低位抽采巷创新管理模式的应用分析.pdf

2 0 1 3年第 1 0 期 中州煤炭 总第2 1 4期 低位抽采巷创新管理模式的应用分析 杨 晓峰 ， 韩 付涛 ， 伏跃 平 ， 孟焕 颖 平煤 股份 十 三矿 ， 河 南 襄城4 6 1 7 0 0 摘 要 平煤股份十 三矿地质构造极其 复杂。 己组煤层 瓦斯低位 抽采 巷以下简 称低 抽巷 施工过 程 中， 遵 循 “ 物探 、 钻探加标 志层” ， 并严格执 行“ 三探两 防一对 比分析” 的管控模式 ， 解决 了防止误揭煤及突水 问题。 关 键词 超前探测 ； 太灰水 ； 物探 与钻探 ； “ 三探 两防一对 比分析” ； 标志层； 误揭煤 中图分类号 T D 7 1 2 ． 6 文献标志码 B 文章编 号 1 0 0 3 0 5 0 6 2 0 1 3 1 0 0 0 4 0 0 4 平 煤股 份十 三矿 于 2 0 0 2年建 成并 投产 ， 生 产能 力 1 ． 8 0 M t ／ a ， 主采 二 ， 煤层 ， 平均 煤厚 5 ． 8 8 m， 开采 深 度 由 一1 0 0 m 至 一 8 0 0 I n标 高 。地 质 构 造 极其 复 杂 ， 正 、 逆 断层交 错 。石炭 系太 原群 为十 三矿 直接充 水 含水 层 简称太 灰 水 。 目前 ， 低 抽 巷在 七 灰 与 六 灰 中间的铝土质泥岩 中施工 ， 存在一定 的突水危险 性 。走 向 自西 向东 瓦 斯 含量 逐 渐 增 高 ， 变 化 规 律 明 显 ， 曾经发生过煤与瓦斯突 出。2 0 0 5年 5月， 经煤 炭院抚顺 分院定为煤 与瓦斯突 出矿井 。2 0 0 8年 1 月 2 0 日发生 突 出 ， 突 出煤 量 5 9 4 t ， 突 出瓦斯 3 2 9 2 7 m ； 2 0 1 0年 6月 1 3日发 生 突 出 ， 突 出煤 量 1 1 3 3 t ， 突 出瓦斯 3 0 8 5 5 7 m 。 1 探 测 目的及原则 1 目的 。准确 掌 握 前 方 煤 层 赋 存 状 况 ， 防 止 低抽巷掘进过程 中因地质构造或煤层赋存发生变化 误揭二， 煤和发生突水 事故。为保证巷道正确施工 提供地质依据 ， 保证安全生产 。 2 原则 。①设计适用于整个低抽巷 岩巷 掘 进过程 中地质超前探测。② 利用七灰 、 一 。 煤线和 铝土质泥岩为标志层 距煤层底板 8～1 6 m ， 结合 相关地质 资料 ， 分析探测结果 。③ 以 防治煤与 瓦 斯突出规定 、 平煤股份公 司高突采掘工作面地质 构造探测及预报规定 、 平煤股份公司防治水规定 实施办法 为指导。 收稿 日期 2 0 1 3 0 51 3 作者简介 杨晓峰 1 9 7 5 一 ， 男， 河南许 昌人 ， 助理工 程师 ， 2 0 0 7年 毕业于平顶山工业职业技术学 院， 现从事煤矿技术管理工作。 4 0 2探测方 案设计 1 物探先行 ， 每循环用地质探测仪 探构造 、 瞬变电磁仪 2种仪器进行物探 。①探测方向 探测 施 工巷 道前 方 、 侧 帮 ， 以探 明掘 进 前 方 、 底 板 及 侧 帮 范围内的地质异常体。探测方 向为 3个 ， 即巷道施 工方向、 垂直法线距离 、 两帮控制范围。②探测有效 距离 在工作面使用震波类仪器或电法类仪 器进行 地质构造探测 ， 震波类仪器有效探测距 离不超过 5 0 m， 电法类仪器有效探测距离不超过 6 0 m。③ 超前 控制距 离 必须 执行 循 环超前 探测 ， 每 次有 效探 测距 离 内无 异 常 时 ， 保 持 超 前 距 不低 于 2 0 m， 两 侧 帮 控 制距 不小 于 2 0 IT l 图 1 。 工作 面探测位置 图 1 物 探示意 2 钻 探验 证 。根 据 物 探 结 果 ， 结 合 相 关 地 质 资料 ， 正 确设 计钻 孔 。物探 正 常 区域 ， 原 则上 布置 施 工 2个钻孑 L 。