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金黃莊副立井筒揭煤防突技術(shù)

文檔作者：何全洪曹國(guó)華孔令平孟現(xiàn)臣文檔來(lái)源：安徽金黃莊礦業(yè)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年08月31日
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第3期
2009年9月
水力采煤與管道運(yùn)輸
HYDRAULIC C0AL MINING &amp;amp; P|PELINE TRANSP0RTAT10N
No．3
Sep．2009
金黃莊副立井筒揭煤防突技術(shù)
何全洪 曹國(guó)華孔令平孟現(xiàn)臣
(安徽金黃莊礦業(yè)有限公司安徽蕭縣235222)
摘要：金黃莊礦副立井施工至一740m處穿過(guò)中組煤層，針對(duì)埋藏深，地壓大，有煤與瓦斯突
出危險(xiǎn)性情況下，井筒施工距煤層l2m進(jìn)行前探孔施工，距煤層5m進(jìn)行瓦斯壓力測(cè)定。距煤
層3m施工抽放孔進(jìn)行瓦斯抽放，經(jīng)效果檢驗(yàn)確認(rèn)無(wú)突出危險(xiǎn)后，采用放震動(dòng)炮一次揭開(kāi)煤
層。
關(guān)鍵詞：立井 揭煤 瓦斯壓力 震動(dòng)放炮
中圖分類號(hào)：TD262．6 5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1006—0898(2009)03—0028—04
O 前言 實(shí)施消突措施效果檢驗(yàn)一揭煤一穿煤施工。
金黃莊礦采用立井開(kāi)拓方式，布置主井、副
井、風(fēng)井井筒各1個(gè)。副井設(shè)計(jì)深度878I'l1．凈徑
6m，掘進(jìn)斷面38．46m 。副井掘砌過(guò)程中穿過(guò)
中 ，中 和中 3層煤，其中中 ‘煤層厚度為
0．2m，中 _煤層厚度為0．25m，中 煤層厚度為
0．65m。中組煤煤層頂板均為泥巖．煤層底板為
泥巖或含泥質(zhì)粉砂巖。
1 施工方案
金黃莊礦井為煤與瓦斯突出礦井，由于井筒
首次揭中組煤，按突出煤層進(jìn)行管理。副井井筒
揭煤認(rèn)真執(zhí)行“四位一體”防突措施．揭穿中組煤
按下列順序進(jìn)行：探明副井工作面和煤層相對(duì)位
置一在揭煤地點(diǎn)測(cè)定煤層瓦斯壓力．進(jìn)行突出危
險(xiǎn)性預(yù)測(cè)一預(yù)測(cè)有突出危險(xiǎn)時(shí)．采取消突措施一
2 揭煤前準(zhǔn)備工作
2．1 揭煤方案的編制
揭煤前編制了《金黃莊礦井副井井筒揭煤防
突設(shè)計(jì)及防突技術(shù)措施》，該方案內(nèi)容主要有揭
煤地點(diǎn)瓦斯地質(zhì)情況、通風(fēng)系統(tǒng)、安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、
揭煤施工順序、消突措施、安全防護(hù)措施及組織
保障措施等。該方案經(jīng)審查批復(fù)后。組織職工進(jìn)
行了傳達(dá)學(xué)習(xí)。
2．2 慎選施工隊(duì)伍
由有井筒揭煤施工資質(zhì)的中煤第七十一工
程處負(fù)責(zé)副井中組煤揭煤工程施工。
2．3 開(kāi)展技術(shù)協(xié)作
2008年5月，金黃莊煤礦與中國(guó)礦業(yè)大學(xué)煤
礦瓦斯治理國(guó)家工程研究中心簽訂了《金黃莊煤
礦井筒煤層突出危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)與防治技術(shù)研究合
②運(yùn)輸巷在過(guò)鉆場(chǎng)時(shí)，必須保護(hù)好瓦斯管，
防止被采面溜子壓壞。
