突出矿井深水平防突技术

突出矿井深水平防突技术突出矿井深水平防突技术 1 概况 谢一矿于 1949 年建井 1952 年投产 初期设计生产能力为 30 万 t a 经过几次改扩建 现生产能力为 200 万 t a 矿井为斜 井联络石门开拓布置方式 走向长壁采煤 可采煤层 13 层 煤 层平均倾角 23 走向长度约 3100m 矿井共分 5 个水平和 8 个采区 矿井生产水平为 720m 开拓准备水平为 780m 随着 矿井开采水平的不断延深 瓦斯涌出量逐年增加 突出危险性 也越来越大 2002 年矿井绝对瓦斯涌出量达 80m3 min 属于 高突 矿井 其中 b4 b9 b11b c13 为突出煤层 但突出危 险性不仅存在于突出煤层 非突出煤层也存在突出危险 例如 780 mb6 780 mb8 720 mc15 等 表现为低 k1 值 0 08 0 3ml g min1 2 高钻屑量 7 10kg m 2 问题的提出 780m 中央石门是开拓准备新水平的关键巷道 计划于 2001 年 一季度揭开 b11a b11b 煤层 但在施工抽放钻孔过程中 遇到 钻孔见煤就发生喷孔现象 单孔喷出的煤量在 2t 左右 瓦斯量 在 20 30m3 min 安全威胁大 钻孔被迫停止痛施工 5121b9b 工作面是计划 2003 年 10 月份投产的开采保护层工作 面 风巷标高 780m 风巷标高 720m 机巷和风巷各安排一个 掘进队进行施工 施工过程中严格执行 四位一体 综合防突措 施 今年 9 月中旬 在二期机巷施工到 150m 时 发生工作面 排放钻孔喷孔现象 造成工作面瓦斯瞬间达到 4 回风瓦斯浓 主度也在 1 左右 采取打钻卸压措施 但钻孔施工到 6m 深时 随即就发生喷孔 瓦斯量在 6 10m3 工作面和回风瓦斯均超限 在被迫停了两个班以后 再次施工钻孔时又发生喷孔 前后共 发生了 4 次 为安全起见 决定停头封闭 采取其它安全技术 措施 3 防突技术 煤与瓦斯突出是在应力和瓦斯的共同作用下 破碎的煤和瓦斯 由煤体内突然喷出到采掘空间 要防止煤与瓦斯突出 必须要 采取有效措施来降低煤层瓦斯含量和煤层瓦斯压力 减少瓦斯 涌出量 为此我们采取了多种方法来降低煤层瓦斯含量和煤层 瓦斯压力 减少煤层瓦斯涌出量 以确保掘进工作面安全施工 3 1 穿层钻孔超前掩护 利用 780mb10b 底板岩石巷道 反向向 b9b 煤层打穿层钻孔 钻孔均穿过 b9b 煤层顶板 终孔间距 5m 每终一个钻孔即时封 孔并采取移动抽排泵进行抽放 钻孔控制范围为 780mb9b 机巷 停头位置沿走向方向超前 2003 年 9 月 26 日至 10 月 3 日 从 780mb10b 底板巷向 b9b 煤层共施工了 10 个穿层钻孔 单孔长 70m 超前掩护了 b9b 掘进面 50m 10 月 7 日中班 720mb9b 机 巷排放瓦斯恢复施工 10 月 8 日夜班掘进面开始打超前钻孔 到 11 日早班共施工 18 个 其中 3 个达 30m 以上 施工过程中 既未发生喷孔 也未发生夹钻 吸钻等现象 经校检合格后正 常进尺 月进尺 60m 3 2 边抽边钻 针对在石门揭煤工作面施工抽放孔过程中出现见煤喷孔 夹钻 等异常情况 采取了边钻边抽 抽钻结合的措施 首先将两个 测压孔和已经施工但未到位的抽放钻孔 用黄泥木塞进行临时 封孔并抽放 每施工 1 个钻孔 在其见煤前就停止钻进 用黄 泥木塞临时封孔并抽放 然后再施工下一个钻孔 到 11 月 3 日 共施工了抽放钻孔 35 个 均见煤就停 并全部进行抽放 到 11 月底共抽放瓦斯 1 57 万 m3 钻孔卸压范围内的瓦斯涌出量 和瓦斯压力均大大降低 然后逐个停止抽放 继续施工直到穿 过 b11b 煤层进入顶板 再用聚胺脂进行永久封孔 高负压抽放 采用此种方法以后 在煤钻施工过程中均未发生喷孔现象 抽 放钻孔得以安全施工 3 3 边抽边掘 为了进一步拦截掘进工作面前方的瓦斯 确保掘进过程中不受 瓦斯的制约 我们在巷道两帮各施工一个钻场 在钻场内施工 长距离顺层孔或穿层孔 钻孔控制到巷道轮廊线外 2 4m 范围 内 然后合茬抽放 以确保掘进期间工作面抽放工作永不间断 3 4 水力扩孔 水力扩孔是利用高压水射流切割钻孔两侧煤体 形成大致沿煤 层扩张的空洞与裂缝 增加煤体的暴露面 提高煤层的透气系 数 在重庆煤科院的指导下 我们对 780m 中央石门 b11b 抽放 钻孔中 5 个水平孔和 5 个 21 52 的仰角孔 分别进行了水力 扩孔 分别进行了水力扩孔 水压达到 8mpa 冲出的煤量约 65t 有效地提高了煤层透气系数 百米瓦斯涌出量由水力扩孔 前的 0 01m3 min 增加到水力扩孔后的 0 047m3 min 提高了瓦 斯抽放效果 4 效果 1 采取穿层钻孔超前掩护以后 780m b9b 机巷在掘进过程 中 从未发生过喷孔现象 预测指标为 k1 值在 0 08 0 2 ml g min1 2 钻屑量基本在 4 5kg m 很快超过 7kg m 工作面瓦斯浓度也稳定在 0 1 0 2 掘进月进尺达 60m 以上 确保了安全施工 2 780m 中央石门在采取边钻边抽等方法以后 未发生钻孔 见煤喷孔现象 确保了揭煤工作面抽放钻孔的顺利施工 揭煤 之前采用了钻屑