陶二煤矿突出煤层石门反向揭煤技术研究

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇陶二煤矿突出煤层石门反向揭煤技术研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要： 在突出矿井突出煤层石门揭煤过程中，由于穿越石门和煤门的距离长，工程周期长，揭煤时诱发突出危险的可能性大，而且在放炮揭煤时很难一次揭穿煤层，极易发生延期突出，一直以来是煤矿防突技术难题，给生命和财产带来巨大损失。陶二煤矿利用石门反向揭煤技术安全快速揭开高突煤层，具有抽放时间短、节省岩石钻孔工程量等技术优点，为煤与瓦斯突出矿井石门揭煤探索出一条安全、快速的技术途径。

Abstract： In the outburst coal seam cross-cut cropping out coal of outburst coal mine process， due to the long distance of cross-cut and coal-cut and long project cycle， the possibility of outburst risk is large， the coal seam is difficult to debunking for once when shooting， and extension outburst is easily appeared， which has always been coal mine outburst prevention technology problems， brought huge loss to life and property. Taoer coal mine uses reversed cross-cut cropping out coal technology to quickly uncover the high outburst coal seam， which has short drainage time， saving rock drilling and other characteristics， explores a safe， rapid technological means for coal and gas outburst cross-cut.

关键词： 石门揭煤；区域防突；注浆加固

Key words： cross-cut cropping out coal；regional outburst prevention；grouting reinforcement

中图分类号：TD822 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）17-0054-02

0 引言

陶二煤矿属煤与瓦斯突出矿井，近年来由于开采深度加大，地压和瓦斯梯度的增加，瓦斯灾害，防突任务严重，在高瓦斯缓倾斜突出煤层石门揭煤过程中，由于穿越石门和煤门的距离长，工程周期长，揭煤时容易发生突出危险的可能性大大增加，而且在放炮揭煤时很难一次揭穿煤层，极易发生延期突出，给生命和财产带来巨大损失[1] [2]。因此，利用石门反向揭煤技术对安全快速揭开高突煤层是十分必要的。

1 工程实践

陶二煤矿首采区2217下车场位于为突出危险区，车场性质为石门式车场，2217下车场工程量为74m，断面规格为4.6*3.6m半圆直墙拱形，常规支护方式为锚、网、梁、喷联合支护，掘进至2#煤层底板法向3m岩柱范围内采区注浆+U形钢加强支护，2217下车场上口位于首采轨道上山，首采轨道上山位于2#煤层底板岩层中，与2#煤层岩柱间距10m，2217下车场下口位于2217下巷，2217下巷位于2#煤层中，其中此区域2#煤层平均厚度为3.5m，煤层倾角平均15°直接顶为粉砂岩灰黑色，厚约2-8m，老顶中砂岩厚约11-15m，直接底板粉砂岩厚0.5-2.0m，图1为巷道平面布置图。

根据以上地质资料及，结合《防治煤与瓦斯突出规定》，在该地区实施石门反向揭煤技术使可行的。依据石门反向揭煤技术安排，巷道首先在2217下巷进行开口，待车场石门掘进至2#煤层底板5m法向距离时停止掘进，车场重新由轨道上山进行开口，直至贯通。

2 区域防突措施

根据《防治煤与瓦斯突出规定》2217下车场在2217下巷开口处位于突出危险区域内，需采取区域防突措施。

按照《邯郸矿业集团有限公司关于陶二煤矿突出敏感指标和临界值及瓦斯抽放排放半径的批复》内容，陶二煤矿钻孔抽放半径暂定为10m。按此数据设计2217下车场顺层预抽钻孔孔底间距为5m，区域防突措施采用顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯，具体布置如图2所示[3]。

区域防突措施主要技术要求：①钻孔孔径75mm，控制巷道两侧轮廓线外18m，控制条带长度60m。②钻孔在整个预抽区域内均匀布置，钻孔孔数17个，两排布置。③封孔管采用Φ64mm聚乙烯抽放管，下管深度不低于12m，封孔深度不得小于8m，封孔要保证严密，钻孔孔口抽采负压不小于13kPa。④工作面在区域防突效果有效区域内进行掘进时，工作面距未预抽或预抽防突效果无效范围的前方边界不得小于20m。

