賀西煤礦近距離煤層開采瓦斯運(yùn)移規(guī)律及抽采方法研究.pdf

1、近距離上覆煤層開采過程中,下伏煤層應(yīng)力重新分布,因發(fā)生破碎和斷裂而產(chǎn)生大量裂隙孔隙。大量解吸瓦斯隨著漏風(fēng)流涌入采空區(qū),對上覆煤層開采構(gòu)成威脅。本文以賀西煤礦3311工作面地質(zhì)條件為背景,綜合運(yùn)用理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場試驗等研究手段,研究采動圍巖應(yīng)力分布演化過程、不同通風(fēng)方式及抽采方法下瓦斯?jié)舛燃傲鲌龇植家?guī)律,并將 Y型通風(fēng)方式應(yīng)用于工程實踐,結(jié)合瓦斯治理效果詳細(xì)分析,為相似地質(zhì)條件煤層開采提供參考。
　　賀西煤礦上覆煤層開采工作

2、面(采高2m)推進(jìn)過程中,通過數(shù)值模擬得到鄰近煤巖體的垂直應(yīng)力的變化情況。上覆煤層開采后,底板應(yīng)力分布呈現(xiàn)壓縮—卸壓膨脹—恢復(fù)的規(guī)律,并且隨著工作面向前推進(jìn)而循環(huán)出現(xiàn)。下伏煤層支撐應(yīng)力近似呈M型分布,上覆煤層開采范圍達(dá)到200m時,卸壓范圍約為120m,最大垂直應(yīng)力達(dá)到33MPa,卸壓區(qū)垂直應(yīng)力為1MPa,最佳卸壓區(qū)域在上覆煤層采空區(qū)下部。下伏煤層最大相對膨脹變形量為7.6‰,平均相對膨脹變形量為4.3‰。
　　根據(jù)賀西煤礦地質(zhì)條

3、件,針對不同通風(fēng)方式模擬獲得瓦斯分布及流場情況,得出U+高抽巷型通風(fēng)和Y型通風(fēng)為合理的通風(fēng)方式。依據(jù)工作面接替情況和地質(zhì)條件決定選用Y型通風(fēng)方式。研究得出Y型通風(fēng)在沿工作面傾向上,瓦斯?jié)舛认壬吆蠼档?最高0.5％左右,瓦斯?jié)舛茸罡咛幵谘乜樟粝镂捕?濃度為0.55%。高瓦斯區(qū)域主要集中在采空區(qū)深部,距工作面100m以內(nèi)采空瓦斯?jié)舛染S持在20%以下。
　　針對3311工作面Y型通風(fēng)的實際情況設(shè)計瓦斯抽采系統(tǒng)。綜合采用本煤層、鄰近層、

4、裂隙帶和采空區(qū)預(yù)埋管相結(jié)合的方法抽采瓦斯。通過綜合抽采后,工作面回風(fēng)濃度及沿空留巷內(nèi)的瓦斯?jié)舛?控制在0.2%-0.7%之間。工作面抽放率變化大致在30%-70%之間,平均抽放率為55%。工作面最大風(fēng)排瓦斯量達(dá)14m3/min,后期風(fēng)排瓦斯量逐漸減少,始終高于4m3/min。3311工作面開采過程中,瓦斯抽采量為814.5萬 m3,其中運(yùn)巷管路和材巷管路內(nèi)的瓦斯?jié)舛容^為穩(wěn)定,大致在6%-10%之間,采空區(qū)埋管抽采的濃度為3%左右,裂隙帶