区域联合防突（共7篇）
区域联合防突 篇1
摘要：以贺兰山煤田石炭井二矿矿近距离突出煤层群为研究对象, 提出了近距离突出煤层群上保护层开采与穿层钻孔预抽煤层瓦斯相结合的区域联合防突技术。通过现场应用, 对瓦斯预抽效果及防突措施实施效果进行了分析。结果表明该项技术措施的实施能够有效降低突出煤层群的瓦斯含量, 减小了突出煤层群的突出危险性, 为突出煤层群的安全回采提供了技术保障。
关键词：近距离突出煤层群,保护层开采,区域联合防突
0 引言
近年来, 近距离突出煤层群赋存的矿井在逐渐增加, 发生突出事故的情况时有发生, 严重制约了矿井的安全高效生产, 近距离煤层防突问题越发严重[1,2,3]。根据相关要求, 突出煤层采掘前必须严格执行“四位一体”的综合防突措施[4]。对于近距离突出煤层群赋存条件的情况, 必须考虑联合防突。针对该问题, 以某矿近距离突出煤层群为研究对象, 对近距离突出煤层群区域联合防突技术进行了研究, 将为矿井的安全开采提供技术保障, 也可以为其他类似矿井的联合防突工作提供指导。
1 矿井及试验区概况
矿井位于贺兰山煤田的石炭井矿区, 井田内共含可采煤层7层, 其中上组煤分别为3#、4#、5#煤层, 下组煤分别为8#、9#、10#、13#煤层。矿井目前正在开采第三水平的煤层, 4#和5#煤层在该水平+900m~+970m标高具有突出危险性。试验区位于矿井三水平南翼首采区三阶段, 该区域4#煤层平均厚度6.4m, 下伏5#煤层平均厚度5.6m, 煤层平均层间距5.5m, 煤层倾角24°。4#煤层上覆为不具有突出危险性的3#煤层, 平均厚度3.2m, 距4#煤层24m。4#煤层瓦斯压力0.36~0.85MPa, 瓦斯含量6.0~7.1m3/t, 5#煤层瓦斯压力0.27~0.80MPa, 瓦斯含量3.7~5.1m3/t。
2 区域联合防突技术方案
2.1 开采保护层
保护层开采是最有效、最经济的区域性防突措施, 在条件允许情况下, 矿井一般都应该优先选择开采保护层[4,5]。研究区域4#、5#煤层均具有突出危险性, 可以考虑将下伏8#煤层或上覆3#煤层作为保护层优先开采。根据《防治煤与瓦斯突出规定》的要求, 缓倾斜和倾斜煤层上、下保护层开采的最大保护垂距分别为50m和80m。研究区域上覆3#煤层距4#、5#突出煤层平均层间距分别为24m和29.5m, 处于最大保护垂距范围内;下伏8#煤层距4#、5#突出煤层平均层间距分别为88m和82.5m, 处于最大保护垂距之外。因此, 只能考虑将3#煤层作为4#、5#突出煤层群的上保护层优先开采。
根据试验区域煤层赋存条件及工作面巷道布置情况, 上保护层3#煤层开采对4#、5#被保护层的保护范围可以按照《防治煤与瓦斯突出规定》的参考值来划定, 即沿倾斜方向上、下边界的保护范围卸压角为75°, 沿走向的保护范围卸压角为56°, 如图1所示。可见, 3#煤层开采后, 计划施工的4#煤层和5#煤层工作面风巷掘进条带以及工作面回采区域有一部分未在保护范围内, 其他区域均处于3#煤层工作面的理论保护范围内。
2.2 穿层钻孔预抽煤层瓦斯
在上保护层开采后, 在未保护区域内必须采取预抽瓦斯区域防突措施。由于4#、5#煤层为近距离突出煤层, 必须同时对4#、5#煤层采取预抽瓦斯区域联合防突措施。根据矿井采掘部署及矿井装备情况, 选择在5#煤层底板下方的集中巷布置钻场, 在钻场施工穿层预抽钻孔抽采有效保护范围内的卸压瓦斯以及未有效保护范围内的原始瓦斯。为了充分消除未保护区内煤层的突出危险性, 通过施工密集钻孔抽采4#、5#煤层瓦斯, 从而在区域上达到了联合消突的目的。钻孔布置如图1所示。
现场实施过程中, 根据保护层工作面的巷道布置具体情况, 确定在集中大巷 (上81、上82) 每隔30~50m施工一个钻场, 在钻场施工穿层钻孔同时抽采4#、5#煤层的瓦斯。研究区域共计施工了52个钻场, 784个钻孔, 钻孔总进尺101875.5m。钻孔终孔间距均为10~13m, 钻孔呈扇形布置, 钻孔倾角为1°~88°, 钻孔孔深为52~225m。钻孔全部采用ZDY1900S以上钻机施工, 开孔孔径Φ133mm, 终孔孔径Φ113mm, 封孔长度为8m。
3 联合防突实施效果分析
3.1 瓦斯抽采效果
根据现场瓦斯抽采考察统计, 保护层开采期间, 抽采钻孔单孔浓度2.8%-78.2%, 主管平均浓度11.75%, 抽采负压16k Pa, 抽采主管瓦斯流量达到185.8m3/min。研究区域4#煤层可采储量142.35万t, 原始瓦斯储量为1010万m3, 钻孔抽采瓦斯总量为609.41万m3, 平均瓦斯抽采率为60.34%, 计算得到4#煤层残余瓦斯含量为2.81m3/t;5#煤层可采储量98.4万t, 原始瓦斯含量501.84万m3, 钻孔抽采瓦斯总量为231.65万m3, 平均瓦斯抽采率为46.16%, 计算得到5#煤层残余瓦斯含量为2.74m3/t, 远小于防突规定值, 瓦斯抽采效果显著。
3.2 区域联合防突措施实施效果
为了考察区域联合防突措施实施效果, 在集中巷每隔30~50m布置一组测定点, 每组测定点布置1~2个测定点, 分别施工穿层钻孔取样测定4#、5#煤层残余瓦斯含量。检验钻孔主要布置在未充分卸压区域以及预抽时间较短的位置。根据测定结果, 研究区域4#、5#煤层残余瓦斯含量最大值分别为5.683m3/t和4.667m3/t, 均满足《防治煤与瓦斯突出规定》要求, 且施工测定钻孔时无瓦斯动力现象发生, 因此可得出保护层开采结合穿层钻孔预抽瓦斯区域防突措施的实施取得了较好的效果。
4 结论
结合矿井煤层及瓦斯赋存条件, 确定将无突出危险性的3#煤层作为4#、5#近距离突出煤层的保护层优先开采, 并在有效卸压范围内采用穿层钻孔抽采卸压瓦斯, 在有效卸压范围外区域, 选择底板密集穿层钻孔联合抽采瓦斯区域防突措施。现场考察得到4#、5#煤层瓦斯抽率分别为60.34%和46.16%, 实测4#、5#煤层最大残余瓦斯含量分别为5.683m3/t和4.667m3/t, 均满足规定要求。因此, 区域联合防突措施的实施, 有效降低了4#、5#突出煤层群的突出危险性。
参考文献
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[4]国家安全生产监督管理总局, 国家煤矿安全监察局.防治煤与瓦斯突出规定[M].北京:煤炭工业出版社, 2009.
