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水平分段综放开采是急倾斜煤层充分回收煤炭资源的重要手段。瓦斯动力学迁移致灾与煤岩运移规律密切关联。针对急倾斜特厚煤层高阶段综放开采下易导致瓦斯突然急剧释放、瓦斯超限及综合治理难题,以乌东煤矿西采区安全开采为研究背景,采用理论分析、实验测试和现场试验等方法,提出了基于矿压调控的瓦斯立体抽放工艺技术,开展现场应用验证。结果表明:工作面预抽率为5.8%,回风瓦斯浓度基本保持在0.02%左右,实现了工作面安全高效生产。
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第
33
卷 第
5
期
2013
年
09
月
西
安 科 技 大 学 学 报
JOURNAL OF XI’AN UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
Vol. 33 No. 5
Sep. 2013
文
章编号
: 1672 - 9315( 2013) 05 - 0532 - 06
急斜特厚煤层综放面瓦斯运移规律与综合治理
*
张
新战
,
陈建强
,
漆 涛
,
蒋东辉
,
孙秉成
(
神华新疆能源有限责任公司
,
新
疆 乌鲁木齐
830027)
摘 要
:
水平分段综放开
采是急倾斜煤层充分回收煤炭资源的重要手段
。
瓦斯动力学迁移致灾
与煤岩运移规律密切关联
。
针对急倾斜特厚煤层高阶段综放开采下易导致瓦斯突然急剧释放
、
瓦斯超限及综合 治理难题
,
以乌东煤矿西采区安全开采为研究背景
,
采用理论分析
、
实验测试和
现场试验等方法
,
提出了基于矿压调控的瓦斯立体抽放工艺技术
,
开展现场应用验证
。
结果表
明
:
工作面预抽率为
5. 8% ,
回风瓦斯浓度基 本保持在
0. 02%
左右
,
实现了工作面安 全高效生产
。
关键词
:
急斜煤层
;
高阶段
;
短工作面
;
综放开采
;
瓦斯综合治理
中图分类号
: TD 712
文献标志码
: A
0
引 言
瓦斯的动力学迁移致灾依然
是急倾斜特厚煤层安全高效开采中面临的主要技术难题之一
[1]
。
急
斜
煤特厚高阶段综放开采是充分回收煤炭资源的重要手段
[2 - 3]
。
神华新疆能源有限责任公司是以急倾斜
( 45° ~ 87°)
特厚煤层开采为主的
典型集约化矿区
,
赋存
30
多层厚度不同
、
间距不同的急倾斜煤层
,
已建
成了以乌东矿为典型代表的年产
1 000
万吨急斜特厚煤层生产矿井
。
在高阶段水平分段短壁综放开采条件下
,
易导致瓦斯积聚并形成新
“
爆炸源
”
。
急倾斜煤层高阶段开
采
后
,
地表反复沉降伴随较大裂缝
,
形成连通地表与工作面上方空区的供氧通道
。
急倾斜煤层深部开采
工作面出现瓦斯异常
,
高阶段水平分段综放开采易导致瓦斯突然急剧释放及瓦斯超限
[4 - 6]
。2011 - 12 -
09
至
2012 - 01 - 18,+ 620
水
平
45
#
煤
层西翼工作面架后采空区垮落
,
压出有害气体
,
导致
4
人受气体伤
害
,
进风巷距工作面
50 m
的串车尾部有
3
人被气体熏倒
,
严重制约安全高效开采
。
针对乌东煤矿西采区
综放开采瓦斯综合治理问题
,
基于矿山压力调控的瓦斯立体防治思路
,
以
B
4
煤
层瓦斯治理为研究背景
,
采
用理论分析
、
室内实验和现场抽放试验等方法
,
揭示了急斜煤层综放面瓦斯运移规律
,
并设计实施综合治
理措施
,
开展现场验证
。
!"#$
水
平
图
1
乌东煤矿急倾斜特厚煤层赋存环境
Fig. 1 Heavy steep-thick coal seams geological
environment in Wudong colliery
1
急斜煤层高阶段综放面结构与煤岩运动演化特征
1. 1
急斜煤层综放面结构
乌
东煤矿西采区开采急倾斜
( 60° ~ 89°)
近距离煤层群
(
图
1)
,
煤
层普氏系数
( f) 0. 7 ~ 3. 0;
采用水平分段综放开采
,
顶板为
粉砂岩
,
底板为泥岩与粉砂岩
,
采高
3. 0 m,
放高
21. 0 m;
工作面
长
30. 0 ~ 50. 0 m,
走向长约
1 000 m,
各分层沿煤层顶底板平行
布置
2
条巷道
,
构成
“U”
型通风系统
,
风量配备约
800 m
3
/min.
如
图
2
所示为工作面与上覆采空区结构关系
,
可
以看出急倾斜特厚煤层工作面实质为有限长度的短壁工作
*
收
稿日期
: 2013 - 01 - 20
基金项目
:
新疆自治区重点技术创新项目
( 2010367)
通讯作者
:
张新战
( 1971 - )
,
男
,
新
疆阿克苏人
,
工程师
,
主要从事煤矿开采及安全技术管理与研究工作
.
DOI:10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2013.05.019
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