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煤矿现代化2 0 1 0 年第3 期总第9 6 期 综合抽放措施在突出工作面过褶曲构造期间应用 胡志军 河南煤业化工集团鹤壁公司安监局。河南鹤璧4 5 8 0 0 0 摘要针对鹤煤公司煤层透气性低、瓦斯含量大、不利于防突面安全生产的问题，通过3 3 0 5 1 综采面 过向斜轴期间采取综合抽放措施，减少了工作面瓦斯涌出量，降低了工作面突出威胁。有效的保证了工作面 安全生产。 关键词突出工作面；褶曲构造复杂带；综合防突；技术应用 中图分类号 r D 7 1 2 ．6文献标志码B文章编号1 0 0 9 0 r 7 9 7 2 0 1 0 0 3 ．- - 0 0 1 8 - - 0 2 河南煤业化工集团鹤煤公司矿井已有5 0 多年的开采史， 多数矿井已进入深部回采，矿区地质构造复杂，煤层瓦斯含量 大，煤与瓦斯突出危险越来越严重，2 0 0 8 年l O 月1 3H 鹤煤六 矿2 1 4 3 l 综采工作面发生一起煤与瓦斯突} } j 事故，造成9 人 死亡。事后分析2 1 4 3 1 综采工作面位于向斜轴部。地质构造复 杂。瓦斯抽放措施不到位，瓦斯治理效果不佳是造成煤与瓦斯 突出事故的最直接的原因。鉴于鹤煤中泰矿业3 3 0 5 1 工作面 与鹤煤六矿2 1 4 3 1 工作面地质条件类似，为避免类似恶性事 故的重演．鹤煤公司在3 3 0 5 1 工作面实施了全方位的综合防 突措施，保证r 工作面的安全生产。 1 工作面概况 鹤煤公司中泰矿业为煤与瓦斯突出矿井，该矿3 3 0 5 1 工 作面是3 3 0 5 工作面第一分层，位于突出危险区，工作面长度 1 4 9 m ，走向长度为5 9 0 m ，煤层倾角】0 0 ～- 2 2 。，平均煤厚 7 ．8 m ，回采前测定煤层瓦斯含量为7 ．8m 3 ／t 。采用倾斜长壁后退 式综合机械化采煤1 二艺．该t 作面标高⋯2 8 5 m3 8 4 m ，工作 面为一向斜构造，中部为向斜轴，工作面地质构造复杂，落差在 0 ．8 ～2 ．5 m 的断层共揭露2 3 条。工作面配风量为1 7 5 0 m 3 ／m i n ， 生产期间绝对瓦斯涌f } { 量为1 5 ．7 m J ／m i n 。 2 问题的提出 3 3 0 5 1 综采面推过中切割9 0 m 后．丁作面偶尔出现响煤 炮现象，根据地质预报，此时工作面前方距向斜轴轴部最近位 置为1 3 5 m ，其中上顺槽距轴部位置6 0 m ，下顺槽距轴部位置 2 1 0 m ，随着距向斜轴位置的接近．工作面响煤炮逐渐频繁。上 顺槽距向斜轴4 0 m 时，距向斜轴最近的工作面一E 中部 6 8 9 2 架 应力显现明显，压力较多．煤壁片帮严重，且工作面生产期 间瓦斯涌出量增大，为吸取鹤煤六矿事故教训，防止工作面发 生煤与瓦斯突出事故，制定切实可行的防突措施势在必行。 3 采取综合抽放措施实施消突 煤与瓦斯突} H 矿井的_ T 作重心就是消突和防突，而消突 和防突的关键是抽放瓦斯，通过消除工作面抽放空向带，改善 安全生产状况，缓解生产压力，从而更加有效的降低工作面前 方的瓦斯压力。 为积极消除工作面- T 作面过向斜轴期间的突出隐患，在 3 3 0 5 1 综采j j 作面实施本煤层顺层钻孔抽放、高位裂隙钻孑L 抽 放、采空区埋管抽放等综合抽放措施。在此基础一卜萤点实施了 工作面浅孔抽放和上下两巷超前2 0 m 卸压带抽放措施，效果 明显。 3 ．1 本煤层顺层钻孔抽放 在3 3 0 5 1 工作面上顺槽下帮、下顺槽上帮及下帮未采动 煤层区域同时平行布孔，钻孑L 间距1 ．4 m ，上、下顺槽下向孔孑L 深7 0 m ，下顺槽E 向孑L 孔深8 0 m ，钻孔数量1 8 0 7 个，钻孔总长 度1 1 6 3 3 l m 。抽放情况主管路抽放浓度2 0 ％，抽放负压在 1 0 0 ～1 2 0 m m H g ．抽放纯量1 ．3 m 3 ／m i n 。 3 ．2 高位裂隙抽放 在3 3 0 5 1 综采工作面沿回采方向在上顺槽下帮开掘高位 裂隙钻场，钻场间距为1 0 0 1 3 0 m ，开孔孔位距煤层顶板不低 予5 m ，终孔孔位距煤层顶板垂距为6 m 。