突出矿井深水平防突技术.docx

欢迎光临安全人之家 https:/ 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 （0.080.3mL/g min1/2、高钻屑量（710kg/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2030m3/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 欢迎光临安全人之家 https:/ 卸压措施， 但钻孔施工到6m深时随即就发生喷孔， 瓦斯量在610m3, 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 欢迎光临安全人之家 https:/ 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 24m 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 2152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