石门揭煤综合防治突出技术.pdf

2 0 0 4 年8月 矿 业安 全 与环保 第3 1 卷第4 期 石 门揭 煤综合 防治突 出技 术 胡 宝 军 淮 南矿业 集 团 谢 李公 司一 井 ， 安徽淮 南 2 3 2 0 5 3 摘要 介绍了石门揭煤采用迎头钻孔抽放瓦斯、 巷帮钻孔连续抽放瓦斯 、 超前金属骨架等综合防 治技术措施， 有效地避免巷道冒顶 、 突出事故发生的经验。 关键词 石门揭煤； 综合防突； 经验 中图分类号 T D 7 1 3 文献标识码 C 文章编号 1 0 0 8 - 4 4 9 5 2 0 0 4 0 4 0 0 5 6 0 2 在石 门揭煤中 ， 特别是揭高突 、 松软煤层时 ， 常 常易发生 冒顶 、 漏顶 ， 甚至发生煤 岩 与瓦斯突出 事故 ， 给生产带来隐患 ， 造成财产损失。如何解决好 这一问题，谢李公司在一 7 2 0 m 新水平石门揭煤层群 中， 摸索出一套石门迎头钻孔抽放 、 巷帮钻孔连续抽 放结合超前金属骨架等综合防治突出措施 ，有效地 避免了该类事故的发生。 1 矿井概况 谢李公司一井一 7 2 0 m 水平是延深水平 ，其轨道 石 门设计从B 4 a 底板至B 9 顶板 ，是新水平首次揭露 B 4 a 、 B 4 b 、 B 5 、 B 6 、 B 7 、 B 8 、 B 9 等煤层 ，而B 4 b 、 B 9 煤层 为突出煤层 ， B 8 为高瓦斯煤层 ， B 5 为不可采煤层 ， 各 煤岩层平均倾角2 0 。 ， 煤层厚度及层间距见表1 。 表l 煤层厚度、 层间距 煤层 B 4 a B 4 b B 5 a B 5 b B 6 B 7 B 8 B 9 厚度／ m 1 ． 4 1 ． 5 0 ．5 0 ． 6 1 ． 6 3 ． 5 5 1 ． 8 层间距／ m 0 ． 5 2 ． 7 2 ． 2 1 5 6 5 1 8 煤矿安全规程 2 0 0 1 年版 第2 0 3 条规定 ， 新水 平的井巷第一次揭穿 开 各煤层时， 必须测定煤层瓦 斯压力， 瓦斯含量及其他与突出危险陛相差的参数。为 安全起见 ， 设计该石门在揭穿以上各煤层时， 无论是否 是突出煤层均比照突出煤层管理。根据各煤层层间距 及石门揭煤法距2 ．0 m R全岩柱的规定，设计将各煤层 划分为3 个揭煤区域 ，E p e ,4 B 5 区域， B 6 B 8 区域、 B 9 区 域 ， 各区域分别实行联合揭煤施工。 2防突措施 2 ． 1 迎头钻孔抽放 或排放 B 4 a 与突出煤层B 4 b 并区， 实行联合布置钻孔。 即 布置钻孔7 排7 列， 4 9 -J - ， 孔深至B 4 }煤 层顶板。 非突出煤 收稿 日期 2 0 0 3 1 2 0 8 5 6 层B 6 、 B 7 、 B 8 迎头均各自布置抽放孔 F 5 列 ， 计3 5 个孔， 孔深分别至煤层顶板 ， 孔径均为9 1 m m， 终孔控制到巷 道周边轮廓线外2 4 m 。 实行边打边抽， 即打一组封一组 抽一组， 最后一组抽放时间不少于2 4 h ， 经效果检验有 效后， 方可开始揭煤施工， 否则继续抽放。 B 5 a 、 B 5 b 煤层为不可采煤层 ， 接近并区 ， 迎头联 合布置排放孔7 排5 列3 5 个孔 ， 孔深至B 5 b 顶板。钻孔 打齐后， 经预测无突出危险， 直接进行揭煤施工。 2 ． 2巷帮钻场钻孔 连续抽 放 在距B 4 a 、 B 6 、 B 7 、 B 8 、 B 9 各煤层底板法距3 m外 ， 于石门两帮分别各布置一个巷帮钻场 ，每个钻场布 置钻孔6 个 ， 终孔控制到巷道周边轮廓线5 m以外 ， 揭 煤施工期间实行连续抽放。 2 ． 3 超前金属骨架 在石门打探眼， 见煤 即巷道跑煤层1 ．5 瑚 外 时开 始实施。沿石门支架上每隔2 0 0 m m 布置一根超前金属 骨架 ， 骨架采用 2 5 m m 铁管 ， 长2 ．2 m， 采用煤电钻打 眼， 孔径4 2 m m； 铁管外端生根在巷道支架上。 巷道每茬 进尺炮眼深度1 ．2 m， 放炮后， 使前方保留0 ．8 m以上厚度 煤 岩 柱作为骨架另一端的生根。