石門快速揭穿突出煤層技術(shù)探究

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1、石門快速揭穿突出煤層技術(shù)探究摘要：石門揭煤突出危險(xiǎn)性較采掘工作面嚴(yán)重，且突出強(qiáng)度大、瓦斯涌出量大、突出瓦斯波及范圍廣，危害嚴(yán)重。該文就松藻煤礦石門快速揭穿突出煤層進(jìn)行了技術(shù)研究，具有一定借鑒意義。關(guān)鍵詞：松藻煤礦；石門揭煤；突出煤層中圖分類號：P618文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：0松藻煤礦煤層狀況概述松藻煤礦井田含煤地層為上二迭紀(jì)龍?zhí)督M，現(xiàn)開采水平為+352水平以下的延深水平一、二區(qū)，三區(qū)作為煤礦的擴(kuò)區(qū)，可采和局部可采煤層有3層，即K1、K6、K3b煤層。K3b煤層為主采層，煤層平均厚度為2.5m，煤層

2、平均傾角為24°，屬嚴(yán)重煤與瓦斯突出煤層；K1煤層為K3b煤層的下保護(hù)層開采，平均厚度為0.65m，平均傾角為27°，屬一般性煤與瓦斯突出煤層。K6煤層為K3b煤層的上保護(hù)層開采，煤層平均厚度為1.0m，煤層平均傾角為27°，屬未定性為突出煤層。至今為止，全礦發(fā)生煤與瓦斯突出近百次，最大突出強(qiáng)度1000噸（K3b煤層），平均強(qiáng)度80.5t/次。石門揭煤突出危險(xiǎn)性較采掘工作面嚴(yán)重，且突出強(qiáng)度大、瓦斯涌出量大、突出瓦斯波及范圍廣，危害嚴(yán)重。為此，必須對石門快速揭穿突出煤層新技術(shù)進(jìn)行開展試驗(yàn)研究。7一、.

3、石門快速揭穿突出煤層技術(shù)研究情況高壓水力割縫增透試驗(yàn)地點(diǎn)為±0水平一區(qū)四石門，該石門位于延深水平±0水平一采區(qū)四石門，標(biāo)高+1.54m。該石門所揭煤層為K1煤層，屬一般性突出煤層，煤層瓦斯含量15.3m3/min，石門揭K1煤層地點(diǎn)無大的地質(zhì)構(gòu)造。1、鉆孔施工設(shè)計(jì)及施工組織1.1.鉆孔施工設(shè)計(jì)±0水平一區(qū)四石門揭K1煤層預(yù)抽鉆孔設(shè)計(jì)鉆孔35個(gè)，四周幫控距離10m，孔間距水平方向3.916m，垂直方向2.914m，開孔孔徑φ87mm，終孔孔徑φ65mm，選擇5個(gè)鉆孔進(jìn)行水力增透割縫試驗(yàn)。1.2.割縫前

4、鉆孔施工組織及抽放情況(1)鉆孔于2011年10月22日起施工，首先施工未割縫30個(gè)抽放鉆孔，鉆機(jī)使用YZG—750C型全液壓鉆機(jī)，開孔孔徑φ87mm，孔深5m，終孔孔徑φ65mm，2011年11月3日施工完。(2)使用馬麗散加水泥砂漿人工封堵鉆孔，φ100mm管子接抽，于2011年11月4日由SKA—420瓦斯泵抽放。1.3.抽放情況（見單孔濃度曲線圖1、表1）圖1：單孔濃度曲線圖表10水平面四石門K1穿層瓦斯抽放情況(割縫前)72、水力增透試驗(yàn)鉆孔施工組織及抽放情況2.1.水力增透試驗(yàn)設(shè)備布置及

5、高壓供水示意圖（見圖2：高壓水射流設(shè)備布置及高壓水供給示意圖）圖2：高壓水射流設(shè)備布置及高壓水供給示意圖2.2.高壓水力化增透割縫原理高壓水力化增透割縫，就是利用高壓射流水沖擊煤體，強(qiáng)行將被沖擊煤體擊碎并帶走，在鉆孔兩側(cè)煤層中形成一條可達(dá)1～2米深度的扁平縫槽，相當(dāng)于在煤層局部范圍內(nèi)開采了一層極薄的保護(hù)層，從而造成縫槽周邊煤體發(fā)生位移和膨脹，產(chǎn)生煤層的原始應(yīng)力重新分布、卸壓，又進(jìn)一步增加煤層的裂隙，進(jìn)而提高低透氣性煤層的透氣性，改善煤層中的瓦斯流動狀態(tài)，為瓦斯的抽放提供有利條件。2.3.高壓水力化增

6、透割縫組織實(shí)施于2011年11月20日開始在±0水平一區(qū)四石門對K1煤層穿層5個(gè)鉆孔進(jìn)行高壓水力割縫試驗(yàn)，使用ZY—1250S鉆機(jī)進(jìn)行割縫，在對18#鉆孔進(jìn)行割縫時(shí)，因鉆機(jī)動力頭卡盤里面內(nèi)卡瓦磨損嚴(yán)重，無法卡住鉆機(jī)，更換使用ZYG—750C型鉆機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，使用WRB200/31.5型乳化液泵供給高壓水，供水壓力控制在18Mpa～22Mpa之間，流量為200l/min，11月23日早班進(jìn)行3個(gè)鉆孔割縫，11月23月中班進(jìn)行2個(gè)鉆孔割縫，并對5個(gè)割縫鉆孔采用馬麗散和水泥砂漿進(jìn)行人工封堵，封堵深度不少于5

7、m，11月24日早班接抽鉆孔。72.4.高壓水力化增透割縫抽放效果考察±0水平一區(qū)四石門K1預(yù)抽鉆孔實(shí)施高壓水力增透割縫后，測流員每3天測定鉆孔抽放參數(shù)(包括：負(fù)壓、速壓、濃度)，負(fù)壓用U型壓差計(jì)測定、速壓用皮托管測定、濃度用高濃度光學(xué)瓦斯檢查儀測定。從測流員現(xiàn)場收集測流資料來看，單孔濃度、匯總濃度、每分鐘瓦斯抽放純量都比未實(shí)施割縫前提高許多。單孔濃度曲線圖及抽放情況表2。表20水平面四石門K1穿層瓦斯抽放情況(割縫后)3.氣水渣分離器試驗(yàn)氣水渣分離器試驗(yàn)點(diǎn)在2117S工作面運(yùn)巷1#鉆場，該鉆場位于

8、2117S采面運(yùn)輸巷，距工作面切割眼下口35m處，位于K1煤層底板，鉆場磧頭距K1煤層20m，鉆場高2.5m，寬2.2m，為錨噴巷道三心拱。2011年7月16日、25日在2117S采面運(yùn)巷1#深鉆場進(jìn)行兩次試驗(yàn)，現(xiàn)場收集數(shù)據(jù)見表3。表32117S運(yùn)巷1#鉆場氣水渣分離器試驗(yàn)收集數(shù)據(jù)表7預(yù)處理鉆孔布置方式及參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)點(diǎn)在±0水平茅口大巷一區(qū)八石門以南50m至八石門以南170m，該試驗(yàn)點(diǎn)地面標(biāo)高+408-+480m，工作面標(biāo)高+2.95-+13.215m。該巷道距K1煤