石门快速揭穿突出煤层技术探究

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1、石门快速揭穿突出煤层技术探究摘要：石门揭煤突出危险性较采掘工作面严重，且突出强度大、瓦斯涌出量大、突出瓦斯波及范围广，危害严重。该文就松藻煤矿石门快速揭穿突出煤层进行了技术研究，具有一定借鉴意义。关键词：松藻煤矿；石门揭煤；突出煤层中图分类号：P618文献标识码：A文章编号：0松藻煤矿煤层状况概述松藻煤矿井田含煤地层为上二迭纪龙潭组，现开采水平为+352水平以下的延深水平一、二区，三区作为煤矿的扩区，可采和局部可采煤层有3层，即K1、K6、K3b煤层。K3b煤层为主采层，煤层平均厚度为2.5m，煤层

2、平均倾角为24°，属严重煤与瓦斯突出煤层；K1煤层为K3b煤层的下保护层开采，平均厚度为0.65m，平均倾角为27°，属一般性煤与瓦斯突出煤层。K6煤层为K3b煤层的上保护层开采，煤层平均厚度为1.0m，煤层平均倾角为27°，属未定性为突出煤层。至今为止，全矿发生煤与瓦斯突出近百次，最大突出强度1000吨（K3b煤层），平均强度80.5t/次。石门揭煤突出危险性较采掘工作面严重，且突出强度大、瓦斯涌出量大、突出瓦斯波及范围广，危害严重。为此，必须对石门快速揭穿突出煤层新技术进行开展试验研究。7一、.

3、石门快速揭穿突出煤层技术研究情况高压水力割缝增透试验地点为±0水平一区四石门，该石门位于延深水平±0水平一采区四石门，标高+1.54m。该石门所揭煤层为K1煤层，属一般性突出煤层，煤层瓦斯含量15.3m3/min，石门揭K1煤层地点无大的地质构造。1、钻孔施工设计及施工组织1.1.钻孔施工设计±0水平一区四石门揭K1煤层预抽钻孔设计钻孔35个，四周帮控距离10m，孔间距水平方向3.916m，垂直方向2.914m，开孔孔径φ87mm，终孔孔径φ65mm，选择5个钻孔进行水力增透割缝试验。1.2.割缝前

4、钻孔施工组织及抽放情况(1)钻孔于2011年10月22日起施工，首先施工未割缝30个抽放钻孔，钻机使用YZG—750C型全液压钻机，开孔孔径φ87mm，孔深5m，终孔孔径φ65mm，2011年11月3日施工完。(2)使用马丽散加水泥砂浆人工封堵钻孔，φ100mm管子接抽，于2011年11月4日由SKA—420瓦斯泵抽放。1.3.抽放情况（见单孔浓度曲线图1、表1）图1：单孔浓度曲线图表10水平面四石门K1穿层瓦斯抽放情况(割缝前)72、水力增透试验钻孔施工组织及抽放情况2.1.水力增透试验设备布置及

5、高压供水示意图（见图2：高压水射流设备布置及高压水供给示意图）图2：高压水射流设备布置及高压水供给示意图2.2.高压水力化增透割缝原理高压水力化增透割缝，就是利用高压射流水冲击煤体，强行将被冲击煤体击碎并带走，在钻孔两侧煤层中形成一条可达1～2米深度的扁平缝槽，相当于在煤层局部范围内开采了一层极薄的保护层，从而造成缝槽周边煤体发生位移和膨胀，产生煤层的原始应力重新分布、卸压，又进一步增加煤层的裂隙，进而提高低透气性煤层的透气性，改善煤层中的瓦斯流动状态，为瓦斯的抽放提供有利条件。2.3.高压水力化增

6、透割缝组织实施于2011年11月20日开始在±0水平一区四石门对K1煤层穿层5个钻孔进行高压水力割缝试验，使用ZY—1250S钻机进行割缝，在对18#钻孔进行割缝时，因钻机动力头卡盘里面内卡瓦磨损严重，无法卡住钻机，更换使用ZYG—750C型钻机进行试验，使用WRB200/31.5型乳化液泵供给高压水，供水压力控制在18Mpa～22Mpa之间，流量为200l/min，11月23日早班进行3个钻孔割缝，11月23月中班进行2个钻孔割缝，并对5个割缝钻孔采用马丽散和水泥砂浆进行人工封堵，封堵深度不少于5

7、m，11月24日早班接抽钻孔。72.4.高压水力化增透割缝抽放效果考察±0水平一区四石门K1预抽钻孔实施高压水力增透割缝后，测流员每3天测定钻孔抽放参数(包括：负压、速压、浓度)，负压用U型压差计测定、速压用皮托管测定、浓度用高浓度光学瓦斯检查仪测定。从测流员现场收集测流资料来看，单孔浓度、汇总浓度、每分钟瓦斯抽放纯量都比未实施割缝前提高许多。单孔浓度曲线图及抽放情况表2。表20水平面四石门K1穿层瓦斯抽放情况(割缝后)3.气水渣分离器试验气水渣分离器试验点在2117S工作面运巷1#钻场，该钻场位于

8、2117S采面运输巷，距工作面切割眼下口35m处，位于K1煤层底板，钻场碛头距K1煤层20m，钻场高2.5m，宽2.2m，为锚喷巷道三心拱。2011年7月16日、25日在2117S采面运巷1#深钻场进行两次试验，现场收集数据见表3。表32117S运巷1#钻场气水渣分离器试验收集数据表7预处理钻孔布置方式及参数优化试验点在±0水平茅口大巷一区八石门以南50m至八石门以南170m，该试验点地面标高+408-+480m，工作面标高+2.95-+13.215m。该巷道距K1煤