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三软突出煤层区域防突技术研究 篇2
1试验区概况
1.121采区概况
(1) 地质概况。
21采区位于大平井田东南部, 北与工业场地保护煤柱及16采区相邻, 南以周山逆断层上盘交面线和大冶塔湾联营煤矿边界为界, 西以±0 m煤层底板等高线为界, 西南以11采区边界为界, 东以马沟逆断层上盘交面线及井田边界为界, 采区南北宽约500 m, 东西平均长约1 400 m。该采区可采煤层为二1煤层, 根据21采区布置的钻孔揭露情况, 二1煤层顶板多为灰黑色泥岩及砂质泥岩, 底板为砂质泥岩、细—中粒砂岩。煤厚1.71～13.14 m, 平均8.19 m, 其变化规律为向斜轴部较厚, 两翼变薄, 北翼大于南翼, 沿向斜轴部钻孔煤厚呈厚薄相间的变化趋势。
(2) 瓦斯地质。
根据二1煤层瓦斯测定结果, 21采区区内煤的可燃基 (纯煤) 瓦斯含量5.73～13.82 mL/g, 平均10.04 mL/g;原煤瓦斯含量4.39～12.02 mL/g, 平均8.49 mL/g;原煤解吸瓦斯含量0～7.48 mL/g, 平均3.99 mL/g。
由于该区处于大冶向斜的倾伏端, 煤层埋藏较深, 煤厚变化大, 加之周山逆断层、马沟逆断层等断层带透气性差, 造成该区煤层瓦斯含量高, 瓦斯压力大, 煤与瓦斯突出的危险性较大。
1.221061工作面概况
(1) 地质概况。
21061工作面北部为工业场地保护煤柱, 与21采区上部轨道、胶带、回风3条下山相接;南部相邻已回采的11312工作面, 西部与东部为21采区尚未开采区域。
21061工作面掘进范围内地质构造简单, 掘进范围内穿过大冶向斜轴部并在两翼附近掘进, 断裂构造不发育, 煤厚、煤层倾角变化不大, 煤厚5.0～8.5 m, 煤层倾角14°～25°。对该区影响较大的构造为大冶向斜, 该向斜轴向近东西, 向东倾伏, 延伸长度大于4 km, 倾角8°～15°, 轴面近直立。
(2) 瓦斯地质。
根据郑煤集团瓦斯研究所编制的大平矿瓦斯地质图以及郑煤集团通[2009]31号文件《关于大平煤矿矿井瓦斯地质图的批复》中有关规定, 21061工作面运输巷、回风巷掘进区域煤层瓦斯含量大于7 m3/t, 该掘进区域按突出危险区进行管理。
2底板抽放巷设计理念
2.1设计原则及意义
在距煤层15～20 m的底板岩石内施工底板抽放巷, 若底板岩石较破碎, 需适当增加距离, 距工作面运输巷水平投影距离为15～20 m (中—中) 。底板抽放巷巷道规格为3.0 m (高) ×3.5 m (宽) , 采用锚喷网半圆拱支护。
回采工作面施工的煤层底板抽放巷可以解决工作面掘进过程中的瓦斯及煤与瓦斯突出问题, 提高掘进速度, 还可在掘进工作面预抽的同时施工回采工作面穿层预抽钻孔, 对工作面进行区域消突和瓦斯治理。
2.2施工工序
在运输巷、回风巷煤巷掘进施工前, 先施工底板抽放巷, 进行掘进工作面的打钻卸压和抽放消突, 煤巷掘进工作面预抽时间必须确保不少于2个月。在底板抽放巷施工过程中, 必须制定专项措施, 确保巷道与煤层空间相对位置的准确。
2.3预抽钻孔设计
2.3.1设计原则
21采区所在二1煤层为可以抽放煤层, 根据《矿井瓦斯抽放管理规范》第28条规定“当采用穿层钻孔抽放时, 钻孔见煤点的间距可参照下列数据:容易抽放煤层15～20 m;可以抽放煤层为10～15 m;较难抽放煤层为8～10 m”。当采用顺层钻孔抽放时, 吨煤钻孔量见表1。
根据上述要求设计底板预抽钻孔, 结合现场实际情况, 回采工作面预抽钻孔见煤点控制在10 m, 吨煤钻孔量控制在0.03 m以上。为提高掘进速度和瓦斯治理效果, 掘进工作面巷道两帮5 m范围内, 钻孔见煤点间距控制在5 m以内。钻孔设计如图1所示。
回采工作面按切巷110 m (斜距) 、煤厚7.0 m、煤层倾角18°、走向长500 m进行计算, 该工作面底板预抽钻孔总深60 900 m, 其中煤孔深为20 200 m, 煤层瓦斯储量为391万m3。达到消突需预抽瓦斯量为117.3万m3, 预抽量按3 m3/min计算, 该工作面完全消突预抽时间为9个月, 1个采面按4部钻机 (2 000 m/ (月·台) ) 计算, 则抽放巷必须提前16.6个月完成。
在21采区第1个工作面施工完后, 采面底板抽放巷可以为下一个工作面的中、上部预抽服务, 以减少岩孔的施工量, 提高经济效益和钻孔利用率。
2.3.2钻孔施工
底板预抽钻孔采用ZYG-150型及其他型号的抽放钻机施工, Ø50 mm钻杆, Ø75 mm及以上钻头, 直接在抽放巷帮上开孔进行施工。钻孔穿过煤层打到煤层顶板以上0.5 m。施工完1个钻孔后, 随即利用Ø115 mm钻头扩孔5 m。
2.3.3封孔抽放
每打完1个抽放钻孔, 先用CF-2型机械快速封孔器进行封孔, 并连接到集流器上抽放。在打完1组钻孔后, 抽放钻孔改用聚氨酯和6 m (3 m+3 m) Ø40 mm埋管进行永久封闭, 封孔深度不少于5 m, 里段留1 m花管进行抽放。
2.3.4抽放监控
在集流器上每个钻孔支管连接处安装阀门和孔板流量计, 用于测定单孔瓦斯浓度和单孔瓦斯抽放量。
2.3.5钻孔报废
当预抽钻孔流量突然增大或瓦斯浓度小于5%时, 将该钻孔关闭停止抽放。
3施工技术分析
3.1底板抽放巷实际施工情况
21061工作面回风巷底板抽放巷2008年2月开口施工, 2008年11月施工完成, 距工作面回风巷水平投影距离为15～20 m (中—中) 。
21061工作面运输巷底板抽放巷2008年9月开口施工, 2009年4月施工完成, 距工作面回风巷水平投影距离为15～20 m (中—中) 。
