新田煤矿主井揭4#煤层钻孔布置设计.doc

新田煤矿主井揭4煤层钻孔布置设计 摘要工作面抽放钻孔的布置设计达到了预抽煤层瓦斯的效果，多打钻孔进行瓦斯抽放，通过效果检验和区域验证，本次瓦斯抽放效果成功，各项指标均符合防治煤与瓦斯突出规定的揭煤条件，极大的提高了瓦斯抽放的效率，加快了新田煤矿揭穿4煤层的进程，从技术、经济方面考虑，此项设计也较为合理。 关键词揭煤；钻孔布置； 一、地质构造及煤层瓦斯 新田井田位于黔西向斜北西翼近轴部地带，区内构造形态为次一级缓倾斜褶曲。地层总体走向NE，倾向以NW和SE为主，局部地段转折端附近为SW或NE。地层倾角较缓，一般为5～10;断层附近倾角常变陡，局部可达10～21。井田内次一级褶曲和断层均有发育，构造复杂类型为中等。4号煤层的富煤带在201－302－B405－J402－502孔一线，呈NE向条带状，煤厚一般3～4m。由该带向NW和SE，煤层均逐渐变薄。煤层总体呈单斜构造赋存，煤层走向60～80，倾角8～10，平均8左右。无大的断裂构造，构造条件较简单。根据贵州省黔西县新田井田煤炭勘探地质报告，其中4号煤层厚1．24～5．83m，平均2．79m，全区见煤点共42个，全部可采，属较稳定偏稳定型煤层，是本区的主采煤层。由地勘资料和相邻矿井资料分析，4号煤层总体呈单斜构造赋存，煤层走向60～80，倾角8～10，平均8左右。无大的断裂构造。煤层厚1．24～5．83m，平均2．79m。邻区的瓦斯状况据北侧8公里化窝煤矿资料，其吨煤瓦斯相对涌出量平均为33．6m3，最高达40m3，最近20年来，已先后发生三次瓦斯爆炸事故，死伤10人。另据北东30km的金沙林华煤矿资料，地质报告中煤的综合指数K值在5左右，理论上应属于无瓦斯突出矿井，但实际上，该矿4号煤已出现瓦斯突出10多次。根据地质勘探报告的类比与分析，新田矿井田的吨煤瓦斯相对涌出量极有可能超过上述二个煤矿。根据地质勘探报告对矿井4号煤层进行的突出危险性评估，矿井按煤与瓦斯突出矿井设计。根据对揭煤区的物探和钻控资料的综合分析，揭煤区的构造复杂，瓦斯压力和含量应较大。 二、钻孔设计原理 根据防治煤与瓦斯突出规定第四十九条之规定，当掘进到巷道底板距煤层顶板垂距7m后方不得小于7m之前，必须实施穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施。钻孔控制巷道轮廓线外12m，同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线的最小距离不小于5m，且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时，应当保持煤孔最小超前距15m。根据地质部门提供的资料，从巷道底板距煤层顶板垂距7m至揭开煤层之间，即实施工作面区域综合防突措施之前，预计这段巷道的距离为10m左右，本次揭煤计划揭开5m长的煤层，钻孔控制巷道两帮各12m的范围。由于主风井揭区构造复杂，区域防突措施一次不能实现全面的消突，措施要分多次实施。依据上述规定设定所需控制范围为53301590m2。 三、钻孔布置 根据新田矿测定的瓦斯抽放半径抽放半径约3m，参考邻居矿井情况经验，并考虑到揭煤区的构造复杂，应缩短抽放影响范围，故抽放孔的影响孔径初步按2．5m布置。考虑煤厚按2．79m，钻按照孔间距5m布置抽放钻孔，施工第一茬钻孔经计算需84个钻孔。在距煤层法距7m时的区域瓦斯抽放钻孔布置见图1－1所示，钻孔施工时要求穿4号煤层底板不小于0．5m。钻孔布置平面图和钻孔布置正视图如图1－1、图1－2所示。图1－1、钻孔布置平面图图1－2、钻孔布置正视图 四、钻孔设计效果分析 1．工作面共施工钻孔84个，总孔长2821．6m，煤段孔总长853．6m，终孔间距5m，吨煤钻孔量在0．11m/t，主斜井抽放总浓度在6左右，矿井于9月27开始进行瓦斯抽放，截止10月15日，日平均抽放瓦斯纯流量为1．12m3/min，累计抽放瓦斯量为2．9万m3。主斜井工作面至今共计抽放时间为18天，瓦斯抽放总量2．9万m3，抽出率为54．7。2．采用间接计算方法得出井筒揭煤区域煤层残余瓦斯含量为7．31m3/t，在主斜井前方施工4个区域措施效果检验孔，其中测定的4个区域措施效果检验孔测定结果为△h2max140、160、160、140，k1max0．21、0．36、0．36、0．2，而且钻孔施工过程中无动力现象，测定结果符合防治煤与瓦斯突出规定的要求，预抽区域瓦斯抽采率为54．7，大于AQ1027－2007煤矿瓦斯抽放规范要求的25，符合抽采标准。根据区域效果检验情况，依据防治煤与瓦斯突出规定第五十二条和第七十三条，间接计算残余瓦斯含量均小于8m3/t，△3_p嘷脁_h2max、k1max值均低于0．5、200帕，由此可主斜井区域措施有效。