淺談高瓦斯煤層構造復雜區(qū)域防突與瓦斯治理技術

1、淺談高瓦斯煤層構造復雜區(qū)域防突與瓦斯治理技術 張朝舉林青王艷華楊春林論文關鍵詞地質構造采掘煤與瓦斯突出論文摘要祁東煤礦為高瓦斯突出礦井，通過介紹該礦在地質構造復雜區(qū)域高瓦斯煤層3，46突出威脅工作面采掘過程中采取的防突技術、瓦斯治理措施、管理制度、管理體系?？偨Y了其中的技術創(chuàng)新和操作標準化，為地質構造復雜區(qū)域高瓦斯突出煤層掘進防治煤與瓦斯突出的開展提供了一定的參考。0引言煤與瓦斯突出是一個能量釋放過程，在這一過程中，首先是能量的積聚，這個能量包括瓦斯、地應力等。煤層內(nèi)的瓦斯含量、瓦斯壓力和地應力隨地質構造復雜程度的不同存在著較大的差異。由于地質構造帶存在著一定的構造應力，所以，在構造帶儲存有較

2、高的煤巖彈性應變能，突出危險性較大；并且在這些區(qū)域，煤層裂隙較為發(fā)育，瓦斯含量和壓力往往較高，所以瓦斯內(nèi)能較大，突出危險性較大。同時，在地質構造帶，由于煤巖層受到不同程度的破壞，煤層的穩(wěn)固性系數(shù)往往較低，軟分層較為發(fā)育，相對而言抵抗突出破壞的才能較差，所以成為突出的多發(fā)區(qū)域。祁東煤礦為高瓦斯突出礦井，3246煤層為高瓦斯威脅煤層，346工作面屬于地質構造復雜區(qū)域，所以在該區(qū)域中的防突工作包括防突技術和防突管理，將是礦井平安掘進的重要保障。1試驗區(qū)域情況祁東煤礦3246工作面位于井田西翼一程度四采區(qū)，標高一532466163，工作面全長934，傾向寬186，沿走向布置。東以四采區(qū)中部運輸上山為界

3、，西(3246切眼)靠近f22礦井邊界斷層，風巷與設計3244工作面為界，機巷靠近3248采空區(qū)。工作面煤厚0730，平均煤厚22，煤層厚度變化較大，靠近斷層處煤層有拉薄現(xiàn)象，變異系數(shù)20；煤層構造較復雜，含12層夾矸，夾矸為灰黑色泥巖，平均厚度01。本工作面構造較復雜。煤層產(chǎn)狀局部有起伏，受區(qū)域構造力作用，小斷層較為發(fā)育。3246工作面煤層瓦斯含量為93in煤層含有多層軟分層。2防突技術祁東煤礦3246煤層為高瓦斯突出威脅煤層，根據(jù)?防治煤與瓦斯突出細那么?相關規(guī)定，并結合礦井施工區(qū)域的特殊性在3246煤層掘進及回采期間，采用“超前鉆孔預排瓦斯十四位一體綜合防突措施，工作流程如圖1所示。21

4、突出預測及效檢突出預測及效檢技術以?防治煤與瓦斯突出細那么?規(guī)定的標準為根底，結合望峰崗井煤層的實際情況，以鉆屑量s和瓦斯解吸指標k。為主要預測及效檢指標；輔助指標為各種動力現(xiàn)象、地質構造發(fā)育及變化程度、構造煤變異程度、瓦斯涌出異?，F(xiàn)象等。當上述主要指標超限時，即認為工作面具有突出危險性；當輔助指標異常時，需要分析其異常的原因，在確認為與突出危險眭無關時，方可排除輔助指標預測突出危險的結論。在3246煤層掘進工作面進展防突預測時，布置3個預測孑l，鉆孔的深度為巷高的3倍左右，一般為810。鉆孔盡量布置在軟分層，中間一個鉆孔位于巷道中部與掘進方向一致，另外兩個鉆孔開孔于工作面兩側巷幫內(nèi)05處，終

5、孔于巷道前方預計輪廓線外24。采煤工作面進展防突預測時，每隔10布置一個防突預測鉆孔。鉆屑量的測定從鉆孔第1開始，每施工1用專用容器搜集孔口鉆屑，并用彈簧秤稱量，鉆屑量的臨界值采用?細那么?規(guī)定的s=6k；k值的測定在鉆孑l每2、4、6、8時用t防突測定儀進展測定，k值的臨界值k=05lgin；鉆孑l瓦斯涌出初速度口的測定從鉆孔第2開始用ty防突測定儀測定，q的臨界值q=4lin。掘進過程遇到以下情況時，均視為有突出危險：地質構造破壞帶，如斷層、褶曲等構造；煤層傾角、厚度、走向或傾向等賦存條件急劇變化以及軟分層增厚地帶(軟分層厚度0-3)；打鉆過程出現(xiàn)噴孔、卡鉆、頂鉆、吸鉆等動力現(xiàn)象；工作面出

