4.5m大采高突出危险综采面瓦斯综合治理的探索

4 5m4 5m 大采高突出危险综采面瓦斯综大采高突出危险综采面瓦斯综 合治理的探索合治理的探索 戊 9 10 12170 综采工作面位于戊二下延采区东侧 采用后 退式开采 u 形通风方式 采面走向长 474m 倾斜长 127m 倾角 9 12 工作面设计采高 4 5m 顶底板均为砂质泥岩 14 5m 大 采高综采工作面的特点及难点该工作面在掘进期间 出现严重的 夹钻 顶钻 喷孔 响煤炮等突出预兆 且效检超标累计 46 次 其中 qmax 为 40l min smax 为 7 4kg m 通过分析总结 该工作面 有以下 4 个特点 一是该工作面瓦斯含量 22m3 t 瓦斯压力 1 8mpa 普遍存在 0 5 2 0m 软煤分层 突出危险性大 二是采面初 采切眼跨度大 达 7 4m 应力集中 三是风 机两巷设计断面大 达 13m2 上 下隅角封堵困难 四是采高大 打钻困难 管理难度大 针对该工作面 4 个特点 如何管好 用好 4 5m 大采高支架 实现安全生产 必须解决 4 个难题 即 摸索大采高矿山压力规 律及有效控制 研究大采高抽放空白带防突措施钻孔布置及施 工工艺 研究大采高上 下隅角封堵抽放方式及实施 研究 大采高如何防止煤壁片帮 如该采面虽然选用掩护式 6400kn 高 阻力支架和浅截深割煤机等高性能的设备 但由于措施不力 采面 自 2004 年 2 月 14 日以来 煤壁多次片帮 造成回风瓦斯浓度在 4 以 上 且防突效检连续 3 次超标 其 qmax 为 7 3l min 严重威胁着该 面的安全生产 因此 防止突出和瓦斯超限是该面瓦斯综合治理工 作的重点 2 瓦斯综合治理措施瓦斯综合治理措施 2 1 强化采场支护 1 在工作面安装矿山压力监测装置 责成专人分析 掌握大采 高情况下矿山压力规律 2 提高规范支架操作工现场操作质量 使其操作规范化 程 序化 做到移架及时到位 护帮板及时打开紧贴煤壁 确保初撑力 不低于 30mpa 做到有效支护顶板 防止工作面前方应力集中 3 优化割煤工艺 规范采煤司机割煤工序 始终先割顶部煤 后割底部煤 严禁留伞檐 割煤机行 走速度保持 2m min 左右 达到均匀割煤 同时采煤司机和支 架工要密切配合 做到先收护帮板 再割煤 移架 伸开护帮板 周而复始 以防止煤壁片帮 诱发瓦斯事故 2 2 优化防突措施孔布孔参数 1 钻孔布置及封孔工艺 戊 9 10 煤层透气性系数为 0 076m2 mpa2 d 属较难抽放煤层 该采面在掘进期间风 机 两巷沿煤层倾向虽然已布置 89mm 深 50m 左右的本煤层预抽 孔 但其抽放率仅为 10 左右 同时采面中间存在着抽放空白区 为防治突出 使工作面前方应力有效向深部前移 利用工作面前方 煤体受采动卸压后透气性显著提高这一特性 采用卸压区浅孔抽 放 为此重新测定该采面措施孔的排放半径 优化大采高工作面 钻孔布置 即一是在采面布置 2 排 89mm 孔深 10m 孔间距 2m 的措施孔 措施孔呈三花眼布置 其中上排孔终孔位置要控制 到软分层中 每循环共打 126 个孔 并采用快速 cf 2 型封孔器封 孔 做到打一个抽一个 待效检后进行高压注水 改变煤体结构 防 止突出 二是采用长钻孔效检 效检孔深 6m 孔间距 10m 共打 10 个效检孔 采用 q 值 s 值 cq 等 3 种指标效检 若效检参数均不 超 允许进尺 3m 保留措施孔超前距 7m 效检孔超前距 3m 2 钻孔的施工工艺及劳动组织 一是采面配备 10 台 qfz 22 型防突轻便钻机 8 台同时使用 2 台备用 为使采面上排措施孔控制到距底板 2 5m 以上的软 分层中 采取吊挂式的打钻新工艺 二是采面配备 2 套测试仪器 仪表 4 个专职防突测试工 实行专业化 程序化防突测试 三是采 面措施孔打钻队伍专业化 配备 50 人专一执行防突措施 做到随 打 随封 随抽 随注 打钻时间固定化 打钻时间定为每天 8 00 检修班 2 3 强化高位水平钻孔瓦斯抽放防止采空区冒落带与裂隙带 之间的高浓度瓦斯涌入到上隅角是最有效措施之一是高位顶板 水平钻孔 戊 9 10 12170 采面风巷每间距 100m 做一个顶板高 位钻场 每个钻场布置 7 个 89mm 深 140m 的高位水平钻孔 钻孔水平方向控制风巷以下 2 15m 的范围内 垂直高度控制到戊 9 10 煤层顶板以上 10 16m 的位置 强力抽放采空区上部高浓 度瓦斯 其单孔浓度最高可达 60 80 单孔纯瓦斯流量在 1 2m3 min 左右 其抽放采用 2bef 353 型 80m3 min 抽放泵和 200mm 抽放管单独系统高负压 高浓度的抽放采空区瓦斯 2 4 加强上下隅角管理 下隅角试用聚胺脂砌块封堵工艺 其外再吊挂一道 30m 长接 顶接底的挡风障 防止下隅角向采空区漏风 上隅角采用 10 根 75mm 的高分子吸排管紧贴顶板插到切顶线处 利用 2bec 42 型 160m3 min 抽放泵和 500mm 抽放管单独抽放系统 低负压 大流量强力抽放上隅角瓦斯 使上隅角高浓度瓦斯提前分流抽走 不涌向上隅角 同时靠切顶线并在 10 根 75mm 抽放支管末端 以外再挂一道接顶接底的挡风障 其外再挂一道 30m 的导风障 起均压和挡瓦斯的作用 2 5 优化采场设计加强通风 该采面采用 zy6400 23 5 45 高支架 最大控顶距 5m 高 4 5m 机 风两巷采用 4 2m 3m 的 大断面支护 其风流畅通 达到降低机 风两巷的风压差 减 少采空区漏风 防止采空区瓦斯大量涌出的目的 为此该采面配风 为 1800m3 min 机风两巷的压差仅为 60pa 3 结论结论 1 八矿在戊 9 10 12170 综采工作面 4 5m 大采高实践 摸 索出了矿山压力规律 即直接顶初次跨落步距 17 20m 老顶初次 跨落步距 25 35m 老顶周期跨落步距 17 20m 能有效控制矿山压 力 2 卸压区浅孔抽放 由单排孔布置改为两排三花眼布置 杜绝 了采面抽放空白带突出 降低了煤壁瓦斯涌出 使回瓦斯保持在 0 5 以下 3 规范 优化了支架操作工和割煤司机的移架和割煤工艺 控制了矿山压力 有效防止了煤壁片帮 4 改进了上