①1 钻孔 该钻孔与施工巷道的方位 一 致 ， 在 巷道 掘进 面 断面顶 板 下 2 ． 0 m， 仰角 2 0 。 ， 孔 深穿煤停钻 图 2 。②2 钻孔 该钻孔 的方位 、 坡度 与 施工 巷道 的参 数 一 致 ， 在 顶 板 下 2 ． 5 m 开 口 图 2 、 图 3 。物探异常 区域或 1 、 2 钻孔发现异常 ， 除 执行设计 1 、 2 钻孔外 ， 增加侧帮方向3 、 4 钻孔 图 4 。③3 、 4 钻孔 原则上钻孑 L 与巷道上 、 下帮外夹 2 0 1 3 年第 1 0期 中州煤炭 第2 1 4期 6 ． 1 m拐 1 1 1 1 1 运 输巷 低抽 巷 。 2 在 己一 辅 助 轨 道 下 山 上 段 的 掘 进 过 程 中 ， 在 巷道 顶板 距 二 ． 煤 层底 板 2 ． 5 m处 ， 巷道 右 帮 3 ． 0 m 位置 揭露滑 面 滑面上 、 下 岩层 不整 合接 触 ， 其 上 为砂泥 岩互 层 ， 1 7 。 下 坡 ， 下 部 为砂 泥岩 互 层 ， 层 理紊乱 ， 且出现倒立现象 ， 层面含炭质 ， 含量比较大， 断面 显示 有 5 6 。 的断层 。根 据 断面分 析是 正断 层 ， 但从 岩石 牵引 分析 是逆 断层 。结合 附近巷道 断 层 的 分布 规 律 ， 1 1 0 4 1运 输 巷 实 揭 4 0 。 H 8 ． 5 m 和 1 1 0 6 1 运 输巷 实揭 6 0 。 H1 2 ． 0 m 之 间有 1条逆 断层 ， 走 向 9 l 。 ， 倾 向 1 8 1 。 ， 与 己一 辅 助 轨 道 下 山夹 角 1 1 。 ， 掘 进 面距逆 断层 面 3 6 m； 同时在 己一 辅 助轨 道 下 山 上 段 掘 进 面底 板打 钻 ， 1 ． 2 m 见煤 厚 0 ． 6 m ， 退 后 3 ． 5 m 下 探 2 ． 2 m 全 岩 。施 工 过 程 中 ， 每 掘 进 2 m探一 次 底板 ， 发现 距 底 板 1 ． 6 m 左 右有 一 层 煤 ， 且逐 渐变 厚 ， 煤厚 3 ． 4 m。根 据 十三 矿 煤 层 赋 存 情 况 ， 二。 煤距 庚 。 煤 5 6 m 左 右 ， 距 戊 煤 1 6 8 m 左右 ， 由此判 断是逆 断 层 ， 且 落差 大 于 2 0 m。 图 S 1 1 1 1 1运 输 巷低 抽 巷 平 面 示 意 图 6 1 1 1 1 1运 输 巷 低 抽 巷 剖 面 示 意 己一 辅助 轨道 下 山设 计 一2 0 ． 5 。 施 工 ， 此 时判 断 相 向施工 的 下段 可 能要 揭 露 此 逆 断 层 。两 施 工 地 点相距 1 6 3 m， 在 己 一辅 助 轨 道 下段 物 探 前 方 1 0 m范围内有异常， 但打钻没有探到煤 ， 施工 8 m 4 2 后 断面 出现 1 条 逆 断 层 6 0 。 ， 上 盘 为 泥 灰 岩 ， 下 盘 为砂 泥岩 互层 标 2 ， 且层 理紊 乱 、 倒 立 。巷 道顶 板 距 二 煤层 底板 1 9 m， 此 位 置 距 6 O 。 H l 2 ． 0 m 的逆 断 层 面平 距 6 2 m。施 工 过 程 中逐 步 揭 露 了 下 盘 的二 ． 煤 图 7、 图 8 ， 由物探 、 钻 探 、 实 际 揭 露 情 况验 证对 比分析是 正 确 的。 图 7 己一 辅助 轨道下山平面示意 2 0 1 3年第 1 0期 杨晓峰 ， 等 低位抽采巷创新管理模式的应用分析 总第 2 1 4期 图 8 己一辅助轨道下 山剖面示意 3 钻孔 与逆断层 综合 分析 。1 l 1 1 1 运 输 巷切 眼 低抽 巷正常岩 层倾 角 2 1 。 ， 根据 4 5 0 1 钻 孔 距切 眼低 抽巷 8 2 m 显示二 煤层底 板下 9 m有一 ， 煤线 厚 0 ． 5 m 。依据 1 1 1 1 1运输巷低抽巷揭露情况缺失一． ， 煤 线 ， 分析 可能是 逆 断层造 成 的 ， 结合 己 。 