下午6.淮北礦業(yè)蘆嶺礦

1、蘆嶺礦軟巖保護層開采瓦斯治理工程實踐蘆嶺礦軟巖保護層開采瓦斯治理工程實踐匯報人：葛春貴匯報人：葛春貴淮北礦業(yè)集團公司總工程師淮北礦業(yè)集團公司總工程師蘆嶺礦軟巖保護層開采瓦斯治理工程實踐蘆嶺礦軟巖保護層開采瓦斯治理工程實踐匯報提綱匯報提綱一、礦井概況一、礦井概況二、二、11采區(qū)軟巖保護層開采必要性采區(qū)軟巖保護層開采必要性三、軟巖保護層開采三、軟巖保護層開采技術技術四、軟巖保護層開采效果四、軟巖保護層開采效果五、結束語五、結束語第一部分第一部分 礦井概況礦井概況蘆嶺礦軟巖保護層開采瓦斯治理工程實踐蘆嶺礦軟巖保護層開采瓦斯治理工程實踐一、礦井概況一、礦井概況p礦井位置礦井位置淮北礦業(yè)股份有限公司蘆嶺

2、煤礦位于安淮北礦業(yè)股份有限公司蘆嶺煤礦位于安徽省宿州市東南徽省宿州市東南20km，為煤與瓦斯突出，為煤與瓦斯突出礦井，核定生產能力礦井，核定生產能力230萬噸萬噸/a。 蘆嶺蘆嶺10/24/2021一、礦井概況一、礦井概況柱 狀 圖78 2 0 m891 00 . 2 9 - 2 . 2 21 . 1 98 . 9 62 . 7 20 3 . 2 m1 . 9 26 5 1 0 0 m0 - 4 . 3 00 . 3 - 1 7 . 7 50 . 0 - 9 . 8 2煤 層 編 號煤 層 間 距 煤 層 厚 度蘆嶺煤礦蘆嶺煤礦19601960年建井，經改擴建后生產能年建井，經改擴建后生產能力

3、為力為240240萬萬t/at/a主采主采8 8、9 9、1010煤層，均為煤與瓦斯突出煤層煤層，均為煤與瓦斯突出煤層8 8煤厚煤厚8.5m8.5m，9 9煤厚煤厚2.5m2.5m，局部合層厚度為，局部合層厚度為15m15m1010煤中間含厚度煤中間含厚度0.30.35m5m的夾矸，將煤層分的夾矸，將煤層分為為1010-1-1和和1010-2-2兩層兩層平均間距平均間距80m80mp地質構造地質構造一、礦井概況一、礦井概況構造：受宿北斷裂、西寺坡斷裂構造：受宿北斷裂、西寺坡斷裂和宿東向斜影響，地質條件十分復和宿東向斜影響，地質條件十分復雜雜應力：最大水平主應力應力：最大水平主應力SESE方向，

4、方向，為垂直應力為垂直應力2.52.5倍倍蘆嶺蘆嶺西寺坡斷西寺坡斷裂裂宿北宿北斷裂斷裂宿東宿東向斜向斜p礦井瓦斯涌出礦井瓦斯涌出年度絕對涌出量/m3/min相對涌出量/m3/t年產量/萬t2006112.8129.31206.52007113.8527.62204.62008117.2432.13192.472009115.2129.53204.062010119.2734.02224.072011117.2227.03200.972012106.9826.16214.94201395.1024.09215.00201492.9419.37220.00一、礦井概況一、礦井概況p礦井瓦斯賦存規(guī)律

5、礦井瓦斯賦存規(guī)律8 8、9 9煤層瓦斯壓力賦存規(guī)律煤層瓦斯壓力賦存規(guī)律標高標高-882m-882m，實測最大瓦斯壓力實測最大瓦斯壓力5.0MPa5.0MPa標高標高-590m-590m，瓦斯壓力，瓦斯壓力3.8MPa3.8MPa標高標高-900m-900m，瓦斯壓力，瓦斯壓力6.6MPa6.6MPa，瓦斯含，瓦斯含 量量2525m3/t1010煤層瓦斯壓力賦存規(guī)律煤層瓦斯壓力賦存規(guī)律標高標高-801m-801m，實測最大瓦斯壓力實測最大瓦斯壓力3.8MPa3.8MPa標高標高-590m-590m，瓦斯壓力，瓦斯壓力2.7MPa2.7MPa；標高標高-900m-900m，瓦斯壓力，瓦斯壓力5.3

