煤巷掘进综合防突技术的实践.pdf

第 2 0 卷第 1 0期 2 0 0 4年 1 0月 甘 肃 科 技 Ga n s u S c i e n c e a n d Te c h n o l o g y V ． 2 0 N0． 1 0 Oc t ． 2 0 0 4 煤巷掘进综合防突技术的实践 张 洪 兰州市红古区獐儿沟煤矿。 甘肃 兰州7 3 0 0 8 0 摘要 通过对獐儿沟煤矿不同突出危险的煤巷掘进 实践， 确定 了运 用钻屑量 S ， 钻屑 瓦斯解析指 标 K I ， 钻孔瓦斯涌出初速度 q 及其衰减系数 C q进行突出危险性预测和效果检验的临界值， 确定 了 运用超前排放钻孔进行防突的技术参数。为獐儿沟煤矿及类似地质条件和开采技术条件的突出矿 井提供 了一套煤巷掘进的综合防突技术。 关键词 防突措施； 预测指标； 临界值； 超前钻孔 中图分类号 T D 7 1 3 ． 3 獐儿沟煤矿地处窑街煤 田东北部， 设计能力 2 1 0 k t ， 矿井开采侏罗系中统窑街群煤二层。煤层呈 特厚急倾斜倒转赋存， 平均厚度 4 5 m， 最厚 8 5 m， 倾 角 7 0 。 --9 0 。 。煤层具有特厚， 易燃； 南翼有煤与 c c h 突出危险等特点。该矿历史上先后发生过四次煤与 c c h突出， 其中三次造成人员伤亡， 突出均发生于煤 巷掘进过程当中。2 0 0 2年 4月 一2 0 0 3年 1 1月， 该 矿井与煤炭科学研究总院重庆分院合作， 对矿井南 翼煤二层综合防治煤与 c h突出技术进行了研究， 其中煤巷掘进综合防突技术为一主要 内容。试验期 间先后在不同水平安全掘进煤巷 9条， 进尺 3 7 0 m， 提取试验参数 5 5 0 0 0多个， 取得了很好的实际效果。 1 工作面突出危险性 日常预测 工作面突出危 险性 日常预测采用钻屑量 S ， 钻 屑瓦斯解吸指标 K 1 ， 钻孔瓦斯涌出初速度 q 及其衰 减指标 C q ， 煤体结构稳定性综合预测指标进行。 1 ． 1 考察钻孔布置 在工作面前方打 5 个预测孔， 直径 4 2 m m、 孔深 8 ～1 0 m。钻孔尽量布置在软分层中， 其中一个钻孔 开孔位于巷道断面中部， 与掘进方向一致， 靠巷两邦 和巷顶、 底的预测孔开孔距巷周边的距离均为 0 ． 5 m， 邦孔、 顶孔、 底孔的终孔点距巷道轮廓线的法线 距离分别为 3 m、 4 m和 l m。 1 ． 2 测量方法 预测钻孔钻进速度控制在 l m ／ ml n 左右。从第 2 m开始， 每钻进 l m， 测定一次钻屑量 S 、 钻孔瓦斯 涌出初速度 q及其衰减系数 C q ， 每钻进 2 m 即第 3 、 5 、 7 、 9 m或 2 、 4 、 6 、 8 、 1 0 m处 测定一次钻屑瓦斯解 吸指标 K 1 。当钻孔钻进到预定 l m孔深时， 用弹簧 秤或量杯计量钻屑量 S 。测定钻孔瓦斯涌出初速度 q的测量室为 l m， 用专用封孔设备进行封孔； 打完 钻、 退出钻杆到封好 孔开始测定 q的时间不超过 2 m i n ， 第 1 min内测定的最大钻孔瓦斯流量 q ， 值即 为钻孔瓦斯涌出初速度， 钻孔瓦斯涌出初速度衰减 系数 C q 即为第 5 mi n内测定的钻孔瓦斯流量 q 5 与 第 1 m i n内测定的钻孔瓦斯流量 q 1的比值 C q q 5 ／q 1 。当钻孔瓦斯涌出初速度 q 8 L ／ mi n． m S ≥6 ． O k l ／0 ． 5 5 L ／ m i n ． mq ≤8 L ／ m i n ． r D ．． 有 且 c q o． 6 5 q 5 L ／ mi n ． m S 6 ． o k l 0 ． 5 5 L ／ mi n ． mo ． 6 5 下列情况， 无论指标测定值大小与否， 均视为有 突 出危险 维普资讯 第 1 0期 张洪 煤巷掘进综合防突技术的实践 4 3 ①地质构造破坏带， 如断层 、 褶 曲； ②煤层倾角、 厚度、 走向或倾向等赋存条件急剧 变化以及煤层软分层增厚的地带； ③采掘应力集中或叠加处。 如巷道突然拐弯处、 上分层开采煤柱影响区； ④打钻过程中出现喷孔、 夹钻、 顶钻、 吸钻等动 力现象； ⑤工作面出现明显的突出预兆 支架来压、 煤壁 掉渣与外鼓， 煤干燥、 煤尘飞扬、 煤壁光泽暗淡、 层理 紊乱， 工作面瓦斯涌出增大、 瓦斯忽大忽小、 温度降 低。 