高瓦斯矿井煤巷掘进防突技术.pdf

第 2 4卷第 l 2期 2 0 0 5年 l 2月 煤 炭技 术 Co a l Te c h n o l o a v V o 1 ． 2 4， N o ． 1 2 De c ． 2 0 0 5 高瓦斯矿井煤巷掘进防突技术 付 治安 晋城宏圣建筑工程有 限公司 矿建安装分公 司，山西 晋城 0 4 8 0 0 6 摘要 通过采用瓦斯涌出初速度 及钻屑量指标法 ， 介绍 了如何 在高 瓦斯矿井煤 巷掘进 中进 行 瓦斯突 出危险性 预 测 。采取 四位一体 的防突技术 ， 避 免瓦斯 突出造成危害 。 关键词 煤巷 ；掘进 ；瓦斯突出 ；防治 中图分类号 rl“ D 7 1 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 8 7 2 5 2 0 0 5 1 2 0 0 4 2 0 3 1 掘进巷 道 目前瓦斯地质状况 2 煤与瓦斯突出危险性预测方法及指标 某煤矿掘进巷道 由半煤岩巷向煤巷过度 ， 上部 为 1 ． 1 m厚的泥岩和 0 ． 7 m厚的粉砂岩 ， 下部为 3 m 厚的煤层。泥岩厚 1 ． 1 m， 深 灰色 ， 薄层状 ； 粉砂岩 厚 2 ． 7 m， 灰色 ， 薄层状； 老顶为厚 1 6 ． 9 m的中粒砂 岩 ， 浅灰色 ， 厚层状 ， 以石英为主 ， 长石次之， 硅质胶 结小型交错层理为主 ； 3 煤层厚 5 ． 9 5 m， 黑色， 似金 属光泽 ， 半亮型； 煤层底部为厚 0 ． 5 r t l 的泥岩 ， 深灰 色， 中厚层状 ， 均匀层理 为主； 老底为 3 ． 8 m的细粒 砂岩 ， 灰色 ， 薄层状 ， 波状层理为主； 该巷道属于承压 水开拓。受 3 煤层 底部奥灰水影响， 工作面涌水量 小于 2 r n 3 ／ h ， 平均瓦斯含量 1 6 ． 6 m 3 ／ t 。 该巷道按 日常预测来进行 ， 预测钻孔选择布置 在暴露煤层断面 的软分层 中， 采用瓦斯涌出初速度 及钻屑量指标法来进行突出危险性预测。鉴于目前 尚无突出危险性实测资料 ， 指标l 临界值参考 防突细 则 中的经验值。临界值 q 瓦斯 涌出初速度 为 5 L ／ m i n 。钻屑量指标法各项指标临界值见表 1 所示 。 表 1 钻 屑量 指标 法各项 指标临界值 大钻屑量 钻屑解 析指标 S ／ k g ． m- I K 1 ／ m L“ g ． m i n l ／ 2 - 1 危险性 作用下增强了主动支护的作用 ， 使各顶板薄层岩层形 成一整体岩梁， 增强了岩梁的 自身强度， 使岩梁 层 的应力状态接近于原始应力状态。在这种组合梁 的 作用下起到了支护煤巷顶板的作用 ， 充分利用了顶板 岩梁 自承载能力 ， 确保煤巷顶板支护的有效性。锚杆 索 梁网联合支护在淮南新区的张集、 谢桥、 张北等 矿得到广泛的应用， 取得了较好的支护效果。 参考文献 [ 1 ] 何满潮， 袁和生 ， 等 ． 中国煤矿锚 杆支 护理论与实践 [ M] ． 北京 科学出版社 。 2 0 0 4 ． [ 2 ] 谢和平 ， 陈忠辉 ． 岩石力学[ M] ． 北 京 科学 出版社 ， 2 0 0 4． [ 3 ] 孙训方， 方孝淑， 关来泰． 材料力学第四版[ M] ． 北京 高等教育 出版社 ， 2 0 0 2 ． [ 4 ] 樊克恭 ， 翟德元 ． 巷道围岩弱结构 破坏失 稳分析与 非匀称 控制 机理[ M】 ． 北京 煤炭工业出版社 。 2 0 0 4 ． U s i n g o f B o l t C a b l e B e a m N e t T i mb e r i n g i n T h i c k C o mp o u n d R o o f Co a l He a d i n g L I Xi a oq u a n， T ’AN Ha i we n， YU Xi a 0一f e n g， GAO Xu C o l l e g e o f R e s o u r c e s a n d E n v i r o n m e n t ， G u a n g x i U n i v e r s i t y ， N a n n i n g 5 3 0 0 0 