建新煤礦1113順槽掘進(jìn)工作面抽放半徑考察方案創(chuàng)新

1、建新煤礦1113工作面抽放半徑考察實(shí)施方案江西省煤炭集團(tuán)公司瓦斯研究所豐城礦務(wù)局建新煤礦煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院二七年十月1 1113工作面概況建新煤礦1113順槽向西位于-600m水平2采區(qū)與3采區(qū)之間，在原1016順槽向東開(kāi)門(mén)點(diǎn)向西開(kāi)門(mén)，其方位為25930，掘進(jìn)30m后，先掘1113順回風(fēng)措巷煤巷15m，形成1113順的回風(fēng)通風(fēng)系統(tǒng)。巷道設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為628m，目前未采取消突措施的巷道長(zhǎng)度約520m。巷道采用錨網(wǎng)支護(hù)，設(shè)計(jì)巷道規(guī)格為上寬3.8m，下寬4.2m，高度為煤層厚度，薄煤時(shí)高度不小于2.3m。老頂：灰色細(xì)砂巖與粗砂巖互層，厚度約48m。直接頂：深灰色泥質(zhì)粉砂巖，中部夾泥巖薄層，含植物

2、化石，厚約3m。偽底：炭質(zhì)頁(yè)巖，厚0.050.2m，遇水容易膨脹。直接底：深灰色泥質(zhì)粉砂巖，還有大量植物根莖化石，塊狀層理，厚14m，遇水容易膨脹。煤層：B4煤層，平均厚度為2.5m，中間有一夾矸，厚度為0.3m左右。屬于半亮型煤，呈條帶互層，且煤層有自燃發(fā)火傾向，發(fā)火期24個(gè)月，煤塵具有爆炸性，其爆炸指數(shù)為23.7526.15。本巷道原始水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，主要充水因素為生產(chǎn)用水。掘進(jìn)過(guò)程中風(fēng)量為 m3/min，平均為 m3/min，工作面瓦斯?jié)舛葹?，工作面瓦斯涌出量平均為 m3/min。2 掘進(jìn)工作面抽放半徑考察2.1 抽放鉆孔設(shè)計(jì)根據(jù)礦井采掘接替安排及項(xiàng)目總體方案，在該工作面順槽掘進(jìn)過(guò)程

3、中采用施工順層預(yù)抽鉆孔消突，同時(shí)考察預(yù)抽鉆孔的抽放半徑，考察的參數(shù)為鉆孔直徑為75mm、90mm，抽放半徑1.5m、2m、2.5m。抽放時(shí)間為5天、10天、15天?？疾煦@孔布置圖見(jiàn)圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6，抽放鉆孔參數(shù)見(jiàn)表1、表2、表3。圖1 抽放時(shí)間與抽放半徑關(guān)系考察鉆孔布置示意圖（半徑1.5m）圖2 抽放時(shí)間與抽放半徑關(guān)系考察鉆孔開(kāi)孔位置圖（半徑1.5m）表1 抽放時(shí)間與抽放半徑關(guān)系考察鉆孔參數(shù)表（半徑1.5m）鉆孔編號(hào)孔徑（mm）孔深（mm）傾角（）夾角（）1901864329022533390284254903731959048314690563107905627890562

4、499056211090560-2119056-1-5129056-1-8139056-1-11149044-1-15159033-3-21169025-4-28179019-5-371號(hào)檢驗(yàn)孔90214292號(hào)檢驗(yàn)孔9033-4-183號(hào)檢驗(yàn)孔9036316備注：1、在鉆孔深度小于30m時(shí)未考慮鉆桿下沉； 2、鉆孔夾角是指鉆孔方向與巷道方向所夾的銳角或直角，左偏為正，右偏為負(fù)；3、參數(shù)表所列參數(shù)為第一循環(huán)的參數(shù)，由于第一循環(huán)開(kāi)始前應(yīng)取得一定距離的安全屏障，因此鉆孔施工個(gè)數(shù)較第二個(gè)循環(huán)相比要多。第二個(gè)循環(huán)以后沒(méi)有1、2、17號(hào)孔，當(dāng)掘進(jìn)開(kāi)始前已經(jīng)取得了滿(mǎn)足相關(guān)法規(guī)的安全距離時(shí)，直接按第二個(gè)循環(huán)

