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1、优化超前钻孔布置实现突出煤层快速掘进的探讨?62?煤矿安全(T0tal392)优化超前钻孑L布置实现突出煤层快速掘进的探讨方伟(国投新集能源股份有限公司口孜东矿,安徽淮南232171)摘要:国投新集二矿二水平c煤层属于突出危险性煤层,在掘进时通过优化超前钻孔布孔参数,不仅达到解决掘进工作面突出危险性的问题,而且也实现了突出煤层快速掘进.关键词:突出煤层;超前钻孔;快速掘进中图分类号:TD713.3文献标识码:B文章编号:1003—496X(2007)07—0062—03煤与瓦斯突出是地应力,瓦斯,煤的力学性质等因素综合作用的结果,它是一种极其复杂的动力现象,是严重威
2、胁煤矿安全生产的主要灾害之一,从国内目前的统计来看,大部分的煤与瓦斯突出事故发生在采掘工作面,所以在掘进工作采取行之有效的防突措施是至关重要的.国投新集二矿在2813工作面巷道掘进时,采用施工超前排放钻孔作为掘进工作面的防突措施,由于煤质较硬,煤层的透气性好,所以对超前钻孔的参数进行了优化,不仅取得了很好的防突效果,也实现了突出煤层快速掘进,平均进尺可达80m/月左右.1工作面概况2813工作面回风巷与运输巷的联巷位于新集二矿二水平(一550m)中央采区西翼,由北往南施工,掘进断面为矩形,巷道净宽为4.2m,巷中净高为2.8m,锚网支护,炮掘.该巷的煤层结构简单,煤
3、层平均厚度为3.28m,倾角为22.,煤体呈片状,粉末状为主,碎块状次之.内生裂隙较发育,透气性较好,煤质较硬.直接顶为深灰色的砂质泥岩,厚为9m左右,直接底为黑褐色炭质泥岩,老底:砂质泥岩,灰色.瓦斯含量为3.58cm/(g?r).2超前钻孔综合防突原理在掘进工作面前方煤体内存在3个应力带:卸压带,集中应力带和原始应力带.卸压带内地应力和瓦斯压力都己大大降低,是防止突出的防护带,集中压力带的地应力高,透气系数低,阻止瓦斯的排出,是发生突出的策源地.突出煤层煤巷掘进中施工超前排放钻孔,就是在掘进工作面向煤体前方打一定数量的钻孔,穿过集中应力带,利用钻孔排出煤粉与瓦斯
4、,人为的延伸卸压带的范围,使集中压力带向煤体深部转移,在工作面前方形成并保有较长距离的安全防护带,进而防止掘进时煤与瓦斯突出.3超前钻孔防突技术措施超前钻孔的直径一般为75～120m,孔长一般I>8m,超前距I>5m;控制范围应包括巷道断面内和巷道的轮廓线外2～4m的范围煤体;在突出危险性大的掘进工作面,巷道轮廓线外应控制的煤体的范围应增大.根据孔径及钻孔的排放半径的不同,一个工作面可布置几个和几十个超前钻孔.(1)钻孔优化前的布置.由于2813工作面回风巷与运输巷的联巷是新集二矿二水平C煤层鉴定为突出煤层后的第一个掘进工作面,所以也没有对超前钻孔的参数
5、进行测定.只能参照《防治煤与瓦斯突出细则》第70条对布孔参数进行设计.①钻孔孔径为4'90mm;②孔深为12m,钻孔超前掘进工作面的距离I>5m,排放钻孔的控制范围,包括巷道断面和巷道断面轮廓线外四周5m的范围;③参照其它矿井的经验,孔径为q)90mm钻孔的有效排放半径取0.8m,在掘进工作面布置3排共计18个钻孔,具体如图1所示.(2)钻孔优化后的布置.采用如图1所示的钻孔布置方式,取得了很好的防突效果.但由于没有实测数据,施工钻孔较多,防突工程量大直接影响工作面掘进速度.超前钻孔有效排放半径是单个超前钻孔沿其半径方向能够消除突出危险的最大范围.超前钻孔的有
6、效排放半径不仅与突出危险性的大小有关,而且煤矿安全(2007—07)?63?还与防突工程量及防突措施的作用时间有着密切关系.所以为了优化钻孔的布置参数,对Om//1钻孔的有效排放半径进行了2次测定,最后确定钻孔的有效半径为1.2m,故对超前钻孔布置进行了优化,改3排钻孔为2排钻孔,同样断面共布置8个排放钻孔,减少了钻孔12个,防突工程量减少了1.5倍,为提高掘进速度提供了保障,优化后的超前钻孑L布置如图2所示.JJ8∞o3o6o9o12o15l8o一8∞802o508011014170篙■l8∞0104070100131601『——l8『1寸,D0一l一800一l8
7、00一I800一l800一I800一I10o一4200一图1优化前的超前排放钻孔布置图图2优化后的超前排放钻孔布置图4实施超前钻孔综合防突技术的安全措施(1)钻机的操作地点设在掘进工作面距1m远处,掘进工作面的风筒口直对钻孔的开口处,施工时钻机上悬挂瓦斯便携仪,另瓦斯断电仪悬挂在距工作面5m的顶板上,钻机的供电与瓦斯断电仪相连接.(2)施工钻孔时,与施工钻孔无关的人员不许进入所掘巷道,反向风门,避难硐室等安全防护措施必须达到完好状况.(3)超前钻孔施工前对掘进工作面要加强支护,采用打迎面顶柱,金属网背好工作面.(4)排放时间达到12h后,再进行效果检验,效检合格