4 ， C h i n a A b s t r a c t I t w a s i l l u s t r a t e d b y a n e x a m p l e i n t h e 1 1 1 1 1 h e a d e n tr y o f Z h a n g j i c o a l m i n e H u a i n a n ． T h e u s a g e o f b o l t c a b l e b e a m n e t t i m b e r i n g i n t hi c k c o mp o u n d r o o f c o al h e a d i n g i n n e w d e v e l o p e d a r e a o f Hu a i n a n a r e e x p l a i n e d． Th e t h e o r y o f c o mp o u n d b e a m i s a naly s e d i n t h i s a r t i c l e t o o ． The t h e o r y o f c o m p o u n d b e a m i s r o o f l a y e r ’ S b e a r i n g c a p a b i l i t y a n d r o o f ’ S a b s c i s s l a y e r a n al y s i s w i th bol t c a b l e b e am n e t t i m b e r i n g i n c o a l h e a din g． K e y w o r d s b o l t c a b l e b e a m n e t t i m b e r i n g ； c o m p o u n d e d b e am ； r o o f l a y e r b e a r i n g c a p a b i l i ty； r o o f a b s c i s s l a y e r 收稿 日期 2 0 0 5 0 92 5 ； 修订 日期 2 0 0 5 1 0 2 5 作者简介 付治安 1 9 6 8 一 ， 男 ， 山西临猗人 ， 矿建工程 师， 从事矿井建设工程 的施 工管理工 作 ， 现 任晋城宏 圣建筑 工程 有限公 司矿建安装分公司第八项 目部技术负责人。 维普资讯 第 1 2期 付治安 高瓦斯矿井煤巷掘进防突技术 ． 4 3 ． 当其中任一指标等于或超过临界值时， 煤巷掘 进工作面预测为突出危险工作面 ； 当预测为无突出 危险工作面， 每预测循环应留有 2 m预测超前距。 采用 瓦斯 涌出初 速度及 钻屑量 指标法 来进行 煤 巷及半煤岩巷掘进工作 面突出危险性预测时 ， 应按 照下列步骤执行 1 煤巷及半煤岩巷掘进工作面使用防突钻机 打 3个直径 4 2 n l l T l 、 孔深 1 0 m的钻孔 ， 钻孔应尽量选 择布置在软分层中， 1 个钻孔布置在工作面中部， 并 平行于掘进方向， 其余 2个钻孔终孔点应 为巷道轮 廓线外 2 4 m处 。 2 钻孔每打 1 IT I． ， 测定 1 次钻屑量和钻孔瓦斯 涌出初速度 ， 每隔 2 m测定 1 次钻屑解吸指标 K． 。 测定瓦斯涌出初速度时 ， 用胶囊式封孔器封孔 ， 封孔 后 测量 室 的长 度为 1 m 。 3 瓦斯涌出初速度的测定必须在打完钻后 2 m i n内完成 ， 完不成视为废孔 ， 再重新打孔。 4 lJ 定钻屑量时， 使用防突钻机、 螺旋钻杆干 式钻进。将排出的钻屑全部接入容器中。 5 测定结束后应将测定数据填写在 突出预测 或措施效果检验记录表 ， 出井后填写 突出预测或 措施效果检验报告表 ， 报总工程师批准后送交施工 单位和有关部门。 3 防突措施 1 在巷道掘进过程 中， 每隔 1 0 0 m在巷道两帮 施工一组钻场 ， 进行超前预抽 ， 释放煤体瓦斯压力。 钻场沿巷道底板掘进 ， 采用锚 网喷支护 ， 深度为 5 m， 净长为 4 m， 净高为 2 ． 8 m。 