5、開(kāi)始考察；4、鉆孔以中線離掘進(jìn)工作面正前方煤壁5m的點(diǎn)為基點(diǎn)，上表所列鉆孔深度為基點(diǎn)到鉆孔終孔點(diǎn)的距離；5、以上鉆孔參數(shù)為直徑90mm時(shí)的參數(shù)，當(dāng)鉆孔直徑改為75mm時(shí)，參數(shù)相同。圖3 抽放時(shí)間與抽放半徑關(guān)系考察鉆孔布置示意圖（半徑2m）圖4 抽放時(shí)間與抽放半徑關(guān)系考察鉆孔開(kāi)孔位置圖（半徑2m）表2 抽放時(shí)間與抽放半徑關(guān)系考察鉆孔參數(shù)表（半徑2m）鉆孔編號(hào)孔徑（mm）孔深（mm）傾角（）夾角（）1902253429031323390463154905631059056266905622790560-2890560-699056-1-10109046-1-15119031-3-23129022-

6、5-341號(hào)檢驗(yàn)孔90453132號(hào)檢驗(yàn)孔9055103號(hào)檢驗(yàn)孔9045-2-13備注：1、在鉆孔深度小于30m時(shí)未考慮鉆桿下沉； 2、鉆孔夾角是指鉆孔方向與巷道方向所夾的銳角或直角，左偏為正，右偏為負(fù)；3、參數(shù)表所列參數(shù)為第一循環(huán)的參數(shù)，由于第一循環(huán)開(kāi)始前應(yīng)取得一定距離的安全屏障，因此鉆孔施工個(gè)數(shù)較第二個(gè)循環(huán)相比要多。第二個(gè)循環(huán)以后沒(méi)有1、12號(hào)孔，當(dāng)掘進(jìn)開(kāi)始前已經(jīng)取得了滿(mǎn)足相關(guān)法規(guī)的安全距離時(shí)，直接按第二個(gè)循環(huán)開(kāi)始考察；4、鉆孔以中線離掘進(jìn)工作面正前方煤壁5m的點(diǎn)為基點(diǎn)，上表所列鉆孔深度為基點(diǎn)到鉆孔終孔點(diǎn)的距離。5、以上鉆孔參數(shù)為直徑90mm時(shí)的參數(shù)，當(dāng)鉆孔直徑改為75mm時(shí)，參數(shù)相同。圖

7、5 抽放時(shí)間與抽放半徑關(guān)系考察鉆孔布置示意圖（半徑2.5m）圖6 抽放時(shí)間與抽放半徑關(guān)系考察鉆孔開(kāi)孔位置圖（半徑2.5m）表3抽放時(shí)間與抽放半徑關(guān)系考察鉆孔參數(shù)表（半徑2.5m）鉆孔編號(hào)孔徑（mm）孔深（mm）傾角（）夾角（）1901864529027428390433174905631059056356905510790561-589056-1-1099043-2-17109027-3-28119018-5-451號(hào)檢驗(yàn)孔90433142號(hào)檢驗(yàn)孔9056233號(hào)檢驗(yàn)孔9043-2-14備注：1、在鉆孔深度小于30m時(shí)未考慮鉆桿下沉； 2、鉆孔夾角是指鉆孔方向與巷道方向所夾的銳角或直角，左偏為

8、正，右偏為負(fù)；3、參數(shù)表所列參數(shù)為第一循環(huán)的參數(shù)，由于第一循環(huán)開(kāi)始前應(yīng)取得一定距離的安全屏障，因此鉆孔施工個(gè)數(shù)較第二個(gè)循環(huán)相比要多。第二個(gè)循環(huán)以后沒(méi)有1、11號(hào)孔，當(dāng)掘進(jìn)開(kāi)始前已經(jīng)取得了滿(mǎn)足相關(guān)法規(guī)的安全距離時(shí)，直接按第二個(gè)循環(huán)開(kāi)始考察；4、鉆孔以中線離掘進(jìn)工作面正前方煤壁5m的點(diǎn)為基點(diǎn)，上表所列鉆孔深度為基點(diǎn)到鉆孔終孔點(diǎn)的距離。5、以上鉆孔參數(shù)為直徑90mm時(shí)的參數(shù)，當(dāng)鉆孔直徑改為75mm時(shí)，參數(shù)相同。2.2 抽放鉆孔施工抽放鉆孔應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)施工，施工鉆機(jī)型號(hào)為煤科總院重慶研究院生產(chǎn)的ZYG150型鉆機(jī)，采用風(fēng)力排渣。在鉆孔施工中，應(yīng)準(zhǔn)確記錄鉆孔參數(shù)，包括鉆孔傾角、夾角、深度、鉆孔開(kāi)孔時(shí)間

