突出礦井深水平防突技術
發布時間：2010-01-14 共1頁
1概況謝一礦于1949年建井，1952年投產，初期設計生產能力為30萬t/a，經過幾次改擴建，現生產能力為200萬t/a.礦井為斜井聯絡石門開拓布置方式，走向長壁采煤，可采煤層13層，煤層平均傾角23°，走向長度約3100m.礦井共分5個水平和8個采區。礦井生產水平為-720m，開拓準備水平為-780m.隨著礦井開采水平的不斷延深，瓦斯涌出量逐年增加，突出危險性也越來越大，2002年礦井絕對瓦斯涌出量達80m3/min，屬于“高突”礦井，其中B4、B9、B11b、C13為突出煤層；但突出危險性不僅存在于突出煤層，非突出煤層也存在突出危險，例如-780 mB6、-780 mB8、-720 mC15、等，表現為低K1值（0.08～0.3mL/g.min1/2、高鉆屑量（7～10kg/m）。
2問題的提出-780m中央石門是開拓準備新水平的關鍵巷道，計劃于2001年一季度揭開B11a、B11b煤層，但在施工抽放鉆孔過程中，遇到鉆孔見煤就發生噴孔現象，單孔噴出的煤量在2t左右，瓦斯量在20～30m3/min，安全威脅大，鉆孔被迫停止痛施工。
5121B9b工作面是計劃2003年10月份投產的開采保護層工作面，風巷標高-780m，風巷標高-720m，機巷和風巷各安排一個掘進隊進行施工，施工過程中嚴格執行“四位一體”綜合防突措施。今年9月中旬，在二期機巷施工到150m時，發生工作面排放鉆孔噴孔現象，造成工作面瓦斯瞬間達到4%，回風瓦斯濃主度也在1%左右。采取打鉆卸壓措施，但鉆孔施工到6m深時隨即就發生噴孔，瓦斯量在6～10m3，工作面和回風瓦斯均超限；在被迫停了兩個班以后，再次施工鉆孔時又發生噴孔，前后共發生了4次。為安全起見，決定停頭封閉，采取其它安全技術措施。
3防突技術煤與瓦斯突出是在應力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤和瓦斯由煤體內突然噴出到采掘空間。要防止煤與瓦斯突出，必須要采取有效措施來降低煤層瓦斯含量和煤層瓦斯壓力，減少瓦斯涌出量，為此我們采取了多種方法來降低煤層瓦斯含量和煤層瓦斯壓力，減少煤層瓦斯涌出量，以確保掘進工作面安全施工。
3.1穿層鉆孔超前掩護利用-780mB10b底板巖石巷道，反向向B9b煤層打穿層鉆孔，鉆孔均穿過B9b煤層頂板，終孔間距5m，每終一個鉆孔即時封孔并采取移動抽排泵進行抽放，鉆孔控制范圍為-780mB9b機巷停頭位置沿走向方向超前。2003年9月26日至10月3日，從-780mB10b底板巷向B9b煤層共施工了10個穿層鉆孔，單孔長70m，超前掩護了B9b掘進面50m.10月7日中班-720mB9b機巷排放瓦斯恢復施工，10月8日夜班掘進面開始打超前鉆孔，到11日早班共施工18個，其中3個達30m以上，施工過程中既未發生噴孔、也未發生夾鉆、吸鉆等現象，經校檢合格后正常進尺，月進尺60m. 3.2 邊抽邊鉆針對在石門揭煤工作面施工抽放孔過程中出現見煤噴孔、夾鉆等異常情況，采取了邊鉆邊抽、抽鉆結合的措施：首先將兩個測壓孔和已經施工但未到位的抽放鉆孔，用黃泥木塞進行臨時封孔并抽放，每施工1個鉆孔，在其見煤前就停止鉆進，用黃泥木塞臨時封孔并抽放，然后再施工下一個鉆孔。