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蘆河煤業(yè)副斜井揭煤防突技術(shù)研究

文檔作者：汪隆靖韓俊效文檔來(lái)源： 1．蘭花集團(tuán)蘆河煤業(yè)有限公司 2．華潤(rùn)大寧能源有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年08月31日
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總第200期
doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2016．04．01 1
蘆河煤業(yè)副斜井揭煤防突技術(shù)研究
汪隆靖 ，韓俊效
(1．蘭花集團(tuán)蘆河煤業(yè)有限公司，山西晉城048114；2．華潤(rùn)大寧能源有限公司，山西晉城048114)
摘要：文章通過(guò)對(duì)蘆河煤業(yè)副斜井揭煤過(guò)程中采用兩個(gè)“四位一體”綜合防突措施，即區(qū)域突出防治和局
部突出防治措施，進(jìn)行防治煤與瓦斯突出。在防突效果檢驗(yàn)合格后，對(duì)消突鉆孔進(jìn)行注漿加固，增強(qiáng)煤巖
強(qiáng)度，從而提高煤巖自身支撐力，降低煤與瓦斯突出危險(xiǎn)I生。并且在揭煤段嚴(yán)格按照揭煤過(guò)煤門(mén)段措施進(jìn)
行施工，為工作面的安全掘進(jìn)提供有力保障。
關(guān)鍵詞：“四位一體”綜合防突；防治煤與瓦斯突出
中圖分類號(hào)：TD713 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1005—2798(2016)04—0033—03
蘆河煤業(yè)為高瓦斯突出礦井，屬于基建礦井，現(xiàn)
副斜井井筒已掘進(jìn)289 m，距3號(hào)煤層頂板最小法
向距離10 m還剩22 m。根據(jù)《防治煤與瓦斯突出
規(guī)定》要求，突出礦井揭煤期間必須執(zhí)行兩個(gè)“四位
一體”綜合防突措施¨J，且掘進(jìn)至3號(hào)煤層法距
10 m以前必須進(jìn)行煤層層位探測(cè)以及瓦斯參數(shù)測(cè)
定，為保證副斜井順利揭煤，對(duì)揭煤期間的各項(xiàng)防突
工作進(jìn)行了研究。
l 工作面概況
副斜井設(shè)計(jì)斜長(zhǎng)412．25 1'I1，井口距離見(jiàn)煤點(diǎn)斜
長(zhǎng)335．265 m，井口標(biāo)高+574．3 m，落地點(diǎn)標(biāo)高
+420 m，見(jiàn)煤點(diǎn)井底標(biāo)高+449．43 m，掘進(jìn)方位角
129。45 04”，井筒傾角23。，擔(dān)負(fù)礦井輔助提升任
務(wù)，兼做進(jìn)風(fēng)井及安全出口?，F(xiàn)已掘進(jìn)289 m，距3
號(hào)煤層頂板最小法向距離10 m還剩22 Ill，周圍無(wú)
其他采掘巷道。
井筒斷面為直墻半圓拱，凈寬4．0 m，凈斷面
12．68 m ，表土段采用鋼筋混凝土支護(hù)，基巖段采用
錨噴支護(hù)，在揭煤段采用錨網(wǎng)噴支護(hù)配合錨索補(bǔ)強(qiáng)
支護(hù)。
2 煤層層位控制及瓦斯參數(shù)測(cè)定
2．1 探明揭煤工作面和煤層層位及安全巖柱厚度
在副斜井開(kāi)拓至300 m時(shí)停止掘進(jìn)(煤層最小
法向距離14．4 m)，即副斜井開(kāi)拓至距3號(hào)煤層斜
長(zhǎng)35．75 m時(shí)，工作面施工探測(cè)孔對(duì)3號(hào)煤層產(chǎn)狀、
厚度及瓦斯含量進(jìn)行測(cè)定，且在巷道掘進(jìn)至3號(hào)煤
層頂板法距5 m到遠(yuǎn)距離爆破揭穿煤層前1．5 m段
邊探邊掘，確定巖柱厚度。
2．2 采用直接測(cè)定法取鉆屑測(cè)定3號(hào)煤層瓦斯含
量 ]
在工作面掘至300 m時(shí)，施工穿透煤層全厚的
測(cè)壓鉆孔，測(cè)定3號(hào)煤層瓦斯壓力，探測(cè)孑L數(shù)目不得
少于5個(gè)，選擇巖層較完整的地方開(kāi)孔，保證準(zhǔn)確得
到煤層原始瓦斯壓力值，封孔前用壓風(fēng)清除孔內(nèi)的
煤巖屑和積水，封孔時(shí)將測(cè)壓管緩慢由外向里送人
鉆孔，擋板以外全部采用水泥砂漿封孔至孔口，封孔