2条巷道内抽放钻场规格均为3.2 m (高) ×3.2 m (宽) , 采用锚喷网半圆拱支护。
3.2抽放效果
由于21061运输巷底板抽放巷钻孔施工时间较短, 抽放时间较短, 考察效果不明显, 故重点对21061回风巷底板抽放巷抽放情况进行了考察。
(1) 钻孔数量。
共施工抽放钻孔642个, 因有水或瓦斯浓度低关闭175个, 现实际抽放467个。其中1#钻场21个, 2#钻场25个, 3#钻场35个, 4#钻场35个, 5#钻场35个, 6#钻场35个, 7#钻场35个, 8#钻场35个, 其余为巷帮钻孔。
(2) 钻孔进尺。
平均见煤岩孔长40 m, 平均穿煤长15 m。21061回风巷底板抽放巷钻孔总进尺35 310 m, 其中岩孔25 680 m, 煤孔9 630 m。
(3) 瓦斯抽放量。
Ø300 mm孔板流量计平均浓度为7%, 平均流量9.932 m3/min, 最早钻孔于2008年3月15日施工, 从4月开始计量, 截至2009年11月底, 共抽放瓦斯740 584.26 m3。掘进期间瓦斯浓度曲线如图2所示。
(4) 掘进进尺情况。
21061运输巷、回风巷从2009年7月开始掘进, 7月回风巷完成掘进进尺32.0 m, 运输巷完成进尺37.0 m, 8月回风巷完成掘进进尺58.0 m, 运输巷完成掘进进尺29.0 m, 9月回风巷完成掘进进尺41.9 m, 运输巷完成掘进进尺38.5 m, 10月回风巷完成掘进进尺89.9 m, 运输巷完成掘进进尺33.4 m, 11月回风巷完成掘进进尺67.0 m, 运输巷完成掘进进尺32.0 m。
(5) 技术指标分析。
从21061运输巷、回风巷掘进期间瓦斯浓度对比曲线可以看出, 21061运输巷掘进期间瓦斯浓度明显比21061回风巷掘进期间瓦斯浓度要高, 而且从近5个月掘进进尺情况可以看出, 21061 回风巷掘进进尺也明显比运输巷掘进进尺要高。有突出危险性掘进工作面未采取底板抽放巷措施时, 煤巷掘进工作面掘进进尺为25～30 m/月, 并且在掘进过程中经常出现瓦斯异常涌出的现象。在采取了区域防突措施后, 进尺已有了明显提高, 最高时达到89 m/月, 进尺比未采取区域防突措施的煤巷掘进工作面提高了近2倍, 同时掘进期间瓦斯浓度明显降低。
4效益分析
(1) 安全效益。
在采取了底板抽放巷抽放措施后, 在突出危险掘进面前方形成一个预抽卸压带, 使掘进工作面突出危险性得到有效降低, 提高了掘进工作面安全系数;同时利用底板抽放巷对回采工作面煤层瓦斯进行预抽, 提前对回采工作面消突和降低回风巷道内瓦斯浓度, 保证了工作面实现安全回采, 为职工创造安全工作环境。
(2) 经济及社会效益。
在进行了底板抽放巷施工后, 突出危险掘进工作面的进尺明显提高, 月进尺提高近2倍, 可节约资金1 000元/m, 月节约资金30 000～40 000元, 同时使采掘接替紧张局面得到有效缓解, 为矿井实现可持续发展创造有利条件。
5存在问题及改进方向
5.1存在问题
(1) 从瓦斯浓度曲线以及掘进进尺情况可以看出, 21061运输巷、回风巷虽然在采取区域防突措施后掘进进尺得到了明显提高, 但当前掘进进尺完成情况还无法满足矿接替计划需要, 尤其21061运输巷掘进进尺相对偏低。究其原因, 是21061运输巷底板抽放巷施工到位时间与21061运输巷开口时间相距过短, 无法实现足够的预抽时间, 所以掘进期间出现预测预报指标超标及瓦斯异常现象较为频繁, 影响了掘进进尺的提高。
(2) 由于大平煤矿是集团公司率先采取底板抽放巷措施的矿井, 并无经验可循, 在投入大量资金及人力、物力后, 施工的底板抽放巷目前并未达到理想效果, 仍需采取局部防突措施进行补充。
5.2改进方向
(1) 必须保证底板抽放巷有足够的抽放时间, 21061回风巷底板抽放巷抽放时间比运输巷抽放巷抽放时间多近半年时间, 所以21061回风巷掘进进尺相对运输巷要高很多。
(2) 在采取了底板抽放巷措施后, 应对底板抽放巷抽放效果进行详细考察, 在确保安全的前提下, 应逐渐减少局部措施采取次数, 增加掘进时间, 保证实现快速掘进。
6结语
通过采取底板抽放巷预抽煤层瓦斯措施, 不但解决了与煤层近距离接触式消突及瓦斯治理措施执行过程中的危险性, 而且有效提高了突出危险掘进面的单进及工效, 为矿井实现长治久安创造了有利条件。
摘要：为了有效防治三软突出煤层突出危险性, 对大平煤矿21采区煤层采取区域防治煤与瓦斯突出措施, 利用底板抽放巷施工穿层预抽钻孔以及水力冲孔措施, 提前对煤巷掘进工作面掘进区域煤层瓦斯进行预抽, 降低了突出危险掘进面的突出危险性, 保证了安全掘进, 有效提高了突出危险掘进工作面的单进水平。
立井揭煤区域防突瓦斯排放孔设计 篇3
突出危险性煤层的揭穿是立井施工中一个重要的安全课题。“规定”中规定的钻孔控制范围、孔间距、钻孔布置的均匀性是布孔的主要设计依据。依据“规定”中具体的布孔约定和去孔法则,建立了钻孔设计参数的数学模型。该程序在鹤煤三矿的实际应用,证明了它的高效和实用性。
1矩形区域钻孔防突图的设计
按照“规定”中突出危险性煤层预测标准和国内深井严重突出厚煤层揭煤经验,鹤煤三矿采用的防突措施主要包括穿层钻孔预抽、深孔松动爆破预裂增加透气性、金属骨架+煤体固化和穿煤期间井筒外圈截流抽放等措施。
依据“规定”要求,井筒距煤层法距7 m时,开始施工穿层预抽钻孔,区域综合防突措施要求立井穿层钻孔控制井筒轮廓线以外12 m范围。根据该矿目前钻机配备状况和地质条件,在快速、简便和规范的前提下,矩形区域钻孔是最合理和最省力的设计[2]。所以,钻孔直径选择75 mm,穿层钻孔开孔间距0.4 m×0.4 m,孔底间距3 m×3 m,钻孔孔底要求进入煤层底板1 m左右,具体布置见区域防突钻孔设计(图1)。根据设计结果,抽放钻孔共10组,钻孔总数累计215个,岩孔长2 600 m,煤孔长1 900 m,钻孔总长4 500 m。
