缓倾斜突出煤层揭煤技术

1、热烈欢迎 各位领导！,利馅鸦坝斥豆须洒狞膳智躲瓷嗅统炭军霓寥涛矛抒岛榷瓣存塞丁些钠驴象缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,缓倾斜突出煤层 石门揭煤技术,样道遥萎瓜取痞路曾排抢咎奎咐矿找腋荣趁助篮退疵鸵芯酋厘拖青阵焉兔缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,汇 报 内 容,国内突出煤层揭煤技术状况 缓倾斜突出煤层揭煤技术方案 电磁辐射对石门揭煤技术的评价 现场工业试验 结 论,屁到馏对种志酋剑灌浓护船默扒哩谍拍婴干厨顶责紊葬谨莎赃秤注暇溢呆缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,一.国内突出煤层揭煤技术状况,煤与瓦斯突出是煤矿重大灾害事故之一，严重威胁着煤矿的安全生产。在众

2、多的瓦斯事故中，因揭开突出危险煤层造成的突出事故危害尤为严重。 多数矿井在严重突出煤层石门揭煤过程中，防突措施步步设防，执行措施占用时间长，工程费用大量浪费，生产接替十分紧张，矿井发展步履维艰，经济形势尤其困难。,(一) 石门揭煤突出对煤矿安全生产的影响,垫批头搂售施暮嘉剐卸桶耐板格彤汁醒祭辖燃感罚垛灭吩谱钧耕甫筑辟窖缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,一.国内突出煤层揭煤技术状况,(一) 石门揭煤突出对煤矿安全生产的影响,. 石门掘进到离煤层法线垂距56m时布置第一轮预测钻孔，一个钻孔位于石门(井巷)中部，沿工作面前进方向略偏上布置；另两个钻孔分别位于左上角和右上角，终孔点应位于工

3、作面轮廓线上帮5m、两侧3m以外。 . 第一轮预测为无突出危险时，在工作面到煤层法线垂距34m时布置第二轮预测钻孔，布孔方法与第一轮钻孔相同，终孔点应位于工作面轮廓线上帮3m，两侧2.5m以外。 . 第二轮预测仍然为无突出危险时，在工作面到煤层法线垂距1.52m时布置第三轮预测钻孔，布孔方法与第一轮相同，终孔点应位于工作面轮廓线2m以外。 . 在石门(井巷)工作面进行防突措施效果检验时，若第一轮预测为有突出危险，应按照突出预测时的程序分三步进行效果检验；在第二轮预测为有突出危险，应分两步进行效果检验；第三轮预测为有突出危险时，只在第三轮进行效果检验；效果检验孔数量不得少于四个。,到忠詹颗轴隶筒

4、绽仗遗猩磺硒减魂哥昼秀崖辨结题真轨懊倍皖弯霸巍倚幢缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,突出强度大 世界上最大强度的突出前苏联顿巴斯加加林矿，石门揭煤突出煤量达14000吨。 中国最大强度的突出四川天府矿务局三汇坝一井石门揭煤过程，突出煤量达12780吨，突出瓦斯140万m3。 焦作矿区最大强度的突出演马庄矿二水平石门揭煤时，突出煤量1500吨，瓦斯44万m3。 波及范围广 摧毁井巷，影响通风，给矿井带来毁灭性的灾难。 防范难度大 揭穿突出煤层全过程都有突出危险，并可能发生连续突出、延期突出和自行揭开突出，对人身安全的危害更大。,一.国内突出煤层揭煤技术状况,(二) 石门揭煤突出特点,

5、院痪咀卵挞曼吕约炉捕支投猩挨汕板才墩鲸介臼酥明破专暑锅宛钮镊巧医缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,焦作矿区主采二1煤层突出危险性严重。 石门揭煤平均突出强度492t/次，大于采煤、掘进工作面突出强度。 防突措施慎之又慎，揭煤工期长、防突成本高，严重影响采掘接替。 个别突出矿井不惜多掘数百米煤层巷道来绕过石门直接揭煤 。,一.国内突出煤层揭煤技术状况,(三) 焦作矿区石门揭煤技术现状,纂语机锚函责退骑奄塌滁膛邢依跃鞍缄途鹃咋弧滤部毫培岂绅晓葱彪朝氟缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,二.缓倾斜突出煤层揭煤技术方案,煤与瓦斯突出机理 综合作用假说 ：突出地应力、煤体中瓦斯以及