深度根據(jù)測(cè)壓孑L實(shí)際施工深度及煤層厚度進(jìn)行確
定，要求封孔段為3號(hào)煤層頂板以上全巖孔，封孔完
畢24 h后，安裝壓力表，測(cè)壓鉆孑L施工時(shí)，利用其鉆
孔采用直接測(cè)定法取鉆屑測(cè)定3號(hào)煤層瓦斯含量，
要求不少于3個(gè)煤樣。
3 煤與瓦斯防突防治
3．1 區(qū)域突出防治
3．1．1 突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)
采用瓦斯壓力和瓦斯含量參數(shù)測(cè)定進(jìn)行區(qū)域突
出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)，當(dāng)副斜井開(kāi)拓至300 m時(shí)即距3號(hào)
煤層頂板最小法距14．4 m時(shí)，工作面迎頭進(jìn)行永久
支護(hù)，在迎頭位置打5個(gè)D75 mm的區(qū)域預(yù)測(cè)孑L，鉆
孔一次穿透煤層全厚且進(jìn)入底板不小于1．5 m，測(cè)
定瓦斯含量及瓦斯壓力，見(jiàn)圖1。
3．1．2 區(qū)域防突措施
經(jīng)預(yù)測(cè)無(wú)突出危險(xiǎn)性時(shí)可掘進(jìn)至法距5 m進(jìn)行
區(qū)域驗(yàn)證(局部突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè))，若預(yù)測(cè)有瓦斯突
出危險(xiǎn)性時(shí)，在距離3號(hào)煤層頂板法距7 m位置時(shí)
施工長(zhǎng)15 m導(dǎo)硐作為抽放鉆場(chǎng)，實(shí)施穿層鉆孔預(yù)抽
收稿日期：2015—12-20
作者簡(jiǎn)介：汪隆靖(1984一)，男，貴州遵義人，注冊(cè)安全工程師，助理工程師，從事技術(shù)管理工作。
33
2016年4月 汪隆靖等：蘆河煤業(yè)副斜井揭煤防突技術(shù)研究 第25卷第4期
作為揭煤工作面區(qū)域防突措施 ，見(jiàn)圖2。
3．1．3 區(qū)域防突措施抽采效果評(píng)價(jià)及效果檢驗(yàn)
區(qū)域效果驗(yàn)證，采用定期對(duì)鉆孔抽采參數(shù)進(jìn)行
測(cè)定，通過(guò)測(cè)定煤層殘余瓦斯含量進(jìn)行效果檢驗(yàn)，見(jiàn)
圖3。
3．1．4 區(qū)域驗(yàn)證
副斜井揭3號(hào)煤層采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)進(jìn)行
區(qū)域驗(yàn)證，在最小法向線距離5 m、3 m、1．5 111時(shí)分
別采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證時(shí)布置
5個(gè)檢測(cè)孔，分別位于工作面上、中、下、左、右，做到
全斷面全煤層預(yù)測(cè)。在揭開(kāi)煤層后，巷道掘進(jìn)繼續(xù)
采用鉆屑解吸指標(biāo)法進(jìn)行驗(yàn)證，每次檢驗(yàn)結(jié)果措施
有效時(shí)，在保證留足所需的防突措施超前距并同時(shí)
保留至少3 m檢驗(yàn)孔投影孔深超前距的條件下，采
取安全防護(hù)措施后向前掘進(jìn)。
(a)剖面圖
(h)斷面罔
I ∥
：‘ 弓猁ul{
I。
，
廿～"TL 探孔一f≯＼、
～
：： 三； 、．、
巷道瘴 蔓4 m
左幫 彳
(r)半向 J
圖1 副斜井揭煤區(qū)域預(yù)測(cè)孑L布置
3．2 局部突出防治
3．2．1 工作面局部突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)
工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)
法進(jìn)行，在最小法向距5 m、3 rn時(shí)分別采用工作面
突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)方法進(jìn)行區(qū)域驗(yàn)證，每次進(jìn)行區(qū)域
驗(yàn)證共布置5個(gè)檢測(cè)孔，分別位于工作面上、中、下、
左、右，做到全斷面、全煤層預(yù)測(cè)_4 J，見(jiàn)圖4，、圖5。
34
(t )斷而網(wǎng)
圖2 副斜井揭煤抽放范圍平、剖面(m)
2z~
?