2去孔法则
矩形布孔方式无论从钻孔控制范围、间距还是布孔均匀程度,均满足“规定”有关要求,矩形布孔范围完全覆盖应控煤体范围,但增加了钻孔的数量,可以通过下述去孔法则加以克服、优化钻孔数量。
去孔法则:某排或某列上的钻孔,若该排和该列上钻孔在区域防突范围内,其控制在井筒轮廓线12 m以外的钻孔均可去掉。
3钻孔的参数设计
在具体的揭煤条件下,钻孔落点设计参数由以上的矩形布孔方式原则所确定。设计坐标系中,X轴与煤层走向一致,Y轴与煤层倾向一致,Z 轴为铅垂轴,坐标原点为井筒中心。钻孔落在同一平面中的Z轴相同,所以不考虑。X轴与煤层倾向一致可以测得,Y轴是垂直方向,则钻孔在立井作业面和煤层顶板上的空间位置坐标:X为所测量钻孔与井筒上该钻孔开孔处走向的水平距离,Y为钻孔与井筒开孔倾向上的水平距离。
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式中,M为钻孔长度。
通过上述计算,在作图器上计算出每个钻孔的坐标,即可求出每个钻孔所需要的工作量,得出钻孔参数。
4应用实例
鹤煤公司三矿新副井为立筒揭煤,煤层厚9.8 m。揭煤点煤层埋深963 m,煤层倾角为16.8°,井筒净直径7.0 m,井深1 038.5 m,表土段厚290 m。井筒位于向斜构造轴部,矿井开采向斜轴部瓦斯涌出量明显大于两翼,揭煤位置预测瓦斯含量为19 m3/t,预测具有区域突出危险性。揭煤位置埋深近千米,煤层压力大,突出危险性程度增加。区域防突钻孔的设计如图1所示,钻孔煤层打钻剖面如图2所示,钻孔参数计算见表1。
5结语
通过建立立井井筒揭煤钻孔参数的数学模型参数,以简化立井揭煤步骤。该方法应用后,揭煤和穿煤期间的瓦斯浓度变得非常稳定,实现了零超限揭穿千米埋深9.8 m厚突出煤层。鹤煤三矿成功地实现千米井筒特厚煤层揭煤工作的安全、快速、规范化,也节省了人力和财力。
摘要：为解决千米埋深特厚煤层立井揭煤防突和穿煤施工的安全问题,提出了千米井筒特厚煤层立井揭煤瓦斯排放钻孔的矩形布置方式,并以此建立排放孔的数学模型。此方法应用后,能在最快速、最简便和最规范的条件下使排放孔达到预期的目标,揭煤和穿煤期间的瓦斯浓度趋于稳定,并且实现了零超限揭开千米埋深煤层。
关键词：特厚煤层,立井揭煤,钻孔设计
参考文献
[1]国家安全生产监督管理局.防治煤与瓦斯突出规定[M].北京煤炭工业出版社,2009.
区域联合防突 篇4
煤与瓦斯突出是多种因素控制的复杂的矿井动力现象[1,2,3]。它能在很短的时间内, 喷出大量的瓦斯及碎煤, 在煤体中形成特殊的空洞, 并形成一定的动力效应, 煤与瓦斯突出是煤矿生产过程中常发生的严重自然灾害之一[4]。我国是世界上发生煤与瓦斯突出最严重的国家之一, 累计突出次数约占世界40%以上[5]。45户重点监控的国有煤矿企业的415处矿井中, 高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井234对, 占56.4%;煤与瓦斯突出矿井142对, 占34.2%;特大型煤与瓦斯突出矿井33对, 占8.0%[6]。统计数据表明[7], 10 a来全国国有煤矿瓦斯爆炸事故有68%发生在井下掘进工作面, 而对于掘进工作面而言, 虽然煤层平巷突出次数最多, 约占突出总数的45%左右, 但是石门揭穿煤层突出强度最大, 平均强度为586.1 t, 为总平均强度的6.55倍, 且80%以上的特大型突出均发生在石门揭煤时[4]。因此, 安全高效的揭穿突出危险煤层, 是煤与瓦斯突出矿井避免重特大事故的基础和保障。而深井大断面强突出煤层多石门联合揭穿煤层, 更是一项技术性强、工艺复杂、危险程度高的难题。现以淮南矿业集团谢一矿望峰岗井深部强突出煤层多石门联合揭煤为例, 对石门揭煤两级“四位一体”, 尤其是区域性防突措施的实施, 进行进一步探讨和总结, 以形成类似条件下石门揭穿突出煤层的成功典范。
1 工程概况
淮南矿业集团谢一矿1952年投产, 设计生产能力0.3 Mt/a。由于资源即将枯竭矿井老化, 2005年与望峰岗深部井合并后设计生产能力5.0 Mt/a。谢一矿于1979年定为煤与瓦斯突出矿井, 突出煤层为C15, C13, B11b, B9b, B4b, 其中C13, B11b为强突出煤层。历年来共发生煤与瓦斯突出事故58次, 且在望峰岗井建井过程发生了我国有历史记录以来最大的立井揭煤 (揭穿C13煤层) 煤与瓦斯突出, 造成重大经济损失和人员伤亡。随着矿井开采深度的增加, 矿山压力越来越大, 瓦斯涌出量急剧上升, 煤与瓦斯突出危险性不断增强, 严重阻碍了矿井的开拓延伸。
谢一矿望峰岗井-817 m一组三条主门 (轨道、运输、回风) 是矿井深部一水平 (-820 m) 北部采区的主要功能巷道和关键开拓生根系统。其中, 轨道、运输石门设计由C15顶板分别穿过C13、B11b、B9、B8、B7、B6直至B4底板;回风石门设计由C13底板分别穿过B11b、B9、B8、B7、B6直至B4底板。目前, 轨道、运输石门距离C13煤法距6 m位置停头封闭。
而C13煤层为强突出煤层, 煤层厚度6 m, 倾角20°, -817 m C13煤层瓦斯含量为17 m3/t、轨道石门实测C13煤瓦斯压力4.6 MPa, Δp=12、f=0.28;另外, -780 m C13底板巷内施工穿层钻孔喷孔现象严重, -790 m出煤石门施工穿层钻孔时, 发生强烈喷孔。
2 防治揭煤突出的难点及对策
2.1 防治的难点