9、、終孔時(shí)間、施工過(guò)程中的各種異?，F(xiàn)象等。并按表4所示格式詳細(xì)記錄鉆孔參數(shù)。表 4 測(cè)壓鉆孔施工參數(shù)記錄表鉆孔編號(hào)鉆孔參數(shù)施工時(shí)間異?，F(xiàn)象傾角()孔深(m)夾角()開(kāi)孔終孔2.3 抽放鉆孔的封孔抽放鉆孔施工完畢后應(yīng)及時(shí)封孔，但應(yīng)同時(shí)接入抽放系統(tǒng)進(jìn)行抽放。抽放鉆孔封孔材料可采用聚氨酯藥卷，封孔深度為6m。2.4 抽放管路設(shè)計(jì)2.4.1 抽放管路布置1113工作面順槽掘進(jìn)工作面抽放主管采用D100mm鋼管，鉆孔抽放管采用D25mm的帶安標(biāo)的PVC管，抽放管路布置見(jiàn)圖7。圖7 抽放管路布置圖2.4.2 抽放管路附屬設(shè)施抽放管路的附屬設(shè)施包括放水器、孔板等。每一個(gè)循環(huán)抽放鉆孔安裝1套孔板流量計(jì)。1113

10、工作面順槽安設(shè)一套自動(dòng)放水器，其位置設(shè)計(jì)在第一個(gè)循環(huán)抽放鉆孔以外?？装灏惭b見(jiàn)圖8。圖8 孔板流量計(jì)安裝示意圖2.5 抽放監(jiān)測(cè)孔板安裝完成后，應(yīng)每天測(cè)定并記錄抽放參數(shù)，包括抽放負(fù)壓、壓差、濃度、溫度等，記錄表格見(jiàn)表5。表5 抽放參數(shù)記錄表200 年 月 日孔板編號(hào)孔板位置接抽時(shí)間壓差（mmHg）負(fù)壓(Pa)濃度(%)溫度()2.6 抽放效果檢驗(yàn)掘進(jìn)工作面瓦斯預(yù)抽后，是否消除了該區(qū)域的突出危險(xiǎn)性需要經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)。檢驗(yàn)的指標(biāo)主要有鉆屑解吸指標(biāo)K1值、煤層殘余瓦斯含量及在施工檢驗(yàn)孔時(shí)所發(fā)生的噴孔、卡鉆等異常情況。 殘余瓦斯含量測(cè)定煤層殘余瓦斯含量指標(biāo)的測(cè)定采用的儀器為重慶煤科院生產(chǎn)的DGC型瓦斯含量直接測(cè)

11、定裝置。具體操作見(jiàn)使用說(shuō)明書(shū)。 鉆屑指標(biāo)k1值測(cè)定在掘進(jìn)工作面布置23個(gè)直徑42mm、孔深810m的鉆孔，每鉆進(jìn)2m，取一次鉆屑作解吸特征測(cè)定。取樣時(shí)，把秒表、篩子準(zhǔn)備好（1mm的篩子在下，3mm的篩子在上），鉆孔鉆到預(yù)定深度時(shí)，用組合篩子在孔口接鉆屑，同時(shí)啟動(dòng)秒表，一面取樣，一面篩分，當(dāng)鉆屑量不少于100g時(shí)，停止取樣，并繼續(xù)進(jìn)行篩分，最后把已篩分好的13mm的煤樣裝入WTC瓦斯突出參數(shù)儀的煤樣罐內(nèi)，蓋好煤樣罐，準(zhǔn)備測(cè)試。當(dāng)秒表走到t0時(shí)（通常規(guī)定t0為12min），啟動(dòng)儀器采樣鍵進(jìn)行測(cè)定，經(jīng)5min, 后，當(dāng)儀器顯示t0時(shí)，用鍵盤(pán)輸入t0，按監(jiān)控鍵，儀器顯示L0，輸入L0，按監(jiān)控鍵，儀器進(jìn)