在超前骨架下架设 新支架后，重新在迎头布置下循环超前骨架 见图 1 ， 直至巷道揭穿煤层进入顶 底 板。 图1 超前金属骨架布置示意图 3 效果与经济效益 比较 3 ． 1 效 果 一 7 2 0 m 轨道石门在揭b 4 a b 、 B 6 、 B 7 等煤层时 ， 采 维普资讯 2 0 0 4 耳8月 矿 业安 全 与环保 第3 1 卷第4 期 用迎头钻孔抽放瓦斯及 巷帮钻孔连续抽放 瓦斯措 施，没有采用超前金属骨架措施 ，虽然安全揭穿煤 层， 没有发生煤与瓦斯突出现象； 但分别发生了不同 程度的掉顶 、 漏顶。 其中揭B 4 a b l掉顶达3 m 高 ， 揭B 6 煤层时掉顶 1 ． 5 m高 ，而最严重的是揭B 7 煤层 时， 发 生掉顶5 m高 ，巷道可缩性u型支架 因掉顶来压0 ． 8 m， 并发生支架歪斜 ， 直接威胁安全 ， 从而不得不在原 u 型支架下又重新架设梯形铁棚支架进行加固。 而揭 B 8 煤层时，在迎头钻孔抽放及巷帮钻孔连续抽放措 施的基础上 ， 提前采用了超前金属骨架措施 ， 在整个 揭煤过程中未发生一次掉顶 ， 而B 8 煤层最厚， 煤层坚 固性系数也 比较小 ， 综合治理效果显著。 3 ．2 经济效益 比较 在石门揭煤时 ， 特别是揭厚煤层 、 松软煤层时 ， 采用迎头钻孔抽放及巷帮钻孔连续抽放结合超前金 属骨架措施 ， 技术上是可行的， 经济上也是合理的。 从- 7 2 0 m 轨道石门揭B 7 与B 8 煤层时的经济效益比较 见表2 中可以看 出， 揭B 8 煤层时每米巷道可节约 成本1 7 6 0 元， 同时又保证了施工的安全， 相对节省了 时间， 增快了掘进进度。 表2 经济效益比较表 4结语 采用迎头钻孔间歇抽放瓦斯 、巷帮钻场钻孔连 续抽放瓦斯的防突措施 ，首先释放了石 门揭煤区域 煤层内的大量瓦斯 ， 降低 了煤体内应力及瓦斯压力 ， 增强了煤体强度， 奠定 了防止突出的基础。 而超前金 属骨架相对于撞楔法来讲是主动式超前管理顶板 ， 在煤体应力及瓦斯压力下降到一定程度后 ，它可 以 保证顶板不漏顶 ，以至防止 由此引起的煤与瓦斯突 出， 是对抽放钻孔防突措施的补充 ， 是有效防突措施 之一 ；同时它又能够避免因高冒造成的瓦斯积聚及 煤层 自燃等安全隐患。 责任编辑 吴 自立 t t t 上接 第2 4 页 不足的仅属个别点及段 ，衬砌厚度连续大范围低于 设计厚度的地段存在安全隐患 ， 应引起足够重视。 2 隧道裂隙水存在于某些地段的拱顶 、 拱腰或 拱脚处 ， 裂隙水多与围岩破碎 、垮塌等有关 ，并与 围岩中的纵向裂隙水有沟通 ，含水性中到弱。裂隙 水主要沉积在衬砌区段 ，有的分布在 围岩深处1 ．5 ～ 2 ． 0 m，甚至3 ． 5 m以外 ，许多点或 区段上裂隙水从 衬砌裂缝 、裂隙或破裂处溢 出，特别在雨季 ，地表 水顺沟谷渗入地下 ，再沿裂隙直到隧道顶部 ，会加 剧隧道渗漏水病害。 3 在破碎围岩地段， 存在隧道超挖现象， 局部 出 现坍塌 ， 并且主要分布在拱部 ， 坍塌高度可达0 ． 6 4 ． 5 m 不等。某些坍塌范围较大的区域填充不够密实 。 4 衬砌破损主要表现为掉块 、 开裂 、 裂隙及裂缝 漏水等 ， 破碎围岩段衬砌厚度不均 ， 衬砌背面起伏较 大 ， 有时不能较好地连续成层。 衬砌破损主要在两拱 腰及拱顶部分， 通常以拱顶线位置最为严重。 5 所检测隧道的病害主要表现为渗漏水 、 衬砌 破损及其复合型病害 ， 个别地段存在安全隐患。 6 根据检测结果 ， 大多数地段抑拱是完整的， 厚 度基本满足要求 ， 局部地段仰拱不完整或破损。 7 建议对病害严重地段尽快制定整治方案 ， 并 立 即进行整治 ， 制定病害整治规划 ， 落实整治措施 ， 分不同层次进行整治 ， 以确保铁路运输安全。 鉴于 目 前隧道病害状况，其整治的基本原则是以衬砌后注 浆和布设锚杆为主 ， 破碎严重地段需挂网， 衬砌后注 浆的重点是超挖填充欠密实区， 尤其是坍塌 区， 同时 保持适当的注浆压力 ， 以防加剧衬砌的破裂。此外 ， 建议使用具有防水功能的注浆材料。 责任编辑 吴 自 立 5 7 维普资讯