成莊水力割縫實(shí)施方案

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1、高壓磨料射流割縫消突技術(shù)研究實(shí)施方案2007年晉煤科技項(xiàng)目成莊礦有效防治煤與瓦斯突出措施研究實(shí)施方案晉煤(集團(tuán))成莊礦中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2007年7月19高壓磨料射流割縫消突技術(shù)研究實(shí)施方案1.前言我國(guó)是世界上突出最為嚴(yán)重的國(guó)家之一，在100個(gè)國(guó)有重點(diǎn)煤炭生產(chǎn)企業(yè)的609處礦井中，高瓦斯礦井占26.8%，煤與瓦斯突出（以下簡(jiǎn)稱(chēng)突出）礦井占19.6%，低瓦斯礦井占53.6%。我國(guó)的煤炭賦存條件差，95%是井工開(kāi)采，隨著開(kāi)采深度的增加，煤層瓦斯含量逐漸增加，煤層瓦斯壓力增大，突出的危險(xiǎn)性增高，防治難度越來(lái)越大。特別是在突出的機(jī)理、預(yù)測(cè)及防治技術(shù)措施等方面，都有許多問(wèn)題需要深入研究和探索。近幾年晉城

2、礦區(qū)隨著礦井開(kāi)采深度的增加和向西部的擴(kuò)大，在一些礦井接連發(fā)生了多起突出和具有某些突出特征的瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象。1994年永紅煤礦發(fā)生“3.25”突出事故，突出108t煤、瓦斯1760m3。1998年加豐煤礦發(fā)生“6.17”突出事故，突出200t煤、瓦斯1.8萬(wàn)m3，2002年加豐煤礦發(fā)生“4.19”突出事故，突出250t煤、瓦斯4.5萬(wàn)m3。有記載的這幾次突出都是發(fā)生在掘進(jìn)工作面，都是放炮誘發(fā)的突出，發(fā)生在軟分層中。特別是晉煤集團(tuán)寺河礦在掘進(jìn)工作面采取多項(xiàng)防突措施情況下，但仍然發(fā)生“5.20”煤與瓦斯突出事故，這就需要研究適合成莊礦預(yù)防煤與瓦斯突出事故的新防突措施。成莊礦現(xiàn)采的3#煤層賦存穩(wěn)定

3、，傾角小，埋藏較深，多為100～300m，有的深達(dá)300m以上。頂、底板為黑灰色泥巖和細(xì)砂巖，堅(jiān)硬致密，覆蓋層完整性好，透氣性低，煤層瓦斯含量高，突出的危險(xiǎn)性將越來(lái)越大，給安全生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重的威脅。同時(shí)，掘進(jìn)工作面進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間抽放后，消突效果復(fù)驗(yàn)指標(biāo)仍然超標(biāo)嚴(yán)重，執(zhí)行局部防突措施時(shí)打孔數(shù)量多、時(shí)間長(zhǎng)以及抽放時(shí)間長(zhǎng)，影響快速、高效生產(chǎn)。因此，急需針對(duì)成莊礦的特點(diǎn)，開(kāi)展掘進(jìn)工作面高壓磨料射流快速消突技術(shù)的研究，以確保煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的安全、高效生產(chǎn)。19高壓磨料射流割縫消突技術(shù)研究實(shí)施方案高壓磨料射流割縫快速消突技術(shù)工業(yè)性試驗(yàn)是根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》、《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》、《晉城煤業(yè)集團(tuán)瓦斯治理

