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嘉峰煤礦33041回風(fēng)順槽石門揭煤工作面消突措施研究

作者:佚名 2012-05-26 19:39 來(lái)源:本站原創(chuàng)

  嘉峰煤礦33041回風(fēng)順槽石門揭煤工作面消突措施研究

  摘要:

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  1.引言

  對(duì)于煤礦井下工程來(lái)說(shuō),石門揭煤是常見(jiàn)的施工,在巖石巷道施工中經(jīng)常會(huì)遇到揭煤。由于揭煤時(shí)發(fā)生突出比其它類型的突出破壞性更大,損失嚴(yán)重,甚至造成人員傷亡事故,而特大型突出中絕大多數(shù)是在石門揭煤時(shí)發(fā)生的。所以,準(zhǔn)確把握石門揭煤的突出危險(xiǎn)性,正確采用突出危險(xiǎn)性的測(cè)定方法,以及及時(shí)制定合適的石門揭煤防突措施和后期應(yīng)用效果分析工作,可以避免或減少失誤所造成的損失,對(duì)促進(jìn)突出礦井的安全生產(chǎn)、提高礦井的經(jīng)濟(jì)效益都有重要意義。

  2.礦井概況

  山西沁水嘉峰煤業(yè)有限公司(簡(jiǎn)稱嘉峰煤礦,下同)位于晉城市沁水縣東南部嘉峰鎮(zhèn)境內(nèi)。地理坐標(biāo)為:北緯35°34′31″~35°34′57″,東經(jīng)112°29′40″~112°30′32″,礦井東西長(zhǎng)1.1km,南北寬0.8km,面積0.9006km2。

  礦井主體構(gòu)造形態(tài)為單斜構(gòu)造,地層走向NE,傾向NW,傾角平緩,約3~5°,井田內(nèi)斷層不發(fā)育,構(gòu)造屬于簡(jiǎn)單類。

  井田內(nèi)主要含煤地層為上石炭統(tǒng)太原組和下二疊統(tǒng)山西組。其中,山西組含煤地層厚度48.60m,主要含煤一層(3號(hào)煤層),煤層平均厚度6.13m,含煤系數(shù)12.35%;太原組含煤地層厚91.42m,共含煤11層,煤層總厚8.35m,含煤系數(shù)為9.13%?,F(xiàn)礦井開(kāi)采3號(hào)煤層,其主要特征如下:

  3號(hào)煤層 位于山西組中下部,煤層平均厚度為6.13m,賦存穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,夾0~3層夾矸,屬于穩(wěn)定可采煤層,是礦井目前唯一開(kāi)采的煤層。煤層頂板為黑色泥巖,局部為砂質(zhì)泥巖;底板為粉砂質(zhì)泥巖或泥巖。原煤水分1.23~7.21%,平均4.10%,灰分14.35~18.93%,平均17.25%,揮發(fā)分6.61~8.55%,平均7.71%,為中灰、 特低硫、低磷、高熔灰分、高強(qiáng)度的無(wú)煙煤,精煤回收率良,為良好的合成氨用煤和氣化用煤。

  嘉峰煤礦始建于1990年,1994年簡(jiǎn)易投產(chǎn)。原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力150kt/a,核定生產(chǎn)能力300kt/a。

  井田內(nèi)3號(hào)煤層共劃分為三個(gè)采區(qū),分別為北采區(qū)、南采區(qū)和西采區(qū),其中南采區(qū)已采完,北采區(qū)大部分已采完,目前正在開(kāi)采西采區(qū)。礦井布置一個(gè)回采工作面(33031上分層回采工作面)和兩個(gè)掘進(jìn)工作面(33041回風(fēng)順槽正、副巷掘進(jìn)工作面),回采工作面采用走向長(zhǎng)壁式布置,分兩層進(jìn)行開(kāi)采,先采上分層,后采下分層,放炮落煤,全部垮落法管理頂板。

  礦井采用中央分列抽出式通風(fēng),回風(fēng)井安設(shè)兩臺(tái)BDK40-6-№19型主扇,一臺(tái)運(yùn)行,一臺(tái)備用,配備電機(jī)功率均為2×110kw;礦井總進(jìn)風(fēng)量為3795m3/min,總回風(fēng)量3950m3/min。

  2004年之前,礦井批復(fù)瓦斯等級(jí)均為高瓦斯礦井;2004年4月30日,西采區(qū)3300運(yùn)輸巷發(fā)生了一次煤與瓦斯突出事故,經(jīng)國(guó)家授權(quán)的資質(zhì)單位鑒定后,礦井升級(jí)為煤與瓦斯突出礦井。近年來(lái)礦井瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)論見(jiàn)表1-1示。