(1) 煤层突出危险性大。C13煤层为强突出煤层, 实测瓦斯压力4.6 MPa、瓦斯含量17 m3/t、Δp=12、f=0.28。
(2) 揭煤作业范围广。C13煤层厚度6 m, 倾角20°, 石门巷道由距煤层顶板法距5 m到穿过煤层进入底板法距2 m的揭煤作业范围理论值均大于60 m。
(3) 联合揭煤影响程度高。-817 m轨道石门、运输石门设计断面分别为20 m2、23 m2, 巷道掘进过程动压大, 掘后矿压显现剧烈, 而两石门有效间距小 (30 m) , 且揭煤作业范围广, 循环进尺频繁, 致使两条石门巷道揭煤过程相互影响严重。
(4) 揭煤区域应力状态复杂。该石门揭C13煤层巷道段距地表垂深在850 m左右, 且处于一个剧烈的褶皱变化带, 区域内次生断层、褶皱、节理较发育, 附近50 m范围内分布有FY-001、F13-4断层, 地应力和构造应力分布复杂。
2.2 防治的对策
揭煤区域C13煤层突出危险性大, 应力状态复杂, 揭煤作业范围广, 联合揭煤影响程度高, 传统的石门揭煤消突方法难以从根本上实现安全揭煤。
根据《防治煤与瓦斯突出规定》[8]的相关要求以及现场工程实践经验, 针对深井强突出煤层多石门联合揭煤, 提出区域防突措施先行、局部防突措施补充的两级“四位一体”综合防突措施, 实现突出煤层的本质消突。
对于本次揭煤, 作为揭煤防突主要措施的区域性措施, 在不具备保护层开采的情况下, 主要是施工大面积穿层钻孔预抽煤层瓦斯。然而, 由于采用多石门联合揭煤, 揭煤区域范围大, 巷道迎头施工措施钻孔控制范围有限, 且施工下向钻孔穿透C13强突煤层难度大, 喷孔严重, 安全威胁大。基于此, 特提出强突出煤层闭合环形底板巷区域预抽消突法, 保证区域性防突措施的实现。
3 闭合环形底板巷区域预抽消突措施
3.1 区域控制范围确定
根据《防治煤与瓦斯突出规定》的相关要求, 对于缓倾斜煤层穿层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措施, 应控制巷道轮廓线外12 m。同时, 考虑到本次石门揭煤区域的实际瓦斯地质及工程条件, 确定区域控制煤体范围为:石门巷道两帮30 m、上下各15 m (垂距) 。区域消突控制范围分别如图1、2所示。
3.2 环形闭合巷道布置
如图1所示, 在C13煤层底板中, 距离C13煤层法距16～17 m, 于标高-823 m和-845 m施工两条C13煤层底板抽采巷, 构建-817～-823 m、-823～-845 m回风联巷, 与-804～-960 m C13底板回风上山形成C13煤层揭煤区闭合环形底板巷。主要优点:
(1) 构成全负压通风系统, 避免独头巷道施工强突煤层穿层孔, 更有利于保证施工安全。
(2) 多水平底板抽采巷联合预抽消突, 有效扩大措施控制区域范围。
(3) 避免了下向及近水平孔, 降低了措施钻孔施工的难度, 保证了钻孔施工质量和控制效果。
(4) 构建环形闭合底板巷, 极大的增加了措施钻孔施工的空间, 实现了多台钻机平行作业, 降低了区域消突钻孔施工时间, 提高了揭煤效率。
3.3 预抽措施钻孔设计
本着便于施工和保证卸压效果的原则, 在环形闭合底板巷避免布置下向孔、少布置近水平孔, 开孔间距0.4 m×0.4 m, 终孔间距3 m×3 m。同时, 在石门巷道过煤关键区域, 通过上下两条底板巷, 叠加布置穿层措施孔, 形成立体网格交差钻孔布置形成, 最大限度的降低煤层瓦斯含量和应力程度。预抽措施钻孔布置如图2所示, 共布置钻孔数量2 277个, 总钻孔量7.16万m。
4 主要结论
石门揭煤是矿井防突的重点和难点, 揭煤防突已不是单一的技术措施, 而是一套完整的综合防治突出的系统工程。其中, 作为主要防突措施的区域性措施, 是揭煤防突乃至一切突出防治工作的基础, 有效的推进区域性防突措施的实施, 是推进突出矿井安全生产的前提和最有效保障。
淮南矿业集团谢一矿, 就C13强突煤层-817 m多石门联合揭煤, 通过构建环形闭合底板巷, 成功实施了大面积预抽穿层钻孔区域性措施, 实现了在石门揭煤时以区域治理措施为主、局部治理措施为辅的防突战略手段, 成为深井强突出煤层多石门联合揭煤区域防突措施实施典范。
参考文献
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区域联合防突 篇5
关键词：底板巷,穿层钻孔,抽放,瓦斯防治,概况,技术应用,煤矿事业,条带区域
作为我国基础能源, 煤炭在国民经济发展中具有至关重要的作用。瓦斯作为长期影响煤矿生产安全的重要因素, 在不断加大矿井开采深度的同时, 瓦斯压力也随之不断提升, 随着社会经济的不断发展及科学技术的不断进步, 在扩大采掘工作机械化的过程中, 也不断增加了采掘强度, 这种情况的大量出现, 将引发严重的瓦斯灾害。如2014年6月3日重庆万盛经开区南桐矿业公司砚石台煤矿井下4406S2回采工作面发生一起重大瓦斯事故。其中5人安全升井, 1人受伤, 22人死亡。面对日益严重的瓦斯危害, 人们越来越重视瓦斯防治工作。
1瓦斯的概况
瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期, 在厌氧菌作用下, 纤维素和有机质分解形成。煤矿瓦斯是指天然气, 在成煤过程中植物产生大量气体, 也被叫做煤层气。腐植型有机质, 由细菌分解后, 将形成瓦斯, 随后不断增加沉积物埋藏深度, 在高温、高压作用下, 煤层进入煤的碳化变质阶段, 将减少煤的挥发性, 增加固定煤, 形成大量瓦斯, 并在煤层与岩层孔隙与裂隙内进行存留。
