蘆嶺煤礦8#煤層頂分層安全高效掘進(jìn)防突技術(shù)研究

周二元

(淮北礦業(yè)股份公司蘆嶺煤礦,安徽省宿州市,234113)

蘆嶺煤礦8#煤層頂分層安全高效掘進(jìn)防突技術(shù)研究

周二元

(淮北礦業(yè)股份公司蘆嶺煤礦,安徽省宿州市,234113)

研究完善了蘆嶺煤礦8#煤層頂分層掘進(jìn)工作面安全高效掘進(jìn)防突技術(shù)參數(shù),現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果表明,試驗(yàn)期間未出現(xiàn)瓦斯超限及突出情況,月掘進(jìn)度最高達(dá)到61.4 m,在原來月掘進(jìn)度30～40 m基礎(chǔ)上平均提高了43%。

掘進(jìn)工作面 安全高效掘進(jìn) 防突技術(shù)

1 工作面概況

1.1 Ⅱ827-1掘進(jìn)工作面

Ⅱ827-1工作面位于蘆嶺煤礦礦井中部二水平二采區(qū),本次試驗(yàn)的Ⅱ827-1掘進(jìn)工作面為Ⅱ827(6-4)進(jìn)風(fēng)巷。設(shè)計(jì)全長253 m,該段8#煤層平均厚6.95 m,發(fā)育較穩(wěn)定。8#煤層原始瓦斯壓力為3.5 M Pa,原始瓦斯含量16.7 m3/t,經(jīng)Ⅱ827雙巖巷底板鉆場區(qū)域預(yù)抽后,該區(qū)段殘余瓦斯壓力最大為0.42 M Pa。

1.2 Ⅱ884-1掘進(jìn)工作面

Ⅱ884-1工作面位于礦井西部二水平八采區(qū),該段8#煤層平均厚9.8 m,煤層發(fā)育較穩(wěn)定。8#煤層原始瓦斯壓力為2.5 M Pa,原始瓦斯含量14.5 m3/t,經(jīng)Ⅱ884雙巖巷(巖石集中巷和巖石軌道巷)底板鉆場區(qū)域預(yù)抽后,該區(qū)段殘余瓦斯壓力最大為0.6 M Pa。

2 突出危險(xiǎn)性預(yù)測敏感指標(biāo)與臨界值考察

經(jīng)測定,鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)(Δh2、K1、S)均具有一定敏感性,初步確定解吸指標(biāo)Δh2的臨界值為160 Pa,S的臨界值為5.0 kg/m。通過對(duì)現(xiàn)場同一煤樣K1值和Δh2測試統(tǒng)計(jì),K1與Δh2基本成線性關(guān)系,基本上滿足以下關(guān)系式:

根據(jù)初步確定的Δh2臨界值160 Pa,則鉆屑解吸指標(biāo)K1臨界值為0.25 m l/(g·min1/2)。根據(jù)煤樣實(shí)驗(yàn)室測試,初步確定預(yù)測指標(biāo)K1的臨界值為0.2～0.3 m l/(g·min1/2)。綜合考慮,初步確定K1的臨界值為0.3 m l/(g·min1/2)。

初步確定蘆嶺煤礦Ⅱ水平8#煤層頂分層煤巷掘進(jìn)工作面預(yù)測敏感指標(biāo)及其臨界值如下:

3 防突措施合理化參數(shù)考察

3.1 超前排放鉆孔措施

根據(jù)礦井煤巷掘進(jìn)實(shí)際情況,本次試驗(yàn)主要采用防突效果檢驗(yàn)法和鉆孔流量法考察直徑為75 mm的超前排放鉆孔有效影響半徑。考察結(jié)果為蘆嶺煤礦Ⅱ水平8#煤層頂分層煤巷掘進(jìn),直徑75 mm的超前排放鉆孔有效影響半徑為1.2 m。

按照《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》等相關(guān)法律法規(guī)的要求,結(jié)合礦井開拓開采具體情況,初步確定超前排放鉆孔控制范圍為:巷道兩側(cè)5 m,巷道底部4 m。措施超前距為:在地質(zhì)構(gòu)造平穩(wěn)帶為5 m,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜帶為7 m。

3.2 邊掘邊抽措施

根據(jù)對(duì)蘆嶺煤礦Ⅱ827(6-4)進(jìn)風(fēng)巷巷幫邊掘邊抽鉆場中鉆孔在不同時(shí)間的抽放參數(shù)考察,巷幫鉆場在空間上和時(shí)間上均存在不均勻性。邊掘邊抽措施應(yīng)重點(diǎn)在工作面瓦斯涌出大的區(qū)域采用。根據(jù)考察的結(jié)果,分析得出試驗(yàn)區(qū)巷幫鉆場鉆孔數(shù)應(yīng)布置4～6個(gè),鉆孔孔深為50 m,巷幫鉆場間距40 m。