距上顺槽的水平距离 1 5 ～3 5 m ，且根据煤层倾角适当调整，钻孔孔径为1 1 0 m m ，封孔 长度不小于5 m ，钻孔水平角、方位角误差均不得大于0 ．5 。， 钻场平台为4 ．5 m 3 ．2 m ，两个相邻钻场内的钻孑L 与钻孔之间 有一段搭接距离，即第二个钻场钻孑L 的终孔位置要超过第一 个钻场的开孔位置．相互搭接长度为2 5 m 。钻场搭接的作业是 当一个钻场钻孔抽放效果衰减前第二个钻孔已经发挥作用， 保证钻孔抽采良好效果的连续性，增加了钻孔的利用率。抽放 情况裂隙钻孑L 距煤层顶板垂距6 m ，高位裂隙抽放期间，其浓 度由刚开始5 ％，逐步到2 5 ％，负压1 2 0 m m H g ，钻场接替时浓 为薄钢板经多道轧辊连续进行冷弯、滚压成形的型钢产品，钢 带厚度4 ～5 m m ，宽2 8 0 m m ；低粘度高强度树脂锚固剂用 T D 2 3 0 1 树脂和1 0 0 目以上细石粉作为基料制作的树脂锚固 剂。支护构件的强度要达到设计预紧力的要求．强力锚索托盘 为高强度拱形托盘；高强度锚杆托盘为高强度、锻压成形托 板，矿压较大时要使用钢筋网替代菱形金属网，确保锚杆、锚 索的压应力有效地传递。 3 结语 煤巷是在特大型矿井中掘进量最大的巷道。高效综采工 1 8 作面的快速推进，每年要消耗大量的煤巷，煤巷掘进速度直接 影响着采掘接替，因此采用连续采煤机及抛锚机组提高煤巷 掘进速度是建设高效综采工作面的关键所在。 在锚杆支护的煤层巷道条件下，连续采煤机及掘锚机组 能够发挥其优势，具有成巷速度快、巷道成形好、掘进工效高 等优点，特别是在大断面顺槽掘进时。其优点更为突出。 作者简介 刘喜春 1 9 5 4 一 ，男，吉林长春人，高级工程师，发表论文 数篇。 收稿日期2 0 l o - l _ 7 万方数据 煤矿现代化2 0 1 0 年第3 期总第9 6 期 度稍有衰减，抽放纯量1 ．7 3 m 3 ／m i n 。 3 ．3 采空区埋管抽放治理措施 在3 3 0 5 1 综采- T 作面上隅角沿工作面推进方向埋管，抽 放管埋入采空区深度为1 5 m ，每次埋管时加花它管，打花木垛 加固，同时在距上隅角外1 0 m 处加乏通，在三通上端接直径 3 0 0 m m 的硬质风筒，用于抽放上隅角浅部瓦斯，通过深浅管结 合抽放，上隅角瓦斯基本控制0 ．5 ％左右，采空区侧瓦斯在 1 ．0 ％以下，抽放浓度3 ％一9 ％，抽放负压6 0 m m H g 。有效的解决 了工作面上隅角瓦斯制约安全生产的问题。 3 ．4 工作面煤壁浅孔抽放 工作面回采期间中部为一向斜轴，对安全生产及防突管 理带来严重威胁，为保证安全生产，防止过向斜轴期间发生突 出事故，采取了在工作面煤壁浅孔抽放防突措施。具体方案 为自工作面煤壁布置一排抽放钻孔。孔径7 5 r a m ，孔深2 3 m ， 孔间距3 m ，方位垂直煤壁，距顶粱0 ．8 m 垂直平行布置，倾角 “o 。工作面断层2 0 m 范围内深孔抽放钻孔间距1 ．5 m ，采用 快速封孔器封孔。封孔后与工作面敷设的一趟4 寸抽放管连 接带抽．抽放情况1 二作面带抽前孔内瓦斯浓度3 5 ％，带抽1 个小班后瓦斯浓度降至5 ％，抽放负压1 0 0 ～l1 0 m m H g ，抽放纯 量0 ．8 4 m 3 ／m i n 。 3 ．5 卸压带抽放 受丁作面回采影响，t 作面附近的煤岩应力得到重新分 布，形成卸压区和应力集中区，在卸压区内煤层膨胀变形，透 气性数明显增大，为更加有效的提高瓦斯抽放率，3 3 0 5 1 综采 工作面回采期间在上下顺槽距工作面2 0 m 卸压区域重新补打 抽放钻孑L ，孔径7 5 m m ，孔间距2 m ，垂直于煤壁孔深不得少于 7 5 m 。采用聚胺脂封孔，封孔深度6 m ，随采随抽能有效阻截瓦 斯流向工作空间，提高了工作面瓦斯抽放效果。抽放情况卸 压钻孔距工作面1 ～3 m 时，抽放浓度6 ％．2 5 ％．卸压钻孑L 距工 作面3 8 m 时，抽放浓度6 5 ％一9 2 ％，卸压钻孔距t 作面8 ～2 0 m 时。抽放浓度4 5 ％一6 0 ％，其抽放负压均在1 1 0 ～1 3 ‰H g ，抽放 纯量0 ．7 m 3 ／m i n 。 