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大傾角中厚煤層消突方案的應用

來源:期刊VIP網所屬分類:能源時間:瀏覽:

  摘要:對于大傾角中厚煤層的消突,這對于煤礦企業的安全生產來說,是一項極其艱巨的任務,本文主要根據淮南礦區的具體煤層情況,結合某礦的具體情況,最后對消突方案,確定為連續抽采瓦斯和水力沖孔這種技術方案,主要就是講這兩種技術措施綜合起來,這對于消除煤層瓦斯的含量和減少煤層突出危險性的發生率,確保了大傾角煤層的安全開采和高效開采。

  關鍵詞:大傾角中厚煤層;消突方案;淮南礦區;鉆孔連續抽放技術;水力沖孔與壓風吹孔技術

  Abstract: for the large dip Angle of thick coal seam away at this for coal mine enterprises' safe production, for example, is an extremely difficult task, in this paper, according to the specific situation of huainan coal mine coal seam, combined with the specific situation of the check-up, finally cancellation tu scheme, determined for continuous gas extraction and hydraulic punching the technical scheme, the main thing is to tell the two kinds of technical measures taken together, this to eliminate coal seam gas content and reduce the incidence of coal seam outburst dangerous, to ensure the safety of big dip coal seam mining and high-efficient exploitation.

  Keywords: large inclination thick coal seam in; Back tu plan; Huainan mining area; Drilling continuous drainage technology; Hydraulic punching and pressure the wind hole technology

  中圖分類號: TD82 文獻標識碼:A 文章編號:

  1、前言

  眾所周知,在淮南礦區新建的大部分礦井,由于地質條件的限制,其埋藏均較深,而對于大傾角中厚煤層的消突措施方案的研究都很不完善,有的甚至是剛起步,更提不上具有一整套成熟的可靠的經驗,以供礦井借鑒。基于此,淮南某煤礦對大傾角中厚煤層的消突方案措施進行了大膽探索,對消突技術進行努力創新,開創了大傾角中厚煤層的消突新天地。在工作面-670m揭穿B8強突煤層時,通過比較分析,最后確定的的消突方案,確定為連續抽采瓦斯和水力沖孔這種技術方案,主要就是講這兩種技術措施綜合起來,這對于消除煤層瓦斯的含量和減少煤層突出危險性的發生率,確保了大傾角煤層的安全開采和高效開采。

  2、B8煤層區域地質狀況

  該礦井主采煤層為B8煤,由于B8煤在以前的開采過程中發生過突出事故,在該礦井的附近井筒發生過突出事故,所以,該煤層屬于強突出煤層,該礦的埋深比較深,所以,該礦井相比于其他礦井更具有突出危險性。揭煤區域裂隙比較發育,巖層比較破碎。B8煤層結構簡單,粉沫狀,煤層真厚為3.6m左右。煤層直接頂板為灰白色中砂巖,在豎直方向上的裂隙比水平方向的裂隙更為發育,底板為砂質泥巖,垂向裂隙與滑面較為發育。

  3消突技術

  3.1鉆孔連續抽放技術

  3.1.1抽放鉆孔

  取煤層B8煤樣進行化驗,主要是利用兩種方法進行判斷煤層是否有突出危險,一個是綜合指標D、K值法,另一個是煤層瓦斯壓力P,停頭施工消突措施孔,鉆孔的布置方式采用的是矩形布孔,而鉆孔控制在工作面外5m,其鉆頭均是直徑為91mm,我們在鉆孔施工的過程中,會出現煤粉與水同時從鉆孔中涌出,從而出現噴孔現象,而且成都還很嚴重,針對以上這種情況,我們采用了相應的措施,如下面所述,分為五個步驟:

  (l)在工作面處總共施工了89個抽放鉆孔,我們使用的是2時(50.80mm)雙抗塑料花管,將花管全部放進鉆孔,所有鉆孔位置均穿過8煤層0.5m以上,在整個施工過程中,在其深部的鉆孔出現了噴孔現象。

  (2)針對上階段施工情況,我們在工作面遠處增加了24個鉆孔,采用15時(38.1mm)鐵花管全部放進鉆孔,在這一個階段,由于巖(煤)粉的密度大,使得它們都聚集在孔底,這樣嚴重影響了抽放效果,因此鉆孔穿過煤層底板1.5-2.0m,該鉆孔的主要功能就是清理沉積的巖(煤)粉,在搞階段中,在淺部沒有出現任何的噴孔等動力現象,但是在深部還是存在個別孔有動力現象。