作为一种热—链式反应, 瓦斯爆炸内爆炸混合物进行相应能量吸收后, 即可断裂反应分子, 分离成游离基 (2个或2个以上) 。在一定条件下, 将进一步分解各个游离基, 进行游离基的再产生 (2个或2个以上) 。以此重复, 在游离基不断增加的同时, 其化学反应也逐渐加快, 最后形成燃烧或爆炸式氧化反应。因此, 瓦斯爆炸是在一定温度作用下相应浓度甲烷、氧气产生激烈氧化反应。在空气内瓦斯浓度在55%以上, 将导致人快速窒息死亡, 是煤矿生产中重要的安全事故。
2底板巷穿层孔预抽瓦斯区域防突技术的应用
底板巷穿层孔预抽瓦斯区域防突技术作为瓦斯防治的重要技术之一, 其技术水平的高低将直接影响到煤矿开采的进度及安全性, 为此施工单位必须严格按照相关技术规定, 与区域实际情况相结合, 选用与之相适应的技术、方式, 规范施工流程, 才能提高煤矿开采的安全性, 才能实现煤矿事业的经济效益与社会效益。
2.1区域概况
某煤矿工作面地面标高在+158.15米到+187.29米之间, -300米到-380米为工作面标高, 掘进工作面起伏较为平缓。890米为该工作面走向长度, 129米为倾向长度, 4.77米到11.5米之间为煤厚度, 一般厚度控制在8.39米。-21度到-28度之间为煤层倾角, 一般控制在25.3度。工作面范围内具有较为简单的地质构造, 掘进范围必须穿过74—7背斜翼部, 150米为轴部到切眼上口的距离, 因构造条件的制约, 煤层具有较大变化, 将导致倾角不稳定, 局部顶板将产生凹凸不平等现象。工作面揭露1条断层6F5断层, 69度为其走向, 159度为其倾向, 55度为其倾角, 7米为其落差值, 位于切眼上口向下40米的位置, 对瓦斯具有相应的影响。本区域瓦斯原有含量为每立方16.87t, 1.41Mpa为瓦斯压力, 煤层透气性系数每平方为1.2到1.8Mpa·d, 归属于抽放煤层, 0.24为煤的坚固性系数。
2.2条带区域防突机理
保护层开采及煤层瓦斯预抽是现阶段区域防突技术的两大类型。作为效果良好的防突措施, 预抽煤层瓦斯在本煤矿工作中得到了广泛地应用。底板抽放巷穿层钻孔条带区域预抽是将大量密集钻孔打在突出煤层巷道或其两边相应范围内, 卸压媒体区域, 并将瓦斯抽放, 将其潜能释放出来, 随后在相应时间段内进行煤层瓦斯预抽, 进一步降低瓦斯压力和瓦斯含量, 进而产生煤层收缩变形、地应力降低、提升透气系数等, 最终实现煤巷掘进突出危险性消除的目标。
2.3底板抽放巷区域防突技术的应用
(1) 底板抽放巷设计与施工。该底板抽放巷走向长度为980米, 与煤层岩柱厚度相距10到20米的老底灰黑色、细粒砂岩内, 选用U型拱锚网喷支护作为底抽巷支护, 3.6m X3.4m为其断面。在底板抽放巷施工过程中, 为确保穿层钻孔质量, 必须同时进行预抽与巷道掘进施工, 遵循相关规定, 在巷道一边底抽巷两帮交错掘钻场, 将其间距合理控制在15到20米之间。
(2) 穿层钻孔技术施工。该底抽巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯顺着走向对下顺槽条带进行有效控制, 钻孔顺着其倾向对巷道位置进行布设控制, 确保在其上帮轮廓线外20米以上, 下帮10米以上。将一组钻场设置在抽放钻场内, 7排抽放钻孔设置在各组钻场, 5个为一排, 钻孔数量为35个, 5米为钻孔终孔间距。选用立固安与水泥砂浆相互配合的方式对钻孔进行封孔施工, 一般将其深度控制在8米, 并对其抽放浓度、流量进行充分了解与分析, 确保集流器与抽放泵站主管路相连接, 进行抽放施工。
(3) 穿层钻孔抽放效果。13307.5米为穿层钻孔施工抽放煤孔长度, 瓦斯累计抽出143.22万立方米, 55%为瓦斯总抽放率。穿层钻孔抽放在底板抽放巷进行, 岩石钻孔内设置封孔段, 在动压及其他情况下影响不大, 能够确保封孔的紧密性, 瓦斯单组抽放浓度可超过1/3, 瓦斯浓度可在大于15%的范围进行稳定, 由此可见, 该方式具有良好的抽放作用。
(4) 穿层钻孔区域措施。在该底抽巷进行6个月区域瓦斯治理预抽煤层瓦斯作业后, 区域措施效果检测可通过煤层残存瓦斯含量方式进行测定。检验测试点可设置在煤巷条带间隔50米的位置, 确保其分布的均匀性, 在较为复杂的地质下, 可进行检验测试点的增加。
3结束语
综上所述, 伴随科学技术的不断进步, 我国煤矿开采安全管理技术水平也得到了极大的提升。瓦斯防治效果是否良好直接关系着煤矿开采施工的质量与安全。底板巷穿层孔预抽瓦斯区域防突技术在煤矿开采瓦斯防治中的广泛应用与推广, 对煤矿爆炸事故率可以有效降低及控制, 为此, 施工单位必须重视该技术的应用, 不断研究与改进技术, 提升技术水平, 为煤矿事业的可持续发展提供可靠的保障。
参考文献
区域联合防突 篇6
关键词：高瓦斯防突区域,爆破技术,光面爆破,炮眼布置
所谓汽车倒车, 就是通过驾驶员的操作, 将车由静止状态经动力传递到汽车向后行驶的过程。
倒车行驶, 由于受视线的限制, 看不清车后的道路情况, 又加之转向的特殊性, 控制转向的位置又起了变化, 所以, 比车辆前进较困难一些, 没有同前进时的转向方便、灵活、准确。
很多新手是谈倒车色变, 虽经反复练习, 总是不得要领, 以致更加丧失了独自开车出门的信心。这里介绍几点小经验, 来帮助大家解决这个难题。有一种错误概念, 说倒车只要看左右反光镜和后视镜就可以了, 事实上, 这远远不够, 因为新手本来就不大习惯看镜子, 更何况倒车时后面难免会有行人和自行车, 所以我们提倡养成倒车回头看的好习惯。而将看左右反光镜和后视镜作为辅助手段。