12、行計(jì)算，并顯示K1值。整個(gè)測(cè)定完成，可進(jìn)行下一個(gè)煤樣的測(cè)定。更詳細(xì)的操作方法可參照WTC突出危險(xiǎn)參數(shù)儀使用說(shuō)明書(shū)。鉆孔施工中的異?，F(xiàn)象主要是指在施工過(guò)程中出現(xiàn)的明顯的突出預(yù)兆，包括煤體中出現(xiàn)劈裂聲、炮聲、悶雷聲；支架來(lái)壓、煤面外鼓、片幫；噴孔、夾鉆、頂鉆等。鉆孔抽放過(guò)程中根據(jù)抽放量計(jì)算抽放區(qū)域內(nèi)的瓦斯抽放率，根據(jù)抽放率計(jì)算控制區(qū)域的殘余瓦斯含量，初步判斷突出危險(xiǎn)性是否消除。若經(jīng)初步計(jì)算已經(jīng)能夠消除控制區(qū)域的突出危險(xiǎn)性，則利用1號(hào)檢驗(yàn)鉆孔測(cè)定鉆屑解吸指標(biāo)和殘余瓦斯含量來(lái)判斷突出危險(xiǎn)性是否消除，若1號(hào)檢驗(yàn)孔經(jīng)過(guò)測(cè)定突出危險(xiǎn)性已經(jīng)消除，則繼續(xù)檢驗(yàn)2號(hào)檢驗(yàn)鉆孔、3號(hào)檢驗(yàn)鉆孔。若1號(hào)檢驗(yàn)鉆孔經(jīng)測(cè)定判斷其

13、突出危險(xiǎn)性沒(méi)有消除，則把1號(hào)檢驗(yàn)鉆孔封閉，封孔材料采用水泥砂漿，封孔深度不小于10m。同時(shí)繼續(xù)抽放該區(qū)域瓦斯一段時(shí)間后再利用2號(hào)檢驗(yàn)孔進(jìn)行檢驗(yàn)。間隔時(shí)間可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)抽放情況確定，在實(shí)際考察時(shí)可設(shè)計(jì)為24天，經(jīng)檢驗(yàn)突出危險(xiǎn)性消除時(shí)的抽放時(shí)間即為此時(shí)抽放半徑為的預(yù)抽時(shí)間。所有的測(cè)定結(jié)果均需在表格中記錄下來(lái)，以便分析整理。記錄表格見(jiàn)表6。表6 抽放半徑與抽放時(shí)間關(guān)系考察效果檢驗(yàn)記錄表孔號(hào)測(cè)定深度（m）K1（ml/g.min1/2）殘余瓦斯含量（m3/t）備注3 回采工作面抽放半徑考察3.1 抽放鉆孔設(shè)計(jì)根據(jù)礦井采掘接替安排及項(xiàng)目總體方案，在該工作面順槽施工順層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯消突，同時(shí)考察預(yù)抽鉆孔的抽

14、放半徑，考察的參數(shù)為鉆孔直徑為75、90mm，抽放半徑2m、3m、4m。120號(hào)鉆孔直徑為90mm，鉆孔間距為4m；2130號(hào)鉆孔直徑為75mm，鉆孔間距為4m；3150號(hào)鉆孔直徑為90mm，鉆孔間距為6m；5160號(hào)鉆孔直徑為75mm，鉆孔間距為6m；6180號(hào)鉆孔直徑為90mm，鉆孔間距為8m；8190號(hào)鉆孔直徑為75mm，鉆孔間距為8m?？疾煦@孔布置圖見(jiàn)圖9，抽放鉆孔參數(shù)見(jiàn)表7。3.2 抽放鉆孔的施工鉆孔施工應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)鉆孔參數(shù)進(jìn)行，并保證鉆孔平直、孔形完整、鉆孔深度達(dá)到要求。鉆孔施工方法見(jiàn)附錄6所示。在鉆孔施工中，應(yīng)按表4所示表格詳細(xì)記錄記錄鉆孔參數(shù)以及鉆孔開(kāi)孔時(shí)間、終孔時(shí)間、終孔深度

15、等。3.3 抽放鉆孔的封孔抽放鉆孔施工完畢后應(yīng)及時(shí)封孔，但應(yīng)同時(shí)接入抽放系統(tǒng)進(jìn)行抽放。抽放鉆孔封孔材料可采用聚氨酯藥卷或水泥漿，封孔深度為6m。3.4 抽放管路設(shè)計(jì)3.4.1 抽放管路布置1113工作面抽放主管采用D150mm鋼管，每一組的支管（集氣管）采用D100mm鋼管，鉆孔抽放管采用D25mm的帶安標(biāo)的PVC管，抽放管路布置見(jiàn)圖9。圖9 1113工作面抽放半徑考察鉆孔布置示意圖表7 1113工作面抽放半徑考察鉆孔參數(shù)表組別123456789鉆孔編號(hào)11011202130314041505160617071808190鉆孔直徑（mm）909075909075909075鉆孔傾角（）1010