4、技術(shù)管理若干規(guī)定》等規(guī)定，按防突分區(qū)治理原則，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和高壓磨料射流割縫能力，制定高壓磨料射流割槽快速消突技術(shù)工業(yè)性試驗(yàn)實(shí)施方案。2．試驗(yàn)區(qū)工作面概況成莊礦4104巷北鄰4102巷，煤層總厚度6.20m，煤層傾角2-6，黑色，條帶狀結(jié)構(gòu)，煤中有薄層狀?yuàn)A矸。4216巷巷道主要受一單斜控制，對(duì)掘進(jìn)影響程度較小。預(yù)計(jì)該巷沼氣絕對(duì)涌出量為3.0m3／min左右，CO2的絕對(duì)涌出量預(yù)計(jì)為0.19m3／min。無(wú)煤塵爆炸危險(xiǎn)，無(wú)煤的自燃傾向。4104巷傾斜長(zhǎng)5.5m，工作面標(biāo)高381-574.8m，蓋山厚度337.8—500.2m。4104巷從13#橫川開(kāi)始設(shè)計(jì)施工長(zhǎng)度278m，在13#橫川

5、對(duì)正處、巷道南幫施工一個(gè)鉆場(chǎng)；然后向東綜掘機(jī)械化掘進(jìn)98m。完后改為炮掘（爬坡見(jiàn)矸挑頂）102m，根據(jù)地測(cè)科給出腰線爬坡跨過(guò)4102巷和4103巷，然后以4°坡向下掘進(jìn)，見(jiàn)底板后沿底板掘進(jìn)，確保與12#橫川安全貫通。根據(jù)成莊礦瓦斯基本參數(shù)的測(cè)定報(bào)告、礦井瓦斯地質(zhì)圖的分析以及突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)結(jié)果，該區(qū)域存在煤與瓦斯突出危險(xiǎn)。預(yù)測(cè)孔孔徑φ42mm，孔深10m，上、下部預(yù)測(cè)孔距離頂、底板500～600mm，中部預(yù)測(cè)孔位于巷道正中，左、右側(cè)預(yù)測(cè)孔距離巷幫500mm。施工時(shí)左、右側(cè)預(yù)測(cè)孔與巷道中線的夾角為17-25°，終孔點(diǎn)位于巷道輪廓線外2-4m。布置方式：1）正常條件下布置4個(gè)預(yù)測(cè)鉆孔，頂板巷上

6、部分左、中、右布置3個(gè)，下部中間布置一個(gè)；底板巷下部分左、中、右布置3個(gè)，上部中間布置一個(gè)（見(jiàn)附圖2.1及2.2）。2)19高壓磨料射流割縫消突技術(shù)研究實(shí)施方案工作面有軟分層存在時(shí)，預(yù)測(cè)鉆孔分兩排布置，每排3個(gè)孔。當(dāng)軟分層在上部時(shí)，在軟分層分左、中、右布置一排外，還應(yīng)在下部位置再布置一排預(yù)測(cè)孔（見(jiàn)附圖3.1.1及3.1.2）；當(dāng)軟分層在下部時(shí)，在軟分層分左、中、右布置一排外，還應(yīng)在上部位置再布置一排預(yù)測(cè)孔（見(jiàn)附圖3.2.1及3.2.2）；頂板巷當(dāng)軟分層在中部時(shí)，還應(yīng)在下部再布置一排；底板巷當(dāng)軟分層在中部時(shí)，還應(yīng)在上部再布置一排（見(jiàn)附圖3.3.1及3.3.2）。預(yù)測(cè)孔孔深不小于10m，并且

7、兩側(cè)鉆孔的終孔點(diǎn)位于巷道輪廓線外2-4m（煤層傾角大于8°時(shí)，底部或下幫5m）。3)工作面前方有地質(zhì)構(gòu)造、異常區(qū)時(shí)，該區(qū)域前后30m范圍內(nèi)在巷道上部、下部分左、中、右分別布置3個(gè)預(yù)測(cè)鉆孔。（見(jiàn)附圖4.1及4.2）4）在半煤巖巷中，煤層厚度小于1.8m時(shí)，只在煤層中分左、中、右布置三個(gè)預(yù)測(cè)鉆孔即可。（具體施工鉆孔的位置等，現(xiàn)場(chǎng)有防突員根據(jù)實(shí)際情況指定）預(yù)測(cè)鉆孔每打1m測(cè)定一次鉆屑量S值，每打2m測(cè)定一次鉆屑解吸指標(biāo)K1值。其中1、2、