③采面設(shè)計(jì)時(shí)傾向不宜過(guò)長(zhǎng)．否則會(huì)因鉆機(jī)
施工鉆孔的能力達(dá)不到而存在盲區(qū)。
6 結(jié)論
對(duì)于高瓦斯礦井，在首采煤層回采中．下臨
近層瓦斯涌出量大．易造成瓦斯超限．治理下臨
近層瓦斯涌出是當(dāng)前開(kāi)采首采煤層的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
該礦14111、14114采面的頂?shù)装宕鱼@孔抽放
配合留管抽放、風(fēng)排治理首采煤層采面瓦斯的方
法是成功的、可行的，為類似的首采煤層工作面
提供了瓦斯治理新途徑。
28
參考文獻(xiàn)
[1] 于不凡．煤礦瓦斯災(zāi)害防治利用技術(shù)手冊(cè)．北京：煤炭工業(yè)
出版社．2005修訂版
[2] 張榮立，何國(guó)緯，李鐸．采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)．北京：煤炭工
業(yè)出版社．2003
作者簡(jiǎn)介：
李忠衛(wèi)(1978一)，男，助理工程師．貴州遵義人。2004年畢
業(yè)于河南理工大學(xué)采礦專業(yè)，現(xiàn)任土城礦采區(qū)技術(shù)副區(qū)長(zhǎng)，一直
從事現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)技術(shù)管理工作。
收稿日期：2009—0l一04
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2009年9月 何全洪等：金黃莊副立井筒揭煤防突技術(shù) 第3期
同》。按照合同要求，由中國(guó)礦大技術(shù)人員進(jìn)行
瓦斯參數(shù)的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試及現(xiàn)場(chǎng)突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)．
擬出揭煤方案并完成揭煤效果評(píng)價(jià)。
2．4 完善通風(fēng)系統(tǒng)
在副井口以南30m安裝2臺(tái)FBDN6．3／30×
2對(duì)旋風(fēng)機(jī)，井筒內(nèi)敷設(shè)~800mm玻璃鋼風(fēng)簡(jiǎn)．
迎頭兩節(jié)為t~800mm膠質(zhì)風(fēng)筒．采用壓入式通
風(fēng)，進(jìn)風(fēng)量490m ／min，實(shí)現(xiàn)了雙風(fēng)機(jī)雙電源自
動(dòng)切換。
2．5 電氣防爆管理
揭煤之前組織專業(yè)技術(shù)人員對(duì)井下電氣設(shè)
備進(jìn)行全面檢查，實(shí)現(xiàn)“三專兩閉鎖”．項(xiàng)目部安
排專人負(fù)責(zé)日常的防爆檢查。
2．6 使用安全監(jiān)鋇4系統(tǒng)
礦井建設(shè)期間，安裝煤科總院重慶研究院
KJ90NA安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。井筒內(nèi)安設(shè)兩臺(tái)
KJ9001 C型高低濃度瓦斯傳感器。一臺(tái)距井底小
于5m，另一臺(tái)距井口10～15m，斷電值≥0．7％
CH4，斷電范圍井筒內(nèi)及井口20m范圍內(nèi)所有非
本質(zhì)安全型電氣設(shè)備，復(fù)電值<0．7％CH ，報(bào)警
值≥O．7％CH 。嚴(yán)格落實(shí)瓦斯傳感器旬標(biāo)校制
度，每旬對(duì)瓦斯探頭標(biāo)校1次。
2．7 建立壓風(fēng)自救系統(tǒng)
揭煤前在井簡(jiǎn)內(nèi)安裝三組壓風(fēng)自救裝置。
3 防突措施
