瓦斯突出礦井深水平防突技術(shù)

瓦斯突出礦井深水平防突技術(shù)
1問(wèn)題的提出

-780m中央石門是開拓準(zhǔn)備新水平的關(guān)鍵巷道，計(jì)劃于2001年一季度揭開B11a、B11b煤層，但在施工抽放鉆孔過(guò)程中，遇到鉆孔見煤就發(fā)生噴孔現(xiàn)象，單孔噴出的煤量在2t左右，瓦斯量在20～30m3/min，安全威脅大，鉆孔被迫停止痛施工。

5121B9b工作面是計(jì)劃2003年10月份投產(chǎn)的開采保護(hù)層工作面，風(fēng)巷標(biāo)高-780m，風(fēng)巷標(biāo)高-720m，機(jī)巷和風(fēng)巷各安排一個(gè)掘進(jìn)隊(duì)進(jìn)行施工，施工過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行“四位一體”綜合防突措施。今年9月中旬，在二期機(jī)巷施工到150m時(shí)，發(fā)生工作面排放鉆孔噴孔現(xiàn)象，造成工作面瓦斯瞬間達(dá)到4%，回風(fēng)瓦斯?jié)庵鞫纫苍?%左右。采取打鉆卸壓措施，但鉆孔施工到6m深時(shí)隨即就發(fā)生噴孔，瓦斯量在6～10m3,工作面和回風(fēng)瓦斯均超限；在被迫停了兩個(gè)班以后，再次施工鉆孔時(shí)又發(fā)生噴孔，前后共發(fā)生了4次。為安全起見，決定停頭封閉，采取其它安全技術(shù)措施。

2防突技術(shù)

煤與瓦斯突出是在應(yīng)力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤和瓦斯由煤體內(nèi)突然噴出到采掘空間。要防止煤與瓦斯突出，必須要采取有效措施來(lái)降低煤層瓦斯含量和煤層瓦斯壓力，減少瓦斯涌出量，為此我們采取了多種方法來(lái)降低煤層瓦斯含量和煤層瓦斯壓力，減少煤層瓦斯涌出量，以確保掘進(jìn)工作面安全施工。

2.1穿層鉆孔超前掩護(hù)

利用-780mB10b底板巖石巷道，反向向B9b煤層打穿層鉆孔，鉆孔均穿過(guò)B9b煤層頂板，終孔間距5m，每終一個(gè)鉆孔即時(shí)封孔并采取移動(dòng)抽排泵進(jìn)行抽放，鉆孔控制范圍為-780mB9b機(jī)巷停頭位置沿走向方向超前。2003年9月26日至10月3日，從-780mB10b底板巷向B9b煤層共施工了10個(gè)穿層鉆孔，單孔長(zhǎng)70m，超前掩護(hù)了B9b掘進(jìn)面50m。10月7日中班-720mB9b機(jī)巷排放瓦斯恢復(fù)施工，10月8日夜班掘進(jìn)面開始打超前鉆孔，到11日早班共施工18個(gè)，其中3個(gè)達(dá)30m以上，施工過(guò)程中既未發(fā)生噴孔、也未發(fā)生夾鉆、吸鉆等現(xiàn)象，經(jīng)校檢合格后正常進(jìn)尺，月進(jìn)尺60m。

2.2邊抽邊鉆

針對(duì)在石門揭煤工作面施工抽放孔過(guò)程中出現(xiàn)見煤噴孔、夾鉆等異常情況，采取了邊鉆邊抽、抽鉆結(jié)合的措施：首先將兩個(gè)測(cè)壓孔和已經(jīng)施工但未到位的抽放鉆孔，用黃泥木塞進(jìn)行臨時(shí)封孔并抽放，每施工1個(gè)鉆孔，在其見煤前就停止鉆進(jìn)，用黃泥木塞臨時(shí)封孔并抽放，然后再施工下一個(gè)鉆孔。到11月3日，共施工了抽放鉆孔35個(gè)，均見煤就停，并全部進(jìn)行抽放，到11月底共抽放瓦斯1.57萬(wàn)m3，鉆孔卸壓范圍內(nèi)的瓦斯涌出量和瓦斯壓力均大大降低。然后逐個(gè)停止抽放，繼續(xù)施工直到穿過(guò)B11b煤層進(jìn)入頂板，再用聚胺脂進(jìn)行永久封孔，高負(fù)壓抽放。采用此種方法以后，在煤鉆施工過(guò)程中均未發(fā)生噴孔現(xiàn)象，抽放鉆孔得以安全施工。

2.3邊抽邊掘

為了進(jìn)一步攔截掘進(jìn)工作面前方的瓦斯，確保掘進(jìn)過(guò)程中不受瓦斯的制約，我們?cè)谙锏纼蓭透魇┕ひ粋€(gè)鉆場(chǎng)，在鉆場(chǎng)內(nèi)施工長(zhǎng)距離順層孔或穿層孔，鉆孔控制到巷道輪廊線外2～4m范圍內(nèi)，然后合茬抽放，以確保掘進(jìn)期間工作面抽放工作永不間斷。

2.4水力擴(kuò)孔

水力擴(kuò)孔是利用高壓水射流切割鉆孔兩側(cè)煤體，形成大致沿煤層擴(kuò)張的空洞與裂縫，增加煤體的暴露面，提高煤層的透氣系數(shù)。在重慶煤科院的指導(dǎo)下，我們對(duì)-780m中央石門B11b抽放鉆孔中5個(gè)水平孔和5個(gè)21°～52°的仰角孔，分別進(jìn)行了水力擴(kuò)孔，分別進(jìn)行了水力擴(kuò)孔，水壓達(dá)到8MPa，沖出的煤量約65t，有效地提高了煤層透氣系數(shù)，百米瓦斯涌出量由水力擴(kuò)孔前的0.01m3/min增加到水力擴(kuò)孔后的0.047m3/min，提高了瓦斯抽放效果。

3效果

（1）采取穿層鉆孔超前掩護(hù)以后，-780mB9b機(jī)巷在掘進(jìn)過(guò)程中，從未發(fā)生過(guò)噴孔現(xiàn)象，預(yù)測(cè)指標(biāo)為：K1值在0.08～0.2（mL/g?min1/2）,鉆屑量基本在4～5kg/m，很快超過(guò)7kg/m，工作面瓦斯?jié)舛纫卜€(wěn)定在0.1～0.2%，掘進(jìn)月進(jìn)尺達(dá)60m以上，確保了安全施工。

（2）-780m中央石門在采取邊鉆邊抽等方法以后，未發(fā)生鉆孔見煤噴孔現(xiàn)象，確保了揭煤工作面抽放鉆孔的順利施工。揭煤之前采用了鉆屑指標(biāo)法對(duì)防治突出措施進(jìn)行了檢驗(yàn)，經(jīng)校檢合格，并于2001年3月22日開始，對(duì)該石門實(shí)施震動(dòng)放炮揭制煤，到4月17日，安全揭開了B11a、B11b煤層。其間未發(fā)生一起動(dòng)力現(xiàn)象，炮后瓦斯?jié)舛纫参闯^(guò)1.0%。