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[摘 要]采用反揭突出煤层的方法在玉溪煤矿管子道工作面进行应用与实践,先进行煤巷部分施工,并穿过煤层底板至法距2米,随后施工岩巷与之贯通,从而完成管子道的施工工作。具有缩短工期、安全风险可控的特点,具有较好的借鉴和推广价值。
[关键词]反揭;突出煤层;应用;实践
中图分类号:TD263.4+1 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2014)34-0196-01
前言
煤与瓦斯突出是破碎的煤、岩和瓦斯在地应力和瓦斯的共同作用下,由煤体突然向采掘空间抛出的复杂的矿井动力现象,其严重影响到矿井的安全生产,并可能导致瓦斯事故的发生,造成严重的矿井灾害,尤其在石门揭煤期间可能发生会发生突出强度最大、危险性最高的煤与瓦斯突出现象。因此,《防治煤与瓦斯突出规定》中就石门揭煤做了明确、翔实的规定。但正常揭煤工期长、费用高,安全风险较大,本次玉溪煤矿主排水泵房管子道工作面采用反揭突出煤层的方法较好的解决了以上问题。
1、玉溪煤矿管子道反揭突出煤层的应用与实践
山西兰花科创玉溪煤矿是一座设计2.40 Mt/a的煤与瓦斯突出矿井,主采的3#煤层埋藏深,瓦斯压力大、含量高,且距煤层底板约1m处有一层0.3m左右的软分层。
1.1 工作面概况
主排水泵房管子道為井底水仓独立的管线巷道,其联系着井下主排水泵房与主斜井,担负行人、排水及相关电缆、管路的敷设任务。管子道直线段沿3#煤层顶板布置,巷道设计总长度约95m,其中煤巷水平段长度39.98m,然后以倾角25°倾斜穿过煤层底板与主排水泵房联通。见图1。
1.2 区域防突措施
玉溪煤矿主斜井已顺利完成揭煤作业。管子道煤巷段开口位置位于主斜井揭煤段内,有突出危险性。
2014年1月,在主斜井管子道开口位置施工顺层钻孔对该区域进行区域抽放,控制范围为:管子道巷道轮廓线外15m,工作面前方85m。该处共施工有效抽放钻孔13个,实际总长度868m,钻孔施工到位。
管子道钻孔覆盖范围累计抽放瓦斯纯量41.4万m3,于2014年4月对该区域进行了区域效果检验,实测残余瓦斯含量在6.54~7.92m3/t之间,反演瓦斯压力在0.42~0.67MPa之间。根据《防突规定》第五十二条规定,玉溪煤矿主排水泵房管子道区域防突措施有效,揭3号煤地点区域无瓦斯突出危险性。
1.3 局部防突措施
主排水泵房工作面掘进时采用钻屑瓦斯解吸指标法进行工作面突出危险性预测。管子道工作面预测每9m为一个循环,掘进6.6m,保留不小于2m的预测超前距。工作面每次预测时布置3个检测孔,分别位于工作面中部和左右两侧轮廓线外4米,满足《防突规定》第七十五条2~4米的要求。钻孔应尽可能布置在软分层中,巷道断面中部的钻孔需平行巷道掘进方向。
同时在巷道每循环掘进预测前,施工1个超前距12m的超前钻孔,探测地质构造和观察突出预兆。
1.4 反揭突出煤层的实践
如图2所示,管子道工作面施工时,首先从主斜井巷帮开口,水平施工煤巷段,当巷道顶距离煤层底板法距2米时,停止掘进,图中阴影部分为局部预测结束位置。随后从主排水泵房开口施工与之贯通,从而完成管子道的施工工作。
2、效果分析
2.1 施工工期分析
