综合防突技术在沿沟煤矿深部开采中的应用.pdf

江西煤炭科技 J I ANGXI COAL S CI ENCE TECHNOLOGY 2 0 1 3年 第 4期 No． 4 2 01 3 综合防突技术在沿沟煤矿深部开采中的应用 中图分类号 T D7 1 3 ． 3 陈延 周 ， 戴 国勋 乐平矿 务局 沿沟煤矿 ， 江西 乐平 3 3 3 3 0 4 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 6 2 5 7 2 2 0 1 3 0 4 --0 0 1 3 --0 2 Ap p l i c a t i o n o f I n t e g r a t e d Ou t b u r s t Pr e v e n t i o n Te c h n o l o g y i n De e p M i ni n g o f Ya ng o u Co l l i e r y Che n Ya n z ho u， Da i GU O X U n Ya n g o u C o l l i e r y ，L e p i n g Mi n i n g B u r e a u ，Le p i n g ， J i a n g x i 3 3 3 3 0 4 1 概 述 沿沟煤矿属 煤与 瓦斯 突 出矿 井 ， 开 采 急倾 斜煤 层 群 ， 使用 掩护支架采煤法 。进入 深部水 平开采 后 ， 煤层 顶板压 力加 大 ， 巷 道 支护 、 维护 困难 ； 尤其 是煤 层瓦 斯含 量高 、 瓦 斯压力 大 ， 瓦斯突 出强度 大 、 突 出频率增 多 。因此 ， 在深 部 开采 中采用综合 防突技术措 施 ， 是矿井 安 全生产 工作 中的 重 中之 重 。 2改进巷道 布置及 支护 2 ． 1 深 部开采水平 深部 开采巷道布置调 整为一2 7 0 m～ 一4 7 5 1 T I ， 深部 开 采水平设 3个生 产采 区 3 0、 3 1 、 3 2采 区； 1个 准备采 区 3 6 采 区。岩巷掘进 工作 面 3个 。采 区巷道 布置 采 用 1条 石 门与 3条上 山 ， 上山分别为轨 道上 山 、 运煤 放水上 山、 回风 上 山 ， 均与石 门和机巷相通 ， 形成 行人 、 提 升材料 、 回风 、 运 煤放水等 生产 系统 。主要 开 采煤 层为 三煤 、 五 煤 、 七 煤 和 八煤 。 2 ． 2 采掘 工作面支护 在深 部各 采 区开采 的过程 中 ， 岩巷 布置 在岩性 较好 的 稳定岩层 中 ， 采 用裸 体 支护 ， 在 松软 岩层 及过 煤 层时 采用 金属支护 或锚喷支护 ； 机巷 、 风 巷均采 用金 属支架 支护 ； 考 虑到在开切 眼、 收作巷 内支架 、 回收搬运 困难 ， 故均 采用木 支护 ； 采煤工作 面 采用 柔性 掩 护支架 ， 加 上单 体 液压 支柱 联合支护 。 3综 合 防 突措 施 3 ． 1 煤层瓦斯基本参数确定 在深部水平采区的开采过程 中， 多数采区发生过瓦斯 突 出， 从已经开采的情况看 ， 随着采 区向深部开采， 瓦斯递增 率 提高， 煤层压力增大 ， 巷道掘进施工困难， 为确保采区生产作 业安全， 对深部水平采 区所有煤层必须按突出煤层进行管理 。 根据江西省煤研所瓦斯检测鉴定结论、 矿井瓦斯等级鉴定报 告及深部开采水平在采区开采上 区段的情况 ， 从而得出深 部 开采水平各煤层的瓦斯基本参数 见表 1 。 