2 当预测为有突出危险工作面时 ， 停止正前掘 进， 采取防突措施 ， 在巷道工作面迎头打瓦斯排放钻 孔， 并实施排放 ， 或者采取其它行之有效的措施 ， 直 至效果检验为无突出危险时方可按照规定组织施工 生产 。 3 施工完的钻孔要及时用聚氨酯快速封孔 ， 从 孔内4 m处开始封孔 ； 钻孔用 似O n l l T l 的高压胶管与 该巷道迎头 D N 2 5 0抽放管路相连 ， 该掘进巷道安装 有 D N 2 5 0抽放管路 ， 抽放管路接在 ,／, 5 3 0 n l l T l 主管抽 放 到地 面瓦斯泵 站 。 4 措施效果检验 防突措施执行后 ， 应采取瓦斯涌出初速度及钻 屑量指标法检验措施效果 。检验孔应布置在措施孔 的影响范围内， 开孔与措施孔的间距为 0 ． 8 m， 措施 效果检验孔布置图如图 1 所示 。若检验结果 的各项 指标都在煤层突出危险临界值 以下， 则认为措施 有 效； 反之， 认为措施无效。当措施无效时 ， 无论措施 孔还 留有多少超前距 ， 都必须采取防治突出的补充 措施 ， 并经措施效果检验有效后 ， 方可采取安全措施 施工 。经检验措施有效后 ， 必须留有 5 m的超前距 。 l 图 1 措施效果检验孔布置图 1 ． 预测措施孔2 ． 措施效果检验孔3 ． 掘进工作面4 ． 当检 验有 效后巷道允许掘进 的进尺 5 安全 防护措施 1 进入掘进巷道的人员必须配带隔离式 自救 器， 并能够熟练使用。 2 组织全体职工进行煤与瓦斯突出方 面基础 知识的培训 ， 以增强其对煤与瓦斯突出的认识 ， 并针 对本措施进行培训 ， 培训结束后进行考核 ， 考核合格 方可上岗。 3 严格按照规定进行防突钻孔的施工 ， 确保钻 孔施工质量 ， 并详细记录钻孔施工情况 ； 当遇地质异 常带时， 要及时调整钻孔施工参数 ， 确保钻孔符合要 求 。 4 每次预测或检验后 ， 准掘员要在现场留下明 显的记号可查， 并如实清楚地认真填写准掘牌 ； 准掘 牌的主要内容包括巷道名称、 预测班次、 预测 时间、 预测结论、 预掘进尺米数、 实际进尺米数及准掘员名 称。若预测或检验指标不超 限， 准掘员要将准掘牌 交给掘进工作面的班长 ， 工作面的班长接牌后 ， 方可 允许进尺 ； 进尺进程中必须将准掘牌挂在距迎头 1 O m的位置， 严禁无准掘牌进尺。当预测或检验 指标 超限时， 收回准掘牌 ， 严禁掘进。 5 严格执行“ 边探边掘 ， 先探后掘” 的原则 ， 在 煤巷和半煤岩巷掘进中采取探 1 0 m， 掘 5 m ， 留 5 m 的保护煤柱。 6 掘进打眼过程 中， 发现瓦斯涌出异常 ， 如顶 钻 、 卡钻等情况 ， 应及时停止打眼、 停电撤人 ， 并 向有 关部门汇报， 采取有效措施进行处理。 7 必须保证该巷有独立可靠的通风系统， 且系 维普资讯 4 4 煤炭技 术 第 1 2期 统稳定， 掘进面局扇 的安装位置、 规 格、 数量应满足 掘进施工措施 要求。 8 必须保证该巷工作面的瓦斯探头处于完好 状态 ， 信号畅通 ， 并定期进行调校， 做好校验记录。 9 工作面的局扇必须实现“ 三专两闭锁” ， 实行 双局扇、 双电源 ， 每班必须安排专人看管， 现场交接 班 。 1 0 工作 面在放炮作业 时， 严格执行“ 一炮三 检” 和“ 三人联锁” 放炮制。放炮员放炮时必须遵守 下 列 规定 ①严格执行远距离放炮作业 ， 放炮地点距迎头 2 0 0 m。 ②放炮时将工作面的人员撤至距工作面 2 0 0 m 外的全风压新鲜风流处 。 ③严格执 行放炮停 电、 撤人 、 警戒、 汇报制度。 放炮前 ， 由电工把工作面除局扇 以外的所有 电器设 备断电、 闭锁 ； 巷道及其 回风流 中所 有人 员都撤至 2 0 0 m以外 ， 并设好警戒 ； 由班长向调度室汇报。 ④放炮员发 现有下列情况之一者 ， 必须停止装 药放炮 发现局扇循环风或风筒到迎头距离 5 m； 掘进面空顶距不 符合作业规程规定 ； 放炮地点附近 2 0 m内风流中瓦斯超限或局部瓦斯积聚； 迎头 2 0 m 内杂物堆积大于巷道 断面 1 ／ 3 ； 炮 眼内发现异状 ， 有 显著瓦斯涌出或突出、 透水预兆 ； 工作面无 准掘牌， 未进行突出危险性预测 或检验 或进尺超距以及炮 眼深度超距的； 电气设备检查有失爆的； 有瞎炮、 残 炮未处理的； 工作台面有空洞未用炮泥封实的。 