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芦河煤业副斜井揭煤防突技术研究

文档作者：汪隆靖韩俊效文档来源： 1．兰花集团芦河煤业有限公司 2．华润大宁能源有限公司		点击数：	更新时间： 2022年08月31日
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总第200期
doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2016．04．01 1
芦河煤业副斜井揭煤防突技术研究
汪隆靖 ，韩俊效
(1．兰花集团芦河煤业有限公司，山西晋城048114；2．华润大宁能源有限公司，山西晋城048114)
摘要：文章通过对芦河煤业副斜井揭煤过程中采用两个“四位一体”综合防突措施，即区域突出防治和局
部突出防治措施，进行防治煤与瓦斯突出。在防突效果检验合格后，对消突钻孔进行注浆加固，增强煤岩
强度，从而提高煤岩自身支撑力，降低煤与瓦斯突出危险I生。并且在揭煤段严格按照揭煤过煤门段措施进
行施工，为工作面的安全掘进提供有力保障。
关键词：“四位一体”综合防突；防治煤与瓦斯突出
中图分类号：TD713 文献标识码：B 文章编号：1005—2798(2016)04—0033—03
芦河煤业为高瓦斯突出矿井，属于基建矿井，现
副斜井井筒已掘进289 m，距3号煤层顶板最小法
向距离10 m还剩22 m。根据《防治煤与瓦斯突出
规定》要求，突出矿井揭煤期间必须执行两个“四位
一体”综合防突措施¨J，且掘进至3号煤层法距
10 m以前必须进行煤层层位探测以及瓦斯参数测
定，为保证副斜井顺利揭煤，对揭煤期间的各项防突
工作进行了研究。
l 工作面概况
副斜井设计斜长412．25 1'I1，井口距离见煤点斜
长335．265 m，井口标高+574．3 m，落地点标高
+420 m，见煤点井底标高+449．43 m，掘进方位角
129。45 04”，井筒倾角23。，担负矿井辅助提升任
务，兼做进风井及安全出口。现已掘进289 m，距3
号煤层顶板最小法向距离10 m还剩22 Ill，周围无
其他采掘巷道。
井筒断面为直墙半圆拱，净宽4．0 m，净断面
12．68 m ，表土段采用钢筋混凝土支护，基岩段采用
锚喷支护，在揭煤段采用锚网喷支护配合锚索补强
支护。
2 煤层层位控制及瓦斯参数测定
2．1 探明揭煤工作面和煤层层位及安全岩柱厚度
在副斜井开拓至300 m时停止掘进(煤层最小
法向距离14．4 m)，即副斜井开拓至距3号煤层斜
长35．75 m时，工作面施工探测孔对3号煤层产状、
厚度及瓦斯含量进行测定，且在巷道掘进至3号煤
层顶板法距5 m到远距离爆破揭穿煤层前1．5 m段
边探边掘，确定岩柱厚度。
2．2 采用直接测定法取钻屑测定3号煤层瓦斯含
量 ]
在工作面掘至300 m时，施工穿透煤层全厚的
测压钻孔，测定3号煤层瓦斯压力，探测孑L数目不得
少于5个，选择岩层较完整的地方开孔，保证准确得
到煤层原始瓦斯压力值，封孔前用压风清除孔内的
煤岩屑和积水，封孔时将测压管缓慢由外向里送人
钻孔，挡板以外全部采用水泥砂浆封孔至孔口，封孔
深度根据测压孑L实际施工深度及煤层厚度进行确
定，要求封孔段为3号煤层顶板以上全岩孔，封孔完
毕24 h后，安装压力表，测压钻孑L施工时，利用其钻
孔采用直接测定法取钻屑测定3号煤层瓦斯含量，
要求不少于3个煤样。
3 煤与瓦斯防突防治
3．1 区域突出防治
3．1．1 突出危险性预测
采用瓦斯压力和瓦斯含量参数测定进行区域突
出危险性预测，当副斜井开拓至300 m时即距3号
煤层顶板最小法距14．4 m时，工作面迎头进行永久
支护，在迎头位置打5个D75 mm的区域预测孑L，钻
孔一次穿透煤层全厚且进入底板不小于1．5 m，测
定瓦斯含量及瓦斯压力，见图1。
3．1．2 区域防突措施
经预测无突出危险性时可掘进至法距5 m进行
区域验证(局部突出危险性预测)，若预测有瓦斯突
出危险性时，在距离3号煤层顶板法距7 m位置时
施工长15 m导硐作为抽放钻场，实施穿层钻孔预抽
收稿日期：2015—12-20
作者简介：汪隆靖(1984一)，男，贵州遵义人，注册安全工程师，助理工程师，从事技术管理工作。
33
2016年4月 汪隆靖等：芦河煤业副斜井揭煤防突技术研究 第25卷第4期
作为揭煤工作面区域防突措施 ，见图2。
3．1．3 区域防突措施抽采效果评价及效果检验
区域效果验证，采用定期对钻孔抽采参数进行
测定，通过测定煤层残余瓦斯含量进行效果检验，见
图3。
3．1．4 区域验证
副斜井揭3号煤层采用钻屑瓦斯解吸指标进行
区域验证，在最小法向线距离5 m、3 m、1．5 111时分
别采用钻屑瓦斯解吸指标法进行验证，验证时布置
5个检测孔，分别位于工作面上、中、下、左、右，做到
全断面全煤层预测。在揭开煤层后，巷道掘进继续
采用钻屑解吸指标法进行验证，每次检验结果措施
有效时，在保证留足所需的防突措施超前距并同时
保留至少3 m检验孔投影孔深超前距的条件下，采
取安全防护措施后向前掘进。
(a)剖面图
(h)断面罔
I ∥
：‘ 弓猁ul{
I。
，
廿～"TL 探孔一f≯＼、
～
：： 三； 、．、
巷道瘴 蔓4 m
左帮 彳
(r)半向 J
图1 副斜井揭煤区域预测孑L布置
3．2 局部突出防治
3．2．1 工作面局部突出危险性预测
工作面突出危险性预测采用钻屑瓦斯解吸指标
法进行，在最小法向距5 m、3 rn时分别采用工作面
突出危险性预测方法进行区域验证，每次进行区域
验证共布置5个检测孔，分别位于工作面上、中、下、
左、右，做到全断面、全煤层预测_4 J，见图4，、图5。
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(t )断而网
图2 副斜井揭煤抽放范围平、剖面(m)
2z~
?
