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根据工作面煤体应力及瓦斯压力变化规律,卸压带内煤体瓦斯压力下降、透气性系数增大,是进行瓦斯抽放的最佳区域。根据卸压带瓦斯浓度的变化,结合残余瓦斯压力的变化趋势,确定卸压带的宽度。以余吾煤矿N1102工作面为例,采用主动测压法进行残余瓦斯压力测定,根据测定结果并结合钻孔瓦斯浓度,确定该工作面的卸压带宽度为22m,根据测量值进行了卸压带瓦斯排放钻孔的设计和施工,有效减小了回采工作面的瓦斯涌出量及回风流瓦斯浓度,降低了工作面瓦斯突出的危险性。
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高瓦斯回采工作面卸压带瓦斯治理技术研究
李 云
,
冷 超
,
刘 垒
(
山
西潞安集团 余吾煤业公司
,
山西 长治
046103)
[
摘 要
]
根据工作面煤体应力及瓦斯
压力变化规律
,
卸压带内煤体瓦斯压力下降
、
透气性系
数增大
,
是进行瓦斯抽放的最佳区域
。
根据卸压带瓦斯浓度的变化
,
结合残余瓦斯压力的变化趋势
,
确定卸压带的宽度
。
以余吾煤矿
N1102
工作面为例
,
采用主动测压法进行残余瓦斯压力测定
,
根据测
定结果并结合钻孔瓦斯浓度
,
确定该工作面的卸压带宽度为
22m,
根据测量值进行了卸压带瓦斯排放
钻孔的设计和施工
,
有效减小了回采工作面的瓦斯涌出量及回风流瓦斯浓度
,
降低了工作面瓦斯突出
的危险性
。
[
关键词
]
卸压带
;
瓦斯治理
;
残余瓦斯压力
;
透气性系数
[
中图分类号
] TD712. 6 [
文献标识码
] B [
文章编号
] 1006-6225 ( 2015) 05-0077-03
Methane Prevention of Pressure-released Zone in Mining Face with High-methane
[
收
稿日期
] 2015 - 01 - 20
[DOI] 10. 13532 / j. cnki. cn11 - 3677 /td. 2015. 05. 021
[
作
者简介
]
李 云
( 1986 - ) ,
男
,
山西长治人
,
助理工程师
,
硕士
,
现主要从事矿井通风与瓦斯防治方面的工作
。
[
引用格式
]
李 云
,
冷 超
,
刘 垒
.
高瓦斯回采工作面卸压带瓦斯治理技术研究
[J] .
煤矿开采
,2015,20 ( 5)
: 77 - 79,10.
回
采工作面的瓦斯来源主要有煤壁瓦斯涌出
、
工作面落煤瓦斯涌出及采空区瓦斯涌出
[1]
。
随
着
采煤技术的不断发展
,
机组割煤速度加快
、
采煤落
块变小
,
瓦斯涌出量不断上升
。
最大程度预抽工作
面备采煤体瓦斯可有效减少落煤瓦斯涌出量
,
是治
理工作面瓦斯的关键
。
工作面前方煤体受采动影响
,
应力发生重新分
布
,
可将其分为卸压区
、
集中应力区和原岩应力
区
[1]
。
卸
压区内煤体瓦斯压力下降
,
透气性系数
增大
,
是进行瓦斯抽放最佳区域
。
林柏泉
、
周世宁
应用弹塑性力学理论
,
探讨了煤巷卸压带对煤与瓦
斯突出的作用机理
[2]
。
宋
振骐
、
谢广祥等人从工
作面支撑压力方面对卸压区进行了研究
[3 - 5]
。
李
学
臣
、
付江伟
、
廖志强等人结合工作面卸压带宽度对
瓦斯抽放技术进行了研究
[6 - 9]
。
卸
压带宽度的确定
对卸压区瓦斯抽采具有重要的意义
。
1
卸压带理论
受煤层开采影响
,
工作面前方煤体应力发生重
新分布
。
通常可将其分为
3
个区域
:
卸压区
、
集中
应力区和原岩应力区
。
各区域内煤体的应力
、
瓦斯
压力都呈现不同变化特征
,
如图
1
所示
。
( 1)
卸压区 该部分为工作面煤体自由面
,
最先发生变形
,
裂隙不断扩张
,
岩体强度显著下
降
,
应力向回采方向煤体内部转移
,
故称之为卸压
区
。
在卸压区中煤体透气性系数增大
,
瓦斯压力较
低且梯度比较平缓
。
图
1
工作面煤体应力及瓦斯压力变化规律
( 2)
集
中应力区 随着煤壁不断变形
,
深部
煤体承受压力增大
,
产生应力集中
。
该部分煤体密
实度增大
,
透气性系数随之降低
,
瓦斯得不到释
放
,
压力增大
。
( 3)
原岩应力区 该部分煤体离工作面较远
,
不受工作面采动影响
,
煤体仍处于原岩应力状态
。
该部分煤体内
,
瓦斯压力及透气性系数处于稳定状
态
。
卸压区煤体强度低
,
受集中应力区瓦斯压力作
用大
,
容易发生煤与瓦斯突出
。
合理确定卸压带宽
度
,
充分利用其透气性系数大的特点
,
进行瓦斯预
抽是预防瓦斯突出及解决工作面瓦斯涌出的关键
。
2
卸压带宽度测量技术原理
根据卸压带理论
,
进入卸压带煤层瓦斯压力开
始下降
,
透气性系数增加
,
瓦斯浓度和瓦斯涌出量
逐步增大至最大值
,
随后经过一定时间抽采后会逐
77
第
20
卷
第
5
期
(
总第
126
期
)
2015
年
10
月
煤 矿 开 采
COAL MINING TECHNOLOGY
Vol. 20No. 5 ( Series No. 126)
October 2015
中国煤炭期刊网
www.chinacaj.net
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