防突掘进在朱仙庄矿857特厚煤层中应用.pdf

3 4 能 源 技 术 与 管 理 2 0 0 6年第 4期 防突掘进在朱仙庄矿 1 1 5 7特厚煤层中应用 马岩 淮北矿业集团公 司， 安徽 宿县 2 3 4 1 1 1 [ 摘 要] 根据朱仙庄矿八煤层的煤层特性和煤层 瓦斯的赋存状况， 在事先未能采取有效解突 措施的特殊情况下， 对高突区域掘进过程 中采用不 同的防 突措施 ， 保障工作 面掘进 安全和正常的生产接替。 [ 关键词] 防突掘进 ； 特厚煤层 ； 应用 [ 中图分类号]T D7 1 3 ． 3 [ 文献标识码]B [ 文章编号] 1 6 7 2 - 9 9 4 3 2 0 0 6 0 4 0 3 4 2 0 引 言 朱仙庄矿八煤层属于稳定的特厚煤层，煤层 厚度在 6 ～ 1 5 m。煤层瓦斯含量呈南高北低分布。 南部采区由于煤层瓦斯含量较大．在一水平四区 段及其 以下 区段 的煤层具有突 出危 险性 。尤其 8 5 7工作面是建矿以来煤层瓦斯灾害最大的工作 面 ， 煤层瓦斯突出指标 已经达到或突破临界值 ， 稍 有不慎就会诱发煤与瓦斯突出事故。由于该工作 面在设计回采前未安排专门的治理。 因此， 为了既 保证安全生产又不延误工作面接替 ，掘进防突只 能是边掘边治理。 1工作面概 况 8 5 7工作面位于五采区四区段 ．上为 8 5 5采 空区 ， 下为 Ⅱ8 3采 区， 南 为 8 7采 区 未采 ， 北为 三采 区， 工作面标高为一 3 8 6 ． 5 2 2 4 2 8 ． 7 6 7 。工作 面走向长 5 3 0 m，倾斜宽 1 2 1 m．煤层倾角 l 0 。 ～ 2 5 。 ， 平均 1 8 。 ； 走向为 3 3 5 0 9 倾 向为 6 5 。 。煤层厚度 6 ． 8 9 ． 2 m， 平均 为 8 ． 5 m。如 图 l 所 示 。 图 1 8 5 7工 作 面 平 面 图 八煤为稳定的特厚煤层 ．上部有 0 ． 5 m 的硬 煤 ， 以块状为主 ， 余下煤层较为松软， 以鳞片状 、 粉 末状为主 ，煤层局部含有 l ～ 2层 0 ． 1 ～ 0 ． 3 m 的夹 矸 不稳定 。 煤种以气煤为主 ， 煤岩类型为半亮半 暗型，普 氏硬度 为 0 ． 3左 右 。工 作面工业储 量 6 5 ． 0 3 万 t ， 可采储量 5 5 ． 2 8万 t 。 2 煤层 瓦斯含量及地质构造 8 5 7运输石门所测煤层瓦斯压力 1 ． 7 MP a ． 根 据重庆煤科 院计算 ， 8 5 7工作面煤层瓦斯含量为 7 ． 1 3 m 3 ／ t 。8 5 7运输石门钻孑 L 预测突出指标 A h 最 大为 2 8 0 P a 干煤 ， 干煤临界指标为 A h 2 2 0 0 P a ， 煤层具有突出危险性。 8 5 7风巷为沿空送巷 ， 掘进期间未揭露 断层 ， 8 5 7机巷掘进期间要过两条落差均在 2 ～ 3 m 的逆 断 层 ， 如表 1 所示 。 表 1 8 5 7断层产状一览表 维普资讯 2 0 0 6年第 4期 马 岩 防突掘进在朱仙庄矿 8 5 7特厚煤层中应用 3 5 3 8 5 7工作面掘进时采取 的防突措施 8 5 7工作面风巷为沿空送巷 ，煤层由于受上 区段采动卸压的影响 ， 煤层瓦斯相对较小 ； 机巷为 未受采动影响的实体煤层 ， 煤层瓦斯含量较大 ， 掘 进 的防突措施重点在机巷掘进 。在机巷掘进时采 取了迎头排放钻孔 、 巷帮钻孔边掘边抽 、 底板穿层 孔排放 、 底板穿层孔预抽 、 机巷预透点预抽等综合 防突措施 。 