  (3)由于24個深部的少數鉆孔出現了動力現象,針對這種深部鉆孔又增補了12個抽放鉆孔,同樣也使用的是1.5時(38.1mm)鐵花管,鉆孔穿過煤層底板1.5-2.0m,在這個階段,在整個鉆孔施工過程中,也出現了噴孔的現象,數量比較少,只有4-5個孔出現動力現象。

  (4)對深部孔實現徹底消突,我們必須還應該增加一些鉆孔,這次增加了10個鉆孔,鉆孔仍采用1.5時(38.lmm)鐵花管全程下至孔底,這一階段施工完成后,沒有出現任何的噴孔現象。

  (5)布置鉆孔過程中,為了擴大進一步能夠控制區域范圍,結合現場實際條件和施工狀況,同時又在-650m水平設計施工了5個抽放鉆孔,鉆孔仍采用1.5時(38.lmm)鐵花管,全部放進鉆孔,使其到達孔底,鉆孔穿過煤層底板1.5-2.0m,通過觀察可以很明顯的感覺到,鉆孔中沒有發生任何的噴孔等動力現象,見圖1。

  3.1.2抽放系統

  由于條件的限制,該礦作為基建礦井,在地面上沒有一個永久的抽放設施和完整的系統,所以,經過礦領導的研究決定,在地面上臨時建立起一個相對完整的抽放系統,采用ZWY-40/75型移動抽放泵,敷設6時(152.4mm)抽放管路。其中ZWY-40/75型抽放泵抽放25天,更換為ZBEI-303型抽放泵進行抽放,ZWY-40/75型抽放泵備用。

  (l)抽放鉆孔封孔工藝:①孔口向下6m處用聚氨脂封堵0.3m左右;②將抽放管插人孔內,外端保留0.5m;③將水泥沙漿注人孔內,注入期間用細鋼筋在孔內攪動,以防止孔內產生空氣泡;④封孔長度不小于6m。

  (2)抽放系統敷設:規格長*寬*高為1500mm*80omm*8oomm,在放水器上拔出14個2時(50.8mm)接頭,抽放鉆孔10-12個一組與放水器上2時(50smm)接頭相聯。放水器出水端安設自動放水器,-650m平巷安設放水器。抽放系統等設施見圖2。

  3.2水力沖孔與壓風吹孔技術

  以上介紹了鉆孔連續抽放技術,下面主要介紹下水力沖孔與壓風吹孔技術的相關工藝。高壓水來自于地面的自然水,其運送的路線為,沿風井井筒下至副井重車線,高壓水壓為6.0-6.5MPa,根據沖孔要求控制水壓,沖孔管路前端采用3m 長4分(12.7mm)鐵管作為導管,導管后聯接6分(19.05mm)鋼絲軟管壓風取自工作面壓風管壓風,風壓為6.0-6.SMPa,當使用水力沖孔結束后,改為壓風對鉆孔進行吹孔。

  4 消突效果分析

  4.1消突效果

  經過采取以上這兩種技術措施的綜合治理,評價消突效果的好壞主要是看瓦斯抽放率和殘余瓦斯壓力,之后再參考K值和K值,最終在揭煤前各項指標較理想。主要考察指標均小于臨界值,這樣就很好的證明了采取的以上措施是行之有效的,對突出危險煤層起到了很好的控制作用,并且經過揭煤實踐驗證,沒有出現任何動力現象。

  4.2瓦斯治理效果

  對于大傾角中厚煤層的消突的過程中,經過一系列的治理沒有出現任何的噴孔等動力現象的出現,瓦斯治理基本滿足要求,取得了較好的技術效果。

  5結語

  綜上所述,對于大傾角中厚煤層的消突,這對于煤礦企業的安全生產來說,是一項極其艱巨的任務,本文主要根據淮南礦區的具體煤層情況,結合某礦的具體情況,通過比較分析,最后確定的的消突方案,確定為連續抽采瓦斯和水力沖孔這種技術方案,主要就是講這兩種技術措施綜合起來,這對于消除煤層瓦斯的含量和減少煤層突出危險性的發生率,確保了大傾角煤層的安全開采和高效開采。亦無瓦斯涌出異常現象,該技術可以為礦井井筒揭穿強突煤層提供參考。

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