12ln 12 m
‘
12m 12m 12In 12 m 12Ir 12m
(a)檢驗(yàn)孔l (I，)檢驗(yàn)#L2 (t )檢驗(yàn)4L3 ( I)檢驗(yàn)4L4
圖3 副斜井揭煤區(qū)域防突措施效果檢驗(yàn)
f{|1平削 圖
副斜井井筒
(b)斷向
圖4 局部突出危險(xiǎn)眭預(yù)測(cè)(5 m法距)鉆孔布置
3．2．2 工作面防突措施
當(dāng)掘進(jìn)至距3號(hào)煤層頂板法距5 m、3 m預(yù)測(cè)工
作面有突出危險(xiǎn)性時(shí)，根據(jù)實(shí)測(cè)得到所有K．測(cè)定
值，選用超前預(yù)抽鉆孔或密集排放孔作為工作面防
突措施。副斜井揭煤工作面防突措施施工瓦斯抽排
鉆孔進(jìn)行瓦斯抽排直至消除突出危險(xiǎn)。
丁。。。00。。0e
。。。。
0
汪隆靖等：蘆河煤業(yè)副斜井揭煤防突技術(shù)研究 第25卷第4期
1) 鉆孔控制范圍為揭煤處巷道兩側(cè)和上部
輪廓線外至少5 m，下部至少3 m，鉆孔穿透煤層至
少2 rn。
2) 5 m法距抽排鉆孔布置參數(shù)：抽排鉆孔在
工作面迎頭施工4排，每排施工5個(gè)，開(kāi)孔排間距
0．3 m，每排孔間距0．75 m，共20個(gè)鉆孔。鉆孔長(zhǎng)
度在25．3～62．4 m之間，合計(jì)鉆孔長(zhǎng)度813 rn。
3) 3 m法距抽排鉆孔布置參數(shù)：抽排鉆孔在
工作面迎頭施工4排，每排施工5個(gè)，開(kāi)孔排間距
0．3 m，每排孔間距0．75 m，共20個(gè)鉆孔。鉆孔長(zhǎng)
度在l5．4—65．5 m之間，合計(jì)鉆孔長(zhǎng)度689．27 m。
筒
(}))斷向圖
圖5 局部突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)(3 m法距)鉆孔布置
3．2．3 工作面防突措施效果檢驗(yàn)
采取鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法對(duì)揭煤工作面進(jìn)行防
突措施效果檢驗(yàn)，檢驗(yàn)孔數(shù)為5個(gè)，分別位于上部、
中部、下部和兩側(cè) J。
在經(jīng)工作面預(yù)測(cè)或措施效果檢驗(yàn)為無(wú)突出危險(xiǎn)
工作面時(shí)，可掘進(jìn)至遠(yuǎn)距離爆破揭穿煤層前的工作
面位置(工作面距3號(hào)煤層法距1．5 m處和揭煤平
臺(tái)施工完成后)，再采用工作面預(yù)測(cè)方法進(jìn)行局部
突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)以及最后驗(yàn)證。若經(jīng)驗(yàn)證仍為無(wú)突
出危險(xiǎn)工作面時(shí)，則在采取安全防護(hù)措施的條件下
采用遠(yuǎn)距離爆破揭穿煤層；否則必須采取或補(bǔ)充工
作面防突措施。
4 鉆孔注漿加固及揭開(kāi)煤層、過(guò)煤門(mén)段施工
措施
4．1 鉆孔注漿加固
1) 區(qū)域防突效果檢驗(yàn)合格后，掘進(jìn)前采用
2ZBYS4．2／10—15液壓注漿泵對(duì)消突鉆孔進(jìn)行注漿
加固，增強(qiáng)煤巖強(qiáng)度從而提高煤巖自身支撐力，降低
煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性。