3．1 探明副井工作面中組煤位置
副井在施工至垂深727m，距煤層法距19m
時(shí)停止掘進(jìn)，進(jìn)行煤層探查工作，共施工5個(gè)探
煤孑L(見(jiàn)表1)。在施工前探孑L期間，孑L內(nèi)最大瓦
斯?jié)舛葹?6％ ，工作面瓦斯?jié)舛葹?．07％ ．井底
工作面瓦斯探頭顯示數(shù)據(jù)0．06％ 。在探煤孔施
工期間，孔中向外流水時(shí)水中有氣泡冒出，其中
3 探煤孔有較大的瓦斯氣泡連續(xù)地冒出。
表1 探煤孑L參數(shù)表
注：方位角以正北方向?yàn)閛。。
3．2 煤樣實(shí)驗(yàn)室分析
利用探煤孔取煤樣測(cè)定中 上。、中 上 和中，下
3層煤的堅(jiān)固性系數(shù)f值和瓦斯放散初速度AP
值(見(jiàn)表2)。
表2 煤層突出參數(shù)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定結(jié)果
3．3 瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)
距煤層5m時(shí)施工3個(gè)測(cè)壓鉆孔進(jìn)行煤層瓦
斯壓力測(cè)定，測(cè)得最大瓦斯壓力0．4MPa，確認(rèn)為
井筒揭煤處煤層原始瓦斯壓力為0．4MPa。
采用鉆屑瓦斯解析指標(biāo)法(△h 、K )進(jìn)行預(yù)
測(cè)煤層突出危險(xiǎn)性，A h =45Pa，K。=0．1，預(yù)測(cè)
結(jié)果為無(wú)突出危險(xiǎn)性煤層，按突出威脅煤層進(jìn)行
管理。
3．4 排放鉆孑L施工
根據(jù)《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》和《煤礦瓦斯
抽采基本指標(biāo)》的相關(guān)規(guī)定，共設(shè)計(jì)4圈排放鉆
孑L，最外圈排放鉆孑L終孔間距2．5m，共31個(gè)：第
二圈排放鉆孔間距為2．5m，共21個(gè)；第三圈排
放鉆孑L終孔間距為2．5m，共10個(gè)：第四圈排放
鉆孑L終孔間距為2．5m，共3個(gè)。施工示意圖見(jiàn)
圖1。
由于中組煤層硬度小，為加強(qiáng)煤層支護(hù)。保
證揭煤過(guò)程中的安全，在第二圈排放鉆孔中排放
鉆孔插入直徑50mm的鋼管作為金屬骨架．加固
煤體，金屬骨架穿過(guò)煤層進(jìn)入底板不小于0．5m．
經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的排放，向鉆孔內(nèi)注入水泥砂漿。
待其凝固后以起到加固煤體的作用。
4 瓦斯抽排量統(tǒng)計(jì)
4．1 風(fēng)排瓦斯量統(tǒng)計(jì)
根據(jù)T 探頭(井簡(jiǎn)回風(fēng)口)數(shù)據(jù)資料，對(duì)每
日瓦斯?jié)舛茸兓闆r進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)整理．從施工排
放孔開(kāi)始共排放瓦斯3 1 d，排放瓦斯
4213．44m。
。
4．2 瓦斯抽放量統(tǒng)計(jì)
抽放系統(tǒng)采用2BEI一203真空水環(huán)泵．其額
定流量為1 lOOm’／h，配套電機(jī)額定功率為
37kW，抽放主管路采用 l59×6mm的鐵管。支
管采用~50mm的納m管，共抽放瓦斯總量為
375．8m 。圖2所示為抽放管瓦斯流量隨時(shí)間變
化關(guān)系。
29
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2009年9月 水力采煤與管道運(yùn)輸 第3期
第一罔排放鉆孔
：
4
第=三罔排放鉆 L
罵黟東
(a)鉆孑L開(kāi)孔圖(注：圖中數(shù)值單位均為m)