到11月3日，共施工了抽放鉆孔35個，均見煤就停，并全部進行抽放，到11月底共抽放瓦斯1.57萬m3，鉆孔卸壓范圍內的瓦斯涌出量和瓦斯壓力均大大降低。然后逐個停止抽放，繼續施工直到穿過B11b煤層進入頂板，再用聚胺脂進行永久封孔，高負壓抽放。采用此種方法以后，在煤鉆施工過程中均未發生噴孔現象，抽放鉆孔得以安全施工。
3.3 邊抽邊掘為了進一步攔截掘進工作面前方的瓦斯，確保掘進過程中不受瓦斯的制約，我們在巷道兩幫各施工一個鉆場，在鉆場內施工長距離順層孔或穿層孔，鉆孔控制到巷道輪廊線外2～4m范圍內，然后合茬抽放，以確保掘進期間工作面抽放工作永不間斷。
3.4 水力擴孔水力擴孔是利用高壓水射流切割鉆孔兩側煤體，形成大致沿煤層擴張的空洞與裂縫，增加煤體的暴露面，提高煤層的透氣系數。在重慶煤科院的指導下，我們對-780m中央石門B11b抽放鉆孔中5個水平孔和5個21°～52°的仰角孔，分別進行了水力擴孔，分別進行了水力擴孔，水壓達到8MPa，沖出的煤量約65t，有效地提高了煤層透氣系數，百米瓦斯涌出量由水力擴孔前的0.01m3/min增加到水力擴孔后的0.047m3/min，提高了瓦斯抽放效果。
4效果
（1）采取穿層鉆孔超前掩護以后，-780m B9b機巷在掘進過程中，從未發生過噴孔現象，預測指標為：K1值在0.08～0.2（mL/g.min1/2），鉆屑量基本在4～5kg/m，很快超過7kg/m，工作面瓦斯濃度也穩定在0.1～0.2%，掘進月進尺達60m以上，確保了安全施工。
（2）-780m中央石門在采取邊鉆邊抽等方法以后，未發生鉆孔見煤噴孔現象，確保了揭煤工作面抽放鉆孔的順利施工。揭煤之前采用了鉆屑指標法對防治突出措施進行了檢驗，經校檢合格，并于2001年3月22日開始，對該石門實施震動放炮揭制煤，到4月17日，安全揭開了B11a、B11b煤層。其間未發生一起動力現象，炮后瓦斯濃度也未超過1.0%.
2問題的提出-780m中央石門是開拓準備新水平的關鍵巷道，計劃于2001年一季度揭開B11a、B11b煤層，但在施工抽放鉆孔過程中，遇到鉆孔見煤就發生噴孔現象，單孔噴出的煤量在2t左右，瓦斯量在20～30m3/min，安全威脅大，鉆孔被迫停止痛施工。
5121B9b工作面是計劃2003年10月份投產的開采保護層工作面，風巷標高-780m，風巷標高-720m，機巷和風巷各安排一個掘進隊進行施工，施工過程中嚴格執行“四位一體”綜合防突措施。今年9月中旬，在二期機巷施工到150m時，發生工作面排放鉆孔噴孔現象，造成工作面瓦斯瞬間達到4%，回風瓦斯濃主度也在1%左右。采取打鉆卸壓措施，但鉆孔施工到6m深時隨即就發生噴孔，瓦斯量在6～10m3，工作面和回風瓦斯均超限；在被迫停了兩個班以后，再次施工鉆孔時又發生噴孔，前后共發生了4次。為安全起見，決定停頭封閉，采取其它安全技術措施。