一 1 1 0 7 0采 面里切 眼有 1 条 3 0 。 H 7 ． 0 m， 走 向 7 7 。 ， 倾 向 1 6 7 。 图 9 。施工过 程 中 发 现 岩 层倾 角 由 1 5 。 很 快 变 为 3 2 。 ， 且岩 层裂隙发 育 ， 有溶 洞且 充填 方解 石单 晶。种 种迹象 表明前 方有 断 层存 在 ， 为 了 防止误 揭 煤 ， 调整 低 抽巷施 工方案 ， 沿二 灰顶 部泥 岩掘 进 ， 3 0 m揭 露一 断层 面 ， 根 据两盘 岩性分析 是逆断层 。 图 9 钻孑 L 与逆断层 总之 ， 逆 断层 对低 抽巷 岩 巷 掘进 的影 响 比较 大 ， 因为逆断层面在岩巷 中比较隐蔽， 很难被发现 。 断层性质判断失误而误揭上 下 盘的二 煤层 。低 抽巷 在沿 标志 层施 工的 同时 ， 要加 强探测 ， 包 括物 探 和钻 探 ， 并 密切 注 意巷 道 两 帮及 断面 岩 层 变 化 的情 况， 如发现岩层紊乱 、 倒立 ， 及时钻探 、 对比分析相邻 及附近巷道中是否有落差较大 的逆断层存在 ， 防止 因逆 断层 而误揭 煤 。 4 结 语 掘进 中 的低抽巷 按标 志层 施工 ， 遇到 断层 后 ， 通 过标志层对 比分析 ， 判断出断层 的性质 ， 正确指导施 工 。探索 出“ 三 探 、 两 防 、 一对 比分 析 ” 的管 控模 式 ， 既有效防止 了误揭煤 、 瓦斯超限 、 突出事故 、 突水 事 故的发生 ， 又保证 了低抽巷准确 、 快速施工。 参 考 文献 [ 1 ] 王振涛． “ 四探两防” 在低位瓦斯抽采 巷施工 中的应用 [ J ] ． 中 州煤 炭 ， 2 0 1 3 6 9 5 - 9 8 ． 责任 编 辑 刘欢欢 上接 第 3 9 页 含 量 有 所 降 低 ， 一 般 在 4 ． 7 6～ 2 9 ． 2 3 m ／ t 。煤 田 中部 和 东部 的煤 层 气 含量 随埋 藏 深度增加而增加 ， 平面上表现为 自南 向北沿煤层倾 向煤 层气 含量 逐渐 增 大 的趋 势 。 5 结论 荥巩煤 田受地质条件影响 ， 煤体结构破坏严重 ， 煤层气赋存特征复杂 。在所有控气因素中， 构造是 主 要 的控气 因素 ， 断 层 的发育 和 滑动 构造 的影 响 ， 直 接导致该 区煤体结构破坏严重 ， 煤层气含量差别大 ， 出现西部低 、 东部高的现象 ， 形成荥巩煤田煤层气局 部逸 散 和富 集 的特征 。 参 考文 献 [ 1 ] 曹代功 ． 荥 巩煤 田二，煤层 煤层 气赋存 规律 及影 响 因素研 究 [ J ] ． 中国煤炭地质 ， 2 0 0 9 ， 2 1 6 3 4 ． 3 9 ． 王文峰 ， 宋 志敏 ， 秦 勇． 淮北宿 县矿 区煤层 气地质评 价 [ J ] ． 煤 田地质 与勘探 ， 2 0 0 2， 3 0 3 2 9 - 3 3 ． 李五忠 ， 田文广 ， 陈刚 ， 等． 不同煤阶煤层气选 区评价参数 的研 究与应用 [ J ] ． 天然气工业 ， 2 0 1 0 ， 3 0 6 4 5 47 ． 曹新款 ， 朱炎铭 ， 王道华 ， 等． 郑庄区块煤层气赋存 特征及控气 地质 因素 [ J ] ． 煤田地质与勘探 ， 2 0 1 1 ， 3 9 1 1 6 1 9 ． 赵庆波 ， 李贵 中， 孙粉锦 ， 等． 煤层气地质选 区评 价理论与勘探 技术 [ M] ． 北京 石油工业出版社， 2 0 0 9 ． 任波 ， 桑树勋 ， 杨志刚 ， 等． 东庞矿区 2 煤层含气性及控气 因素 [ J ] ， 中国煤炭地质 ， 2 0 1 0 ， 2 2 6 1 3 1 6 ． 郭 国胜 ． 晋 城 矿 区煤 层 瓦斯 地 质特 征 [ J ] ． 中 国煤 田地 质 ， 2 0 0 6 ， 1 8 1 2 8 - 3 0 ． 责任编辑 刘欢欢 43 ⋯