工作面前方出现煤炮声等。 2 超前钻孔防突技术措施 判定工作面前方有突出危险时， 采取超前排放 孔防突技术措施。超前钻孔局部性防突措施采用小 直径钻孔 大直径钻孔易诱发突出 ， 根据钻孔有效 排放半径 、 巷道断面大小、 煤层赋存等进行布孔。实 际施工中我们采用直径 1 m m 的排放钻孔 有效 作用半径按 1 ． 0 m考虑 ， 钻孔终孔位于巷顶、 帮轮 廓线外 3 ～4 m。 巷底控制范围轮廓线外 2 ～3 m。 采用 扇形布孔方式； 正常循环时工作面需打 2 5个钻孔。 孔深 1 2 m。预测有突出危险无 5 m安全煤柱时。 需 在靠两帮、 巷顶各补打 5个钻孔。 孔深 7 ～8 m的排 放钻孔， 超前钻孔需查参数。 3 防突措施效果检验 煤巷掘进工作面经预测有突出危险并采取排放 钻孔防突技术措施后， 必须采用与预测突出危险性 的相同方法进行措施效果检验。检验孔布置在两措 施孔之间。 其数量原则上与预测孔数相同。经检验 有效后， 以最短的检验孔深度在掘进方向的投影留 5 m超前距作为允许进尺。然后采取远距离、 撤人、 两道反向风门放炮掘进。如检验无效， 则要采取其 它措施， 实际工作中， 尚未遇到这种情况， 这里不再 讨论 。 4 预 测效果分析 2 0 0 2年我们分别在 1 5 1 0 水平南大巷原岩应力 区煤巷、 1 6 4 0水平 1 3 1 3工作面 回风巷卸压保护 区 与煤柱集中应力影响区等煤巷段共掘进 3 7 0 m， 预测 1 0 6 次。 施工预测孔 5 3 0个， 测定预测指标参数约 5 5 0 0个， 发现 7处异常。 主要表现为工作面打钻有 煤爆声、 夹钻、 吸钻等现象； 煤壁光泽暗淡。 煤变软、 呈鱼鲕状。预测指标有如下特点 1 钻孔瓦斯涌出初速度 q 及其衰减系数 C q 指 标工作面正常情况， 钻孔瓦斯涌 出初速度 q 0 ～ 2 L ／ m i n ． m。 且绝大多数 q 0 ； 煤巷工作面考察发现 的 7处异常。 即工作面打钻有煤爆声、 夹钻、 吸钻等 现象； 煤壁光泽暗淡， 煤变软、 呈鱼鲕状， 有 6 次测定 值大于 5 I - ／ mi n ． m， 其地 点均位于 1 3 1 3回风巷受 1 6 5 4 水平的 1 3 1 0采煤工作面底板煤柱影响范围， 最大钻孔瓦斯涌出初速度 ‰5 5 L ／ mi n ． m， q mi n 7 ． 2 L ／ m i n ． m． 其衰减系数 C q 0 ． 5 1 ～0 ． 9 1 。工 作面采取排放钻孔后， 测得钻孔瓦斯涌出初速度 q ma x 2 L ／ mi n ． m， 然后留 5 m安全煤 柱采取安全措 施掘进。 掘进放炮后瓦斯涌出有增高现象， 但未出现 其它异常情况。 2 钻屑量 S指标共考察钻屑量 S 指标 4 5 0 0余个数据， S1 ． 4 ～2 ． 8 k g ／ m。在 1 5 1 0 水平南大巷工作面揭露煤层为 Ⅱ、 Ⅲ类破坏结构煤 体。 掘进煤巷 3 5 m， 测定钻屑量 S m a x 2 ． 2 k g ／ m； 在 1 3 1 3 采煤工作面回风巷掘进 3 3 5 m， 煤巷无论位于 煤柱区。 还是卸压区， 工作面无论正常， 还是异常， 其 钻屑量指标测定值均较小， 其钻屑量 S m a x 2 ． 8 k g ／ m。 3 钻屑瓦斯解吸 K ， 指标在所考察的巷道中， 钻 屑瓦斯解吸 K l 指标测定值一般为 K l 0 ～0 ． 4 mL ／ 1 1 g ． mi 。 且绝大多数 8 L ／ mi n ． m或 5 L ／ mi n ． mq 8 L ／ mi n ． m， 且 C q ≤0 ． 6 5 时， 有突出 危险； q 5 L ／ mi n ． m或 5 I mi n ． m 0 ． 6 5 时． 无突出危险。钻屑量 S及钻屑瓦斯解吸k 1 指标在试验区敏感性较差。由于獐儿沟煤矿南翼采 区地质条件极为复杂， 煤层瓦斯力 下转第 3 1 页 维普资讯 第 1 0 期 曾忠斌 兰州地区实施五类产品市场准入制的实践与思考 3 1 全危害防止、 消除或降低至可接受水平的控制点。 审 查中发现， 多数企业对生产过程中关键控制点的理 解有偏差， 总是把关键控制点放在成品的控制上。 而 忘了“ 防患于未然” 的道理。 