1、,芦岭矿软岩保护层开采瓦斯治理工程实践,汇报人：葛春贵 淮北矿业集团公司总工程师,汇报提纲 一、矿井概况 二、1采区软岩保护层开采必要性 三、软岩保护层开采技术 四、软岩保护层开采效果 五、结束语,第一部分 矿井概况,芦岭矿软岩保护层开采瓦斯治理工程实践,一、矿井概况,矿井位置,淮北矿业股份有限公司芦岭煤矿位于安徽省宿州市东南20km，为煤与瓦斯突出矿井，核定生产能力230万吨/a。,芦岭,1/3/2019,一、矿井概况,芦岭煤矿1960年建井，经改扩建后生产能力为240万t/a,地质构造,一、矿井概况,构造：受宿北断裂、西寺坡断裂和宿东向斜影响，地质条件十分复杂 应力：最大水平主应力SE方向
2、，为垂直应力2.5倍,芦岭,西寺坡断裂,宿北 断裂,宿东 向斜,矿井瓦斯涌出,一、矿井概况,矿井瓦斯赋存规律,8、9煤层瓦斯压力赋存规律,标高-882m，实测最大瓦斯压力5.0MPa 标高-590m，瓦斯压力3.8MPa 标高-900m，瓦斯压力6.6MPa，瓦斯含 量25m3/t,10煤层瓦斯压力赋存规律,标高-801m，实测最大瓦斯压力3.8MPa 标高-590m，瓦斯压力2.7MPa； 标高-900m，瓦斯压力5.3MPa，瓦斯含量18m3/t,一、矿井概况,瓦斯灾害分析煤与瓦斯突出,8、9煤层发生过26次煤与瓦斯突出 2002年4月7日发生了突出煤岩量10500t，突出瓦斯量123万m
3、3的特大型突出，死亡13人（万吨级） 突出强度居全国第二位、长江以北第一位。,瓦斯灾害分析瓦斯爆炸,2003年5月13日，芦岭煤矿1046工作面采空区内瓦斯冲破隔离煤柱进入大巷，引发瓦斯爆炸事故，死亡86人。,一、矿井概况,煤层及瓦斯赋存特点,一、矿井概况,第二部分 1采区软岩保护层开采必要性,芦岭矿软岩保护层开采瓦斯治理工程实践,只有不到位的措施，没有治不了的瓦斯,坚决做到不采突出面、不掘突出头，杜绝瓦斯灾害事故，实现采掘工作面瓦斯零超限； 丰富瓦斯治理手段，进一步解放生产力，加大瓦斯综合利用，实现矿井安全高效发展； 通过技术创新达到瓦斯治理好、快、省，实现瓦斯抽采最大化、规范化、精细化、信
4、息化。,瓦斯治理理念,瓦斯治理目标,二、1采区软岩保护层开采必要性,二水平8、9煤层以全覆盖的双底板岩巷密集穿层钻孔为基础，回采范围辅助以顺层钻孔消突，钻孔数量多，工程量大，时间长。,二水平的区域瓦斯治理技术不适应三水平,二、1采区软岩保护层开采必要性,钻孔喷孔、卡钻严重，钻进效率低，时间长，且安全性低。 三水平瓦斯压力、含量更高，钻孔无法安全快速施工。,8煤,9煤,10-1,10-2,三水平8、9、10是煤层群赋存条件，10煤层突出危险相对较小。 10煤层可作为8、9煤层的保护层开采。,保护层开采是三水平唯一可行区域瓦斯治理方法,二、1采区软岩保护层开采必要性,1采区10煤层断层极度发育，连
5、续性差，分叉严重；顶底板为坚硬砂岩，采掘过断层难度大，采空区遗煤多，防火压力大； 强行开采10煤需采取底板巷穿层钻孔区域消突，投入大，时间长；断层影响采掘揭煤频繁，安全威胁大，且采出的10煤高灰无价值。,保护层开采是三水平唯一可行的区域瓦斯治理方法,二、1采区软岩保护层开采必要性,8煤,9煤,10煤,1采区10煤层不适合作为保护层,集团公司决定在1采区开采软岩，保护上覆8 、9煤层，最大程度抽采卸压瓦斯，根除突出危险，实现瓦斯零超限。,1采区软岩保护层开采的可行性,二、1采区软岩保护层开采必要性,第三部分 软岩保护层开采技术,芦岭矿软岩保护层开采瓦斯治理工程实践,三、软岩保护层开采技术,软岩开
6、采需解决的技术问题,层位选择 采高确定 开采装备 瓦斯抽采 矸石运输 综合防尘,三、软岩保护层开采技术,问题与对策一 ：优化工作面设计,综合考虑工作面推进度、瓦斯抽放钻孔的施工难度、卸压效果、开采难度（技术、安全）等因素，工作面设计走向长度860m，倾向长度104m，采高2.0m，机风巷断面均为4.63.5m。,问题与对策二 ：优化“三机”配套,三、软岩保护层开采技术,采煤机具有良好的破岩能力，摇臂耐磨。能适应开采软岩遇水泥化后的装载、防尘能力。 刮板机中板采用NM500高强耐磨钢板增加耐磨性能。,问题与对策三 ：建立矸石后运连续化系统,将老副井下延至二水平，并将罐笼改为箕斗提升，新建井上下皮