6、MPa5.3MPa，瓦斯含量，瓦斯含量18m18m3 3/t/t一、礦井概況一、礦井概況p 瓦斯災害分析瓦斯災害分析煤與瓦斯突出煤與瓦斯突出 8 8、9 9煤層發(fā)生過煤層發(fā)生過2626次煤與瓦斯突出次煤與瓦斯突出 20022002年年4 4月月7 7日發(fā)生了突出煤巖量日發(fā)生了突出煤巖量10500t10500t，突出瓦斯量，突出瓦斯量123123萬萬m m3 3的特大型突出，死亡的特大型突出，死亡1313人（人（萬噸級萬噸級） 突出強度居全國第二位、長江以北第一位。突出強度居全國第二位、長江以北第一位。p 瓦斯災害分析瓦斯災害分析瓦斯爆炸瓦斯爆炸 20032003年年5 5月月1313日，蘆嶺煤

7、礦日，蘆嶺煤礦10461046工作面采空區(qū)內瓦工作面采空區(qū)內瓦斯沖破隔離煤柱進入大巷，引發(fā)瓦斯爆炸事故，死斯沖破隔離煤柱進入大巷，引發(fā)瓦斯爆炸事故，死亡亡8686人。人。一、礦井概況一、礦井概況p 煤層及瓦斯賦存特點煤層及瓦斯賦存特點特特 厚厚 極松軟極松軟 低滲透性低滲透性 強突出危險強突出危險 8.5m8.5m，合層，合層 厚厚15m15mf=0.11-0.46 f=0.11-0.46 平均平均0.260.260.0007mD 萬噸級的萬噸級的 煤與瓦斯突出煤與瓦斯突出 一、礦井概況一、礦井概況第二部分第二部分 11采區(qū)軟巖保護層開采采區(qū)軟巖保護層開采 必要性必要性蘆嶺礦軟巖保護層開采瓦斯

8、治理工程實踐蘆嶺礦軟巖保護層開采瓦斯治理工程實踐 只有不到位的措施，沒有治不了的瓦斯只有不到位的措施，沒有治不了的瓦斯 堅決做到不采突出面、不掘突出頭，杜絕瓦斯災害事故，堅決做到不采突出面、不掘突出頭，杜絕瓦斯災害事故，實現(xiàn)采掘工實現(xiàn)采掘工作面瓦斯零超限作面瓦斯零超限； 豐富瓦斯治理手段，進一步解放生產力，加大瓦斯綜合利用，豐富瓦斯治理手段，進一步解放生產力，加大瓦斯綜合利用，實現(xiàn)礦實現(xiàn)礦井安全高效發(fā)展井安全高效發(fā)展； 通過技術創(chuàng)新達到瓦斯治理好、快、省，通過技術創(chuàng)新達到瓦斯治理好、快、省，實現(xiàn)瓦斯抽采最大化、規(guī)范實現(xiàn)瓦斯抽采最大化、規(guī)范化、精細化、信息化化、精細化、信息化。p瓦斯治理理念瓦斯

9、治理理念p瓦斯治理目標瓦斯治理目標二、二、1采區(qū)采區(qū)軟巖保護層開采必要性軟巖保護層開采必要性 二水平二水平8 8、9 9煤層以全覆蓋的雙底板巖巷密集穿層鉆孔為基礎，回采范圍輔助以順層鉆孔煤層以全覆蓋的雙底板巖巷密集穿層鉆孔為基礎，回采范圍輔助以順層鉆孔消突，消突，鉆孔數(shù)量多，工程量大，時間長鉆孔數(shù)量多，工程量大，時間長。p 二水平的區(qū)域瓦斯治理技術不適應三水平二水平的區(qū)域瓦斯治理技術不適應三水平二、二、1采區(qū)采區(qū)軟巖保護層開采必要性軟巖保護層開采必要性u鉆孔噴孔、卡鉆嚴重，鉆進效率低，時間長，且安全性低。鉆孔噴孔、卡鉆嚴重，鉆進效率低，時間長，且安全性低。u三水平瓦斯壓力、含量更高，鉆孔無法安

10、全快速施工。三水平瓦斯壓力、含量更高，鉆孔無法安全快速施工。8 8煤煤9 9煤煤10-110-110-210-2三水平三水平8 8、9 9、1010是煤層群賦存是煤層群賦存條件，條件，1010煤層突出危險相對較煤層突出危險相對較小。小。1010煤層可作為煤層可作為8 8、9 9煤層的保護煤層的保護層開采。層開采。p保護層開采是三水平唯一可行區(qū)域瓦斯治理方法保護層開采是三水平唯一可行區(qū)域瓦斯治理方法二、二、11采區(qū)軟巖保護層開采必要性采區(qū)軟巖保護層開采必要性 11采區(qū)采區(qū)1010煤層斷層極度發(fā)育，連續(xù)性差，分叉嚴重；頂?shù)装鍨閳杂采皫r，采掘過斷煤層斷層極度發(fā)育，連續(xù)性差，分叉嚴重；頂?shù)装鍨閳杂采皫r

