围内待掘煤体,解决掘进期间瓦斯问题,在回采前,在已掘巷道向本煤层布置顺层瓦斯抽采钻孔,覆盖采面的所有区域,并针对该煤层渗透性差的特点采用高负压低流量的抽采办法。回采期间,对工作面上隅角瓦斯实施插管抽采,并通过邻近煤层中巷道向采空区打穿层钻孔抽架后30m的采空区及老空区瓦斯。实施上述基本措施后,+735工作面工作面的瓦斯涌出量明显减少,最低至4m3/min左右,上隅角瓦斯浓度维持在0.4%-0.6%之间。工作面瓦斯得到了有效治理,+735采面瓦斯回采率达到59.17%。
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