煤与瓦斯突出大直径预测孔试验实施方案.docVIP

大直径预测孔钻屑量指标临界值确定 实施方案 前言 煤与瓦斯突出工作面预测预报技术主要解决两方面的问题，一方面是保障采掘工作人员的安全，通过对工作面突出危险性预测，评判采掘工作面附近煤体有无突出危险性，以便决定是否需要采取防治突出的技术措施来实现安全生产的目的；另一方面是为了解放矿井生产力，为突出矿井的决策者提供处理安全与生产矛盾的决策依据，提高采掘速度，增加矿井生产能力。 根据《防治煤与瓦斯突出规定》，采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时，在近水平、缓倾斜煤层工作面应向前方煤体至少施工3个、在倾斜或急倾斜煤层至少施工2个直径42mm、孔深8～10m的钻孔，测定钻屑瓦斯解吸指标K1和钻屑量S。 天府矿业公司三汇矿在井下煤巷掘进作业过程中，时常遇到夹矸等岩性较硬的情况，原有的ZFS－15型风煤钻机不能够满足钻孔施工的要求，为了节约成本，减少工程，提高掘进速度，ZYG-150B型液压钻机施工Ф86mm钻孔进行突出危险性预测若预测工作面有突出危险性，则该孔可作为排放孔使用。《防治煤与瓦斯突出规定》，需要针对大孔径预测工作面突出危险性相关指标进行现场试验，通过数据分析确定一个符合要求的临界值，并针对该指标进行扩大试验验证。在确保各项指标均达到国家规定要求和满足安全生产的前提下，提高突出预测准确性，增加防突循环单进，实现安全高效生产。 1 三汇矿目前掘进工作面措施情况 三汇矿防突掘进工作面目前采用的是“钻屑指标法”预测工作面突出危险性，执行的工作面措施如下： 1. 预测采取钻屑解吸指标法，采用ZFS－15型风煤钻机施工，钻孔孔径Ф42mm，临界指标取K1为0.5ml/（g·min1/2），钻屑量取S为6kg/m。 2. 预测孔按设计要求采取放线法施工，后视点退后碛头2.0m布孔，孔数为3个，控制巷道轮廓线外上部.0m，下部0m，其水平投影孔深1.0m。掘进时，必须同时保证预测孔沿巷道掘进方向至少5m水平投影超前距。如图1-1所示。 图巷北掘进预测孔设计图 3. 预测孔由掘进队指派2人负责施工。同时由防突工对每个钻孔每钻进2m测定一次防突瓦斯解吸指标K1值和每钻进1m测定钻屑量，并负责采用工具量取巷道的煤层倾角、煤厚及巷道是否转向等。预测报告单经通风科审查原始记录无误并签字后，报矿总工程师审批可掘进尺。 4. 在局部防突预测指标超标或施钻过程中发生喷孔、卡钻、瓦斯浓度涌出异常现象时必须采取超前排放措施。超前排放钻孔采用ZYG-150B型液压钻机施工，孔径Ф86mm，设计钻孔排放半径为0.65m，采用放线法施工，后视点退后碛头2.0m。共21个钻孔，每循环超前钻孔最短水平投影孔深13m，控制巷道轮廓线外上部7.0m、下部5.0m，每循环必须沿巷道掘进方向保留5m的水平投影超前距。 5. 钻孔必须按设计施工，每循环排放孔施工完毕，由打钻队技术人员绘制竣工图表送通风科审核后，再送矿总工程师审批，同时必须保证有5m的水平投影超前距。 6. 钻孔必须按设计施工，钻孔施工参数由施钻负责人把关，必须做好原始记录，并每班向矿调汇报施钻情况，原始记录填写规整。每个钻孔施工完后，验孔由通风科跟班防突工负责，并在报告单上注明验孔情况。 7. 采取超前排放局部防突措施后，必须进行防突效果检验。效果检验采取钻屑解吸指标法，采用ZFS－15型风煤钻机施工，钻孔孔径Ф42mm，临界指标取K1为0.5ml/（g·min1/2），钻屑量取S为6kg/m。 8. 效检孔必须布置在措施孔之间，采用放线法施工，后视点退后碛头2.0m，孔数3个，最短水平投影距离13m。效检孔沿巷道掘进方向至少保证5m的水平投影超前距，如图1-2所示。效检孔由防突工按要求布置钻孔参数，由掘进队指派2人（有施钻经验人员）施工，由防突工负责参数测试。效检报告单经通风科审查原始记录无误并签字后，报矿总工程师审批可掘进尺。 图巷北掘进校检孔设计图 9. 效检值大于或等于临界指标或在施孔过程中有喷孔、卡钻等瓦斯动力异常现象时，视为防突措施无效，必须增补区域消突措施后进行防突效果检验。如图所示。 2 大直径预测钻屑量可行性分析 用钻屑量判断采掘工作面附近煤层的受力情况是国内外比较常用的方法，我国的实践表明，它对地应力为主要动力的突出是一项较为敏感的指标，对严重突出的矿井也较为适用。 钻屑量主要反映煤层中应力的大小以及煤层强度的大小，主要由钻孔本身煤体以及钻孔周边变形量两部分组成。从理论上分析，当煤层的力学性质一定时，钻孔四周的变形量大小与煤层的受力情况呈正比关系，且煤质越软钻孔变形量越大，钻屑量的变化幅度也越大。 钻屑量的临界值主要是由钻孔的直径、煤层的坚固性系数、煤层中的垂直方向的原始应力、瓦斯原始压力确定。在一定煤层条件下，煤层的坚固性系数、垂直方向的原始应力以及煤层的瓦斯压力是相对确定的，因此在