3防突技術煤與瓦斯突出是在應力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤和瓦斯由煤體內突然噴出到采掘空間。要防止煤與瓦斯突出，必須要采取有效措施來降低煤層瓦斯含量和煤層瓦斯壓力，減少瓦斯涌出量，為此我們采取了多種方法來降低煤層瓦斯含量和煤層瓦斯壓力，減少煤層瓦斯涌出量，以確保掘進工作面安全施工。
3.1穿層鉆孔超前掩護利用-780mB10b底板巖石巷道，反向向B9b煤層打穿層鉆孔，鉆孔均穿過B9b煤層頂板，終孔間距5m，每終一個鉆孔即時封孔并采取移動抽排泵進行抽放，鉆孔控制范圍為-780mB9b機巷停頭位置沿走向方向超前。2003年9月26日至10月3日，從-780mB10b底板巷向B9b煤層共施工了10個穿層鉆孔，單孔長70m，超前掩護了B9b掘進面50m.10月7日中班-720mB9b機巷排放瓦斯恢復施工，10月8日夜班掘進面開始打超前鉆孔，到11日早班共施工18個，其中3個達30m以上，施工過程中既未發生噴孔、也未發生夾鉆、吸鉆等現象，經校檢合格后正常進尺，月進尺60m. 3.2 邊抽邊鉆針對在石門揭煤工作面施工抽放孔過程中出現見煤噴孔、夾鉆等異常情況，采取了邊鉆邊抽、抽鉆結合的措施：首先將兩個測壓孔和已經施工但未到位的抽放鉆孔，用黃泥木塞進行臨時封孔并抽放，每施工1個鉆孔，在其見煤前就停止鉆進，用黃泥木塞臨時封孔并抽放，然后再施工下一個鉆孔。到11月3日，共施工了抽放鉆孔35個，均見煤就停，并全部進行抽放，到11月底共抽放瓦斯1.57萬m3，鉆孔卸壓范圍內的瓦斯涌出量和瓦斯壓力均大大降低。然后逐個停止抽放，繼續施工直到穿過B11b煤層進入頂板，再用聚胺脂進行永久封孔，高負壓抽放。采用此種方法以后，在煤鉆施工過程中均未發生噴孔現象，抽放鉆孔得以安全施工。
3.3 邊抽邊掘為了進一步攔截掘進工作面前方的瓦斯，確保掘進過程中不受瓦斯的制約，我們在巷道兩幫各施工一個鉆場，在鉆場內施工長距離順層孔或穿層孔，鉆孔控制到巷道輪廊線外2～4m范圍內，然后合茬抽放，以確保掘進期間工作面抽放工作永不間斷。
3.4 水力擴孔水力擴孔是利用高壓水射流切割鉆孔兩側煤體，形成大致沿煤層擴張的空洞與裂縫，增加煤體的暴露面，提高煤層的透氣系數。在重慶煤科院的指導下，我們對-780m中央石門B11b抽放鉆孔中5個水平孔和5個21°～52°的仰角孔，分別進行了水力擴孔，分別進行了水力擴孔，水壓達到8MPa，沖出的煤量約65t，有效地提高了煤層透氣系數，百米瓦斯涌出量由水力擴孔前的0.01m3/min增加到水力擴孔后的0.047m3/min，提高了瓦斯抽放效果。
4效果
（1）采取穿層鉆孔超前掩護以后，-780m B9b機巷在掘進過程中，從未發生過噴孔現象，預測指標為：K1值在0.08～0.2（mL/g.min1/2），鉆屑量基本在4～5kg/m，很快超過7kg/m，工作面瓦斯濃度也穩定在0.1～0.2%，掘進月進尺達60m以上，確保了安全施工。
（2）-780m中央石門在采取邊鉆邊抽等方法以后，未發生鉆孔見煤噴孔現象，確保了揭煤工作面抽放鉆孔的順利施工。揭煤之前采用了鉆屑指標法對防治突出措施進行了檢驗，經校檢合格，并于2001年3月22日開始，對該石門實施震動放炮揭制煤，到4月17日，安全揭開了B11a、B11b煤層。其間未發生一起動力現象，炮后瓦斯濃度也未超過1.0%.