玉溪煤矿主排水泵房管子道工作面正常实施揭煤作业,则先要施工至距上部3号煤层底板法距7米处,实施区域消突措施,待达标后执行局部防突措施逐步掘进至距上部3号煤层底板最小垂直距离1.5米处实施揭煤作业。在晋城地区3号煤层底板1.5米处有一层约0.3m软分层,为重点突出区域,在实施正常揭煤时有一定的危险性。随后,执行煤巷掘进局部防突措施掘进煤巷与主斜井贯通。根据以往石门揭煤经验共需5–6个月时间,且揭煤工作面检测与煤巷工作面检测标准不一致,工序更加的繁琐。
本次管子道采用反揭突出煤层的方法,提前施工区域消突钻孔,利用春节停工期间进行抽放,在主斜井巷帮开口先行施工煤巷至煤层底板2米停掘位置共33天,后施工岩巷与之贯通共需42天,共计75天,仅需2.5个月,比正常揭煤缩短工期2.5 3.5个月。
2.2 安全效果分析
若玉溪煤矿主排水泵房采用正向揭煤时,巷道顶部因软分层、煤层残余瓦斯压力等因素极易发生冒顶事故,尤其是地质情况未探明,揭煤区域可能处于断层或褶曲等构造带中时,更容易诱导瓦斯突出事故的发生。
反揭突出煤层时,煤巷掘进工作面区域消突范围较揭煤时控制的更大,且先将突出煤层施工结束已对该区域3号煤层进行了泄压,可以有效的防止揭煤时突出事故的发生;随后再由煤层进入煤层底板岩石段,由于已对工作面进行了加强支护的措施,从而有效的控制了冒顶事故的发生。
3、结语
玉溪煤矿反揭本区域3号突出煤层法适合于地质条件复杂、顺层钻孔预抽效果较好,瓦斯高、煤层透气性较好的晋城地区有突出危险性的工作面。经过合理的组织管理的情况下可以缩短揭煤工期,较大程度的缓解由于抽采时间与抽放效果相矛盾的接替紧张局面,增加石门揭煤过程的安全可控性,是《防突规定》中规定正向揭煤方法的深化和演变,具有非常好的参考价值,尤其在瓦斯高、煤层透气好和下部有软分层、揭煤危险性高的地区有推广价值。
参考文献
[1] 梁爱堂.矿井防治煤与瓦斯突出使用措施[M].北京:煤炭工业出版社,2010.
[2] 国家煤矿安全监察局.防治煤与瓦斯突出规定[M].北京:煤炭工业出版社,2009.
[关键词]反揭;突出煤层;应用;实践
中图分类号:TD263.4+1 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2014)34-0196-01
前言
煤与瓦斯突出是破碎的煤、岩和瓦斯在地应力和瓦斯的共同作用下,由煤体突然向采掘空间抛出的复杂的矿井动力现象,其严重影响到矿井的安全生产,并可能导致瓦斯事故的发生,造成严重的矿井灾害,尤其在石门揭煤期间可能发生会发生突出强度最大、危险性最高的煤与瓦斯突出现象。因此,《防治煤与瓦斯突出规定》中就石门揭煤做了明确、翔实的规定。但正常揭煤工期长、费用高,安全风险较大,本次玉溪煤矿主排水泵房管子道工作面采用反揭突出煤层的方法较好的解决了以上问题。
1、玉溪煤矿管子道反揭突出煤层的应用与实践
山西兰花科创玉溪煤矿是一座设计2.40 Mt/a的煤与瓦斯突出矿井,主采的3#煤层埋藏深,瓦斯压力大、含量高,且距煤层底板约1m处有一层0.3m左右的软分层。
1.1 工作面概况
主排水泵房管子道為井底水仓独立的管线巷道,其联系着井下主排水泵房与主斜井,担负行人、排水及相关电缆、管路的敷设任务。管子道直线段沿3#煤层顶板布置,巷道设计总长度约95m,其中煤巷水平段长度39.98m,然后以倾角25°倾斜穿过煤层底板与主排水泵房联通。见图1。
1.2 区域防突措施
玉溪煤矿主斜井已顺利完成揭煤作业。管子道煤巷段开口位置位于主斜井揭煤段内,有突出危险性。