12ln 12 m
‘
12m 12m 12In 12 m 12Ir 12m
(a)检验孔l (I，)检验#L2 (t )检验4L3 ( I)检验4L4
图3 副斜井揭煤区域防突措施效果检验
f{|1平削 图
副斜井井筒
(b)断向
图4 局部突出危险眭预测(5 m法距)钻孔布置
3．2．2 工作面防突措施
当掘进至距3号煤层顶板法距5 m、3 m预测工
作面有突出危险性时，根据实测得到所有K．测定
值，选用超前预抽钻孔或密集排放孔作为工作面防
突措施。副斜井揭煤工作面防突措施施工瓦斯抽排
钻孔进行瓦斯抽排直至消除突出危险。
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。。。。
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汪隆靖等：芦河煤业副斜井揭煤防突技术研究 第25卷第4期
1) 钻孔控制范围为揭煤处巷道两侧和上部
轮廓线外至少5 m，下部至少3 m，钻孔穿透煤层至
少2 rn。
2) 5 m法距抽排钻孔布置参数：抽排钻孔在
工作面迎头施工4排，每排施工5个，开孔排间距
0．3 m，每排孔间距0．75 m，共20个钻孔。钻孔长
度在25．3～62．4 m之间，合计钻孔长度813 rn。
3) 3 m法距抽排钻孔布置参数：抽排钻孔在
工作面迎头施工4排，每排施工5个，开孔排间距
0．3 m，每排孔间距0．75 m，共20个钻孔。钻孔长
度在l5．4—65．5 m之间，合计钻孔长度689．27 m。
筒
(}))断向图
图5 局部突出危险性预测(3 m法距)钻孔布置
3．2．3 工作面防突措施效果检验
采取钻屑瓦斯解吸指标法对揭煤工作面进行防
突措施效果检验，检验孔数为5个，分别位于上部、
中部、下部和两侧 J。
在经工作面预测或措施效果检验为无突出危险
工作面时，可掘进至远距离爆破揭穿煤层前的工作
面位置(工作面距3号煤层法距1．5 m处和揭煤平
台施工完成后)，再采用工作面预测方法进行局部
突出危险性预测以及最后验证。若经验证仍为无突
出危险工作面时，则在采取安全防护措施的条件下
采用远距离爆破揭穿煤层；否则必须采取或补充工
作面防突措施。
4 钻孔注浆加固及揭开煤层、过煤门段施工
措施
4．1 钻孔注浆加固
1) 区域防突效果检验合格后，掘进前采用
2ZBYS4．2／10—15液压注浆泵对消突钻孔进行注浆
加固，增强煤岩强度从而提高煤岩自身支撑力，降低
煤与瓦斯突出危险性。
2) 注浆量计算。
Q='rrR 日+
式中：尺为钻孔半径，0．075／2 m；H为注浆长
度，4 320．2 m；V为注浆区域体积(注浆区域体积按
揭煤预抽瓦斯控制范围进行计算所得，即
55．98 m x 28．5 m x 8．01 m)，12 779．4 m ；r／为岩
体裂隙率，取0．09。
Q=(0．075／2) x耵x 4 320．2+12 779．4 x
0．09=1 169．2 m
井底钻孔数量为121个(检N：／L4个，设计抽放
孔117个)，钻孔直径75 mm，需要注浆量为
1 169．2 m 。
4．2 揭开煤层、过煤门段施工措施
待副斜井掘进至最小法向距1．5 m时，采用钻
屑瓦斯解吸指标法进行 值测定。若K 值超标，
则施工排放孔，直至不超标为止；当 值不超标时，
保持安全岩柱1．5 m(距煤层法距1．5 m)的情况
下，正常安排巷道开拓施工揭煤平台，爆破开拓时确
保其与煤层顶板平行且法距1．5 m，待向前掘进
5．4 m时停止掘进及时做好永久支护。最后在揭煤
平台巷道的底板打眼至岩层底板和煤层中，一次性
揭露煤层(揭开煤层时一次揭开3号煤层厚度为
1．3 m)。揭露煤层后，恢复巷道掘进。
5 结语
本文通过对两个“四位一体”综合防突措施进
行分析，在防突效果检验合格后，通过对消突钻孔进
行注浆加固，提高煤岩自身支撑力，降低煤与瓦斯突
出危险性。并且在揭煤段严格按照揭煤过煤门段措
施进行施工，为工作面的安全掘进提供有力保障。
参考文献：
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[2] 章梦涛．冲击矿压和突出的统一失稳理论[J]．煤炭学
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[责任编辑：常丽芳]
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