轻视生产全过程质量的 管理和监控， 对产品的各个关键控制点抓的不彻底、 不到位。 5自检能力比较薄弱 市场准入制度。 就是要求每个生产企业必须具 备 自检能力， 并有完整的记录和检验报告， 这对许多 企业是一个全新的挑战。因兰州地区受经济条件， 信息来源的制约。 多数企业长年委托质量监督部门 对产品进行检验。对企业来说从化验室的筹备。 到 化验人员的培训， 都有一定的难度。部分企业原本 仅对个别重点项 目进行 自检， 达不到市场准入制的 要求。在对不合格品的处理过程中。 仅仅是返工、 销 毁产品或只对当事人进行经济处罚， 而对不合格品 的登记 、 溯源未作详细记录 ， 整改措施不完善。 往往 导致问题重复出现。 从审查统计情况看， 兰州地 区符合发证条件的 6 4 ％为个体、 私营 、 股份企业， 从资金到技术力量， 从 文化底蕴到信息资源都很匮乏， 影响了推行市场准 入制度的进程。从国家质检总局 2 0 0 2年 7月开始 实施食品质量安全市场准入制度， 到 2 0 0 3 年 4月正 式审查第一家企业间隔近 1 0个月时间， 而大部分企 业的审查验收工作集中在国家开始查处无“ Q S ” 标 志产品不得进入市场的前夕， 即 2 0 0 3 年年底， 这不 但增加了工作的难度和强度， 也给企业造成了人为 损失， 有的企业因时间紧， 准备不充分， 尤其是要求 必需具备 自检能力的酱、 醋企业， 从化验室的准备、 人员培训到审查通过发证， 因在查处期间， 不得不停 产等待， 有 的企业停产达半年之久， 等到万事俱备 时， 市场已失去大半， 被外地一些先知先觉的企业抢 占了商机。目前全国已发证酱、 醋企业的生产能力 基本上能满足国内市场的需求， 但兰州地区的发证 企业又是如此之少， 无不让人感到焦虑。信息的封 闭， 观念的陈旧， 从众、 观望、 等待的心理， 是制约兰 州地区全面推进市场准入制的因素之一。 实施市场准入制。 是一项长期而艰巨的任务， 从 兰州地区的实际情况出发。 需要采取有效措施， 下大 力帮助企业解决存在的问题。一是必须进一步完善 企业的考核机制。通过严格的考核， 帮助企业把各 项规章制度落实到每一个环节当中， 杜绝不合格产 品流入市场。二是必须下大力提高企业骨干的业务 技能水平。通过培训和传帮带， 使企业工作人员精 通本岗位的业务技能， 熟练操作仪器设备， 从硬件上 保证产品的质量。三是必须不断加强企业的质量管 理意识。下大力解决企业重投入， 轻产出， 质量管理 意识不强的弊端。 把质量意识贯穿到企业生产的全 过程。 防患于未然。四是必须要求企业紧紧抓住关 键控制点不放松。产品质量的关键控制点， 反映在 企业生产的每一个环节。 必须从源头上进行控制， 不 得有半点马虎。 只有把关键控制点抓住了， 产品质量 就有了保证。五是必须努力提高企业的 自检能力。 不难理解， 一个没有自检能力的企业， 能保汪产品的 质量只有企业各方面的素质提高 了， 具备了检验 产品的 自检能力， 就能够把可能导致产品不合格的 问题消灭在萌芽状态， 从而生产出优质产品。 实施市场准入制， 不仅对企业， 也对技术监督部 门提出了更高的要求， 作为质检部门， 要不断适应形 势和市场发展的需要， 开阔视野， 加强 自身建设。首 先， 要根据新的形势和任务要求， 注意培养和引进人 才， 加大力度， 抓紧培训卫生、 防疫检验方面的业力 骨干， 对此要有紧迫感。其次， 要根据不断拓展的业 务工作性质， 加强实验室的硬件建设， 舍得投入。 补 充完善机械、 仪器、 设备， 为检疫检验提供 良好的工 作环境。再次， 要根据本地区企业的实际， 树立服务 在先的思想， 在业务、 技术、 产品上， 扎扎实实的帮企 业做一些看得见、 摸得着的实事， 为企业 的发展壮 大， 为兰州的经济发展， 为市场准入制的全面推进。 提供更优质的服务。 上接第 4 3 页 学性质差异较大， 为增加工作面 突出预测可靠性， 我们要求工作面预测在测定钻孔瓦 斯涌出初速度 q 及其衰减系数 C q的同时， 还必须测 定钻屑量 S等指标， 指标临界值 S 6 k g ／ m。 ②采用直径 9 1 mm， 有效作用半径 l m， 2 5 孔的 超前排放钻孔防突技术措施， 参数合理， 符合獐儿沟 煤矿实际， 实际应用效果较好。 ③本技术可在类似地质条件和开采技术条件下 的突出矿井因地制宜地推广应用。 维普资讯