b、突出预测方法及预测钻孔布置; c、防治突出技术措施; d、防治突出技术措施效果检验; e、安全防护措施。
(2)、揭煤防突施工工艺流程如下图:
(3)、预测瓦斯突出危险程度指标:
a、解吸指标K1值
当f≥0.35,K1>0.4 或f<0.35,K1>0.3时,有突出危险; b、瓦斯瞬间解吸压力>0.03MPa; c、钻孔瓦斯涌出初速度q>4L/min; d、瓦斯压力P>0.74MPa 有突出危险;
e、打钻期间动力现象:喷孔、顶水、顶钻、卡钻。
当具备a或d时,有突出危险,同时具备b、c、e时,有突出危险。
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打前探钻孔 煤层突出危险性预测 无突出危险 有突出危险 多排钻孔排(抽)放瓦斯 防突措施效果检验 有效 无效 安全防护措施 补救措施 揭开煤层 (4)、控制煤层层位的钻孔布置
在隧道瓦斯设防段掘进过程中,必须连续施作超前钻孔,以探明施工前方地质情况,防止误揭煤层。工作面掘进至距煤层20m(垂距)之前,沿隧道前进方向打一个穿透煤层全厚且进入底板不小于0.5m的前探钻孔;在隧道工作面掘至距煤层10m(垂距)时,打三个穿透煤层全厚且进入底板不小于0.5m的前探钻孔。
钻孔布置见“探测孔布置图”。
所有探孔要求详细记录岩芯资料,以利于探明突出煤层的相对位置。
若隧道工作面掘至距煤层20m(垂距)时,发现地质构造变得复杂、岩石破碎,则必须在隧道断面四周轮廓线外5m范围煤层内布置一定数量的前探钻孔,以保证能确切地掌握煤层厚度、倾角变化、地质构造和瓦斯情况等。
(5)、突出预测方法及预测钻孔布置
突出预测采用钻屑指标法为主,钻孔瓦斯涌出初速度法为辅的方法。 1)、钻屑解吸指标K1的测定
a、钻机一钻进煤层就取一次钻屑,以后每钻进1m,取一次钻屑作解吸指标
测定。取样时,把秒表、筛子准备好(Φ1mm的筛子在下,Φ3mm的筛子在上)。钻孔钻到预定深度时,用组合筛子在孔口接钻屑,同时启动秒表,一面取样,一面筛分,当钻屑量不少于100g时,停止取样,并继续进行筛分。
b、把筛分好的Φ1~3mm的煤样装入WTC瓦斯突出参数仪的煤样杯,将盛满
煤样的煤样杯放入煤样罐中,盖好煤样罐,将阀门转动到煤样罐或煤样瓶与大气相通的位置。
c、当秒表计时到预定时间t0(通常规定t0为1~2min),转动阀门使煤样
罐或煤样瓶与测量系统接通、与大气隔绝,启动仪器开始测量钻屑瓦斯解吸量。 2)、钻孔瓦斯涌出初速度q的测定
a、钻进煤层后每钻进1m,测定一次钻孔瓦斯涌出初速度q。
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煤层 b、当钻孔钻进至预定深度后,立即用秒表计时。随后迅速拔出钻杆,把封
孔器送入孔底进行封孔。全部封孔操作应在规定进行流量计读数的时间以前完成。
c、在封孔操作的同时,应及时将流量计与导气管口连接好,待封孔完成后
即可进行测定。采用的流量计读数为瞬时流量时,在秒表走时至2min时读数,即为钻孔瓦斯涌出初速度值;采用的流量计读数为累计气体流量时,则应在秒表走时至1.5min时读出流量计数值。当秒表走时至2.5min时再读一个流量计数值,后一数减去前一读数即为钻孔瓦斯涌出初速度值。
两种类型流量计,使用时只能确定一种而不能混用,以免造成较大的测量误
差。
如果因封孔操作不及时等原因,测定瓦斯流量的时间已超过了规定的时间
时,该测定结果不能作为判定工作面无突出危险的依据。 3)、突出预测指标临界值