11、，采掘過斷層難度大，采空區(qū)遺煤多，防火壓力大；層難度大，采空區(qū)遺煤多，防火壓力大； 強行開采強行開采1010煤需采取底板巷穿層鉆孔區(qū)域消突，投入大，時間長；斷層影響采掘煤需采取底板巷穿層鉆孔區(qū)域消突，投入大，時間長；斷層影響采掘揭揭煤頻繁，安全威脅大，且采出的煤頻繁，安全威脅大，且采出的10煤高灰無價值。煤高灰無價值。p保護層開采是三水平唯一可行的區(qū)域瓦斯治理方法保護層開采是三水平唯一可行的區(qū)域瓦斯治理方法二、二、11采區(qū)軟巖保護層開采必要性采區(qū)軟巖保護層開采必要性SF10 60 H=0-8mSF2 70 H=0-10m1013F860H=5-22mSF470 H=0-15m1013F669H

12、=10-20mSF10 60 H=0-8m1013F238-45H=4-6m1013F160H=4-6m-500-600-650-700-750-55010-1煤10-2煤-7508煤煤9煤煤10煤煤11采區(qū)采區(qū)1010煤層不適合作為保護層煤層不適合作為保護層集團公司決定在集團公司決定在11采區(qū)開采軟巖，保護上覆采區(qū)開采軟巖，保護上覆8 8 、9 9煤層，最大煤層，最大程度抽采卸壓瓦斯，根除突出危險，實現(xiàn)瓦斯零超限。程度抽采卸壓瓦斯，根除突出危險，實現(xiàn)瓦斯零超限。p1采區(qū)軟巖保護層開采的可行性采區(qū)軟巖保護層開采的可行性二、二、11采區(qū)軟巖保護層開采必要性采區(qū)軟巖保護層開采必要性柱狀圖軟巖軟巖8

13、煤煤9煤煤10煤煤平均平均23m平均平均59m厚度厚度3.07.0m，平均，平均5.1m的泥巖的泥巖硬度硬度f=1.94.6，平均，平均3.73。抗壓強度平均抗壓強度平均25.3 MPa，抗拉強度，抗拉強度2.26MPa。泥巖的層位、厚度、巖性等方面決定了軟巖泥巖的層位、厚度、巖性等方面決定了軟巖可作為保護層可作為保護層第三部分第三部分 軟巖保護層開采技術軟巖保護層開采技術 蘆嶺礦軟巖保護層開采瓦斯治理工程實踐蘆嶺礦軟巖保護層開采瓦斯治理工程實踐三、軟巖保護層開采技術三、軟巖保護層開采技術p軟巖開采需解決的技術問題軟巖開采需解決的技術問題u層位選擇層位選擇u采高確定采高確定u開采裝備開采裝備u

14、瓦斯抽采瓦斯抽采u矸石運輸矸石運輸u綜合防塵綜合防塵軟巖賦存穩(wěn)定，空間位置佳軟巖賦存穩(wěn)定，空間位置佳采高設計科學，保護效果好采高設計科學，保護效果好三機配套合理，回采推進快三機配套合理，回采推進快抽采方法多樣，瓦斯抽得盡抽采方法多樣，瓦斯抽得盡系統(tǒng)改造匹配，運輸連續(xù)化系統(tǒng)改造匹配，運輸連續(xù)化綜合措施并舉，粉塵危害小綜合措施并舉，粉塵危害小三、軟巖保護層開采技術三、軟巖保護層開采技術p問題與對策一問題與對策一 ：優(yōu)化工作面設計：優(yōu)化工作面設計綜合考慮工作面推進度、瓦斯抽放鉆孔的施工難度、卸壓效果、開采難度（技術、安綜合考慮工作面推進度、瓦斯抽放鉆孔的施工難度、卸壓效果、開采難度（技術、安全）等因

15、素全）等因素，工作面設計走向長度，工作面設計走向長度860m860m，傾向長度，傾向長度10104 4m m，采高，采高2.0m2.0m，機風巷斷，機風巷斷面均為面均為4.64.63.5m3.5m。p問題與對策二問題與對策二 ：優(yōu)化：優(yōu)化“三機三機”配套配套設備名稱設備名稱設備型號設備型號安裝數(shù)量安裝數(shù)量液壓支架液壓支架ZY6800-14/2869架架采煤機采煤機MG500/1130WD 1臺臺運輸機運輸機SGZ-800/800 1部部轉載機轉載機SZZ830/3151部部破碎機破碎機 PLM20001套套移變移變KBSGZY16006/3.32臺臺移變移變KBSGZY10006/1.141臺