1 1 放炮后 至少等待 3 0 m i n ， 瓦检员及准掘员 方可进人工作面检查瓦斯、 顶板、 煤层等情况 ， 无异 常后其余人员方可进人 。 1 2 在掘进期间必须每隔 1 0 0 m在巷帮施工一 个避难硐室 ， 硐室 的位置应 随工作面的推进 向前挪 移 ， 硐室设置必须符合下列要求 ①避难硐室必须严格按照要求施工 ， 室内净高 不得低于 3南， 长度和宽度应根据 同时避难 的最多 人数确定 ， 但每人使用面积不得少于 0 ． 5 n I 2 ， 确定按 净面积 4 m 4 m施工。 ②避难硐室内必须设有采用压缩空气的供气设 施 ， 每人供风量不得少于 0 ． 3 m 3 ／ m i n ， 并设有减压装 置和带有阀门控制的呼吸嘴。 1 3 杜绝 电器设备失爆现象 ， 每小班 电工应对 工作面的电器设备进行检修 ， 机电科应定期对工作 面的电器设备进行检查 ， 确保其防爆性能可靠 ， 严禁 使用性能不合格的电气设备。 1 4 有突出预兆时， 任何人有权停止作业 ， 班长 应及时通知准掘员将工作面及回风巷道 中人员撤至 安全地点， 电工同时切断巷道 内的电源 ， 瓦检工同时 向调 度室汇 报 。突 出的预兆 如下 ①地压显现方面的预兆 煤炮声、 支架响声 、 煤 岩开裂、 掉碴 、 底鼓 、 煤岩 自行剥落、 煤壁颤动、 钻孔 变形 、 垮孔顶钻、 夹钻杆、 钻机过负荷等。 ②瓦斯涌出方面的预兆 瓦斯涌出异常 、 瓦斯浓 度忽大忽小、 煤尘增大 、 气温 和气味异常、 打钻喷瓦 斯、 喷煤 、 哨声 、 风声 、 蜂鸣声等 。 ③煤层结构与构造方面的预兆 层理紊乱 、 煤强 度松软或不均匀、 为暗淡无光泽、 软分层变厚、 倾 角 变陡、 挤压褶曲、 波状隆起 、 煤体干燥、 顶底板阶梯 凸 起 、 断层等。 6 结束语 采取上述方法进行煤与瓦斯突出防治后 ， 在该 巷道 的 日常施 工 中 ， 取 得 了 较 为 理想 的效 果 。施 工 中经常出现的瓦斯超 限情况不再见到， 煤与瓦斯 突 出的危险性得到控制 ， 在高瓦斯矿井煤巷掘进中有 了一份安全保障。 Hi g h Ga s M i n e Co a l La n e Tu nn e l a n d De f e n d t h e Te c h n o l o g y o f Da s h i n g f o r W a r d F U Z h i a n Mi n i n g C o n s t r u c t i o n a l B r a n c h ， H o n g s h e n g C o n s t r u c t i o n al E n g i n e e r i n g L i m i t e d C o m p ． ， J i n e h e n g 0 4 8 0 0 6 ， C h i n a Abs t r a c t Th i s a r t i c l e t h r o u g h u s e s t he g a s t o g us h o ut t h e i n i t i al v e l o c i t y a n d t h e d r i Hi n g qu a n t i t y t a r g e t l a w， I n t r o d u c e d h o w c a r r i e s o n the g a s p r o mi n e n t r i s k i n t h e h i g h g a s mi n e p i t c o al l a n e t un n e l i n g t o f o r e c a s t ， Av o i d s t h e g a s p r o mi n e n t l y b e i n g b r o u g h t t o a s u c c e s s f u l c o n c l u s i o n t h e h a r m． Ke y wo r d s t u n n e l ； t u n ne l i n g； g a s ；e x t r u d e； p r e v e n t i o n a n d c u r e 维普资讯