2.3.3石门(井巷)揭煤工作面防突措施技术方案
石门(井巷)揭穿突出煤层时发生的突出是各类井下巷道中突出强度最大的一种。其特点是石门和井巷工作面前方的煤体因岩柱的隔离和阻挡,一般处于未卸压和未排放瓦斯状态中,而且揭煤巷道的断面远比煤巷大得多。由于石门和井巷工作面的防突工作难度较大,所需的时间和工作量也较多,因此,《规定》对石门揭煤做出了较为详细的规定。
2.3.3.1石门工作面突出危险预测
二排煤矿石门揭煤是防突出工作的重点与难点,矿井必须按图12所示揭煤过程开展防突工作,其中石门工作面煤层层位控制及突出危险性预测是综合防突的重要环节,可采用如下方法开展工作。
⑴ 石门揭煤层位控制及相关瓦斯参数测定
⑴ 在石门工作面掘至距煤层10m(垂距)之前,至少打两个穿透煤层全厚且进入顶(底)板岩石不小于0.5m的前探钻孔,并详细记录岩芯资料。
在地质构造复杂、岩石破碎的区域,石门工作面掘至煤层20m(垂距)之前,必须在石门轮廓线外5m范围内布置一定数量的前探钻孔,以保证确切地掌握煤层的位置、厚度、倾角的变化、地质构造和瓦斯情况等。
⑵ 石门工作面距煤层5m(垂距)以外,至少打两个穿透煤层全厚的测压(预测)钻孔,测定煤层瓦斯压力、煤的瓦斯放散初速度与坚固性系数。为准确得到煤层的原始瓦斯压力值,测压钻孔应布置在岩层比较完整的地方,测压钻孔与前探钻孔不能共用时,两者见煤之间的距离不得小于5m。
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瓦斯地质分析前探钻孔探煤(距煤层法线距离大于10m)正常爆破掘进至距煤层法线距离大于5m处无突出危险突出危险性预测有突出危险实施防突措施无效防突措施效果检验补充防突措施有效边掘边探至揭煤前最小岩柱2m处边掘边探至揭煤前最小岩柱2m处安全防护措施安全防护措施远距离放炮或震动放炮揭穿煤层远距离放炮或震动放炮揭穿煤层加强支护无突出危险突出危险性检验有突出危险实施防突措施防突措施效果检验有效无效补充防突措施安全防护措施远距离放炮进入煤层顶(底)板图12 石门揭煤流程图
⑶ 为防止误穿煤层,在石门揭煤工作面距煤层垂距5m时,应在石门工作面顶(底)部及两侧补打3个小直径(42mm)超前钻孔,其超前距不得小于2m。
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当岩巷距突出煤层垂距不足5m且大于2m时,为了防止岩巷误穿煤层,必须及时采取探测措施,确定突出煤层的层位,保证岩柱厚度不小于2m(垂距)。
⑵ 石门揭煤突出危险性预测方法
石门揭煤突出危险性预测方法可采用钻孔瓦斯解吸指标法和综合指标法,或其它经试验证实有效的方法预测工作面突出危险性。本设计主要介绍钻孔瓦斯解吸指标法。
⑴ 在石门工作面距煤层5m时见图13、图14,利用探明煤层赋存条件和瓦斯情况的钻孔或在布置至少打2个直径为φ50~75mm的预测钻孔,钻孔控制石门工作面轮廓线外2~4m,其中一个预测钻孔与石门掘进方向一致,预测钻孔深度以见煤层顶(底)为止。
⑵ 钻孔在进入煤层时,用φ1~3mm的筛子筛分钻屑,测定其瓦斯解吸指标K1。钻屑解吸指标的测定方法具体参见WTC型瓦斯突出参数仪使用说明书。
⑶ 钻屑瓦斯解吸指标的突出临界值,应根据实际情况专题研究实测确定;无实测数据时,可参考《规定》提供的参考临界值:干煤K10=0.5mL/g.min1/2,湿煤K10=0.4mL/g.min1/2。
⑷ 钻屑指标法预测石门揭煤工作面突出危险性预测记录应按表4填写。
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110m2mA5mB3、41°32煤层AB123124AABB
1,2——控制煤层层位钻孔;3,4——测定煤层瓦斯压力钻孔
图13 从煤层底板揭煤控制突出的前探钻孔布置示意图
BA2m15mB3、431°A2煤层12312410mAABB
1,2——控制煤层层位钻孔;3,4——测定煤层瓦斯压力钻孔 图14 从煤层顶板揭煤控制突出的前探钻孔布置示意图
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表4 二排煤矿石门揭煤工作面突出危险性预测记录表
石门名称 钻孔编号 突出危险预测结论 总工程师 批 示 通风科(区)长 钻孔深度(m) 地测科长 预测人员 煤层编号 钻屑解吸指标测定日期 年 月 日 备 注 K1
2.3.3.2 石门揭煤工作面防突措施效果检验
石门揭煤防突措施执行后,应采用钻屑指标法或其他预测方法进行措施效果检验。检验钻孔数为4个,其中石门中间1个,并应位于措施孔之间,其他3个孔分别位于石门上部和两侧,终孔位置应位于措施控制范围的边缘线上。如果检验结果的各项指标都在该煤层突出危险临界值以下,则认为措施有效,反之,则认为措施无效,必须采取补充防突措施。
2.3.3.3石门揭煤防突措施
⑴ 石门揭煤的程序
石门揭穿突出危险煤层,即石门自底(顶)板岩柱穿过煤层进入顶(底)
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