浅孔 图l 工作面示意图 4 实施应力释放措施 4 ．1 煤壁深孔松动爆破措施 工作面消突重点除降低瓦斯压力外，释放地应压力也是 必不可少的消突措施。工作面煤壁深孑L 爆破是在钻孔内用炸 药爆炸造成的震动力使煤体松动破裂，从而提高煤层透气性， 降低应力范嗣，防止突出。 1 爆破钻孔参数爆破钻孑L 距顶板1 ．1 m ，深度为1 3 m ，间 距6 m ，孔径8 9 n u n 。方位垂直于煤壁，倾角为平行于回采方向。 自切眼下口起向上自2 0 m 处开始每5 m 布置一个爆破钻孔，钻 孔施丁平行于回采方向。每孔装药1 2 卷 3 0 0 m 州卷、3 0 ∥卷 含水炸药，三个毫秒延期电雷管。装药时孔底引药为反向装 药，其余为正向。3 个引药按串联方式连接，管口处锯口将炮线 引出。 2 连线单孔雷管串联，孔与孔之间串联。 3 封孔孔底装药，向外依次装水炮泥、沙，外口封黄泥。 外口留2 m 段封黄泥，中间剩余部分用沙管装满。 4 起爆全采面采用大串联、一次全部起爆的爆破方法。 5 工作面爆破循环进尺为3 m 。即每次爆破后允许推进 3 m ，到3 m 位置后停采蕈新布置深孑L 爆破眼进行爆破。 4 ．2 煤壁深孔松动爆破措施实施效果 实施煤壁深孔松动爆破措施后，工作面上中部压力明显 减小，最为明显的是工作面煤炮声急剧减少，由每班2 0 多次 减少至2 ～3 次，但采取深孔松动爆破措施后，工作面效检值q 较采取爆破措施前有所增大，且超限次数增加，其中超过 6 U m i n 的达到2 次。 5 严格管理措施 1 工作面过向斜轴期间为保证安全施工，提高抽放效 果．改变生产作业循环方式，由原三采一准改为两采两准，以 增加工作面抽放及打钻时间。 2 施工单位严格按设计施1 二，跟班干部、验收员、安检员 共同负责验收抽放钻孔施工质量。 3 工作面卸压带钻孔控制不到的地方，在- T 作面实施走 向钻孔抽放补允措施。具体布置要求工作面布置单排瓦斯抽 放钻孑L ，孔间距不大于1 ．5 m ，孔径7 5 m m ，孔深2 3 m ，垂直于钻 孔超前距不得少于2 0 m 。 4 施t 单位负责维护抽放主管路，抽放队每班安排专人 巡查管路。发现漏气和积水处理，确保抽放效果。 5 深孔爆破钻孔应尽量布置在硬煤中，开孑L 位置尽可能 远离浅孔抽放钻孔，如果发生串孔不得作为爆破孔使用。在打 钻过程中，应尽量避免孔口刷大。每个钻孔打完后，必须排净 钻孔内的煤粉。 6 爆破钻孔孔口周围1 m 范围内如果有其他钻孔，其他 钻孔要用黄泥封孔，长度不少于2 m 。 7 打钻时，钻孑L 附近要配备足够的黄泥、沙子及灭火器。 8 对爆破孔及周围没有明显变化的孔要进行导通测试， 通过测试仍不能确定是否起爆的，重新连线起爆。 6 结束语 1 工作面采取瓦斯综合抽放措施后，工作面上隅角瓦斯 浓度由0 ．9 5 ％降至0 ．5 ％，工作面风流瓦斯浓度由0 ．7 9 ％降至 0 ．3 5 ％，工作面回风流瓦斯浓度由0 ．8 1 ％降至0 ．4 2 ％，过向斜轴 期间由于措施采取得力，未发生瓦斯超限事故，产生了很好的 安全效益，治理效果明显。 2 实施煤壁深孔松动爆破措施后，工作面f 中部压力明 显减小，最为明显的是工作面煤炮声急剧减少，由每班2 0 多 次减少至2 ～3 次，但采取深孔松动爆破措施后，1 二作面效检值 q 较采取爆破措施前有所增大，且超限次数增加，其中超过 6 U m i n 的达到2 次，深孔松动爆破措施的采取与防突值的关 系有待进一步探索。 作者简介 胡志军 1 9 7 8 一 ，男，河南安阳人，工程师．1 9 9 9 年毕业于 河南焦作煤炭工业学校，现任鹤壁公司安监局安全督导队队 长。 收稿口期2 0 0 9 1 1 - 3 0 1 9 万方数据 综合抽放措施在突出工作面过褶曲构造期间应用综合抽放措施在突出工作面过褶曲构造期间应用 作者胡志军 作者单位河南煤业化工集团鹤壁公司安监局,河南,鹤壁,458000 刊名 煤矿现代化 英文刊名COAL MINE MODERNIZATION 年，卷期2010，““3 被引用次数0次 本文链接 授权使用黑龙江科技学院hljkjxy，授权号d5ccefab-2859-4a6b-8c5a-9e1100d7564c 下载时间2010年10月16日