AA--A1~73m8~1617~277m3m113m巷道轮廓线234567891011121314151628~3839~49171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849工作面50~6061~7172~8283~9394~103104~1101~110-----抽放钻孔A13m5051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110 图2-3-3 石门揭煤工作面预抽钻孔布置示意图
1)底板穿层抽放
上煤组有C6、C9、C11煤层,在C11煤层底板布置底板瓦斯抽放巷,在底板瓦斯巷施工穿层钻孔对C6、C9、C11煤层提前进行抽放。
下煤组有C12、C13、C15、C16、C17、C18、C20煤层,在C20煤层底板布置底板瓦斯抽放巷,在底板瓦斯巷施工穿层钻孔对C12、C13、C15、C16、C17、C18、C20号煤层提前进行抽放。详见插图(同图2-3-1)。
首采煤层C6层的消突即采用C11煤层底板瓦斯抽放巷施工穿层钻孔至C6煤层顶板至少0.5m,预抽C6煤层中接替采煤工作面两条煤巷区域煤巷条带煤层瓦斯,预抽接替工作面块段煤层瓦斯,达到钻孔控制范围煤层瓦斯压力降至0.74Pma或煤层赋存瓦斯含量降到8m3/t以下,以消除突出危险,做到不掘突出头,不采突出面,否者不得掘进和回采。
2)煤巷掘进工作面
煤层掘进时,在掘进工作面向掘进方向的煤体中施工超前钻孔进行区域抽
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放,预抽钻孔长度≥60m,钻孔超前距离≥20m,巷道上帮控制范围为轮廓线外20m,下帮控制范围为轮廓线外10m,钻孔必须超前于掘进工作面20m。见图2-3-4。
60 允许掘进距离40m 超前距20m >20m
>10m
40 控制范围60m
图2—3—4 掘进工作面抽放钻孔布置示意图
3)石门揭煤工作面
井巷、石门揭煤工作面必须采取区域预抽措施。抽放钻孔布置在石门周界外,控制范围为:巷道轮廓线外13m,且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时,应保持煤孔最小超前距15m;钻孔间距根据实测的钻孔有效排放半径确定,目前,矿井无实测数据,设计取孔底间距为3m,石门揭煤工作面抽放钻孔布置见图2-3-5。
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AA--A1~73m8~1617~277m3m113m巷道轮廓线234567891011121314151628~3839~49171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849工作面50~6061~7172~8283~9394~103104~1101~110-----抽放钻孔A13m5051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110 图2-3-5 石门揭煤工作面预抽钻孔布置示意图
2.2.3区域性防突措施效果评价
不论是掘进工作面还是回采工作面,在采取了以上长钻孔预抽瓦斯措施,经过几个月的抽放后,能否达到消除突出危险的目的,需要进行效果评价,即进行一次区域突出危险性预测。只有当掘进巷道的抽放条带(钻孔控制范围)或回采工作面区域经评价确认无突出危险后,方可按照无突出危险区进行管理。
2.2.3.1 预抽瓦斯防突的有效性评价指标
按照《煤矿安全规程》第一百九十条的规定,预抽瓦斯后必须对预抽防突效果进行检验,其有效性指标根据矿井实测资料确定,无实测资料时,可参照以下指标之一确定:
⑴ 残余瓦斯含量。
残存瓦斯含量与残余瓦斯压力是一项绝对指标。对于特定的矿井、煤层和区域,存在一个最小的突出瓦斯压力(煤层始突深度瓦斯压力),当瓦斯压力小于煤层最小的突出瓦斯压力时,一般不会发生突出,大于该值时认为具有突
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出危险性。根据《中华人民共和国安全生产行业标准煤矿瓦斯抽采基本指标AQ1026——2006》,突出煤层工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层的瓦斯含量降到煤层始突深度的瓦斯含量以下或将瓦斯压力降到煤层始突深度的煤层瓦斯压力以下,若没能考察出煤层始突深度的煤层瓦斯含量或压力,则必须将煤层瓦斯含量降到8m3/t以下,或将煤层瓦斯压力降到0.74MPa(表压)以下。所以,经过长钻孔预抽瓦斯后,采用MT/T77 煤层气测定方法(解吸法)和MT/T638煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定法就测定出残存瓦斯含量和残存的瓦斯压力,用残存瓦斯含量和残存瓦斯压力与始突深度的煤层瓦斯含量与始突深度的瓦斯压力进行比较,当残存瓦斯含量小于始突深度的瓦斯含量或8m3/t、残余瓦斯压力小于始突深度的瓦斯压力或0.74MPa时,可以认为抽放有效,达到了消除突出危险的目的,否则无效,应继续抽放或按照突出危险区进行管理。
⑵ 瓦斯预抽率。
瓦斯预抽率应大于30%,用该指标时,采掘过程中必须用工作面预测方法进行经常性复验。
瓦斯预抽率计算公式:??式中:Q
喷
Q喷+Q涌+Q抽Q储?100
3
——打钻中各钻孔喷出的瓦斯总量,m;
3
Q涌——打钻中、连接抽放管路前各钻孔涌出的瓦斯总量,m;
Q抽——抽放的瓦斯总量,m;
Q储——钻孔控制范围内的煤层瓦斯储量,m;
Q喷、Q
涌
3
3
可根据施工钻孔和连接抽放管路前巷道风流中的瓦斯涌出增加量
估算,也可以忽略不计。
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残余瓦斯含量可以通过瓦斯储量减去瓦斯抽放量和钻孔瓦斯涌出量等计算获得。
建议矿井可先采用瓦斯预抽率、残余瓦斯压力指标,结合地质构造、软分层厚度及其分布、瓦斯涌出量、抽放量衰减情况等指标进行预抽防突效果评价。
瓦斯预抽率用于评价预抽防突效果是合适的,但是,其临界值采用30%是否符合二排煤矿的实际,有待进一步考察确定。因为,瓦斯预抽率是一个相对的指标,并非绝对的指标,瓦斯含量、瓦斯压力的分布是不均匀的,有些区域比较大,而有些区域相对较小,瓦斯预抽率达到30%时,残余瓦斯含量和残余瓦斯压力在有些区域可能已远小于突出的最小瓦斯含量和最小瓦斯压力,而在有些区域,残余瓦斯含量和残余瓦斯压力尚未达到消除突出危险的程度。所以,不同矿井、煤层和区域,评价突出危险性时其瓦斯预抽率指标临界值应有所不同。目前,二排煤矿在未进行考察前,可以先按照《煤矿安全规程》的规定,瓦斯预抽率不能小于30%。
⑶ 残余瓦斯压力
残余瓦斯压力是一项绝对的指标。对于特定的矿井、煤层和区域,存在一个最小的突出瓦斯压力,当瓦斯压力小于煤层最小的突出瓦斯压力时,一般不会发生突出,大于该值时认为具有突出危险性。所以,经过长钻孔预抽瓦斯后,可以计算出残余瓦斯含量,进而计算出残存的瓦斯压力,用残存瓦斯压力与最小突出瓦斯压力进行比较,当小于最小突出瓦斯压力或0.74MPa时,可以认为抽放有效,达到了消除突出危险的目的,否则无效,应继续抽放或按照突出危险区进行管理。最小突出瓦斯压力可以通过煤层软分层的坚固性系数计算得到,或根据《规定》选择0.74MPa。
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