(b)排放鉆孑L施工剖面圖(注：圖中數(shù)值單位均為m)
圖l 排放鉆孔施工布置圖
5 排放效果考察
5．1 殘余瓦斯含量
在副立井控制井壁外8m范圍內(nèi)。中組煤儲(chǔ)
量為751．5t．煤層瓦斯含量12．16m ／t。瓦斯儲(chǔ)量
為9138．24m ，抽排放瓦斯量4589．24m 。排放率
50．22％ ，殘余瓦斯含量6．05m ／t。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間
的抽排，殘余瓦斯含量已經(jīng)降到了《煤礦瓦斯抽
采基本指標(biāo)》規(guī)定的8m ／t以下。
圖2 抽放管路瓦斯流量隨時(shí)間變化關(guān)系圖
5．2 殘余瓦斯壓力
在法距5m處進(jìn)行瓦斯壓力 定的鉆孔，封
孑L后并未立即拆表，在施工排放鉆孔的同時(shí)，用
來(lái)觀察瓦斯壓力變化情況，瓦斯抽放結(jié)束后，煤
體殘余瓦斯壓力為0．2 MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于臨界值
0．74MPa，排放鉆孔起到了十分明顯的效果。
5．3 效果檢驗(yàn)指標(biāo)
在法距5m處進(jìn)行效果檢驗(yàn)．采用鉆屑指標(biāo)
指標(biāo)法測(cè)得1 效果檢驗(yàn)孔k．=0．1，△h，=40Pa；
2 效果檢驗(yàn)孔k =0．08，△h，：30Pa，均遠(yuǎn)小于
突出臨界值△h ：160Pa，k。=0．4。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間
的排放，瓦斯排放率、殘余瓦斯含量、殘余瓦斯壓
力及鉆屑解析指標(biāo)均降至臨界值以下。
6 揭煤
使用FJD一6A型傘鉆．4．7m中空六角鉆桿
配~42mm鉆頭打眼，光面爆破。采用三級(jí)煤礦
許用035mm x400mm水膠炸藥。選用1—5段毫
秒延期電雷管，領(lǐng)用前逐發(fā)進(jìn)行導(dǎo)通試驗(yàn)。爆破
參數(shù)見(jiàn)表3。
表3 副井揭中組煤爆破參數(shù)
采取以上措施后，于l0月30日放震動(dòng)炮揭
穿中組煤層，放炮后最大瓦斯?jié)舛?．25％ ，安全
揭穿中組煤。
30
7 結(jié)語(yǔ)
揭煤點(diǎn)上煤成粉狀，少量成粒狀，煤的原生
結(jié)構(gòu)和構(gòu)造已經(jīng)破壞，煤的破壞屬Ⅳ類，煤的堅(jiān)
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第3期
2009年9月
水力采煤與管道運(yùn)輸
HYDRAULIC COAL MlNING &amp;amp; PIPELINE TRANSPORTAT10N
NO．3
Sep．2009
尾排巷在高瓦斯薄煤層中的應(yīng)用
馬 良
(四川順通礦業(yè)集團(tuán)四川順通641200)
摘要：洪發(fā)煤礦為高瓦斯礦井，全礦絕對(duì)瓦斯涌出量6．43m ／min，2206工作面絕對(duì)瓦斯涌出
量4．5m。／min。該面通過(guò)采用尾排巷、尾排巷留管等瓦斯綜合治理技術(shù)，瓦斯抽排量平均為
3．2m ／min，抽排率達(dá)70％ ，確保了安全高效開(kāi)采。
關(guān)鍵詞：瓦斯治理 尾排巷 瓦斯抽放
中圖分類號(hào)：TD712 ．623 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1006—0898(2009)03—0031—02
O 前言 2 工作面瓦斯治理技術(shù)
洪發(fā)煤礦是四川順通礦業(yè)集團(tuán)的一個(gè)小型
礦井，礦井設(shè)計(jì)能力6萬(wàn)t／a，各生產(chǎn)安全系統(tǒng)具
備9萬(wàn)t／a的能力。全礦劃分為一個(gè)水平兩個(gè)采