16、臺皮帶機皮帶機DSJ100-1001部部乳化泵乳化泵BRW40031.52套（一臺備用）套（一臺備用）噴霧泵噴霧泵MRBZ12531.52套（一臺備用）套（一臺備用）煤機泵煤機泵MRBZ20031.52套（一臺備用）套（一臺備用） 通訊閉鎖通訊閉鎖KTC21套套 組合開關組合開關8SKC92154臺臺 真空電磁起動器真空電磁起動器 QJZ-4400/11401臺臺三、軟巖保護層開采技術三、軟巖保護層開采技術 采煤機具有良好的破巖能力，搖臂耐磨。能適應開采軟巖遇水泥化后采煤機具有良好的破巖能力，搖臂耐磨。能適應開采軟巖遇水泥化后的裝載、防塵能力。的裝載、防塵能力。 刮板機中板采用刮板機中板采用N

17、M500高強耐磨鋼板增加耐磨性能。高強耐磨鋼板增加耐磨性能。p問題與對策三問題與對策三 ：建立矸石后運連續(xù)化系統(tǒng)：建立矸石后運連續(xù)化系統(tǒng) 將老副井下延至二水平，并將罐籠改為箕斗提升，新建井上下皮帶排矸系將老副井下延至二水平，并將罐籠改為箕斗提升，新建井上下皮帶排矸系統(tǒng)，實現(xiàn)排矸連續(xù)化，地面回填段安裝旋轉皮帶，提升排矸效率，滿足采掘統(tǒng)，實現(xiàn)排矸連續(xù)化，地面回填段安裝旋轉皮帶，提升排矸效率，滿足采掘快速排矸要求?？焖倥彭芬?。老副井老副井三、軟巖保護層開采技術三、軟巖保護層開采技術8 8、9 9煤層煤層1010煤層煤層合計合計煤層儲量煤層儲量( (萬萬t)t)1321322525157瓦斯含量瓦斯

18、含量(m(m3 3/t)/t)25251515瓦斯儲量瓦斯儲量( (萬萬m m3 3) )33193319379 379 3698 3698 預計抽采量（萬預計抽采量（萬m m3 3, ,瓦斯含量瓦斯含量降至降至4.5 m4.5 m3 3/t/t）2721272126526529862986預計預計1111軟巖工作面相對瓦斯涌出量為軟巖工作面相對瓦斯涌出量為107 m107 m3 3/t/t，絕對瓦斯涌出量為，絕對瓦斯涌出量為43.8 m43.8 m3 3/min/min，不均衡系數(shù)取，不均衡系數(shù)取2.02.0，則，則工作面最大絕對瓦斯涌出量為工作面最大絕對瓦斯涌出量為87.6 m87.6 m

19、3 3/min/min。其中其中8 8、9 9煤層瓦斯涌出占煤層瓦斯涌出占90.3%90.3%，為，為79.1m79.1m3 3/min/min，1010煤層瓦斯涌出量為煤層瓦斯涌出量為8.5 m8.5 m3 3/min/min。三、軟巖保護層開采技術三、軟巖保護層開采技術p問題與對策四問題與對策四 ：創(chuàng)新工作面立體瓦斯抽采模式：創(chuàng)新工作面立體瓦斯抽采模式23p工作面立體瓦斯抽采模式工作面立體瓦斯抽采模式穿煤層強化卸壓鉆孔穿煤層強化卸壓鉆孔卸壓瓦斯抽采卸壓瓦斯抽采工作面瓦斯抽工作面瓦斯抽采采底板巖巷穿層鉆孔底板巖巷穿層鉆孔尾巷井抽采尾巷井抽采采空區(qū)埋管采空區(qū)埋管10煤層煤層采空區(qū)采空區(qū)傾向攔截

20、鉆孔傾向攔截鉆孔高位上向攔截鉆孔高位上向攔截鉆孔地面采動井地面采動井8、9煤層煤層二次強化二次強化抽采抽采三、軟巖保護層開采技術三、軟巖保護層開采技術8、9煤層煤層24p工作面立體卸壓瓦斯抽采工作面立體卸壓瓦斯抽采8煤煤9煤煤10煤煤軟巖軟巖地面鉆井高位上向攔截鉆孔抽放巷抽放巷傾向攔截鉆孔10煤卸壓煤卸壓瓦斯瓦斯地面采動井地面采動井高位上向高位上向攔截鉆孔攔截鉆孔傾向攔截傾向攔截鉆孔鉆孔三、軟巖保護層開采技術三、軟巖保護層開采技術25p 地面采動井地面采動井8、9煤層煤層地面采動井走向地面采動井走向間距為間距為110m110m，共施工，共施工8 8個鉆井個鉆井。采動井終孔位置位于工作面頂板法距

