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【引用】杨柳煤矿10414机巷煤巷防突技术  

2011-02-28 14:27:21|  分类: 写作素材2011 |  标签: |举报 |字号 订阅

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杨柳煤矿10414机巷煤巷防突技术

谢  京

淮北矿业集团公司杨柳煤矿 安徽 淮北235000

 

摘要:  为了加强煤与瓦斯突出的防治工作,确保突出矿井突出煤层的安全施工,杨柳煤矿按照《防治煤与瓦斯突出规定》的要求,在10414机巷煤巷的施工中,较好的应用了防突技术,通过严格的执行,完成了杨柳煤矿首条煤巷的防突工作,并取得了一定的成绩。

关键词:煤巷防突    预抽瓦斯    突出危险性预测   效果检验   区域验证    瓦斯压力   钻屑法   底板岩巷

一、前言

杨柳煤矿是淮北矿业集团公司新建一对大型矿井,是省“861”行动计划的重点建设项目,是省一号工程。是集团公司扩大生产规模和维持可持续发展的重要组成部分。矿井设计生产能力1.8 Mt/a,矿井采用立井石门水平开拓,中央分列式通风,副井进风,中央风井回风。杨柳煤矿为突出矿井,104采区的10414机巷为杨柳煤矿建设中的首条掘进的煤巷。为提高突出煤层的煤巷掘进单进水平,应用防突技术治理瓦斯尤为重要。

二、工作面概况

1、巷道布置

10414机巷位于104采区六区段,下部是10414机巷抽采巷,上部是10412机巷抽采巷。巷道设计长度1300m,采用锚索网支护,规格为:净宽×净高=5m×3m,顶板采用锚索加固。

2、煤层赋存情况                               

10414机巷跟10煤层施工,10煤层位于山西组的中部;上距铝质泥岩约55m,下距太原组一灰顶界面约60m。煤层倾角0-8°,煤层厚0~7.97m,平均厚3.05m,属中厚~厚煤层。煤层原生结构简单,基本不含夹矸。煤层顶板以砂岩、泥岩为主,粉砂岩零星分布。

3、瓦斯情况

根据中国矿业大学鉴定的结果,杨柳煤矿104采区为突出煤层采区。该工作面位于煤与瓦斯突出危险区,瓦斯含量较大,瓦斯含量平均值为5.09 m3/t,最大值为12.02m3/t,瓦斯压力为2.00MPa。在打钻过程中曾出现卡钻、顶钻、抱钻、喷孔等瓦斯动力现象。

4、施工方法

10414机巷采用综合机械化掘进。三、八作业方式,预计工期6个月,计划平均单进217m/月。

三、瓦斯治理设计的依据和方案

1、依据

《防治煤与瓦斯突出规定》的第45条预抽煤层瓦斯,第51、53条区域措施效果检验,第57条区域验证,第60条工作面突出危险性预测,第81条工作面局部防突措施。

2、方案

区域瓦斯治理采用底板岩巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯的方案,局部瓦斯治理采用工作面瓦斯排放孔的方案。配合区域措施效果检验、区域验证和工作面突出危险性预测,超前探查60m,预测10m,进尺5m,保留5m预测超前距等防突手段,确保10414机巷煤巷的安全施工。

四、瓦斯治理设计

1、瓦斯区域治理设计

10414机巷底板巷布置在岩性较好距10414机巷的水平距离为20~30m岩层中,每间距30m(中-中)施工一个钻场。每个钻场设计42个抽放钻孔,直径94~100mm,钻孔间距设计为5m,钻孔间距以煤层中厚面为准,钻孔终孔进入10煤层顶板0.5m。保护范围为10414机巷两侧15m,钻孔布置均匀。(见图1、2、3)

钻孔开孔布置图1





钻孔平面布置图2                                                 钻孔剖面布置图3



 

2、区域措施效果检验

区域措施效果检验采用测定残余瓦斯压力的方法,即在10414机巷底板巷的钻场内平均设计2个测压孔,封孔后的前三个园班每班记录3次测压数据,以后,改为每天记录1次数据。连续记录数据7天以上,直至瓦斯压力降至0.74MPa以下。工作面每推进30m进行1次区域措施效果检验。(见图4)

                     区域效果检验测压孔平面示意图4 

 

 

 

 

3、区域验证

区域验证采用钻屑指标法,在掘进工作面的软分层中,打6个?42mm的钻孔,2个钻孔位于掘进工作面中部,并平行于掘进方向,深度为10m;左、右帮钻孔各距巷中1.5m,与巷道中线夹角为27°,终孔点巷道轮廓线外2~4m处。钻孔沿巷道轴线方向投影深度10m。效检钻屑量Smax、煤层瓦斯解吸指标△h2值或K1值。(见图5、6)

区域验证孔开孔断面图5

 区域验证孔平面图6

 

 

4、工作面突出危险性预测

 

工作面突出危险性预测方法同区域验证方法,采用钻屑指标法,当测定结果为无突出危险性时,掘进施工单位可按每循环进尺5m,同时保留5m的预测超前距进行循环进尺。当测到任一指标等于或大于临界值时,或出现以下现象时,该工作面必须采取防突措施。

①构造异常带,包括断层、剧烈褶曲、火成岩侵入等;

  ②煤层赋存条件发生变化;

  ③采掘应力叠加;

  ④工作面出现喷孔、顶钻等动力现象;

  ⑤工作面有明显的突出预兆;

 

5、工作面防突措施

掘进工作面防突措施采用超前排放钻孔的方法,进行局部消突。钻孔直径应当根据煤层赋存条件、地质构造和瓦斯情况等确定,一般为采用?75~120mm的钻孔。

钻孔在控制范围内均匀布置,在煤层的软分层中可适当增加钻孔数。当煤层厚度﹤2m时,布置一排排放孔,超前控制20m,两帮8m,孔底间距2m,设计19个排放孔和6个效检孔(如图7、8)。当煤层厚度大于2m时,布置两排排放孔,超前控制20m,两帮8m,孔底间距2m,设计38个排放孔和6个效检孔。(如图9、10)倾角以煤层探查结果为依据。

钻孔开孔布置断面示意图7

钻孔布置平面示意图8

钻孔开孔布置断面示意图9

钻孔开孔布置平面示意图10

五、防突效果评价

10414机巷于 2009 年3月9日进入煤巷施工,由于瓦斯压力较大,瓦斯含量较高,于  2009年4月10日停止施工。自2009年6月开始施工底板穿层预抽钻孔瓦斯治理工程,至2009年12月,经过5-6个月区域瓦斯治理后,瓦斯预抽率平均达到50%以上。区域残余瓦斯压力均降至临界值0.74MPa以下,满足瓦斯治理需要。于2009年12月恢复施工,掘进月进尺由63m/月提高到202 m/月,很好地完成了矿上的进尺任务,为杨柳煤矿如期实现安全联合试运转做出贡献。

 

作者简介:谢京(1963年11月),男,安徽嘉山人,工程师,1988年毕业于原淮北矿务局职工大学,长期从事煤矿生产技术和安全管理工作,现在淮北矿业集团公司杨柳煤矿工作。

 

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