4 8#煤層頂分層安全高效掘進(jìn)考察

4.1 Ⅱ827-1掘進(jìn)工作面

Ⅱ827-1掘進(jìn)工作面于2009年4月20日從6#切眼開始掘進(jìn),至2009年11月30日與4#切眼貫通結(jié)束,巷道掘進(jìn)長度253 m,歷時(shí)224 d,平均掘進(jìn)33.88 m/月。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表1。

表1 Ⅱ827-1掘進(jìn)工作面月掘進(jìn)度對(duì)比表

從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出,10月份以后由于日進(jìn)尺由原來的3～4 m增加到每日5 m。巷幫鉆場由原來的每20 m施工1個(gè)改為現(xiàn)在的每40 m施工1個(gè),很大程度上減少了工程量,使得掘進(jìn)速度大幅度提高,月掘進(jìn)度提高了14 m,與10月份以前相比較,增長幅度達(dá)到47.88%,試驗(yàn)階段掘進(jìn)過程均未出現(xiàn)回風(fēng)瓦斯?jié)舛瘸藜巴怀銮闆r,說明煤巷綜合防突技術(shù)措施取得了很好的防突效果,實(shí)現(xiàn)了蘆嶺煤礦中部二采區(qū)煤巷安全高效掘進(jìn)。

4.2 Ⅱ884-1掘進(jìn)工作面

Ⅱ884-1掘進(jìn)工作面在2010年1月7日從Ⅱ884-1里段工作面進(jìn)風(fēng)巷開始掘進(jìn),至2010年10月4日掘進(jìn)至Ⅱ884-1外段工作面切眼,掘進(jìn)巷道總長473.7 m,歷時(shí)393 d,平均月掘進(jìn)度57 m。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表2。

表2 Ⅱ884-1掘進(jìn)工作面掘進(jìn)度統(tǒng)計(jì)表

從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出,由于Ⅱ884-1掘進(jìn)工作面瓦斯涌出較小,故僅在Ⅱ884-1外段工作面出現(xiàn)煤層增厚以及斷層附近區(qū)域采取邊掘邊抽巷幫鉆場進(jìn)行輔助卸壓抽采,其他區(qū)域均未采用,因此也加快了掘進(jìn)速度,最高日掘進(jìn)度達(dá)到4.9 m,平均日掘進(jìn)度3.8 m。試驗(yàn)階段掘進(jìn)過程均未出現(xiàn)回風(fēng)瓦斯?jié)舛瘸藜巴怀銮闆r,說明采用煤巷綜合防突技術(shù)措施取得了很好的防突效果,實(shí)現(xiàn)了蘆嶺煤礦西部8采區(qū)煤巷安全高效掘進(jìn)。

5 結(jié)論

(1)通過理論分析、煤樣實(shí)驗(yàn)室測試和現(xiàn)場試驗(yàn),獲得了礦井Ⅱ水平8#煤層頂分層煤巷掘進(jìn)防突技術(shù)的重要技術(shù)參數(shù):

蘆嶺礦Ⅱ水平8#煤層頂分層煤巷掘進(jìn)工作面預(yù)測敏感指標(biāo)及其臨界值為:S=5.0 kg/m,Δh2=160 Pa,K1=0.3 m l/(g·min1/2)。直徑75 mm的超前排放鉆孔有效影響半徑為1.2 m。

(2)礦井Ⅱ水平8#煤層頂分層試驗(yàn)區(qū)在掘進(jìn)過程未出現(xiàn)瓦斯超限或突出動(dòng)力情況,實(shí)現(xiàn)安全掘進(jìn)710.7 m,月掘進(jìn)度最高達(dá)到61.4 m,月掘進(jìn)度在原月掘進(jìn)度30～40 m基礎(chǔ)上平均提高了43%,取得了明顯的安全、經(jīng)濟(jì)效益。

Outburst prevention technology for safe and high efficient top-slice excavation of No.8 coal seam in Luling Coal Mine

Zhou Eryuan
(Luling Coal Mine,Huaibei Mining Group Co.Ltd.,Suzhou,Anhui 234113,China)

The parameters of outburst prevention technology for safe and high efficient excavation on the top-slice working face of No.8 coal seam in Luling Coal Mine were modified and imp roved.The application results showed that no such situations as gas over-limit and gas outburst occurred.The highest efficiency of excavation was up to 61.4 m per month,with an increase of 43%by comparison with original efficiency of 30～40 m per month.

driving face,safe and high efficient excavation,outburst prevention technology

TD713

B

周二元(1984-),男,安徽鳳陽人,助理工程師,從事蘆嶺煤礦礦井瓦斯治理工作。

(責(zé)任編輯 梁子榮)