邊抽邊掘技術(shù)在高瓦斯突出危險煤層掘進(jìn)中的實(shí)踐與應(yīng)用

邊抽邊掘技術(shù)在高瓦斯突出危險煤層掘進(jìn)中的實(shí)踐與應(yīng)用產(chǎn)量400萬的特大型現(xiàn)代化礦井,2023年實(shí)際生產(chǎn)力氣達(dá)到560萬。

井田內(nèi)13-1煤層為突出危險煤層,11513工作面是礦井東翼-610下山采區(qū)13-1煤層首采面,工作面走向長1900,標(biāo)高-590~-660設(shè)計(jì)采煤方法為綜采放頂煤。

11513工作面煤層賦存穩(wěn)定,走向傾角97~107,煤層平均傾角1218′,。

工作面下順槽掘進(jìn)初期,主要通過加大風(fēng)量來排放***,施工超前排放鉆孔來消退突出。

但在掘進(jìn)施工3個月內(nèi)的實(shí)踐證明,消突效果不明顯,猜想指標(biāo)經(jīng)常超標(biāo),且防突措施工程量巨大,既費(fèi)時又費(fèi)勁,達(dá)不到預(yù)期效果,而且瓦期頻繁超限,確定***,嚴(yán)峻影響掘進(jìn)進(jìn)度,造成工作面接替緊急。

為此,從2023年4月開頭,實(shí)行巷幫鉆場邊抽邊掘技術(shù),取得了顯著效果,巷道于2023年2月實(shí)現(xiàn)了平安貫穿。

1技術(shù)原理通過在巷道兩幫施工鉆場,在鉆場內(nèi)和迎頭沿工作面走向方向施工長鉆孔抽放***,以達(dá)到消退突出危險、保證工作面掘進(jìn)進(jìn)尺的目的。

首先,通過長鉆孔抽放可削減由煤體涌入巷道空間的***,降低風(fēng)排***量;其次,實(shí)行抽放措施后,煤體的***壓力得到釋放,地應(yīng)力也顯著降低,即通過降低發(fā)生***突出的地應(yīng)力和***壓力來消退煤與***突出危險。

2鉆場及鉆孔布置巷道掘進(jìn)每50為1個循環(huán),即在順槽兩幫每隔50施工2個對稱鉆場,鉆場規(guī)格為:長寬高=54。

每個鉆場施工4個鉆孔,迎頭施工6個鉆孔,孔深60,孔徑94。

鉆孔施工完畢接受聚***脂封孔,封孔深度不低于5。

鉆場鉆孔每天24不間斷抽放,迎頭鉆孔至少抽放24。

考慮到鉆孔成孔工藝的差異,每掘進(jìn)循環(huán)鉆孔交叉10,鉆場和鉆孔布置見圖1。

圖1鉆場及鉆孔設(shè)計(jì)示意圖由于13-1煤層透氣性低,為提高***抽放量,利用地面永久抽放泵進(jìn)行抽放。

工作面抽排管直徑Φ159,抽放負(fù)壓25~30,并定期考察抽放濃度、流量、負(fù)壓等基本參數(shù)。

3效果分析1從2023年4月到2023年2月,11513下順槽掘進(jìn)面累計(jì)抽放***1053,,%。

2由于鉆場鉆孔攔截了部分巷道周邊煤體涌入巷道的***,大大降低了風(fēng)流中的***濃度,杜絕了***超限現(xiàn)象。

2023年1~3月,在未實(shí)施邊抽邊掘技術(shù)時,共發(fā)生***超限6次,***濃度最高達(dá)到4%,正常狀況下***%。

在實(shí)行邊抽邊掘措施后,沒有發(fā)生一次***超限事故,***%,%,如圖2所示。

圖2措施前后工作面***濃度比較3通過抽放,使煤體的物理力學(xué)性質(zhì)得到轉(zhuǎn)變,應(yīng)力集中帶前移,增加了迎頭前方煤體的卸壓帶寬度和透氣性,降低了發(fā)生突出的動力即***壓力和地應(yīng)力。

實(shí)踐證明,在沒有執(zhí)行邊抽邊掘防突措施時,,實(shí)行深孔抽放措施后,,月平均防突猜想超限次數(shù)限低61%,大大節(jié)省了防突人力、物力。

4通過施工長鉆孔,基本能探出工作面前方落差小于3的較小斷層,這是目前實(shí)行其他手段所難以推斷的,避開了確定的地質(zhì)風(fēng)險。

5在沒有執(zhí)行邊抽邊掘防突措施前,,實(shí)行深孔抽放措施后,。

掘進(jìn)進(jìn)尺穩(wěn)定在150~160月,最高達(dá)到182月,是實(shí)行措施前的2~3倍。

工作面貫穿工期比原方案提前了近3個月時間,消退了采面接替緊急的局面。

應(yīng)用效果見表1。

表1邊抽邊掘技術(shù)效果比較表項(xiàng)目實(shí)施邊抽邊掘技術(shù)前實(shí)施邊抽邊掘措施后月平均***超限次數(shù)次月平均防突猜想指標(biāo)超限數(shù)次月平均進(jìn)尺量工作面貫穿工期11513下順槽掘進(jìn)實(shí)踐證明:通過實(shí)行邊抽邊掘技術(shù)后,既解決了工作面***超限問題,又不同程度地消退了突出危險,同時掘進(jìn)進(jìn)尺大幅度提高。

邊抽邊掘技術(shù)是高***突出危險煤層治理***的有效措施之一。

2為提高抽放效果,封孔質(zhì)量要求較高,由于煤層透氣性低,可設(shè)大流量專用移動抽排泵抽放,加大孔口負(fù)壓,增加抽放效果。

3鉆孔參數(shù)還需進(jìn)一步優(yōu)化,以提高鉆孔利用率和***抽放效果。

抽放鉆孔孔徑應(yīng)盡量大。

由于迎頭鉆孔抽