向龍江(水城礦業(yè)集團(tuán)有限貴任公司汪家寨煤礦,貴州六盤水553009)
    摘要:分析了汪家寨煤礦煤巷掘進(jìn)工作面防突措施的優(yōu)缺點(diǎn),研究了水力沖刷防突措施的防突機(jī)理,在地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū)采取水力沖刷綜合防突措施進(jìn)行試驗(yàn),取得了明顯的防突效果,提高了掘進(jìn)速度,經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益十分顯著.   關(guān)健詞:水力沖刷;煤與瓦斯突出;防突措施;快速掘進(jìn)中圖分類號(hào)二TD713文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1005-2798(2004)02-0047-0252 m明提高到104 m用以上,有效防止了煤與瓦斯突出,保證了安全,實(shí)現(xiàn)了煤巷快速掘進(jìn),從而保證了工作面的正常接續(xù),經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益十分顯著.在2003年施工的41101運(yùn)輸巷采取不同措施的進(jìn)度情況,見表to
裹1 41101運(yùn)輸巷采取不同防突措施月進(jìn)度
    煤礦地下采掘中,在很短時(shí)間內(nèi),從煤(巖)壁內(nèi)部向采掘工作面空間突然噴出大量煤(巖)和瓦斯的現(xiàn)象,稱為煤與瓦斯突出(以下簡稱突出).它是一種伴有聲響和猛烈力能效應(yīng)的動(dòng)力現(xiàn)象,它不僅嚴(yán)重威脅著煤礦安全生產(chǎn),而且制約著礦井生產(chǎn)能力的發(fā)揮.煤與瓦斯突出機(jī)理與地應(yīng)力,埋深,煤層賦存條件,地質(zhì)構(gòu)造,煤層本身的內(nèi)部結(jié)構(gòu),物理力學(xué)性質(zhì),瓦斯地質(zhì)等綜合因素有關(guān).根據(jù)國內(nèi)許多煤礦的突出情況分析,突出前無明顯預(yù)兆.而且時(shí)間很短,多發(fā)生在煤巷掘進(jìn)過程中.為了有效地防治煤與瓦斯突出,應(yīng)用超前排放鉆孔,淺孔松動(dòng)爆破,深孔控制爆破,預(yù)抽瓦斯以及上述措施與邊抽邊掘相結(jié)合的綜合防突措施等,都得到了一定的效果,使瓦斯突出次數(shù)減少,但煤巷掘進(jìn)速度緩慢,汪家寨煤礦平均月進(jìn)度為50-60 m,影響了采掘接替.究其原因,超前排放鉆孔長度一般為10一25 m,需要專用鉆機(jī)施工,并且隨著工作面往前掘進(jìn),鉆孔變形坍塌堵死,影響了瓦斯排放,效檢超標(biāo)率高,補(bǔ)充措施頻繁;深孔松動(dòng)爆破措施一般適用于突出危險(xiǎn)性軟弱的掘進(jìn)工作面,當(dāng)裝藥深度較淺時(shí),形成拋渣爆破,容易誘導(dǎo)突出;深孔控制爆破裝藥工藝比較復(fù)雜,難以在現(xiàn)場廣泛應(yīng)用;預(yù)抽瓦斯措施需用較長的抽放時(shí)間,僅適用于具備多個(gè)工作面輪替作業(yè)的條件.因此,迫切需要采取新的防突措施,提高煤巷掘速度.
汪家寨煤礦針對(duì)礦井煤層賦存特征和瓦斯賦存條件,采取水力沖刷和邊抽邊掘相結(jié)合的防突措施,在平銅井41101運(yùn)輸巷進(jìn)行試驗(yàn),掘進(jìn)速度由月份4 5 6 7 8進(jìn)度入防突措施58 56 58 48 42排放鉆孔十邊抽邊掘水力沖刷十邊抽邊1水力沖刷綜合防突措施防突機(jī)理水力沖刷綜合防突措施的實(shí)質(zhì)是邊抽邊掘鉆孔抽放截流預(yù)掘巷道兩側(cè)煤體瓦斯,以水力沖刷為動(dòng)力對(duì)工作面正前方未卸壓的煤體進(jìn)行卸壓和排放瓦斯的一種主動(dòng)措施.水力沖刷是利用鉆機(jī)打出鉆孔后,再利用注水管向鉆孔內(nèi)注人高壓水,沖出煤炭和瓦斯,造成煤體卸壓,排放瓦斯.其主要作用機(jī)理:
一是高壓水動(dòng)力造成煤體疏松,應(yīng)用集中系數(shù)減小,卸壓帶寬度加大,降低突出的可能性;
二是高壓水使煤體破裂,產(chǎn)生大量的裂隙,同時(shí)沖出煤炭和瓦斯,從而使游離瓦斯釋放,瓦斯壓力降低;
三是高壓水注人煤體,使煤體充分濕潤,力學(xué)性質(zhì)改變,彈性模數(shù)降低,增強(qiáng)煤體的塑性,應(yīng)力分布變得均勻,煤的彈性能變得緩慢.因此,水力沖刷綜合防突措施,就是通過選擇合適的注水壓力,合理布孔使工作面前方一定范圍得到措施控制,應(yīng)力分布發(fā)生根本變化,以消除和降低掘進(jìn)工作面的突出危險(xiǎn)性.
2試驗(yàn)地點(diǎn)概況試驗(yàn)地點(diǎn)在銅井41101運(yùn)輸巷,煤層厚度6.5--9 m,煤層傾角8一120,煤層直接頂為粉砂巖,底板為粘土巖,煤層普氏系數(shù)f掘進(jìn),采用錨桿+錨索聯(lián)合支護(hù),采用手鎬掘進(jìn),煤層瓦斯含量為13.72一16耐/t,掘進(jìn)期間采用排放鉆孔和瓦斯抽放相結(jié)合的綜合防突措施,防突措施效果檢驗(yàn)方法為鉆屑解吸指標(biāo)法,正常月進(jìn)度52 m左右,曾多次效檢超標(biāo).
3防突技術(shù)措施3.1防突措施鉆孔布!在巷道掘進(jìn)期間,每隔som在巷道兩面三幫各掘一個(gè)抽放鉆場,鉆場規(guī)格為:寬x高x深二3 mx2.4 mx 4 m.每個(gè)鉆場布置4個(gè)抽放鉆孔,鉆深55 m,孔徑為108 mm,然后接管抽放.掘進(jìn)巷道斷面內(nèi)布置,見圖to突措施,效檢無突出危險(xiǎn)性時(shí),留5m效檢超前距離,采用手鎬掘進(jìn)作業(yè).
4綜合防突措施防突效果考察4.1防突效檢指標(biāo)考察統(tǒng)計(jì)采取水力沖刷綜合防突措施后的效檢指標(biāo)與同巷道以前采取的超前排放鉆孔綜合防突措施時(shí)的效檢指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比,見表20
衰2兩種防突措施效檢指標(biāo)對(duì)比,,編_S- A fiA K, Mom. C
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水力沖刷與纂砷抽放相0.26 2.5'109"-一.一結(jié)合
超前排放鉆
                

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