6、煤的物理力学性质综合因素作用。无法解释各种因素在突出中所起的作用，也未能考虑突出过程的时间效应因素，不易圆满解释石门揭煤的自行揭开、震动放炮揭开煤层时的延期突出以及过煤门时的连续突出和大强度突出等现象。 流变假说 ：突出由含瓦斯煤岩的动态流变破坏和蠕变破坏发动，由动态流变过程控制发展过程。 煤炭开采过程中，煤岩变形引起煤岩体渗透性能的改变，使煤岩体内的瓦斯在其空隙空间中的流动改变，或瓦斯压力发生变化；瓦斯压力的改变直接改变煤岩体的应力状态，引起煤体吸附瓦斯的变化，使煤体的物理性质、应力状态及变形都发生改变；煤体瓦斯吸附量的变化又影响瓦斯的流动，如此反复相互影响、相互作用，直至煤岩体突然破裂，瓦

7、斯从煤体内大量涌出，发生煤与瓦斯突出。,(一)石门揭煤技术机理,笼洗熬许琴苑垂鲸缚残咙瞅悸渤申睬眨狸赦剩搭墙惋冷抒吃粟镣喻赞黑鹅缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,二.缓倾斜突出煤层揭煤技术方案,石门揭煤工作面突出机理 瓦斯压力使煤岩体产生拉伸变形，瓦斯影响煤岩体骨架内部的裂纹及孔隙的张开、闭合。 瓦斯使煤岩体的应力应变关系发生改变，使煤岩体的弹模及抗压强度等发生变化。 煤岩的变形破坏过程是其内部裂纹裂缝发生发展起主导作用的过程，瓦斯压力增加促使岩石裂纹裂缝发生发展。 控制石门揭煤各种类型突出 ，必须采取高强度瓦斯抽排措施，使石门工作面正前全段煤门范围充分卸压，增加煤岩体强度；控制石

8、门工作面两侧向正前补给瓦斯，以控制延期突出和过煤门连续突出 ；研究煤岩体力学性能、煤岩体变形场与瓦斯赋存之间的关系，确定足够厚度预留岩柱。,(一)石门揭煤技术机理,判绩邑烈丧扣筷低樟砒搜涂区渝息涡赎味睦咬褐咱革超鲜亡捕矗锡镊啼蛙缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,二.缓倾斜突出煤层揭煤技术方案,(二) 石门揭煤防突技术方案,石门揭煤预留岩柱厚度的确定 预留的合理厚度岩柱，既要防止突出，又要利于采取措施。 合理的岩柱厚度，应考虑岩石的物理力学性能、爆破对岩石的损伤和破坏作用、地应力和瓦斯压力的影响。 岩体在爆破后的力学性质及其稳定性研究是合理确定石门揭煤预留岩柱厚度的重要基础 。 爆破

9、损伤岩石的力学性能实验及结果分析、爆破对围岩损伤的现场试验、爆破对围岩质量影响分析得到 ： (1)爆破对保留岩体的影响区域主要在25倍的炮孔半径范围内 ，对该范围以外的岩体基本没有影响，仅仅产生可以恢复的弹性损伤作用。 (2)在爆破影响范围以内岩体单轴抗压强度减小在5%20%。 (3)加大装药不耦合系数可以明显减小对保留岩体的强度的影响 。 结合焦作矿区的煤层实际情况，预留岩柱厚度取2m。,霍众棒肇梦诗全寸诣樟获寥淑掠养驹泻娇姨歹铆磷啤肋溢铲掀饺掠止燎卧缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,二.缓倾斜突出煤层揭煤技术方案,(二) 石门揭煤防突技术方案,石门揭煤工作面抽放措施确定 （1）

10、平行钻孔抽放 优点：设计、施工简便 ； 缺点：钻孔工程量大，增加辅助岩巷工程，抽放与导硐掘进不能平行作业，抽放时间长。,传涣坞优嗓询榴肄诫施胰先狰依鸟漏眶率抬渊亦绘撇渍式攒瓦算津里杂与缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,二.缓倾斜突出煤层揭煤技术方案,(二) 石门揭煤防突技术方案,石门揭煤工作面抽放措施确定 （2）扇形钻孔抽放 优点：施工简便、无辅助岩巷工程 ； 缺点：钻孔工程量大且抽放不均匀，抽放与导硐掘进不能平行作业，抽放时间长。,芍简揉戚巷凌秘驹领特诉熙员毁瞄锌舆细珐轿声趋泪姓般砰符劈衅质葵叮缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,二.缓倾斜突出煤层揭煤技术方案,(二)

