蘆嶺煤礦8#煤層頂分層安全高效掘進防突技術研究

周二元

(淮北礦業股份公司蘆嶺煤礦,安徽省宿州市,234113)

蘆嶺煤礦8#煤層頂分層安全高效掘進防突技術研究

周二元

(淮北礦業股份公司蘆嶺煤礦,安徽省宿州市,234113)

研究完善了蘆嶺煤礦8#煤層頂分層掘進工作面安全高效掘進防突技術參數,現場試驗結果表明,試驗期間未出現瓦斯超限及突出情況,月掘進度最高達到61.4 m,在原來月掘進度30～40 m基礎上平均提高了43%。

掘進工作面 安全高效掘進 防突技術

1 工作面概況

1.1 Ⅱ827-1掘進工作面

Ⅱ827-1工作面位于蘆嶺煤礦礦井中部二水平二采區,本次試驗的Ⅱ827-1掘進工作面為Ⅱ827(6-4)進風巷。設計全長253 m,該段8#煤層平均厚6.95 m,發育較穩定。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Ⅱ827雙巖巷底板鉆場區域預抽后,該區段殘余瓦斯壓力最大為0.42 M Pa。

1.2 Ⅱ884-1掘進工作面

Ⅱ884-1工作面位于礦井西部二水平八采區,該段8#煤層平均厚9.8 m,煤層發育較穩定。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Ⅱ884雙巖巷(巖石集中巷和巖石軌道巷)底板鉆場區域預抽后,該區段殘余瓦斯壓力最大為0.6 M Pa。

2 突出危險性預測敏感指標與臨界值考察

經測定,鉆屑瓦斯解吸指標(Δh2、K1、S)均具有一定敏感性,初步確定解吸指標Δh2的臨界值為160 Pa,S的臨界值為5.0 kg/m。通過對現場同一煤樣K1值和Δh2測試統計,K1與Δh2基本成線性關系,基本上滿足以下關系式:

根據初步確定的Δh2臨界值160 Pa,則鉆屑解吸指標K1臨界值為0.25 m l/(g·min1/2)。根據煤樣實驗室測試,初步確定預測指標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工作面預測敏感指標及其臨界值如下:

3 防突措施合理化參數考察

3.1 超前排放鉆孔措施

根據礦井煤巷掘進實際情況,本次試驗主要采用防突效果檢驗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。考察結果為蘆嶺煤礦Ⅱ水平8#煤層頂分層煤巷掘進,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定》等相關法律法規的要求,結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5 m,巷道底部4 m。措施超前距為:在地質構造平穩帶為5 m,地質構造復雜帶為7 m。

3.2 邊掘邊抽措施

根據對蘆嶺煤礦Ⅱ827(6-4)進風巷巷幫邊掘邊抽鉆場中鉆孔在不同時間的抽放參數考察,巷幫鉆場在空間上和時間上均存在不均勻性。邊掘邊抽措施應重點在工作面瓦斯涌出大的區域采用。根據考察的結果,分析得出試驗區巷幫鉆場鉆孔數應布置4～6個,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考察

4.1 Ⅱ827-1掘進工作面

Ⅱ827-1掘進工作面于2009年4月20日從6#切眼開始掘進,至2009年11月30日與4#切眼貫通結束,巷道掘進長度253 m,歷時224 d,平均掘進33.88 m/月。統計數據見表1。

表1 Ⅱ827-1掘進工作面月掘進度對比表

從統計數據可以看出,10月份以后由于日進尺由原來的3～4 m增加到每日5 m。巷幫鉆場由原來的每20 m施工1個改為現在的每40 m施工1個,很大程度上減少了工程量,使得掘進速度大幅度提高,月掘進度提高了14 m,與10月份以前相比較,增長幅度達到47.88%,試驗階段掘進過程均未出現回風瓦斯濃度超限及突出情況,說明煤巷綜合防突技術措施取得了很好的防突效果,實現了蘆嶺煤礦中部二采區煤巷安全高效掘進。

4.2 Ⅱ884-1掘進工作面

Ⅱ884-1掘進工作面在2010年1月7日從Ⅱ884-1里段工作面進風巷開始掘進,至2010年10月4日掘進至Ⅱ884-1外段工作面切眼,掘進巷道總長473.7 m,歷時393 d,平均月掘進度57 m。統計數據見表2。

表2 Ⅱ884-1掘進工作面掘進度統計表

從統計數據可以看出,由于Ⅱ884-1掘進工作面瓦斯涌出較小,故僅在Ⅱ884-1外段工作面出現煤層增厚以及斷層附近區域采取邊掘邊抽巷幫鉆場進行輔助卸壓抽采,其他區域均未采用,因此也加快了掘進速度,最高日掘進度達到4.9 m,平均日掘進度3.8 m。試驗階段掘進過程均未出現回風瓦斯濃度超限及突出情況,說明采用煤巷綜合防突技術措施取得了很好的防突效果,實現了蘆嶺煤礦西部8采區煤巷安全高效掘進。

5 結論

(1)通過理論分析、煤樣實驗室測試和現場試驗,獲得了礦井Ⅱ水平8#煤層頂分層煤巷掘進防突技術的重要技術參數:

蘆嶺礦Ⅱ水平8#煤層頂分層煤巷掘進工作面預測敏感指標及其臨界值為: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#煤層頂分層試驗區在掘進過程未出現瓦斯超限或突出動力情況,實現安全掘進710.7 m,月掘進度最高達到61.4 m,月掘進度在原月掘進度30～40 m基礎上平均提高了43%,取得了明顯的安全、經濟效益。

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。

(責任編輯 梁子榮)