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《沿空掘巷探放水技术在“三软”煤层的应用.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、能源技术与管理2013年第38卷第6期42EnergyTechnologyandManagementV01.38No.6doi:10.39690.issn.1672-9943.2013.06.017沿空掘巷探放水技术在“三软’’煤层的应用赵东阳,师黄伟,任朝飞(1.国投煤炭郑州能源开发有限公司,河南登封452470;2.河南理工大学,能源科学与工程学院,河南焦作454000)[摘要]国投煤炭郑州能源公司教学三矿13051工作面进风巷属于软岩巷道,采用沿空掘巷方式进行掘进,由于临近老空区,老空积水对巷道的安全掘进造成威胁。针对巷道掘进中的安全问题,在估算采
2、空区积水量、安全水压的基础上进行了探放水的设计及施工,及时探明和疏放老空积水,排除了老空积水对巷道掘进的威胁,确保了巷道施工的安全和掘进速度。[关键词]三软煤层;沿空掘巷;4g放水[中图分类号]TD745[文献标识码]B[文章编号]1672-9943(2013)06_O042一o20引言霎.来计算其最大积水量。积水量Q积计算公国投煤炭郑州能源开发有限公司教学三矿于Q积=Q采+Q巷(1)2000年12月正式投产,生产能力为0.84Mt/a。矿其中Q采=KMF/cosoz(2)井主要开采山西组二煤层,该煤层位于山西组Q~=WLK(3)下部。煤层顶板大部分为中
3、、细泥砂岩,局部为泥式中,Q积为总积水量,m;Q采为采空区积水岩、粉砂岩,个别部位有泥岩及炭质泥岩伪顶,煤量,m;Q巷为老巷积水量,I13;为充水系数,采空层底板以泥岩为主,局部为细粒砂岩,是典型的区取0-3—0.5,煤巷取0.5~0.8,岩巷取0.8~1.0;“三软”煤层。二煤层的直接充水含水层一般为为采空区平均采高,m;F为采空区水平面积,m;n石灰岩含水层,大多采用疏放降压的方法,奥为煤层倾角,(。);W为老巷断面面积,m;为老陶系中统马家沟组(O)石灰岩含水层和石炭系巷长度,m。太原组L。石灰岩含水层是开采二煤层的间接表113031采空区参数充水
4、含水层,水头较高,因此二煤层属带水压开采高/m面积/m煤层倾角,(。)回风巷断面/m回风巷长度/m采,但由于二煤层底板是具有良好隔水作用的隔水层,一般对于二煤层的开采影响较小⋯。由上述公式可估算其最大积水量为:Q采=1掘进工作面概况35925.18m3,Q巷=l920m,求和得出Q积=本次探放水施工在教学三矿13051进风巷掘37845.18m。。进面进行,该掘进面所在区域为一单斜构造,地质由于13051进风巷采用沿空掘巷,与13031构造简单,地层发育正常,由于北邻13031采空区采空区之间只留设了7m的煤柱,其主要受水平且13051进风巷地势较低,1
5、3031采空区积水有压力作用,根据水平压力防水煤柱宽度留设公式,可能通过采动裂隙形成导水通道进入该区域,对可推出安全水压公式为:巷道掘进工作威胁较大。根据《煤矿安全规程》及Pa=a2K}(0.75K2M2)(4)《矿井水文地质规程》中的相关规定,为确保13051式中,为安全水压,kgf/cm;o为留设煤柱工作面的按期接替和巷道掘进期间的安全,需要的宽度,m;为煤层抗张强度,kgf/cm;K为安全对13051进风巷掘进面及时进行探放水操作,查系数(取值范围2~5);为巷道高度,m。明前方采空区积水情况,并对其进行疏放。根据13031工作面资料可设定以上各个
6、参数,煤层抗张强度取4.38kgf/cm,巷道宽取2.2m,2采空区积水量预计及安全水压确定安全系数取5,防水煤柱宽度取7m。可得,=教学三矿13031采空区参数如表1所示。根2.37kgf/cm。。2013年l2月Feb.,2013赵东阳,等沿空掘巷探放水技术在“三软”煤层的应用43准备工作,例如,需要对探放水所在地点5m内的3掘进工作面探放水设计与施工工字钢对棚支护使用连锁片连锁加固、挖掘排水根据13031工作面掘进、回采资料确定沟及安装排水泵,以保证打钻的顺利进行。13051进风巷掘进工作面的探放水警戒线为其开本次探放水施工采用ZDY一550S型液
7、压探水口处向东10m,地点的选取对探放水有利。此次探钻机进行钻进,钻孔开孔孔径为113mm,钻进i0ITI放水施工共设计3个探放水钻孔,布置方式如图后需下人长i0m、直径108mm的套管,套管周围1所示,呈扇形布置,角度间隔9。,按照钻孔编号要用适量干海带或麻绳缠裹,使套管固定牢固,为依次施工,打透采空区。每个钻孔的技术参数如图便于控制放水,需在孔口安装止水阀,随后使用直2所示,3个钻孔方位角分别为56。、47。、38。,倾角径65mm的钻头钻进,直至钻进至设计深度。均为0,为保证最小水平超前钻距不小于30m,33个钻孔施工结束后需要进行放水试验,测个钻
8、孔打人深度均设定为60m,根据单孔出水量定和记录放水孔的流量、压力、静止水位、恢
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