倒车车速不得高于7km/h (2米/秒) , 较慢的速度能给人留有更多的观察和打轮余地。对新手来说, 必要的联系很有好处, 而且, 做完一次动作, 无论感觉成功与否都先下车, 前后左右观察一番, 找到下一次改进的感觉, 如此反复, 定会收到事半功倍的效果。停车入位一般有两种情形, 一种是路边停车, 一种是停车场停车。在这两种情形下, 停车技巧略有区别。只要学会了这些, 其他问题也能迎刃而解。倒进车位是绝招, 倒车时别忘了打转向灯示意。车与马路牙子相距10c m~20c m为宜, 大概就是一个反光镜的宽度。倒车前首先看清车后的情况, 估计好倒车的行进路线, 确定车头是否会碰到障碍物, 倒车时尽量不要踩油门, 控制车速不要太快。根据车尾行进方向的需要, 用左手转动方向盘:如果车尾需要向右后方行进, 则将方向盘向右转动;反之, 则将方向盘向左转动。实际上这和汽车向前行驶时的转向操作是一致的, 记住这点就不会打错方向而手忙脚乱了。在倒车过程中不要一直看着车后, 在确认车后安全的前提下, 需要不时地观察左右后视镜, 注意障碍物与车身之间的距离, 并据此利用方向盘来修正车身后退时的位置。
如果觉得在倒车过程中, 车头有可能会碰到障碍物, 则还需要在适当的时候看看车前。特别是在方向盘转动幅度较大的情况下, 由于汽车在转向过程中, 转向轮的转弯半径要大于后轮的转弯半径, 在倒车时车头部向外甩的幅度也大, 所以一定要注意车头避免碰擦。不要养成原地打方向盘的习惯, 这样更容易损坏车辆, 而且打起来也很费事。
路边停车时还要注意三点:第一, 在倒车过程中要注意后方的机动车、非机动车以及行人。第二, 不管用哪种方法切入时都要注意, 在回轮过程中, 掌握好回轮的速度, 以免车的右后侧或右前侧与后车的左前侧或前车的左后侧相蹭。第三, 千万不要逆向停车, 否则你很有可能会领到一张交通罚单。
(盐城师范学院)
技校学生如何掌握安全倒车技巧●孙晓庆
参考文献
[1]黄喜贵.爆破工[H].北京:煤炭工业出版社, 2003
区域联合防突 篇7
关键词：定向钻孔,预抽煤层瓦斯,区域防突措施,效果检验,煤与瓦斯突出
我国是世界上煤与瓦斯突出灾害最严重的国家。随着矿井开采深度的不断增加、瓦斯含量的不断增大, 高瓦斯矿井可能成为突出矿井, 突出危害较轻的矿井可能转变为严重突出矿井;在始突深度以下, 同一矿区、同一矿井、同一煤层随开采深度增加, 突出次数增多, 突出强度增大, 突出危险区域扩大。针对日趋严重的煤与瓦斯突出灾害, 2009年5月14日, 国家安全生产监督管理总局颁布了《防治煤与瓦斯突出规定》 (以下简称《防突规定》) 。《防突规定》系统总结了我国防突工作的经验和教训, 明确提出了“防突工作坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则”等防突工作方针[1,2]。更加严格要求了区域防治措施, 规定区域措施不到位, 不得进行采掘作业。
区域性防突措施效果检验为人们提出了新的挑战, 尤其是千米定向钻孔区域预抽防突措施效果检验[3,4,5]。笔者基于寺河矿西井区千米顺层定向钻孔预抽煤层瓦斯区域措施情况, 探讨了顺层定向长钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措施效果检验方法, 即采用预抽前的瓦斯含量及抽排瓦斯量等参数, 间接计算煤层残余瓦斯含量进行预评价, 然后将定向钻孔预抽控制区域划分为若干个60~80 m小区域, 采用直接测定煤层残余瓦斯含量指标对小区域进行措施效果检验[6]。通过在寺河矿西井区的现场试验, 安全完成了W1302工作面的布置。
1 试验区概况
寺河矿西井区3#煤层为煤与瓦斯突出煤层, 煤层倾角2°~10°, 一般5°左右, 煤层厚度6.31 m, 煤的密度为1.46 t/m3;煤质较为坚硬, 煤的坚固性系数为1~2。矿井设计生产能力为4.0 Mt/a。西井区采用一个水平开拓3#煤层, 水平标高为+280 m, 共划分4个采区, 工作面设计采用长壁后退式一次采全高采煤法。
2005年起, 寺河矿引进了VLD-1000型千米定向钻机。经过不断探索、试验, 于2008年定向钻孔成孔率大幅提高, 钻机开机效率达到较高水平。通过掌握先进的顺层定向钻进工艺, 结合寺河矿3#煤层易钻、成孔好、瓦斯易抽的特点, 井下定向钻进顺煤层递进式区域瓦斯抽采成为寺河矿井下抽采最实用、最高效的抽采方法。2008年至今, 对西井区西一、西二盘区的共5个工作面实施了顺层定向长钻孔区域预抽。目前, 寺河矿已形成了以地面井先行, 井下顺层定向钻孔为主、穿层钻孔为辅的井上下联合抽采模式。
2 顺层定向钻孔区域预抽情况
2.1 顺层定向长钻孔成孔试验
从2005年引进千米定向钻机后, 经过反复试验摸索, 顺层钻孔主孔成孔深度从开始的300~400 m提高到目前的600~800 m;单孔主孔最长达870 m, 加上枝状孔总钻孔长度为1 776 m。单机效率由起初的2 000 m/月提高至目前的6 000~9 000 m/月 (钻孔主孔长度为800 m左右, 单机效率平均为6 000 m/月;主孔长度为300~500 m, 单机效率可达8 000 m/月以上) 。钻孔钻进时一般每隔80~100 m要开分支进行探顶或探底, 实现控制煤层全厚度的均匀抽采。其成孔图见图1。
2.2 顺层定向长钻孔布置方式
经实践, 定向钻孔施工长度在400~600 m最经济, 抽采效果也最好。工作面区域防突措施顺层预抽钻孔的布孔方式采用集中钻场施工扇形孔法, 将工作面划分为几个区块, 在每个区块的进风巷布置集中钻场, 每个钻场布孔数量为15个左右, 钻孔间距为5 m, 钻孔预抽控制范围为400 m×350 m, 每个钻孔内设计2~3个分支, 主孔设计深度为400~550m, 分支水平间距为12~15 m。单孔施工进尺一般在1 200~2 000 m, 钻孔直径为96 mm。钻孔控制下一个工作面进风巷外30 m, 钻孔施工时进行探顶、探底, 确保全煤层抽放, 实现递进式预抽瓦斯区域防突。定向钻机已由2005年试验研究阶段发展到现在井下主要的钻孔施工装备, 至今定向钻机钻孔累计进尺已超过3×107m。钻孔布置如图2所示。