2) 注漿量計(jì)算。
Q='rrR 日+
式中：尺為鉆孔半徑，0．075／2 m；H為注漿長(zhǎng)
度，4 320．2 m；V為注漿區(qū)域體積(注漿區(qū)域體積按
揭煤預(yù)抽瓦斯控制范圍進(jìn)行計(jì)算所得，即
55．98 m x 28．5 m x 8．01 m)，12 779．4 m ；r／為巖
體裂隙率，取0．09。
Q=(0．075／2) x耵x 4 320．2+12 779．4 x
0．09=1 169．2 m
井底鉆孔數(shù)量為121個(gè)(檢N：／L4個(gè)，設(shè)計(jì)抽放
孔117個(gè))，鉆孔直徑75 mm，需要注漿量為
1 169．2 m 。
4．2 揭開(kāi)煤層、過(guò)煤門(mén)段施工措施
待副斜井掘進(jìn)至最小法向距1．5 m時(shí)，采用鉆
屑瓦斯解吸指標(biāo)法進(jìn)行 值測(cè)定。若K 值超標(biāo)，
則施工排放孔，直至不超標(biāo)為止；當(dāng) 值不超標(biāo)時(shí)，
保持安全巖柱1．5 m(距煤層法距1．5 m)的情況
下，正常安排巷道開(kāi)拓施工揭煤平臺(tái)，爆破開(kāi)拓時(shí)確
保其與煤層頂板平行且法距1．5 m，待向前掘進(jìn)
5．4 m時(shí)停止掘進(jìn)及時(shí)做好永久支護(hù)。最后在揭煤
平臺(tái)巷道的底板打眼至巖層底板和煤層中，一次性
揭露煤層(揭開(kāi)煤層時(shí)一次揭開(kāi)3號(hào)煤層厚度為
1．3 m)。揭露煤層后，恢復(fù)巷道掘進(jìn)。
5 結(jié)語(yǔ)
本文通過(guò)對(duì)兩個(gè)“四位一體”綜合防突措施進(jìn)
行分析，在防突效果檢驗(yàn)合格后，通過(guò)對(duì)消突鉆孔進(jìn)
行注漿加固，提高煤巖自身支撐力，降低煤與瓦斯突
出危險(xiǎn)性。并且在揭煤段嚴(yán)格按照揭煤過(guò)煤門(mén)段措
施進(jìn)行施工，為工作面的安全掘進(jìn)提供有力保障。
參考文獻(xiàn)：
[1] 竇林名，趙成國(guó)，楊思光．煤礦開(kāi)采沖擊礦壓災(zāi)害防治
[M]．徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2006．
[2] 章夢(mèng)濤．沖擊礦壓和突出的統(tǒng)一失穩(wěn)理論[J]．煤炭學(xué)
報(bào)，1991，16(4)：25—31．
[3] 齊慶新，陳尚本，王懷新，等．沖擊地壓、巖爆、礦震的
關(guān)系及其數(shù)值模擬研究[J]．巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，
2003(11)：1 852—1 858．
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巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，1996，15(S)：504—510．
[5] 姜耀東，潘一山，姜福興，等．我國(guó)煤炭開(kāi)采中的沖擊
地壓機(jī)理和防治[J]．煤炭學(xué)報(bào)，2014(2)：205—213．
[責(zé)任編輯：常麗芳]
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