  3.區(qū)域消突措施及效果檢驗(yàn)

  33041回風(fēng)順槽副巷掘進(jìn)工作面在3300回風(fēng)大巷開(kāi)口處為煤巷,掘進(jìn)40米后遇一正斷層,由煤巷變?yōu)槿珨嗝鎺r巷,再向前掘進(jìn)50m后仍為全巖工作面。為了防止誤揭煤層,在掘進(jìn)工作面90m處向前施工探煤鉆孔,探測(cè)到工作面與煤層垂距為12m;考慮到嘉峰煤礦2004年4月30日發(fā)生的煤與瓦斯突出與該斷層有關(guān),因此,為了防止33041回風(fēng)順槽副巷石門揭煤工作面揭3號(hào)煤層時(shí)發(fā)生煤與瓦斯突出,2008年2月,礦井預(yù)先在33041回風(fēng)順槽正、副巷聯(lián)絡(luò)巷和33031軌道順槽向33041回風(fēng)順槽正、副巷石門附近煤體共施工了24個(gè)鉆孔進(jìn)行瓦斯預(yù)抽,其中,在33031軌道順槽共施工14個(gè)抽放鉆孔,在33041回風(fēng)順槽正、副巷聯(lián)絡(luò)巷共施工10個(gè)預(yù)抽鉆孔,預(yù)抽鉆孔布置圖見(jiàn)圖2-1,布置參數(shù)見(jiàn)表2-1和表2-2。

  項(xiàng)目研究期間,測(cè)定了33041回風(fēng)順槽正、副巷聯(lián)絡(luò)巷和33031軌道順槽向該區(qū)域施工的抽放鉆孔自然瓦斯流量,部分測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2-3。

  根據(jù)抽放鉆孔自然瓦斯流量測(cè)定平均值和抽放時(shí)間計(jì)算,33041回風(fēng)順槽正、副巷聯(lián)絡(luò)巷抽放總量約1.09×105m3,33031軌道順槽向該區(qū)域施工的抽放鉆孔總抽放量約2.91×105m3,兩者共抽放瓦斯4×105m3。也就是說(shuō),33041回風(fēng)順槽副巷石門揭煤工作面附近煤體至少被抽出40萬(wàn)m3的純瓦斯量。

  從表5-7~表5-8可知,在經(jīng)過(guò)預(yù)抽和排放后,無(wú)論采用綜合指標(biāo)法檢驗(yàn),還是采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法檢驗(yàn),截至到2008年6月20日,嘉峰煤礦33041回風(fēng)順槽副巷石門揭煤工作面已消除煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性。

  5.結(jié)論

  統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明, 2008年2月施工鉆孔開(kāi)始預(yù)抽瓦斯開(kāi)始,截至2008年5月3日, 33041回風(fēng)順槽正、副巷石門揭煤工作面前方煤體至少被抽出40萬(wàn)m3的純瓦斯量,瓦斯預(yù)抽率達(dá)到36.98%。

  2008年5月實(shí)測(cè)結(jié)果表明,經(jīng)過(guò)瓦斯預(yù)抽的33041回風(fēng)順槽副巷石門揭煤工作面,3號(hào)煤層最大殘余瓦斯含量為12.48 m3/t,最大殘余瓦斯壓力為0.81MPa,K1實(shí)測(cè)最大值為0.97ml/g.min1/2,按照鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法和綜合指標(biāo)法進(jìn)行預(yù)測(cè),33041回風(fēng)順槽副巷石門揭煤工作面具有發(fā)生煤與瓦斯突出的危險(xiǎn)性。

  2008年6月初,在原有預(yù)抽瓦斯鉆孔和超前排放鉆孔基礎(chǔ)上,嘉峰煤礦又施工了10個(gè)超前排放鉆孔;2008年6月20日實(shí)測(cè)結(jié)果表明,33041回風(fēng)順槽副巷石門揭煤工作面,3號(hào)煤層最大殘余瓦斯含量為11.69 m3/t,最高殘余瓦斯壓力為0.72MPa,K1實(shí)測(cè)最大值為0.48ml/g.min1/2,按照鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法和綜合指標(biāo)法進(jìn)行預(yù)測(cè),33041回風(fēng)順槽副巷石門揭煤工作面已經(jīng)消除煤與瓦斯突出的危險(xiǎn)性。

 ?、?3041回風(fēng)順槽副巷石門揭煤工作面揭煤時(shí),必須采用遠(yuǎn)距離震動(dòng)性放炮方式一次揭開(kāi)煤層,與此同時(shí),還要按照《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》、《煤礦安全規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定,采取配套的安全防護(hù)與管理措施

  參考文獻(xiàn):

理論研究

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