1 排放钻孔。 掘进施工前在掘进正迎头打瓦 斯排放钻孔 ， 让瓦斯 自钻孔向外 自然释放 ， 减小实 体煤层 内的瓦斯压力。 在煤层 内瓦斯得到卸压后 ， 再在卸压带内进行掘进施工。 每循环施工 2 8个排 放钻孔 ， 孔深 1 2 m， 终孔位置控制在煤层 顶板和 巷道轮廓线外两侧各 4 m的位置 ，经效果检验措 施有效 ， 每循 环可掘进进尺 5 m， 留有 5 m以上的 安全保护距离。 2 巷帮钻孔。在机巷两帮每 隔 3 3 ～ 5 0 m施 _丁一组巷帮 钻场 ， 钻场深 5 m， 然后在每个 钻场 内 施工 6个沿机巷方向的抽放钻孔 ， 设计孔深 6 0 m； 巷帮钻孔随着掘进边掘边打 ，钻孔施工完毕直接 联管抽放。 同时每个上帮钻场施工顺层钻孔 5个， 平均钻孔孔深 6 8 ． 5 4 m， 提前 为以后回采工作面解 突作准备。 3 底板穿层钻孔。 底板穿层孔是在煤层底板 岩巷内打钻，钻孔 自煤层底板岩层穿透煤层进入 煤层顶板。然后利用钻孔进行煤层瓦斯排放。 8 5 7 _T作面因工期紧，仅在集中巷内施工了 5个瓦斯 钻场 ， 每个钻场布置了 l 0个底板穿层钻孔 ， 钻孔 深度 4 6 ． 2 ～ 7 2 ． 8 m， 平均孔深 6 3 ． 5 m， 钻孔 打完后 立即接管抽放 。 另外在钻场以外的集中巷 内每 7 m 施工一组底板 穿层孔 ， 每组施工 4个钻孔 ， 在剖 面上呈扇形布置 ， 钻孔打完后采用瓦斯 自然排放 ， 如 图 2 、 3 、 4所 示 。 4 机巷预透点打钻预抽。 为缩短工作面出面 工期 ， 8 5 7工作面机巷设计两个运输石 门。机巷首 先掘进 2 石 门～ 切眼段 。 机巷到位后 ， 施工切眼与 风巷贯通。风巷瓦斯小，贯通时未再采取其它措 施 。 机巷 自 1 拨门施工 1 ～ 2 机巷时， 其预透位置 在 2 石门北侧 ， 该 区域地应力相 对集 中 ， 极易引 发煤与瓦斯突出， 所 以采取预透点预抽措施 。 机巷 在掘进贯通前 3个月，在预透点施工钻孔对预透 点前 3 0 m范围内的掘进巷道进行预抽。 5 效果检验。机巷施工排放钻孔前 ， 每循 环 预测 3个钻孔 ， 所测 △ h 最大值 1 9 0 P a 干煤 ， 一 般值在 1 0 0 ～ 1 6 0 P a ；风巷测得 △ h 最大值 6 0 P a 干煤 一般值在 5 0 ～ 6 0 P a 。机巷掘进时 ， 由于煤 层松软 ， 曾出现过漏顶导致瓦斯超限的现象 ， 有时 也响煤炮 ， 但 由于防突措施执行到位 ， 一直没有发 生瓦斯动力现象。 图 2迎头排放钻子 L 图 3 高位瓦斯钻孔 图 4底板 网格抽放钻孔布置剖 面图 4 措施优点 争取 出面时间 ，保证该矿轻放工作面正常接 替 ； 该轻放面接替线脱节 ， 将使该矿原煤产量减产 1 ／ 3 2 ／ 5 ．即 由现有 1 7 5万 t 降到 1 0 0 1 2 0万 t ， 其 减产时间长达 2 ． 5 a ，以该矿 2 0 0 5年全年预计利 润 3 2 3 2 ． 8 6万元计算 ， 总计避免减少利润 2 6 9 3 ． 5 万元 保证 了安全生产 ， 全部掘进过程未发生一起 煤与瓦斯突出事故 。 [ 作者简介 ] 马岩 1 9 7 2 一 ， 男 ， 毕业 于安徽 理工大学 建筑工程 系 ， 现在淮北矿 业集 团公 司朱仙庄 煤矿从 事矿井井 巷工程 的 施工与设计工作 [ 收稿 日期 2 0 0 6 - 0 4 - 1 7 ] 维普资讯