根据揭煤点的实际情况,取煤样进行实验研究,确定钻屑解吸指标K1临界
值。每次揭煤都应作好钻屑解吸指标K1、钻孔瓦斯涌出初速度q及其临界值考察。总结分析,为下一次揭煤突出预测提供可靠的依据。 (6)、防治突出技术措施
防治突出技术措施采用多排钻孔排放或抽放。由于隧道开挖断面大,为防止煤层突然揭开时大量涌出瓦斯,需实施多排钻孔预排瓦斯。从防治突出的角度来看,多排钻孔预排瓦斯是一种防治突出措施。结合突出预测情况,如煤层确实存在较大的突出危险,可将钻孔封孔、接抽,以达到加速和有效地消除突出危险的目的。
钻孔控制范围:隧道轮廓线外上方7m,左、右两帮6m,底部3m。排(抽)放钻孔孔径90~110mm,排(抽)放半径取1.0m。
钻孔布置见“排放孔位置布置图”。 钻孔排放剖面 煤层 3.5m 拱顶 左 煤层 拱煤层 右 排放范围钻孔排放平面 28
剖面 煤层 煤层 70平面 排放瓦斯顺序: 上导坑打排放钻孔(坑底距煤层不小于5m)→排放瓦斯→揭煤穿过煤层→下导坑打超前钻孔及预测孔。
当判定有突出性危险→由下导坑底顺煤层施作扇形排放钻孔→排放瓦斯→下导坑揭煤穿过煤层。
(7)、超前支护
隧道放炮揭开和穿过煤层时,为防止煤层垮落诱发突出,需采用超前小导管对开挖轮廓外岩体进行超前注浆加固。注浆加固措施在排(抽)放孔实施后,放炮揭煤前实施,控制隧道拱部及拱脚1米范围。
超前小导管参见施工工法图。 (8)、防突措施效果检验
执行防治突出措施后,按突出预测相同的方法和指标检验措施效果。一个效果检验孔布置在揭煤断面中部,并应位于措施孔之间;其它效果检验孔位于隧道上部和两侧。终孔位置应位于措施孔控制范围的边缘线上。如检验结果的各项指标都在突出危险临界值以下,则认为措施有效;反之,认为措施无效,必须补充防治突出措施,再进行效果检验。直至措施有效,方可放炮揭煤。
(9)、放炮揭煤及穿过煤层爆破设计
通过排放效果煤层无突出危险性后,封堵排放钻孔,采用超前小导管对开挖轮廓外岩体进行超前注浆加固,同时安装钢架,而后采用震动放炮揭煤。揭煤时,掘进工作面与煤层之间必须保持一定岩柱,其最小垂直厚度应不小于1.5m,遇岩石松软、破碎,还应增加岩柱厚度。
1)、石门揭煤
采用“低爆力震动放炮部分露煤揭石门”方法。
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露煤揭开石门及过石门坎图如下:
拱顶 煤层 1.5m 1.5m 揭开石门后扩挖顶部 3-3.5m 石门长度 循环进尺(0.7-1.0m) 过石门坎 A、揭开石门
a、刷斜面或台阶。 b、石门钻眼及爆破
石门爆破的炮眼长度按一次揭开石门长3~3.5m确定,顶部露煤长度不大于1.5m,在岩石段装药(普通爆破)采用矿用安全炸药和矿用安全电雷管。
c、支护
斜面顶板设临时支护,揭开石门进行锚喷支护后立即进行斜面部分的顶板扩挖进行支护。
d、石门必须一次揭穿。 B、过石门坎
施工原则:勤检验、短进尺、弱爆破、强支护、快喷锚。 a、勤检验
揭开煤层后,检验工作面前方10m地段有无突出危险性,若指标合格掘进5m。然后再检验10m,掘进5m,如此循环。指标不合格,停工进行钻孔排放。
b、短进尺:每次爆破掘进1.0m,防止冒顶。
c、弱爆破:多打眼少装药,只打岩石眼。煤层打眼使用电煤钻,采用矿用安全炸药及五段电雷管。
d、强支护:安装锚杆、钢架。
e、快喷锚:爆破后立即进行锚喷初期支护。
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