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提高半煤巷掘进速度防突技术 　　摘 要:三矿在+20m水平k4煤层掘进工作面采用预抽煤层瓦斯防突技术,辅以超前钻孔防突技术,较好地解决了保护层掘进工作面防突难度大、掘进速度慢的问题。 　　关键词:掘进 预抽 防突 　　中图分类号:P62 文献标识码:A文章编号:1007-3973 (2010) 02-045-02 　　1概况 　　三汇三矿可采煤层有K1、K3、K4。其中K1煤层为中厚煤层,K3、K4为薄煤层,均为突出煤层。K4作为上保护层开采,被保护层为K3、K1煤层。矿井建矿以来共发生突出59次,最大突出煤量为899t,最大瓦斯涌出量为10760m3,其中K4煤层突出41次,占矿井突出次数的69.5%。随着水平的延伸,煤层瓦斯赋存量增大,K4煤层突出危险性也随之增大。该矿现开采+20m水平,K4煤层突出危险性较上水平有较大增加,主要表现在施工超前钻孔过程中瓦斯涌出量增大,掘进工作面瓦斯超限严重,CH4浓度常达2～5%,掘进过程中也达0.3%,打钻过程中喷孔频率增加,常伴随有卡钻现象,效检指标时有超标,安全威胁大,掘进速度慢,而采面推进度慢,造成采面接替严重脱节,制约了矿井的采掘生产。因此,研究改进防突措施,提高掘进速度事在必行。 　　2原采取的防突措施及问题 　　2.1原采取的防突措施 　　该矿原来采用的超前钻孔防突措施,即在煤层软分层中施工 80mm超前钻孔,钻孔为8个,孔深11米,煤厚在0.9米以下为单排超前钻孔,在0.9米及以上为双排钻孔,(具体见超前钻孔布置图,图1) 　　图1超前钻孔布置图 　　2.2主要存在的问题 　　①施工钻孔过程中常发生喷孔,卡钻现象,回风流中瓦斯浓度高达4～5%; 　　②效检超标频繁,补孔、延长排放时间次数多,制约了掘进速度; 　　③瓦斯排放不充分,掘进放炮后和作业工程中瓦斯涌出量较大,易发生突出事故。 　　3综合防突措施选择 　　根据该矿防突工作的困难程度,拟在施工超前钻孔前施工抽放钻孔,减轻瓦斯灾害,并结合超前钻孔防突措施,达到消突和提高掘进速度的目的。 　　3.1预抽瓦斯钻孔参数 　　该矿现采取预抽煤层瓦斯防突措施,具体为:在煤层软分层中布置五个直径为 80mm,深为45m,两个直径为 80mm,深为28m的抽放孔,预抽煤层瓦斯。(具体见预抽钻孔布置图,图2) 　　图2 预抽钻孔布置图 　　3.2超前钻孔钻孔参数 　　作为预抽瓦斯防突措施的补救措施。在效栓超标孔两边各补打两个超前孔,作为补救措施,超标两个以上,补一排钻孔。施工参数同前。煤厚在1.2m以内执行单排超前钻孔防突措施,煤厚在1.2m以上执行双排超前钻孔防突措施。 　　3.3其它技术要求 　　(1)抽放钻孔采用封孔机封孔,石膏水泥砂浆充填,封孔深度为7米。 　　(2)钻孔控制范围为巷道上帮3米、下帮2米,抽放半径按1.0米设计。 　　(3)待预抽瓦斯浓度降到6%以下时,再进行效检。 　　(4)效检指标klmax为0.4ML/(g.min1/2) 　　4抽放试验及其分析 　　该矿实施预抽瓦斯防突措施于一九九三年八月底开始,先后在+20Scc2Nk4进行了三个循环,在+20Scc2Nk4进行了五个循环,在+20Scc3Nk4进行了四个循环,在+20Scc3Nk4进行了二个循环,前后历时达二十个月,掘进总进尺513.5m。 　　4.1预抽瓦斯 　　在整个预抽瓦斯试验过程中,该矿钻孔由3个增加到7个;封孔材料由水泥砂浆改成石膏水泥砂浆,封孔质量显著提高,抽放时间由12天逐渐缩短为4天;抽放量明显增大,基本解决了煤层瓦斯问题。以2004年4月在+20Scc3Nk4进行的一个循环抽放试验加以说明,抽放数据见减幅度较大,瓦斯浓度下降至10%以下,抽放量仅占循环抽出量的17%,决定在管理措施和手段到位的情况下,只抽放四～五天。 　　4.2效检情况 　　共在+20Scc3Nk4进行了三个预抽瓦斯循环、十八次效检,效检时仅前三次不超标。 　　表1 效检指标情况表 　　4.3超前排放防突措施施工情况 　　在施钻过程中,瓦斯浓度在2%内,无喷孔、卡钻现象,每班可施工4～8个钻孔。 　　4.4抽放钻孔抽放半径考察 　　在+20Scc3Nk4试掘过程中,采用斜交线法考察了两个循环的抽放半径。斜交线法即在钻孔开口点附近处挂效检孔,沿与抽放钻孔呈110夹角施工,确保效检孔每钻进1m,效检孔沿抽放孔垂直方向上钻进0.2m。在抽放负压为13.3kpa,抽放五天的情况下,通过以上试验,测得以下数据(见表2)。 　　表2抽放半径考察数据表 　　根据等距平分,测得以上抽放半径近似值,从抽放半径反映出随抽放钻孔增长,抽放半径逐渐减小,可能与抽放孔内负压衰减有关。因该矿研究条件无法进行孔内负压衰