摘要:突出煤层掘进面防突工作一直是瓦斯防治工作的重中之重,防突技术直接影响到整个矿井的安全生产。防突必须从区域和局部人手,针对矿井具体情况研究针对性的防突技术措施,找出一套行之有效的安全掘进技术和配套的防突措施,消除突出危险性的同时减少防突工程量和资金投入,这对矿井安全高效生产意义重大。
关键词:突出煤层;掘进工作;防突技术
根据工程经验,在顶底板较软的突出煤层中进行掘进时,应根据具体的情况,采用科学有效的消突措施、合理的巷道断面、科学的支护工艺相结合的针对性较强的综合性防突措施,方能达到较好的防突效果。
1有效的消突措施
目前国内较成熟的掘进防突技术有钻孔排放措施、抽放措施、松动爆破措施、水力冲孔或煤层注水等水力措施。对于软底软顶煤层,水力防突措施施工管理难度大,对巷道的支护效果有一定的影响,非特定条件在软底软顶煤层中一般不宜使用。
1.1透气性较好煤层的消突措施
煤层较坚硬且比较稳定,煤层的突出危险性相对较小,如果煤层的透气性相对较好,则主要采取的消突措施有以下几种。
1)浅孔超前排放措施。采用Φ42mm麻花钻杆配合风煤钻施工排放孔,孔深8—12m,钻孔数量和参数需具体设计,措施经检验有效后,保持5m超前距进行掘进,完成掘进后执行下一轮措施。
2)深孔超前排放措施。采用150型钻机配合Φ86mm钻孔施工排放孔,孔深30一50m,如钻机成孔效果好,深度可适当加长,钻孔数量和参数根据具体情况进行设计。执行超前排放措施孔后,按照防突细则要求进行效果检验,检验孔深度为8—12m,保持2m超前距进行掘进,相对于Φ86mm深孔而言,最后一个循环保持5m超前距掘进。
3)深孔松爆措施。采用Φ42mm的炮眼,眼深8—12m,根据松动爆破孔有效影响范围设计巷道断面内炮眼布置及炮眼个数,执行措施后经检验有效保持5m超前距掘进。
1.2透气性较差煤层的消突措施
如果煤层的透气性较差,上述措施不易达到消突目的,则可采取巷旁钻场本层超前抽放措施或工作面超前抽放措施,抽放钻孔的布置、数量、深度等应根据实测钻孔的抽放半径和安全煤柱的要求,结合矿井的实际情况进行设计。当检验孔深度小于抽放孔3m以上时,经检验有效后保持2m超前距掘进,
当检验孔深度等于抽放孔深度时,保持5m超前距掘进;在这种情况下,为保证正常掘进,每个主掘工作面应考虑一个备用掘进工作面,交替执行措施、交替掘进。
1.3严重突出煤层的消突措施
在严重突出煤层中掘进,在本煤层执行防突措施成本高、效果差,在执行消突措施的过程中也有发生突出的可能性,可考虑在瓦斯抽采设计中设置高位抽放巷,并在采掘部署中首先施工高位抽放巷。
随着高位巷的掘进,在高位巷内设置抽放钻场,抽放钻孔的控制范围为开采突出煤层巷道两侧安全煤柱以内,从而对开采煤层邻近巷道安全煤柱内瓦斯进抽放。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当高位抽放巷形成后,在原设计突出煤层巷道安全煤柱以内已抽放瓦斯多月,最早钻场抽放时间一般已达6个月以上,这时可检验瓦斯抽放效果,在解除了突出危险后,可开始突出煤层煤巷掘进。由于已解除了突出危险,煤巷掘进无需采取特别的防突措施(但必须采取区域性预测预报),从而可较大地提高突出煤层煤巷掘进速度;如条件许可,可采用综合机械化掘进。高位瓦斯抽放时间的长短,应根据各矿具体煤层进行考查。
2合理的巷道断面及科学的支护工艺
2.1选择合理的巷道断面
在煤与瓦斯突出矿井,风排瓦斯是治理瓦斯的一种重要手段。为将工作面瓦斯浓度控制在规程规定的范围内,回采工作面的配风量较大,特别是采煤机械化程度较高的工作面,工作面风量的配备就更大,这就使得回采工作面进回风巷的断面较大。巷道断面越大,特别是巷宽越大,巷道支护效果就越差,煤体承受顶底板的压力就越大;巷高越大,煤壁的稳定性就越差,巷道煤体对顶底板的支撑能力就越差,这些情况下的突出煤层掘进,容易引发突出,特别是压出。因此,突出煤层中巷道断面的选择对防止煤与瓦斯突出很重要。当所需通风断面大,防突工作难度大,巷道支护困难时,在采区设计时可采用双巷布置,从而减小单条巷道的通风断面;与此同时,推广沿空留巷或沿空护巷技术,从而在进行下区段工作面巷道布置时,可以利用其中1组巷道,以加快工作面准备速度。
2.2选择科学合理的支护工艺
针对不同的巷道断面,应根据不同的围岩情况与不同的支护形式相结合,同时采取有针对性的消突措施,从而达到较好的消突效果。
1)当巷道上毛宽小于2.5m,下毛宽小于3.5m,巷道断面小于7m2时,在支护形式方面,应优先采用锚网支护、锚网+w钢带支护,如巷道服务年限较长,应采用锚网喷支护,锚网支护参数应根据具体情况进行支护设计。也可采用12#矿用工字钢金属三节棚支护,支架间距可根据巷道具体情况确定,一般在0.3—0.8m,帮顶采用竹芭或木材背实。
2)当巷道上毛宽大于2.5m时,应采取锚网支护、锚网+W钢带支护,有必要时还应增加锚索支护,如巷道服务年限较长,应采用锚网(锚索)喷支护,支护参数应根据巷道具体情况进行支护设计。
3)当巷道断面较大,巷道顶板压力极大,锚网+锚索支护均不能满足支护要求时,可采用锚网+锚索+U型棚(或梯形棚)进行联合支护。
实践证明,有效的支护形式能较好地控制矿山压力,在一定程度上控制诱发煤与瓦斯突出的动力,从而减少突出煤层煤巷掘进过程中发生煤与瓦斯突出的频率。
3结语
防治煤与瓦斯突出是突出矿井安全生产技术管理工作的重中之重,在软底软顶突出煤层中,这一问题就显得更为重要。事实证明,在软底软顶突出煤层中进行巷道掘进,只要采取有效的消突措施、选择合理的巷道断面、采用科学的支护工艺,在对煤与瓦斯突出的防治方面就能达到较好的效果。
参考文献:
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论文作者:赵炎
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/22
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