16、10101010101010鉆孔夾角（）909090909090909090鉆孔深度（m）656565656565656565鉆孔間距（m）444666888封孔深度（m）151010101010備注：鉆孔傾角為煤層傾角加一度；鉆孔夾角為鉆孔方向巷道方向的夾角。3.4.2 抽放管路附屬設(shè)施抽放管路的附屬設(shè)施包括放水器、孔板等。每一組抽放鉆孔安裝一套孔板流量計(jì)，抽放主管路在第九組外再安設(shè)一套孔板流量計(jì)測(cè)定整個(gè)抽放鉆孔瓦斯流量。1113工作面安設(shè)一套自動(dòng)放水器，其位置設(shè)計(jì)在第九組抽放鉆孔以外。孔板安裝見(jiàn)圖8。3.5 抽放檢測(cè)孔板安裝完成后，應(yīng)每天測(cè)定并記錄抽放參數(shù)，包括抽放負(fù)壓、壓差、濃度、溫度等

17、，記錄表格見(jiàn)表5。3.6 抽放效果檢驗(yàn)回采工作面進(jìn)行瓦斯預(yù)抽后，是否消除了該區(qū)域的突出危險(xiǎn)性需要經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)。檢驗(yàn)的指標(biāo)主要有鉆屑解吸指標(biāo)K1值、煤層殘余瓦斯含量、煤層殘余瓦斯壓力及在施工檢驗(yàn)孔時(shí)所發(fā)生的噴孔、卡鉆等異常情況。檢驗(yàn)孔布置見(jiàn)圖10，參數(shù)見(jiàn)表8。圖10 回采工作面抽放半徑考察檢驗(yàn)鉆孔布置示意圖表8 回采工作面抽放半徑考察鉆孔參數(shù)表鉆孔編號(hào)孔徑（mm）孔深(mm)傾角（）夾角（）檢175401090檢275401090檢375401090備注：1、所有的考察孔深度要盡量相等；2、鉆孔傾角以比考察區(qū)域煤層傾角增加一度設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)煤層傾角取15；3、夾角是指鉆孔方向與巷道方向所夾的銳角或直角

18、。4、檢驗(yàn)孔位于兩個(gè)抽放孔正中間。 殘余瓦斯含量測(cè)定煤層殘余瓦斯含量指標(biāo)的測(cè)定采用的儀器為重慶煤科院生產(chǎn)的DGC型瓦斯含量直接測(cè)定裝置。具體操作見(jiàn)使用說(shuō)明書(shū)。 鉆屑指標(biāo)k1值測(cè)定在工作面效檢鉆孔，每鉆進(jìn)2m，取一次鉆屑作解吸特征測(cè)定。取樣時(shí)，把秒表、篩子準(zhǔn)備好（1mm的篩子在下，3mm的篩子在上），鉆孔鉆到預(yù)定深度時(shí)，用組合篩子在孔口接鉆屑，同時(shí)啟動(dòng)秒表，一面取樣，一面篩分，當(dāng)鉆屑量不少于100g時(shí)，停止取樣，并繼續(xù)進(jìn)行篩分，最后把已篩分好的13mm的煤樣裝入WTC瓦斯突出參數(shù)儀的煤樣罐內(nèi)，蓋好煤樣罐，準(zhǔn)備測(cè)試。當(dāng)秒表走到t0時(shí)（通常規(guī)定t0為12min），啟動(dòng)儀器采樣鍵進(jìn)行測(cè)定，經(jīng)5min, 后，當(dāng)儀器顯示t0時(shí)，用鍵盤(pán)輸入t0，按監(jiān)控鍵，儀器顯示L0，輸入L0，按監(jiān)控鍵，儀器進(jìn)行計(jì)算，并顯示K1值。整個(gè)測(cè)定完成，可進(jìn)行下一個(gè)煤樣的測(cè)定。更詳細(xì)的操作方法可參照WTC突出危險(xiǎn)參數(shù)儀使用說(shuō)明書(shū)。鉆孔施工中的異常現(xiàn)象主要是指在施工過(guò)程中出現(xiàn)的明顯的突出預(yù)兆，包括