表 1 深部开采水平各煤 层瓦斯基本参数 3 ． 2 煤 层瓦斯突出危险性预 测 深部 水平采用钻屑瓦斯解 吸指标 法 ， 预测 工作面 的突 出危险性 。预测 采用 MD一3解 吸仪 ， 打 钻时 在预 定 的位 置取出钻屑 ， 用孔径 1 mi l l 和 3 mm 的筛 分 直径 1 mm 的 筛 子在下 ， 直径 3 mm 的筛 子在上 ， 将筛分好 的直径 1 ～3 mm粒 度的试 样装入解吸仪 的煤样 瓶 中， 试 样装 至煤样 瓶 刻度线水平 1 0 g左右 ， 自钻孔打至该采样 段起 3 m i n后 ， 启 动秒表 ， 转动三通 阀 ， 使煤 样瓶与大 气隔 离 ， 在 2 mi n时 记 录解 吸仪 的读数 ， 该值改 为Ah 。 ， 单位是 mmH O。 3 ． 3 石 门揭煤安全要 求 1 3 ’ 在主石 门距煤层最小垂距 1 0 m 以外 ， 必须停 止掘进 ， 使 用油压钻机探孔 ， 准 确掌 握煤层 赋存 条 件和 瓦斯情 况 ； 石 门掘进距煤层最小垂距 3 1 T I 以外 ， 必须进行煤 层突 出危 险性预测 预报 ， 预测预报布置 2 个 眼 ， 用 风钻打岩 石部分 ， 用风煤钻打煤层部 分 ， 钻孔 必须 穿透 煤层 全厚 ； 预测 方法 采用钻屑瓦斯解 吸指 标法 ， 经预 测后 ， 预测 值小 于 临界值 时 ， 可采用远距离 放炮 或震 动放 炮揭 穿煤 层 ， 若 预测 值 大 于临界值则必须采取 防突措施 ， 并 按石 门揭煤安 全规定报 批 。 3 ． 4 煤层掘进与 采面 回采安全 要求 煤巷掘进布 置预测钻孔 2 ， 孔深 8 m， 钻孔 应布置在 软 分层 中 ； 经 预测后 ， 预测值 小于煤层 突出危 险临界值 时 ， 可 以掘进 ， 若 大于临界值时 ， 则要采取 防突措施 ； 采煤 工作面 每推进 1 5 1 T I ， 进行一次 煤层 突出危险性 预测 预报 ， 预测孔 每 5 m 布置一个 ， 孔深 8 m， 钻孔应 布置在 软分层 中 ； 在实 际采掘过程 中， 必须对各煤层 的突出危险 性临界值 进行反 复验证 ； 在地质构 造带 、 煤层 赋存 条件 急剧 变化 带 以及应 力集 中带 ， 实际使 用 的突 出危 险性 临界值 指标 ， 必 须根据 瓦斯突 出强 度△h 2再降低 5 mmH O。 3 ． 5 煤层瓦斯 区域 防突要 求 优化采掘方案 、 开采 保护 层 ， 预抽煤 层 瓦斯 。各采 区 开采顺序按照区域防突规定要求开 采 ， 先开 采解放 煤层三 煤 、 七 煤 ， 后 开采被解放煤层 五煤 、 八煤 。采 用移动 抽放泵 进行瓦斯抽采 ， 其抽采系统为采 区钻场及上 隅角一 区段石 门一抽放泵一 回风上 山； 瓦斯抽采 方式采 用本煤层 卸压抽 采 ， 邻近层卸压抽采 和采空 区抽 采相结合 的方式 分别对 抽 采钻场 ， 采空 区进行抽采 。 对 三煤 、 七煤突出危险性较小 ， 采用边 掘边抽 的方法 ， 即煤巷掘进时 ， 在掘进工作面迎头 与巷道相 接 的第 一架棚 子顶板和两帮打 3个抽放钻孔 ， 孔深 3 0 I T I ， 进行边掘边抽 ， 每隔 2 0 m 布置一个 抽采 点 ； 在 开采 突 出危 险性 较 大 的五 煤 √ 煤时 ， 除利用邻近层采空 区抽采外 ， 还要沿 煤层掘 进 时打 9个超 前钻孔 进行卸 压 ， 打 3 个 抽放钻 孔 ， 孔 深均 为 3 0 m， 钻孔角度按 1 5 。 