7、带排矸系统，实现排矸连续化，地面回填段安装旋转皮带，提升排矸效率，满足采掘快速排矸要求。,老副井,三、软岩保护层开采技术,预计11软岩工作面相对瓦斯涌出量为107 m3/t，绝对瓦斯涌出量为43.8 m3/min，不均衡系数取2.0，则工作面最大绝对瓦斯涌出量为87.6 m3/min。 其中8、9煤层瓦斯涌出占90.3%，为79.1m3/min，10煤层瓦斯涌出量为8.5 m3/min。,三、软岩保护层开采技术,问题与对策四 ：创新工作面立体瓦斯抽采模式,23,工作面立体瓦斯抽采模式,穿煤层强化卸压钻孔,卸压瓦斯抽采,工作面瓦斯抽采,底板岩巷穿层钻孔,尾巷井抽采,采空区埋管,10煤层,采空区,
8、倾向拦截钻孔,高位上向拦截钻孔,地面采动井,8、9煤层,二次强化 抽采,三、软岩保护层开采技术,8、9煤层,24,工作面立体卸压瓦斯抽采,8煤,9煤,10煤,软岩,地面钻井,高位上向拦截钻孔,抽放巷,倾向拦截钻孔,10煤卸压瓦斯,地面采动井,高位上向拦截钻孔,倾向拦截钻孔,三、软岩保护层开采技术,25,地面采动井8、9煤层,地面采动井走向间距为110m，共施工8个钻井。 采动井终孔位置位于工作面顶板法距20m，第一个地面采动井距工作面开切眼40m。,三、软岩保护层开采技术,26,高位上向拦截钻孔8、9煤层,沿工作面走向在风巷每隔130m布置一个钻场，在高位钻场内施工拦截钻孔，钻孔施工至被保护层
9、底板下方5m位置。 钻孔间距20m20m，钻孔压茬距离40m，钻孔直径大于113mm 。,平面图,剖面图,三、软岩保护层开采技术,27,在邻近煤层底板岩巷施工倾向拦截钻孔，钻孔施工至被保护层底板下方5m位置，钻孔间距20m20m，直径大于113mm 。,平面图,剖面图,三、软岩保护层开采技术,倾向拦截钻孔8、9煤层,28,二次强化瓦斯抽采,穿煤层强化卸压钻孔瓦斯抽采,平面图,剖面图,穿煤层强化卸压钻孔施工至被保护煤层顶板1m，钻孔覆盖整个被保护层工作面，间距20m20m，直径为113mm。,三、软岩保护层开采技术,29,工作面立体瓦斯抽采钻孔工程竣工图,11软岩工作面瓦斯立体抽采图,三、软岩保
10、护层开采技术,30,芦岭矿软岩保护层开采瓦斯治理工程实践,第四部分 软岩保护层开采效果,回采正常,四、软岩保护层开采效果,11软岩工作面自2015年7月20日生产以来，工作面推进度在70m/月左右，“三机”配套能保证工作面的正常生产，确保了软岩工作面安全顺利回采。地面采用旋转皮带回填塌陷区，排矸效率高。,32,瓦斯抽采效果好,软岩工作面在回采过程中，抽采最大瓦斯纯流量为42m3/min，目前稳定在33m3/min，其中地面采动井、高位上向拦截孔、倾向拦截孔抽采量占总量的88%以上。 目前，回采过程中大量的卸压瓦斯未涌向工作面，回风瓦斯浓度在0.1%以下，无瓦斯超限。,四、软岩保护层开采效果,3
11、3,瓦斯利用经济性高,积极开发利用瓦斯发电，新建了18台（700kw/台）机组，该面预计抽采 3000万 m3，可利用瓦斯量为2000万 m3，可创收3000万元。 瓦斯电厂余热还可以利用，可作为循环经济示范点。 同时，瓦斯的利用减少温室气体排放，具有显著环境效益。,四、软岩保护层开采效果,34,芦岭矿软岩保护层开采瓦斯治理工程实践,第五部分 结束语,35,体会 ： 1）软岩工作面开采的前提要搞好地质保障，采前选择好、回采控制好软岩的层位，确保回采推进快、卸压抽采效果好。2）软岩工作面开采的关键要合理“三机”装备选型和排矸系统改造，确保破岩能力强、矸石运输畅。3）软岩工作面开采的保障要形成立体化卸压瓦斯抽采模式，实现瓦斯抽采最大化，确保被保护层瓦斯抽得尽，软岩工作面不超限。启示：深部矿井在无合适煤层作为保护层开采的条件下，选择合适层位的软岩作为保护层是行之有效的区域瓦斯治理措施。芦岭矿软岩保护层开采的实践，验证了开采软岩保护层战略的成功。,五、结束语,36,感谢各位领导专家 敬请批评指正,