6、現(xiàn)明顯的突出預兆：頂板來壓、支架斷裂、煤壁片幫、掉渣與外鼓，煤壁光澤暗淡、層理紊亂，瓦斯涌出忽大忽孝工作面溫度降低，煤壁前方附近出現(xiàn)煤炮聲等；采掘應力迭加區(qū)域。22預測及效檢工藝要求為了進步預測及校檢數(shù)據(jù)的可靠性，對打鉆工藝及防突儀器的操作做了以下要求：鉆孔施工、指標測定由專人負責，以消除由于施工與測定技術差異引起的操作誤差；施工鉆孔前要仔細觀察巷幫支護情況、頂板受力情況、煤壁特征等，并作詳細記錄；在測定k。值和鉆孔瓦斯涌出初速度時，應當盡可能減少人為因素對測量造成的誤差；測量鉆屑量時，盡可能多的搜集到鉆屑，以進步鉆屑量的準確度；預測效檢測過程中要具有高度的責任心，詳細記錄預測及校檢過程中的各

7、種動力現(xiàn)象，不能敷衍了事。23工作面消突措施當預測及校檢有突出危險時，應該及時采取消突措施，不能盲目進尺。根據(jù)礦井瓦斯自然排放半徑05的經(jīng)歷數(shù)據(jù)和3246煤層的實際厚度，采取的主要防突措施是在工作面施工9個1819深，p9l大直徑瓦斯排放及卸壓鉆孔。鉆孔的布置綜合考慮煤體狀況，主要布置在分層及構造煤層中，同時，通過觀察煤層延伸方向，從三維空間的角度設計最少的鉆孔到達最好的消突目的。在消突鉆孔施工過程中，要詳細記錄動力現(xiàn)象，如噴孔、卡鉆、響煤炮等，發(fā)現(xiàn)有異常情況及時通知相關部門處理。當掘進工作面遇褶曲構造，即煤層彎曲變形的構成形式，除掘進方向沿煤層走向不變，加強轉彎巷道處的支護外，防突在保存5平

8、安屏障的工作面，盡可能利用小型煤電鉆向前方煤層多打孔，然后用大型液壓鉆機打局部巖孔進入褶曲轉折端煤層并過全煤層，再對轉折端煤層排放孔檢驗，有效前方可掘進。當掘進工作面遇壓薄帶與增厚帶的伴生構造形式，如由煤層增厚帶進入壓薄帶，防突措施可以適當減少鉆孔；如由煤層壓薄帶進入增厚帶，防突措施可以適當增加鉆孔，加強排放孔工作，在效檢有效前方可進入厚煤帶掘進。3采煤工作面瓦斯治理根據(jù)306工作面煤層賦存條件和瓦斯涌出來源分析，在回采期間采用抽采巷高位鉆孔抽采、采空區(qū)埋管抽采、尾巷抽采及風巷邊孔抽采的瓦斯綜合治理措施。306工作面瓦斯治理設計如圖2所示4防突管理地質構造復雜區(qū)域高瓦斯煤層的防突與瓦斯治理工作

9、中，首先是思想上必須高度重視，組織管理要全面，技術措施要嚴密，防突職責要落實，現(xiàn)場嚴格執(zhí)行“有疑必探，預防為先的原那么，確保在平安的前提下，完成地質構造復雜區(qū)域高瓦斯突出煤層的采掘工作。防突及瓦斯治理管理上在汲取了本礦及其他假設干煤礦突出事故教訓后，礦井指導加強管理，建立了一套較為完善的防突管理標準。由于在嚴格落實綜合防突技術及瓦斯綜合治理措施過程中涉及的部門較多(包括通風、抽排、掘進、消費等)，為了協(xié)調(diào)這種復雜的工作環(huán)節(jié)，建立了以總工程師為直接指導、調(diào)度所為核心的指揮網(wǎng)絡管理體系，各單位指導負技術責任，工作責任落實到人。這種管理體系不僅進步了工作效率、加強了信息溝通及反響，而且防止了管理脫節(jié)現(xiàn)象、工作推委現(xiàn)象、施工延誤現(xiàn)象等，為礦井的防突及瓦斯治理工作順利開展作出了極大的奉獻。5結語在深井地質構造復雜區(qū)域采勸超前鉆孔預排瓦斯+四位一體的綜合防突技術防治煤與瓦斯突，即根據(jù)3246煤層厚度和預測效檢情況，施工掘進循環(huán)超前預排瓦斯鉆孔和防突措施孔。通過預排瓦斯鉆孔或防突措施孔，降低地應力、瓦斯壓力和瓦斯含量，相應增加構造煤強度，同時進步巷道支護強度，保證發(fā)生突出的阻力大于動力，防治