、 2 O 。 、 2 5 。 布 置 ， 每排 打 3 个孔 ， 每 掘进 2 0 m 打一次长钻孔进行深孔卸压 。 3 ． 6 煤 层瓦斯 局部防突要求 揭开解放层三煤 、 七煤时 ， 采 用群孔排 放瓦斯 ， 根据巷 道断面要求 ， 排放钻孔布置 2 8 ～3 4个 ； 钻 孔控制 巷道轮 廓 3 m处 ； 钻孔必 须穿透 煤层 全厚 ， 并进 入顶板 0 ． 2 m； 保 证 1 4 排放时 间至少一 个 班。五煤 、 八煤 为 突出煤 层 ， 揭 开此 煤 层 除用群孔排放措施外 ， 还要 采取煤层 瓦斯预 抽及金属 骨 架措施 ； 预抽煤层 瓦斯 做到抽 采钻 孔应布 置在石 门周边 3 ～ 5 m 范围 内； 达到规 定抽采 时间 ， 根据 效果检 验结果 ， 决 定 是否延 长抽采 时间 ， 确保抽 采达标 。 根据 石门断面设置金属骨架 ， 布置 1 3个钻孔 ， 孔 径 5 5 mm， 终孔布置在 石 门上 部和 两边 0 ． 5 ～1 ． 0 m 范 围内 ； 骨 架孔穿过煤层并进 入煤层 顶板 至少 0 ． 5 m， 钻 孔 间距 0 ． 2 m； 骨架钢管 直径不少于 5 0 m m， 其伸 出孔外端用金属框架 支撑或砌人混凝土碹 内； 揭开煤层后 ， 严禁拆除金属骨架 。 3 ． 7 煤层瓦斯防突效果检验要求 在预测煤 层有 突 出危 险性 ， 并 实 施 完 防治 突 出措 施 后 ， 为检验 防治 突 出措 施 是否 有效 ， 必须 进行 防突 措施 的 效果检验 。效果检验在措施孔 之 间布置 2 个 检验孔 ， 孔 深 8 m； 效果检验方法 与预测 方法相 同； 取检 验孔的最 大值为 效 果检验值 ； 当检验值小于临界值 时 ， 则认 为有效 ， 否则为 无 效 ， 要重新 实施 防突措施或延长抽排时间 。 3 ． 8 瓦斯 防突安全防护要求 反 向风 门设置 必须 根据 生产 方案 及煤 层开 采顺 序进 行 ， 在规定地段设置正 、 反 向风 门 ， 反 向风 门墙垛 厚度不 少 于 0 ． 8 1 T I ， 四周掏槽深 度 ， 坚 固岩层 不少于 0 ． 1 m， 软 岩层 不少 于 0 ． 3 m。风门高 1 ． 5 I T I ， 宽 1 ． 2 m， 门框 厚度 0 ． 1 m， 风门厚度 0 ． 0 5 m。按规定要求设置避难硐室 ， 避难硐室必 须设 置压风 自救系统 ， 压风 自救袋应 满足 同时作业 最多人 数的需要 ， 室 内配有 足 够 的化学 氧 自救器 ， 安装 一部 直通 调度室的电话 。 4 结 语 沿沟煤矿针对深部水平煤 层瓦斯 变化 的特点 ， 改进采 掘布 置 、 严格 瓦 斯抽采 、 严格按 照石 门揭 煤 、 煤层 掘进 、 采 面回采 、 区域 防突 、 局部 防突、 效果 检验 、 安全 防护等 安全 规定要求进行施 工作 业 ， 在 深部 开采 过程 中， 对 瓦斯 实施 综合治理 ， 严把煤层瓦斯防突关 ， 切实做 到科学 开采 、 安 全 开采 ， 2 0 1 2 年取得 了 自 1 9 6 9年建 矿 以来 的第 一个 安全 生 产年 。 作者 简介 陈延周 1 9 7 0 一 ， 男 ， 安徽 庐 江人 ， 大专 学历 ， 助 理工 程师 ， 现为乐平矿务局沿 沟煤 矿生产副矿长 。 收稿 日期 2 0 1 3 0 9 2 4 编辑 胡中祺