2014年1月,在主斜井管子道开口位置施工顺层钻孔对该区域进行区域抽放,控制范围为:管子道巷道轮廓线外15m,工作面前方85m。该处共施工有效抽放钻孔13个,实际总长度868m,钻孔施工到位。
管子道钻孔覆盖范围累计抽放瓦斯纯量41.4万m3,于2014年4月对该区域进行了区域效果检验,实测残余瓦斯含量在6.54~7.92m3/t之间,反演瓦斯压力在0.42~0.67MPa之间。根据《防突规定》第五十二条规定,玉溪煤矿主排水泵房管子道区域防突措施有效,揭3号煤地点区域无瓦斯突出危险性。
1.3 局部防突措施
主排水泵房工作面掘进时采用钻屑瓦斯解吸指标法进行工作面突出危险性预测。管子道工作面预测每9m为一个循环,掘进6.6m,保留不小于2m的预测超前距。工作面每次预测时布置3个检测孔,分别位于工作面中部和左右两侧轮廓线外4米,满足《防突规定》第七十五条2~4米的要求。钻孔应尽可能布置在软分层中,巷道断面中部的钻孔需平行巷道掘进方向。
同时在巷道每循环掘进预测前,施工1个超前距12m的超前钻孔,探测地质构造和观察突出预兆。
1.4 反揭突出煤层的实践
如图2所示,管子道工作面施工时,首先从主斜井巷帮开口,水平施工煤巷段,当巷道顶距离煤层底板法距2米时,停止掘进,图中阴影部分为局部预测结束位置。随后从主排水泵房开口施工与之贯通,从而完成管子道的施工工作。
2、效果分析
2.1 施工工期分析
玉溪煤矿主排水泵房管子道工作面正常实施揭煤作业,则先要施工至距上部3号煤层底板法距7米处,实施区域消突措施,待达标后执行局部防突措施逐步掘进至距上部3号煤层底板最小垂直距离1.5米处实施揭煤作业。在晋城地区3号煤层底板1.5米处有一层约0.3m软分层,为重点突出区域,在实施正常揭煤时有一定的危险性。随后,执行煤巷掘进局部防突措施掘进煤巷与主斜井贯通。根据以往石门揭煤经验共需5–6个月时间,且揭煤工作面检测与煤巷工作面检测标准不一致,工序更加的繁琐。
本次管子道采用反揭突出煤层的方法,提前施工区域消突钻孔,利用春节停工期间进行抽放,在主斜井巷帮开口先行施工煤巷至煤层底板2米停掘位置共33天,后施工岩巷与之贯通共需42天,共计75天,仅需2.5个月,比正常揭煤缩短工期2.5 3.5个月。
2.2 安全效果分析
若玉溪煤矿主排水泵房采用正向揭煤时,巷道顶部因软分层、煤层残余瓦斯压力等因素极易发生冒顶事故,尤其是地质情况未探明,揭煤区域可能处于断层或褶曲等构造带中时,更容易诱导瓦斯突出事故的发生。
反揭突出煤层时,煤巷掘进工作面区域消突范围较揭煤时控制的更大,且先将突出煤层施工结束已对该区域3号煤层进行了泄压,可以有效的防止揭煤时突出事故的发生;随后再由煤层进入煤层底板岩石段,由于已对工作面进行了加强支护的措施,从而有效的控制了冒顶事故的发生。
3、结语
玉溪煤矿反揭本区域3号突出煤层法适合于地质条件复杂、顺层钻孔预抽效果较好,瓦斯高、煤层透气性较好的晋城地区有突出危险性的工作面。经过合理的组织管理的情况下可以缩短揭煤工期,较大程度的缓解由于抽采时间与抽放效果相矛盾的接替紧张局面,增加石门揭煤过程的安全可控性,是《防突规定》中规定正向揭煤方法的深化和演变,具有非常好的参考价值,尤其在瓦斯高、煤层透气好和下部有软分层、揭煤危险性高的地区有推广价值。
参考文献
[1] 梁爱堂.矿井防治煤与瓦斯突出使用措施[M].北京:煤炭工业出版社,2010.
[2] 国家煤矿安全监察局.防治煤与瓦斯突出规定[M].北京:煤炭工业出版社,2009.