危险煤层安全快速掘进施工方法探讨

1、危险煤层安全快速掘进施工方法探讨郭金明 （平顶山工业职业技术学院 河南 平顶山 467001） 内容摘要 通过对八矿突出危险煤层的分析，制定了防突技术方案，强化了施工组织与技术管理，抑制了煤与瓦斯突出，杜绝了伤亡事故的发生，实现了安全、高效、快速掘进，取得了较好的经济效益。 关键词 突出危险煤层 防突措施 技术管理 效果检验八矿是一座地质条件复杂，自然灾害较多的矿井，尤其以煤与瓦斯突出灾害最为严重，四层主采煤层中有两层具有煤与瓦斯突出危险。随着开采深度的不断增加，其地质构造增多，瓦斯含量及突出危险性明显增大。如何实现在突出危险煤层安全高效快速掘进，缓解八矿接替紧张等问题。为了有效地解决这难题，

2、总结积累在突出危险煤层中掘进的经验，在最主要的突出煤层戊90煤层通过近几年的攻关实验，探索出适应突出危险煤层掘进工作面安全快速施工的方法和经验。1 工程概况戊90煤层厚度4.225.65米，平均厚度4.9米；煤层倾角9130，平均100；软分层在0.82.6米之间，顶板为6.110.4米厚的砂质泥岩和粉砂岩互层，富含植物化石；直接底为厚度4.58.0米的泥岩和砂质泥岩；煤层瓦斯压力1.8pa，瓦斯含量1620 m3/t，煤层透气性值0.245m2/pa。该煤层在掘进和回采期间都发生过煤与瓦斯突出等动力现象，其中2000年10月15日在施工戊二下延皮带下山时发生的突出事故，突出煤量562吨，瓦斯

3、30103立方米，是八矿历史上突出瓦斯量最多的一次。戊90-12180机巷位于戊二下延采区的最下部，其开口位于戊二下延皮带下山距“10.15”突出点仅76米，四周均为尚未开发的实体煤，巷道设计长度1300米，开口标高-564米，终点标高-526米，地面标高+101米，属于严重突出危险工作面。该工作面沿戊90煤顶板施工，采用锚网索联合支护，设计宽度4.3米，中高3米，排距750mm。2 巷道支护说明及施工工艺根据以往经验，戊90煤层具有在巷帮滞后压出的特点，结合八矿总结的“六位一体”防突措施中的“优化设计，强化支护”的理念，在戊90-12180机巷的巷道支护设计中，优先选择锚网索联合支护，同时注

4、意加强巷帮锚杆的支护，要求：帮锚杆施工必须紧跟工作面，滞后顶锚杆不得超过2排，两帮最上和最下面的锚杆必须向上和向下斜倾成300450角；施工时必须留有400500mm的预留层，人工手镐刷帮，确保巷道整齐，不超不片，确保帮网、锚杆紧贴实体煤壁；帮网与顶网必须有效连结，全巷道形成封闭式整体；顶锚索采用“212”五花眼布置，间排距=2100×2100mm 。 施工方法，采用炮掘，SGT-40T溜子后接SP-650型皮带出碴，三八制作业。3 防突技术方案该工作面属于严重突出危险工作面，所以要实现高速掘进，必须以不突出保安全为大前提，制定详实可靠的防突措施。 3.1该工作面采取的防突措施是：排

5、放钻孔加煤体注水。钻孔布置要求：布置三排孔，每排8个，孔径89mm，水平投影孔深12米，控制到巷道轮线外4米；上排孔距顶板800mm，第二排孔距顶板1600mm，第三排孔距顶板2500mm；措施孔按从上往下的顺序施工，每打一个孔必须将孔内煤粉排干净，措施孔打完后，进行煤体注水；注水要求：注水时封孔深度不少于2米；注水压力不小于4Mpa；注水标准直至邻孔出水或煤壁渗水为止。执行一次防突措施允许进尺5米，保留7米超前距。3.2防突措施执行完成后进行效果检验。效果检验要求：在巷道软分层中布置三个孔径42mm、深7米的效检孔，一个布置在断面中间，平行于巷道方向，另两个布置在距帮0.5米、控制到巷道轮线