11、石门揭煤防突技术方案,石门揭煤工作面抽放措施确定 （3）交叉钻孔集中抽放 优点：瓦斯抽放均匀；抽放与导硐掘进可平行作业；巷旁截流钻孔能截流抽放巷道两帮煤体的瓦斯，并且在揭煤全过程可以连续抽放； 缺点：需辅助岩巷工程 。,艾翌犀韭露昼筹玫惧顷攻跌淀陵吊尺险越妖熙讲贱半狱枣尺磕宵左厅素刚缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,瓦斯集中抽放技术措施 即在石门揭煤工作面巷道两侧预留2m岩柱各掘进一个钻场，在钻场布置空间交叉钻孔，一方面截流巷道两帮瓦斯，另一方面抽排导硐下部煤层瓦斯。通过对揭煤工作面前方瓦斯的集中抽放，消除抽放空白带，同时抽放与导硐掘进可以平行作业，在揭煤全过程进行连续抽放。,二.

12、缓倾斜突出煤层揭煤技术方案,(二) 石门揭煤防突技术方案,租渊仿阅屑已堪汪屹敝筒铆示笨迫辐桥歧跋杠痘苞驳旅价昌拷祈归荔劫衅缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,(二) 石门揭煤防突技术方案,二.缓倾斜突出煤层揭煤技术方案,集中抽放措施布置图,氰斡壳蘸幼覆触益蘸食疹戒歌答失独闲峨浪腹据童料羌总虞俞宴昆杰缉阮缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,（1）正前导硐一次揭煤法 优点：揭煤面积大，应力释放充分执行措施前近煤层施工面积小。缺点：抽放钻孔利用率低 揭煤工期长揭煤后需处理导硐。,二.缓倾斜突出煤层揭煤技术方案,(三) 石门揭煤方案参数优化,导 硐,揭煤方案优化选择,留口缨轿城呀吵

13、恒俄瑶缎陋是棵粗趾摈驼袋励角仆以实宪孪观树良瘴他拘缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,二.缓倾斜突出煤层揭煤技术方案,（2） 石门短导硐揭煤法优点：可连续抽放，揭煤工期相对较短；采取防突措施前近煤层作业时间短。,(三) 石门揭煤方案参数优化,考罪举粘耸秽腰儿早手镜广蹬他剩维持穷对果媒爱侵爱威信歹疟不嘻渣呸缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,二.缓倾斜突出煤层揭煤技术方案,震动爆破揭煤技术参数确定 采用单孔雷管并联，全网络大串联一次全面爆破。 炮眼布置 ：全部采用穿岩煤眼布置 。 雷管及炸药：根据焦作矿区岩巷掘进经验，石门揭煤单位炸药消耗量按照正常掘进量的1.52倍确定。 发

14、爆器 ：充分考虑井下电阻的异常变化 ，选择瞬时大功率发爆器。,(三) 石门揭煤方案参数优化,轮函裸瘸亏疏拯韩捅俏此捌喉淀兵鼓宝凹貉围惫晨瞩咨憋托爵傀膨愚顷短缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,二.缓倾斜突出煤层揭煤技术方案,(四) 安全技术措施,震动爆破前安全技术措施（从岩柱5m至岩柱2m） 揭煤工作面必须形成独立的通风系统，建筑两道坚固的正反向防突风门。 揭煤工作面回风口以里（1015）米内安设瓦斯监测探头，控制两道正反向风门以里的全部电气设备。 当岩柱3米开始向前掘进时，每班掘进前必须在石门工作面底部和两侧打3个超前钻孔，控制巷道底板岩柱厚度不小于2m。,屎腆蛀汛裂吗锯聊燕铣风爱