區(qū)(上、下山采區(qū))。礦井有主要可采煤層1層，
截止2008年10月，保有資源儲(chǔ)量為67．82萬(wàn)t。
目前礦井開(kāi)采下山采區(qū)．全礦劃分一個(gè)生產(chǎn)
水平。目前主要開(kāi)采K，煤層。礦井于2006年
11月進(jìn)行技改建設(shè)，2008年4月正式投入生產(chǎn)。
礦井開(kāi)采深，瓦斯含量高，頂板較穩(wěn)定，開(kāi)采條件
復(fù)雜．被眉山市經(jīng)濟(jì)管理委員會(huì)審定為高瓦斯礦
井
1 技改后的首采工作面概況
技改后的首采面2206工作面為該礦二采區(qū)
K，煤層工作面，w 型布置方式、面長(zhǎng)240m，走向
長(zhǎng)為8lOm。K，煤層平均厚0．8m，煤層傾角1。
3。，平均2。，煤層瓦斯含量為2～4m ／t。工作
面供風(fēng)量為400m ／min。工作面正?；夭善陂g絕
對(duì)瓦斯涌出量為3 6m ／min，平l均為4．5m ／
min。在該面主要實(shí)施風(fēng)排瓦斯、尾排巷及尾巷
埋管抽放等綜合抽排技術(shù)。較好地解決了長(zhǎng)走
向、高瓦斯、高推進(jìn)速度機(jī)采工作面的瓦斯治理
問(wèn)題。工作面平均日產(chǎn)量達(dá)200t，最高日產(chǎn)量為
220t。
根據(jù)工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果，該工作面
瓦斯涌出的主要來(lái)源為鄰近K 、K 煤層及圍巖
的卸壓瓦斯進(jìn)入采空區(qū)。由于該礦瓦斯含量高、
煤層薄，采取瓦斯抽放技術(shù)經(jīng)濟(jì)成本高，不合理。
因此，采取尾排抽放技術(shù)進(jìn)行工作面及采空區(qū)瓦
斯治理。
2．1 尾排巷留管抽放技術(shù)
為了解決近水平薄煤層高瓦斯礦井回采期
間瓦斯超限的問(wèn)題．回風(fēng)巷采取雙巷掘進(jìn)(即同
時(shí)施工尾排巷和回風(fēng)巷)：尾排巷與回風(fēng)巷距離
為3m。尾排巷與回風(fēng)巷平均50m施工一個(gè)聯(lián)絡(luò)
巷。在尾排巷安設(shè)~230mm的鋼管作為2206回
采工作面采空區(qū)瓦斯抽放主管路，該管路每隔
100m設(shè)置一個(gè)瓦斯管放水器，每隔50m設(shè)置一
個(gè)三通，主管路通過(guò)三通與預(yù)埋在2206回采工
作面采空區(qū)的瓦斯抽放管相聯(lián)通，預(yù)埋瓦斯抽放
管伸人2206回采工作面采空內(nèi)15m左右。利用
地面抽放站的2BEA153—0型水環(huán)真空泵產(chǎn)生
的負(fù)壓，抽放采空區(qū)的瓦斯。根據(jù)工作面、回風(fēng)
巷、尾排巷內(nèi)的瓦斯?jié)舛惹闆r，適當(dāng)打開(kāi)瓦斯抽
放管主管路上的閘閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到最大的抽
放效果。工作面正?；夭善陂g，尾排巷內(nèi)平均
瓦斯?jié)舛葹?．8％ ～2．2％ ，排放瓦斯純量為
0．6m ／min；抽放混合量濃度為1 5％ ～30％ ，抽
固性系數(shù)0．22，瓦斯壓力0．4MPa，瓦斯放散初速
度4．4mm Hg。預(yù)測(cè)中 煤層有突出威脅，施工中
按突出煤層進(jìn)行管理。嚴(yán)格執(zhí)行“四位一體”防突
措施．實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)、快速、安全揭穿煤層。
作者簡(jiǎn)介：
何全洪，男。現(xiàn)在安徽金黃莊礦業(yè)有限公司從事通風(fēng)技術(shù)管
理工作。
收稿日期：2009—0l一15
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