3 区域防突措施效果检验

工作面采用实测残余瓦斯含量进行区域防突措施效果检验，残余瓦斯含量临界值经试验考察及集团公司批准确定为7.50m3/t。在工作面布置3个效果检验钻孔，其中中间钻孔平行于巷道掘进方向，设置3个检验测试点，当所有测试点的实测残余瓦斯含量均小于临界值，判定工作面前方煤巷条带长度60米范围内为无突出危险区；当任何一个检验测试点的指标测定值达到或超过了有突出危险的临界值时，则判定预抽防突效果无效，此检验测试点周围半径100m内的预抽区域均判定为预抽防突效果无效。根据区域防突措施效果检验孔进行检验，3个效果检验孔测得煤层瓦斯含量分别为6.28m3/t、5.73m3/t、5.84m3/t，全部低于突出危险临界值，判定区域防突措施效果有效。

4 区域验证

按照《邯郸矿业集团有限公司关于陶二煤矿突出敏感指标和临界值及瓦斯抽放排放半径的批复》内容，掘进工作面过煤门期间采用“钻屑指标法”进行区域验证。临界值暂定：钻屑量（Smax）为4.0kg、钻屑瓦斯解吸值（h2）为200Pa（湿煤Δh2为160Pa）。

2217下车场穿煤门期间区域验证技术要求：①工作面连续进行区域验证，即每掘进5m进行1次区域验证。②钻孔布置：施工3个验证钻孔，孔径42mm，钻孔有效投影深度8m，一个钻孔位于巷道断面中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外4m。③钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S，每钻进2m至少测定1次屑解吸指标Δh2。④当实测的S或Δh2的所有测定值均小于临界值，并且未发现其他异常情况（喷孔、夹钻、顶钻等），则该工作面验证为无突出危险；否则，为突出危险。

2217车场在掘进期间区域验证均低于临界值规定。

5 巷道注浆加固

巷道过煤门期间采取注浆及支设U型刚进行补强支护，在巷道拱顶部分，迎头布置注浆孔，每循环布置5个孔，并且5个孔对称布置，正中一个，两侧各2个，孔间距和孔深分别为1.5m、3.5m，采用变径结构对孔径进行处理，外部2m采用大孔径？准42mm，向里至孔底逐渐变小孔径？准28mm，沿巷道走向，注浆孔上仰45°；每2.1m（3个排距）设置一个循环，每循环超前加固深度为2.47m，每循环进尺为2.1m，进而在一定程度上确保进尺在加固范围内，第一循环开始时为石门顶板距煤层顶板1m时开始进行注浆，当煤层底板距巷道顶板3m时，停止注浆加固。2217下车场石门托顶煤进行注浆加固共计完成8个循环和40个注浆孔，具体布置参数详如图3所示。

在注浆材料方面，选用新型高分子化学注浆材料通过波雷对巷道进行加固，对于新型有机高分子材料波雷来说，通常情况下由于化学浆液由体积相等的A、B两种有机高分子原料组成，1封孔：封孔采用布袋式，在注浆管外端捆扎封孔布袋，封孔长度控制在1.5m。施工过程中根据实际情况适当调整注浆量或可补打注浆孔，同时巷道支设材质29U的矿用U型钢做为补强支护，U型刚棚距为0.7m。

6 结论

依据石门反向揭煤技术，2217下车场完成区域防突措施及车场石门掘进实际工期为58天，较正常石门揭煤节省3个月抽采工期，因应用顺层钻孔抽采节省岩巷钻孔工程量2000m，创造经济效益40万元，同时大大降低了石门揭煤诱发突出危险，创造了良好的技术经济效益，同时保证了工作面的安全掘进。

参考文献：

[1]胡千庭，孟贤正，张永将，曹承平.深部矿井综掘面煤的突然压出机理及其预测[J].岩土工程学报，2009（10）.

[2]鲜学福，辜敏，李晓红，姜德义.煤与瓦斯突出的激发和发生条件[J].岩土力学，2009（03）.

[3]胡千庭，周世宁，周心权.煤与瓦斯突出过程的力学作用机理[J].煤炭学报，2008（12）.