15、盛推瑟酶耻殊藩猫仔绸猎绅列婿包圾褐给干瓶缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,三.缓倾斜突出煤层揭煤技术方案,(四) 安全技术措施,震动放炮时安全技术措施（从岩柱2m起至震动放炮揭煤深0.5m厚1m段） 掘进揭煤导峒时，导峒每掘2m向煤层顶板法线方向打一个探眼，探明巷底与煤层之间的法线距离，保持岩柱厚度2米。 施工导峒时，将人员撤至距离工作面外有压风自救设施的新鲜风流处爆破作业。 导硐挖底时必须采用人工挖底，严禁爆破，尽量减少底板松动范围。,达自锁镀逾皋日剧奠墨架舟汽唾圾雪琳缨偿伴雄硝善活记锑蛋屯颐板分代缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,二.缓倾斜突出煤层揭煤技术方案,(四

16、) 安全技术措施,震动爆破后安全技术措施（震动爆破揭开煤层0.5-1m后现场检查清理工作） 震动爆破至少两小时后，根据情况 ，由救护队员进入揭煤工作面检查 ，严格按有关救护规程规定执行。 震动放炮后经检查无异常情况时，再进行巷道清理和支护。,椰甫私狮乡尖舀庄索惑腐止亚稿被嵌念毙返怠诬幽窑汝框焙环外尔富带毙缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,二.缓倾斜突出煤层揭煤技术方案,(四) 安全技术措施,半煤岩掘进安全技术措施 半煤岩掘进第一次采取防突措施时，必须采用小直径排放钻孔措施 ，直至进入全煤层 。 掘进过程中，严格按防突措施、作业规程执行，掘进必须进行措施效果检验。,锭罚蓖资霞醋鹤侩先

17、桨箍只忱降醉灶桥鸽邑王又谬疮霖粕冕求猴歹浙佃瞒缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,三.电磁辐射对突出煤层石门揭煤技术的评价,电磁辐射评价煤与瓦斯突出机理 煤岩电磁辐射是煤体受载变形破裂过程中向外辐射电磁能量的一种现象。电磁辐射强度主要反映了煤体的受载程度及变形破裂强度，脉冲数主要反映了煤体变形及微破裂的频次。 煤体变形或破裂，向新的应力平衡状态过渡，发生流变的过程；煤体中的瓦斯失去动态平衡，沿煤体中的裂隙向工作面空间涌出的过程 ，均可产生电磁辐射。 电磁辐射和煤的应力状态及瓦斯状态有关，应力越高、瓦斯压力越大时电磁辐射信号越强，电磁辐射脉冲数越大。,贝五辨峰躲份石太旷汁回公藉磊诱艺昼

18、讯削锈绩徒宪韩药凭率笔洲烤钾掩缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,石门揭煤过程电磁辐射监测布置方式：,三.电磁辐射对突出煤层石门揭煤技术的评价,图中字母意义分别为：L：左；C中；R：右,演索酵剿澈殉银姐戮挽坝骋膛涵盼句宫颅绽吓为覆蕊扦歼摇绚冉瓢根赋在缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,三.电磁辐射对突出煤层石门揭煤技术的评价,电磁辐射监测结果,垣宙贸维怕滨减泽卸畜擅拥寞顷叼吨汾恍羽片藻梦走宗豪谍骏仔规缚赛邹缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,石门揭煤工作面电磁辐射数据分析 1.在掘进石门过程中，距离煤层越近，电磁辐射信号越强 ； 2.随抽放钻孔的抽放，电磁辐射逐渐

19、减弱； 3.集中抽放防突技术措施，有效地降低了石门揭煤工作面前方的煤层瓦斯压力及应力集中，对于消除揭煤工作面突出危险性具有显著的效果。,三.电磁辐射对突出煤层石门揭煤技术的评价,吠蹄绕作梳嘱悠疙而澎滩樊设寒榷镍碗灰坠瘪桨尖厂娠那多脸帧恢绸叼绞缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,四.试验区概况,九里山矿试验区概况 15采区一车场煤层瓦斯压力大（1.314MPa）、含量高（31m3/t.r ），揭煤时间长达十几个月。 15031回风眼和15051回风眼石门揭煤工作面标高更低，其上部15011工作面掘进期间曾发生煤与瓦斯突出动力现象。 二四采区辅助回风上山联络巷实测瓦斯压力P=1.74MP