3 区域措施效果检验方法
《防突规定》第五十二条规定:“采用预抽煤层瓦斯区域防突措施时, 应当以预抽区域的煤层残余瓦斯压力或者残余瓦斯含量为主要指标或其他经试验 (应符合本规定第四十二条要求的程序) 证实有效的指标和方法进行措施效果检验。其中, 在采用残余瓦斯压力或者残余瓦斯含量指标对穿层钻孔、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施和穿层钻孔预抽石门 (含立井、斜井等) 揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验时, 必须依据实际的直接测定值, 其他方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施可采用直接测定值或根据预抽前的瓦斯含量及抽排瓦斯量等参数间接计算的残余瓦斯含量值”。
寺河矿采用顺层定向钻孔区域预抽的方式主要有2种: (1) 在地面钻井抽采区域施工井下顺层递进定向长钻孔提高抽放效果, 一般情况下顺层递进定向长钻孔施工以钻场为单位, 钻孔控制400 m×350 m区段; (2) 在工作面进风和回风巷条带施工顺层定向钻孔预抽瓦斯, 钻孔控制进风和回风巷两侧20 m范围。
3.1 顺层定向长钻孔预抽区段措施效果检验
顺层递进定向长钻孔施工通常以钻场为单位, 钻孔控制400 m×350 m区段, 每个钻场安装参数测量装置, 定期 (每7天) 测量钻场抽采参数, 累计钻场瓦斯抽采量。防突措施效果检验评价单元按一个钻场的钻孔覆盖影响范围为一个评价单元 (评价单元钻孔控制范围内有地面钻井的, 地面钻井同期抽采量计入评价单元内瓦斯抽采量) , 采用定向钻孔预抽前的瓦斯含量及井上下抽排瓦斯量等参数间接计算的残余瓦斯含量值进行预评价。经评价达标后, 再采用对顺层定向钻孔预抽回采工作面区域实测煤层残余瓦斯含量的区域效验方法进行检验, 确保采掘前区域防突措施效果达标。
鉴于顺层定向钻孔预抽控制区域边缘外侧为尚未采动的煤层, 故实际受到预抽作用影响的煤层范围大于钻孔的控制范围。因此, 在计算煤层残余瓦斯含量时, 评价单元参与计算的煤炭储量应为抽采钻孔的有效影响半径内的, 其计算公式如下:
式中:L为评价单元煤层走向长度, m;R为抽采钻孔的有效影响半径, m;m为评价单元平均煤层厚度, m;l为评价单元抽采钻孔控制范围内煤层平均倾向长度, m;γ为评价单元煤的密度, t/m3。
根据西井区实际情况, 确定顺层定向钻孔预抽区段的有效影响半径为20 m, 预抽条带的有效影响半径为15 m。顺层定向钻孔预抽区段防突措施预评价计算范围如图3所示, 顺层定向钻孔预抽回采工作面区域实测煤层残余瓦斯含量的区域效验方法 (通常每30~50 m内至少沿工作面方向布置2个瓦斯含量检验测试点。而在煤层赋存复杂, 如具有断层、陷落柱、软分层等特殊评价单元内, 每30 m内至少布置2个瓦斯含量检验测试点) 如图4所示。
图中ABCD范围400 m×350 m为定向钻孔预抽控制区域, abcd范围420 m×370 m为预抽控制区域外扩评价计算区域, 其中两边分别外扩20 m。
3.2 顺层定向长钻孔预抽条带措施效果检验
对井下实施的顺层条带长钻孔防突区域, 国内外尚无有效的直接测定残余瓦斯压力或残余瓦斯含量的方法。采取先进行抽采效果区域预评价 (预评价单元参与计算的煤炭储量按式 (1) 计算) , 当计算的残余瓦斯含量值低于8 m3/t以下时, 再按60~80 m走向划分若干个小区域, 采用直接测定煤层残余瓦斯含量的方法进行区域措施效果检验, 确保采掘前区域防突措施效果达标。顺层定向钻孔预抽条带措施效果检验预评价及实测残余瓦斯含量布置如图5所示。
第二步:顺层定向钻孔预抽小条带措施效果检验示意图 (直接法测定煤层残余瓦斯含量)
3.3 顺层定向长钻孔预抽区域措施效果检验
西井区W1302工作面走向长610 m, 倾向长221 m, 该工作面区域煤层原始瓦斯含量为19 m3/t。W13022、W23023双巷掘进工作面, 为西井区W1302工作面的进回风巷。该组掘进工作面采用千米钻机区域递进式抽采, 在掘进工作面迎头设计千米钻机钻场, 每个钻场设计10~15个定向钻孔, 定向钻孔长度400~600 m, 定向长钻孔控制前方待掘巷道两侧20 m以上。经过18个月预抽后, 累计抽采瓦斯量2 810万m3, 加上风排瓦斯量230万m3, 计算得到残余瓦斯含量为7.68 m3/t。采用直接测定瓦斯含量法在该工作面布置43个测点, 实测该工作面残余瓦斯含量为4.52~7.82 m3/t。检验钻孔在施工过程中没有顶钻、喷孔及其他动力现象发生。通过顺层定向长钻孔预抽煤层瓦斯, 实现了区域防突达标。通过实施该措施, 安全完成了W1302工作面的布置。
4 结语
1) 通过定向钻孔成孔试验, 确定了顺层定向钻孔区域防突的合理布孔参数。
2) 针对顺层定向长钻孔递进式抽采区域防突措施, 提出并探讨了采用预抽前的瓦斯含量及抽排瓦斯量等参数, 间接计算煤层残余瓦斯含量进行预评价, 然后将定向钻孔预抽控制区域划分为若干个60~80 m小区域, 再采用直接测定煤层残余瓦斯含量指标的方法对小区域进行措施效果检验。
3) 实践证明, 采用顺层定向长钻孔作为预抽煤层瓦斯区域防突措施的一种手段是高效的、可行的。
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