8101工作面俯孔排水排渣工艺应用

总第178期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2014．06．0168101工作面俯孔排水排渣工艺应用赵永刚(潞安环能股份公司王庄煤矿，山西长治046031)摘要：针对王庄煤矿8101综采大采高工作面钻孔施工的现状，研究并实施了俯孔排水排渣工艺，使工作面本煤层钻孔抽采纯流量由1．08m／min提升到3．54m／min，极大地保证了该工作面安全开采，取得了明显的经济和社会效益。关键词：大采高工作面；俯孔排水排渣；工艺中图分类号：TD712文献标识码：B文章编号：1005—2798(2014)06—0049—02目前煤矿钻孔工艺主要有湿式和干式两种，由于湿式钻孔具有污染小、排渣快、能够穿透构造、安全性高等优点．得到越来越多的使用。但湿式钻进俯孔时孔中一般存有大量的水和煤渣．影响抽采效果。因此，如何有效地排出俯孔内积存的水和渣成为高效抽采的一大难题。针对该问题，就8101工作面钻孔施工现状采用压风排水排渣工艺。1工作面概况王庄煤矿位于山西省长治市郊区．设计年产量为710万t／a，矿井现主采3号煤层，其厚度平均为6．3m，全区可采。8101综采工作面作为王庄煤矿第一个大采高工作面，煤层厚度平均为6．3m，煤层倾角为3～7。，煤层厚度稳定。该工作面位于东史村背斜和西史向斜之间，整体为一向西南方向倾斜的单斜构造。该工作面标高为450—550m。工作面运巷倾斜长936m(可采长度546rn)、风巷倾斜长度为866m(可采长度546m)，走向长为270m。采用倾斜长壁、后退式综合机械化采全高全部垮落采煤法。该工作面在回采过程中，一般涌水量在80～100m。／h，最大涌水量为140m／h。工作面掘进时揭露断层F落差3．0m、F落差1．0m、F288：落差6．0m、F289：落差3．5m、F296：落差1．0m。2俯孔排水排渣工艺的必要性8101工作面一次采全高瓦斯涌出量较大，因此在工作面施工了顺层采前预抽钻孔，由于该工作面存在的断层较多．煤层倾角较大．利用干式压风排渣钻孔无法穿透断层．因此在8101大采高工作面的钻孔主要是负角度的水力排渣钻孔。但在采用水力排渣钻孔后，俯孔中一般会积存大量的水和煤渣。水和煤渣填充在钻孔中，阻塞了煤层中瓦斯流动的裂隙通道，瓦斯抽采效果受到严重影响。另外，在煤质松软区域，钻孑L中积水长时间浸泡孔壁煤体将会导致钻孔坍塌．进而出现瓦斯抽采空白带，存在很大安全隐患。在钻孔施工完毕后实际对8101工作面瓦斯抽采钻孔进行参数测量，风、运两巷共318个顺层采前预抽钻孔，抽采瓦斯纯流量为1．08m／min，万米抽采量仅为0．3m／rain左右．瓦斯抽采效果较差。3俯孔排水排渣工艺3．1工作原理在钻孔封孔前，将D15mm铝塑管下至钻孔孔底作为排水排渣管，然后封孔。封孔完毕后，将压风经过进风管进入钻孔．在钻孔内形成风压，将积水和煤渣排出。排水完毕后将进风管及排水管阀门关闭后正常抽采。3．2工艺流程俯孔有两种状态，一种为日常抽采状态、一种为排水排渣状态，排水排渣完毕后能够通过连接阀门快速恢复日常抽采状态，确保有效的抽采时间。两种状态如图1和图2所示。1)先将控制瓦斯抽采的D51mm截止阀关闭，阻断抽采系统：2)再将排水阀门打开：3)最后将控制压风的D32mm截止阀打开。送人压风：4)排水排渣完毕后先关闭D32mm截止阀．停止供给压风：5)等待一段时间后，待钻孔内不再有压风涌出，关闭排水阀门，打开D51mm截止阀，恢复瓦斯收稿日期：2014-04-28作者简介：赵永刚(1982一)，男，河北沧州人，助理工程师，从事瓦斯抽采管理工作。492014年6尾赵永刚：8101工作面俯孔排水排渣工艺应用第23卷第6期抽采系统。图1俯孔排水状态(mm)工艺，对各个钻孔排水时间、排水量、钻孔浓度、负压、流量等参数进行汇总总结，使工作面本煤层钻孔抽采纯流量由1．08m／min提升到3．54m／min．万米抽采量由0．3111／min左右提升到1．1m／rain左右，对工作面瓦斯治理起到了较好的效果。极大地保证了该工作面安全开采。启)图2瓦斯抽采状态(mm)3．3俯孔排水排渣注意事项1)利用压风俯孔排水排渣，钻孔必须确保封孔严密．压风压力不能过大，控制在0．4MPa左右，送风口安装压力表。2)钻孔内积存的水和煤渣不同。对每个钻孔的排水情况进行挂牌分类管理，水和煤渣较多的钻孔排水排渣次数可以多些，较少的次数少些。3)在钻孔排水过程中，铝塑管排水呈喷射状并伴随少量瓦斯，因此需要安装排水汇流装置，保证积水能够汇集并缓慢的流到排水沟内。4)钻孔施工完毕后要进行洗孔。确保最大程度地将钻孔内煤渣冲洗干净。钻孔内排水管必须下到位，确保排水排渣正常进行。5)负角度钻孑L需要施工至煤层底板5～8m，积存无法排出的水和煤渣。6)管路之间的各个阀门必须严密