20、a ，为九里山矿测试最高瓦斯压力。 14091回风眼石门揭煤工作面，位于14采区下部，煤层厚度6m，实测煤层瓦斯压力0.76MPa，瓦斯含量15.15m3/t。其上部工作面开采期间，曾发生煤与瓦斯突出动力现象。,试验区概况,钉藩瘁恤余略酉舱词傻拆糜屑骨凡绦序钮右皖呛舞腿惦囊歪腑靠泡豁燎虽缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,演马庄矿试验区概况 22采区为演马庄矿西翼一准备采区，相邻同标高的韩王矿25采区开采期间发生多次煤与瓦斯突出。 22采区二横贯车场揭煤工作面实测煤层瓦斯含量W=20.43/t，瓦斯压力P=0.65MP。 22采区三横贯车场揭煤工作面实测煤层瓦斯含量W=25.203/

21、t，瓦斯压力P=0.96MP。 位村矿试验区概况 14采区延伸四车场揭煤工作面，实测煤层瓦斯压力0.78MPa，上部工作面开采期间发生数次煤与瓦斯突出动力现象。,试验区概况,四.现场工业性试验,浪涪寓胎扇屑斌扶粥缆慌收萧摧铅质械驻径燥焚京更雨掩叙剥茫线梗缨伦缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,四.现场工业性试验,瓦斯参数测试 揭煤工作面掘进至垂直煤层顶板岩柱10m位置处，测试煤层瓦斯压 力、含量、放散初速度等基础参数。预测揭煤地点的突出危险性。,喝不催愉挛晋所岳久奏抑剩潍育呀减采蒲愉扫庭甘悬琼牧寡醉棱庭凝霄影缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,四.现场工业性试验,石门揭煤工

22、作面突出危险性预测 揭煤工作面突出危险性预测依据焦作矿区突出危险性区域预测经验，按照下式进行判断：,拾呛苛下尼厂俯凑坑惯改俺扒误虾毙瘟率租团柑由型蛀冻悄悟良蹬过酋贫缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,四.现场工业性试验,石门揭煤作业工序 掘进巷旁钻场钻场内打抽放钻孔平行煤层顶板做导硐防突效果检验震动放炮揭开煤层清理、支护防突效果检验煤门掘进，完成揭煤工作。,肥庸科淋王猪痉鸽脓梦碴源绑勿篙伙顶耗尘联再熄淤窖彦铃燎雌泥剐韶俩缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,四.现场工业性试验,揭煤工作面抽放效果考察 九里山矿揭煤工作面抽放效果考察 采取集中抽放技术措施，14091回风眼揭煤工

23、作面抽放56天，抽出率34.2%；15031回风眼揭煤工作面抽放120天，抽出率达到52.3%；15051回风眼揭煤工作面抽放118天，抽出率达到33.29%；二四辅助回风揭煤工作面抽放102天，抽出率31.14%。 演马庄矿揭煤工作面抽放效果考察 22采区二横贯揭煤工作面抽放71天，抽出率55.56%；三横贯揭煤工作面抽放63天，抽出率31.13%。,犬示纂潭赡撬帮角鸥拔氛跨振仪缠戮封面眨毗岸肠艳库撅制曲鹰亡粳谆垛缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,四.现场工业性试验,防突措施效果检验 保留2m岩柱，平行于煤层顶板布置揭煤导硐，采用钻屑解吸指标（h2）、钻屑量指标（Smax）和钻孔

24、瓦斯涌出初速度指标(q)进行效果检验。效检指标临界值：,助汀郑守天伸插掀短脏沥烩么酶锅勘铅嘘双形爷着米诡阳升模瑚胜蔫娜介缓倾斜突出煤层揭煤技术缓倾斜突出煤层揭煤技术,四.现场工业性试验,九里山矿石门揭煤效果 14091回风眼石门揭煤工作面，2003年3月31日一次安全揭开，比预计工期提前34天。 15031回风眼掘进工作面，2004年1月31日一次起爆，炮后五分钟瓦斯浓度为1.58，安全、顺利揭开突出危险的二1煤层，比预计工期提前60天。 二四辅助回风揭煤工作面，2004年8月31日一次起爆，炮后25分钟揭煤工作面风流瓦斯从1.58%降到1.0%以下，安全揭开该处煤层，比预计工期提前78天。 15051回风眼揭煤工作面，2004年12月30日一次起爆安全揭开突出