6、外3米；在2米、4米、7米处分别测出瓦斯涌出初速度q及每米钻屑量S值并计算出瓦斯涌出衰减值Cq值；根据临界值进行判断有无突出危险性。一次防突措施进行两次效检，第一次效检不超允许进尺2.8米，第二次不超允许进尺2.2米。若检值超标，补打一排8个12米深、孔径89mm的措施孔，并进行煤体注水然后再效检，直至效检不超方可允许进尺。效检孔严禁与措施孔贯通。每次效检打钻封孔，测压时间不得超过2分钟。3.3为了减小工作面周围的地应力，使其峰值向煤体深度位移，充分增大防突煤柱宽度，在巷帮每2米施工一垂直煤壁的卸压孔，孔深8米、孔径89mm。 4 施工组织技术管理因高突工作面要严格执行防突措施，导致施工工序繁

7、杂，要想提高进度实现高效快速施工就必须严格施工组织管理。4.1 技术管理 1）制定科学合理的作业循环图表。根据不同的施工工序所需时间，灵活合理地安排每一班的工作时间，即制定不同的作业循环图表，正常的施工作业图表和执行防突措施时的作业图表。2）实施平行作业，有效利用交接班时间。平行作业可表现为：打顶锚杆和刷帮，打帮锚杆同时进行；打排放钻孔和注水同时进行；出矸和检修打眼工具、设备同时进行。有效利用交接班时间，可以在工序允许的的情况下执行交接班放炮施工方案。3）加强职工技术培训，提高职工业务素质，操作技能、熟练程度，缩短工作时间。4.2 组织管理：1）建立一支全新机制的强有力队伍，精减管理层，提高工

8、作效率，强化管理责任。2）严格按正规循环作业，坚持抓每小班、每小时的生产任务，认真执行影响一小时以上就是事故的制度并及时组织追查分析，采取防范措施。3）严格工程质量管理，做到一次成巷不留尾工，确保生产的稳定性和连续性；4）加强机电设备管理，实行责任到人包机制，强化检修，杜绝机电事故影响；5）坚持安全生产，质量三结合的组织管理模式，充分利用班前班后会加大宣传、培训力度，同时加强验收监督落实工作。5 效果检验：戊90-12180机巷设计长度1140米，切眼160米。巷道于2005年8月份开工，于2007年3月份贯通，共计施工20个月（其中因戊90-12170采面通风问题停产5个月）实际施工15个月

9、，平均月进86.6米，其中2006年14月平均创出高突工作面月进101.5米、105.6米、 97米、103米的好成绩。2007年2月份切眼施工更是创出了月进114米的高突工作面新记录。该巷道施工过程中没有发生煤与瓦斯突出事故，杜绝了轻伤以上人员伤亡事故。工程质量优良，是八矿乃至平煤集团公司质量标准化示范巷道。创造了八矿有史以来高突危险工作面快速安全高效施工新记录。6 结论： 综上所述，戊9012180机巷及切眼的施工为八矿在高突危险煤层实现高效快速掘进提供了宝贵的经验，总体来说以以下几点：1）优化设计，特别是优化支护理论及防突技术方案，采取措施加强巷帮支护，施工巷帮卸压钻孔，使地应力峰值向煤层深部位移，增强巷道围岩支护强度，增大防突出抵抗力。2）建立一支素质高、技术业务熟练的施工队伍，并不断加强业务培训，学习掌握新技术、新工艺。3）强化施工组织技术管理，从正规循环入手，以平行作业为切入点，强化各种施工现场管理，从而做到良性循环，加快施工进度。4）坚持安全、生产、质量三结合的生产组织管理