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时间:2017-12-26
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1、超前钻孔参数及钻孔布置技术的应用一、应用区概况 平煤(集团)公司八矿已15-14081采面位于矿井西冀已四采区首采工作面,风巷按已15煤顶板施工,总工程量1353m,,巷道方位301°。该采面上覆戊9~10煤层,间距:160m,已开采;下覆16~17煤层,间距6m,尚未开采。已15煤层为突出煤层。 已15-14081风巷煤层走向120°,倾向30°,倾角24°~346°,煤层顶板为沙质岩,底版为泥岩或沙质泥无大的断层出现。煤厚3.2~3.5m左右,夹矸厚度较小,上下分层为Ⅰ~Ⅱ类结构煤,煤的坚固性系数在0.3左右;中部为软分层。煤层结构破坏类型为Ⅲ~Ⅳ类,
2、坚固性系数在0.3以下。软分层厚度变化较大,一般有2m左右,在局部构造破坏区域达3m以上。 该巷道标高-375m,垂深477m,瓦斯含量15.7m3/t。2台2.8KW局部通风机,工作面风量在420m3/min,瓦斯浓度在0.5%左右。实验前,该风巷于1996年4月3日发生了最大一次袭击,突出煤量4781,瓦斯涌出量40217m3。 掘进工作面主要采用超前钻孔排放瓦斯的防突技术措施,一般情况下打两排直径89mm、深10m的排放钻孔,每排5个孔.采用20KW岩石电钻施工,该电钻的额定功率为20KW,主轴转速为348r/min。由于推进速度漫和无专门处理卡钻办
3、法,打一个循环钻孔需要三个班的时间,掘进速度很慢,有时月进尺仅10m左右。 二、现场应用 超前钻孔措施是向工作面方向打一定数量和深度的钻孔,使在钻孔控制范围煤体的瓦斯得到释放,应力得到缓解,从前达到消除危险的目的。因此,超前钻孔主要参数有钻孔直径、钻孔深度和钻孔控制范围。 已15煤层软分层的主要特点是媒质酥松,易垮,在破坏时扩容量大且扩容迅速,易卡钻,钻孔穿过应力异常区时更是如此,但已15-14081风巷瓦斯压力不大,喷孔现象不很严重。因此,综合考虑钻孔排放瓦斯有效范围和钻孔时不发生严重喷孔等因素,超前钻孔直径为98mm,同时,八矿10年来防治突出实
4、践经验表明,该直径是合适的。 钻孔深度一般要求穿过应力集中带,同时要考虑掘进的正规循环作业进尺、5m措施超前距、措施效果检验孔等因素。掘进队一般情况下每班可掘进2.5m左右,两班可掘进5m,效果检验孔深度为7m。这样,措施孔深为10m时,既能满足正规循环作业需要(每次循环用二个班掘进),又能满足措施效果检验孔深等要求(每次按效果检验一次,掘5m留2m安全煤柱)。因此,综合考虑已15-14081风巷等实际情况,措施孔深定为10m。 根据实际测定,直径89m的排放钻孔在平行层理方向的有效排放半径为0.9m,垂直层理方向的有效排放半径按0.6m考虑。经近几年的
5、实践,该参数是比较合理的。 由于八矿突出绝大多数为小型突出,最大突出煤量也未超过500t,而且突出孔洞一般分布在工作面前方,因此,措施孔制巷道两帮外2~3m。根据以上参数和软分层厚度等,在一般情况下,布置2个钻孔,每排5个,如图1所示。遇构造或煤层厚度变化时,钻孔布置应根据具体情况而定。
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