巷帮钻场边孔抽放揭煤技术实践.doc

巷帮钻场边孔抽放技术揭煤实践高松摘要：采用巷帮钻场边孔抽放技术进行揭煤，提高了揭煤时抽放效果，杜绝了揭煤突出及瓦斯超限事故的发生关键词：巷帮钻场边孔 抽放 揭煤淮南矿业集团潘三矿是煤与瓦斯突出矿井。目前主采的13-1煤层为煤与瓦斯突出煤层。建矿以来共发生煤与瓦斯突出事故12次，其中石门揭13-1煤层突出5次。99年以来，我们在13-1煤层掘进工作面采用巷帮钻场深孔抽放技术，成功消除了掘进工作面的突出事故。因此，在石门揭煤工作面我们借鉴该抽放方法，采用巷帮钻场边孔抽放技术作为石门揭煤工作面的防突措施，通过在-650m-810m西翼轨道下山揭煤工作面的实践，消除了工作面的突出危险性，安全揭穿了13-1煤层，取得了较好的安全效果。1 揭煤工作面概况-650m-810m轨道下山始于13-1煤层顶板，以15下山施工穿过13-1煤层进入底板。该区段煤层平均厚3.5米，揭煤工作面周围煤体为原始煤体，未采动及抽放影响，预计揭煤点为-770m，为13-1煤层的突出危险区。顶板为泥岩及炭质泥岩，煤层赋存较稳定平缓，平均倾角45，地质构造较为简单。煤层瓦斯含量为10.5m3/t.燃。煤层的瓦斯压力为3.8Mpa。2 揭煤工作面突出危险性预测揭煤工作面距13-1煤距法距10m前，在工作面迎头施工了两个探煤钻孔，进一步探清了13-1煤层的层位，当揭煤工作面距13-1煤层法距5m时，施工两个突出危险性预测钻孔（兼测压钻孔）。其终孔距探煤钻孔终孔5m以上。钻孔施工至煤层段时收集煤样进行化验。钻孔施工完毕后，立即进行封孔测压。预测方法采用综合指标法，综合指标为K、D值。测压及煤样化验结果如下表：项目单位数值吸附常数aM2/t16.1842吸附常数bMpa-11.2703相关系数r0.9992坚固性系数f0.41放散初速度P10瓦斯压力MPa3.8因此综合指标K=P/5=10/0.41=24.39综合指标D=（0.0075H/f-3）(P-0.74) 式中H开采深度（m）取770m P煤层瓦斯压力(Mpa),P=1.5MpaD=(0.0075770/0.413-)(3.8-0.74)=33.6综合指标的K、D临界值分别取防突细则规定的值，K为15，D为0.25，从上述计算结果表明，揭煤工作面的突出危险预测K、D值大于其临界值。因此揭煤工作面为突出危险工作面。3 揭煤工作面防突措施揭煤工作面传统的防突措施是在工作面施工排放或抽放钻孔，抽放或排放一定时间后，再进行效果检验，效果检验结果为无突出危险工作面时再进行揭煤施工。由于石门揭煤爆破时瓦斯涌出量急剧增加，容易造成工作面瓦斯超限，甚至诱导突出事故。而传统的石门揭煤防突措施在石门揭煤过程中不能进行抽放。不能杜绝石门揭煤时瓦斯超限事故。另外，我矿的13-1煤层的透气性系数为2.3810-4m2/Mpa2.d，属难以的抽放煤层，石门揭煤工作面的抽放效果差。因此为了改进揭煤工作面的抽放效果。采用巷帮钻场抽放技术，实现揭煤过程中边掘边抽。最大限度地增加抽放量，提高抽放效果。3.1钻场布置揭煤工作面施至距131煤层法距2m时，停止掘进。向后退3m（平距）左右，在巷道两侧各施工一个钻场，钻场规格为宽深高=4.2m4.0m2.6m3.2抽放钻孔布置根据防突细则对揭煤抽放钻孔卸压范围及抽放钻孔的抽放半径确定抽放钻孔数量，-650m-810m轨道下山沿煤层走向方向的卸压范围为30米。潘三矿抽放钻孔抽放半径为1.5m。因此，沿煤层走向布置10组钻孔（倾角相同，方位角不同），每组钻孔布置4个，其中左、右钻场各施工一个，工作面迎头施工2个。左右钻场内钻孔始终保持距揭煤巷道巷帮2米以上，钻场内同一组钻孔终孔间距为2米。迎头孔终孔间距为3米，距两侧钻场钻孔间距分别为3米。因此左、右钻场及工作面迎头各施工10组20个钻孔。钻孔施工完毕后，立即进行封孔抽放，当钻孔内抽放浓度低于5%或抽放量衰减80%以上时，停止工作面迎头抽放钻孔的抽放。并进行防突措施的效果检验。附钻孔剖面图、及巷道剖面图。4 防突措施的效果检验在工作面迎头抽放钻孔抽放结束后，按防突细则的要求施工效果检验钻孔，分别在巷道中部及两侧共布置4个检验孔，收集煤样进行化验。并测定煤层的残余瓦斯压力。效果检验方法仍采用综合指标法。在工作面进入煤层段施工时采用钻屑量和瓦斯涌出初速度进行防突措施的效果检验-650m-810m轨道下山煤样化验结果如下表：项目单位数值吸附常数aM2/t19.7296吸附常数bMpa-10.7831相关系数r0.9936坚固性系数f0.53放散初速度P4瓦斯压力MPa0.5计算得K=7.55，因P0.74Mpa,因此揭煤工作面效果检验结果为无突出危险工作面。5 防突措施效果分析采取防突措施且效果检验为无突出危险工作面后，制定了远距离爆破揭穿13-1煤层的措施。并顺利揭穿了突出煤层，揭煤期间未发生突出事故和瓦斯超限事故，保证了揭煤施工安全。5.1 巷帮钻场边孔抽放技术的特点（1）揭煤过程中可以实现连续抽放，提高了抽放量和抽放效果，减小揭煤过程中风排瓦斯量，降低瓦斯超限次数及峰值。（2）减少石门揭煤爆破时异常瓦斯涌出和突出事故。石门揭煤爆破时，对煤体产生松动卸压，瓦斯解析量增加，通过钻孔可以抽放解析瓦斯，从而减少其向工作面风流中涌出。-650m-810m轨道下山揭煤爆破时，瓦斯抽放量比正常抽放量增加60%。且持续半小时以上。通过抽放降低煤层的瓦斯压力可以阻止延时突出事故。（3）节省钻孔施工时间，缩短揭煤周期。揭煤工程钻孔数量多，施工周期长。采用巷帮钻场边孔抽放时，在钻场内及工作面同时施工抽放钻孔，可以节约一半以上的施工钻孔时间。（4）避免揭煤钻孔相互交叉，提高抽放效果。传统揭煤钻孔均在工作面布置，由于钻孔数量多，开孔间距较小，钻孔在空间内布置太密，容易造成串孔，不利于打钻及抽放。巷帮钻场边孔的钻孔方位角基本与巷道方位角基本一致，避免了相互之间串孔现象。5.2效果分析我矿在-650m-810m轨道下山工作面揭13-1煤层时，采用巷帮钻场边孔抽放揭煤技术。揭煤钻孔施工及抽放时间仅20天，即效果检验合格，比常规措施节约时间一个多月。揭煤过程中累计抽放瓦斯9.48万m3，揭煤爆破及施工过程均未出现瓦斯超限及突出事故