21、采動井終孔位置位于工作面頂板法距20m20m，第一個地面采動井距工作面，第一個地面采動井距工作面開切眼開切眼40m40m。三、軟巖保護層開采技術三、軟巖保護層開采技術26p高位上向攔截鉆孔高位上向攔截鉆孔8、9煤層煤層沿工作面走向在風巷每隔沿工作面走向在風巷每隔130m130m布置一個鉆場，在高位鉆場內施工攔截鉆孔，鉆孔布置一個鉆場，在高位鉆場內施工攔截鉆孔，鉆孔施工至被保護層底板下方施工至被保護層底板下方5m5m位置。位置。鉆孔間距鉆孔間距20m20m20m20m，鉆孔壓茬距離，鉆孔壓茬距離40m40m，鉆孔直徑大于，鉆孔直徑大于113mm 113mm 。平面圖平面圖剖面圖剖面圖三、軟巖保護

22、層開采技術三、軟巖保護層開采技術27 在鄰近煤層底板巖巷施工傾向攔截鉆孔，鉆孔施工至被保護層底板下方在鄰近煤層底板巖巷施工傾向攔截鉆孔，鉆孔施工至被保護層底板下方5m5m位置位置，鉆孔間距，鉆孔間距20m20m20m20m，直徑大于，直徑大于113mm 113mm 。平面圖平面圖剖面圖剖面圖三、軟巖保護層開采技術三、軟巖保護層開采技術p傾向攔截鉆孔傾向攔截鉆孔8、9煤層煤層28p二次強化瓦斯抽采二次強化瓦斯抽采穿煤層強化卸壓鉆孔瓦斯抽采穿煤層強化卸壓鉆孔瓦斯抽采平面圖平面圖剖面圖剖面圖 穿煤層強化卸壓鉆孔施工至被保護煤層頂板穿煤層強化卸壓鉆孔施工至被保護煤層頂板1m1m，鉆孔覆蓋整個被保護層工

23、作面，鉆孔覆蓋整個被保護層工作面，間距，間距20m20m20m20m，直徑為，直徑為113mm113mm。三、軟巖保護層開采技術三、軟巖保護層開采技術29p工作面立體瓦斯抽采鉆孔工程竣工圖工作面立體瓦斯抽采鉆孔工程竣工圖1111軟巖工作面瓦斯立體抽采圖軟巖工作面瓦斯立體抽采圖三、軟巖保護層開采技術三、軟巖保護層開采技術30蘆嶺礦軟巖保護層開采瓦斯治理工程實踐蘆嶺礦軟巖保護層開采瓦斯治理工程實踐第四部分第四部分 軟巖保護層開采效果軟巖保護層開采效果p回采正?；夭烧?四、軟巖保護層開采效果四、軟巖保護層開采效果 1111軟巖工作面自軟巖工作面自20152015年年7 7月月2020日生產以來，工

24、作面推進度日生產以來，工作面推進度在在70m/70m/月左右，月左右，“三機三機”配套能保證工作面的正常生產，確保配套能保證工作面的正常生產，確保了軟巖工作面安全順利回采。了軟巖工作面安全順利回采。 地面采用旋轉皮帶回填塌陷區(qū)，排矸效率高。地面采用旋轉皮帶回填塌陷區(qū)，排矸效率高。32p瓦斯抽采效果好瓦斯抽采效果好軟巖工作面在回采過程中，軟巖工作面在回采過程中，抽采最大瓦斯純流量為抽采最大瓦斯純流量為42m42m3 3/min/min，目前穩(wěn)定在，目前穩(wěn)定在33m33m3 3/min/min，其中地面采動井、高位上向攔截孔、傾向攔截孔抽采量占總量的，其中地面采動井、高位上向攔截孔、傾向攔截孔抽采量占總量的88%88%以上。以上。目前，回采過程中大量的卸壓瓦斯未涌向工作面，目前，回采過程中大量的卸壓瓦斯未涌向工作面，回風瓦斯?jié)舛仍诨仫L瓦斯?jié)舛仍?.1%0.1%以下，以下，無瓦斯超限無瓦斯超限。四、軟巖保護層開采效果四、軟巖保護層開采效果33p瓦斯利用經濟性高瓦斯利用經濟性高積極開發(fā)利用瓦斯發(fā)電，新建了