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刘庄煤矿快速揭煤技术的应用

收录时间:2009-08-03 18:11 来源:建筑中文网  作者:刘显龙  阅读:0次 评论:0我要评论

内容提示:刘庄煤矿-762m中央回风石门首次揭13-1煤,此煤层具有突出危险性,在揭煤过程中使用了一些做法,如采用注料罐快速封孔技术及深孔松动爆破快速揭煤技术,应用效果较好。注料罐快速封孔技术在封孔技术中应用较为先进,最大的特点是快速和封闭性能好,此技术在这次揭煤工程中起到关键性作用。

延伸阅读:封孔 揭煤 测压 深孔松动爆破

摘要:刘庄煤矿-762m中央回风石门首次揭13-1煤,此煤层具有突出危险性,在揭煤过程中使用了一些做法,如采用注料罐快速封孔技术及深孔松动爆破快速揭煤技术,应用效果较好。注料罐快速封孔技术在封孔技术中应用较为先进,最大的特点是快速和封闭性能好,此技术在这次揭煤工程中起到关键性作用。(参考《建筑中文网
    关键词:封孔 测压 深孔松动爆破 揭煤
    1 矿井概况
    刘庄煤矿13-1煤层瓦斯风氧化带下界面距基岩面平均垂深为133m,-762m瓦斯含量6.0m3/t.r,瓦斯含量梯度为1.m3/t.r.100m左右。13-1煤厚2.41-5.73m,平均4.24m。13-1煤走向N105°,倾向SW,倾角15°左右。13-1煤顶板泥岩,易破碎,底板砂质泥岩。矿井采用中央并列式通风方式,即主井、副井、矸石井进风,中央回风井回风。-762m中央回风石门方位N355°,巷道断面直墙半园拱,掘进断面19.4m2,净断面17.82m2,支护形式锚网喷,过煤层段架U29棚,喷厚140mm。
    2 揭煤工艺
    正常施工揭煤过程采取分步实施,从石门工作面距煤层顶(底)板10m垂距开始至石门工作面进入煤层底(顶)板2m止,分别进行如下施工步骤:①石门工作面距煤层顶板10m法距之前,施工地质探煤钻孔,并初步预测突出危险性:煤的瓦斯放散初速度指标(△P)和煤的坚固性系数(f)。②石门工作面施工至法距5m以前,施工穿透煤层全厚的测压(预测)钻孔,测定煤层瓦斯压力(P)、煤的瓦斯放散初速度和没得坚固性系数(f),预测煤层突出危险性,如果有突出危险性,施工排放钻孔进行瓦斯抽排,一段时间后,再进行效果检验直至有效。如无突出危险性,继续向前施工。③石门工作面施工至法距3m时,施工3个钻孔,采用钻孔法测定每个钻孔的最大钻屑量S和最大瓦斯涌出初速度q,预测13-1煤层的突出危险性,如果有突出危险性,施工排放钻孔进行瓦斯抽排,一段时间后,再进行效果检验直至有效。如无突出危险性,继续向前施工。④石门工作面施工至法距1.5m时,再采用钻孔法测定每个钻孔的最大钻屑量S和最大瓦斯涌出初速度q,预测13-1煤层的突出危险性,如果有突出危险性,施工排放钻孔进行瓦斯抽排,一段时间后,再进行效果检验直至有效。如无突出危险性,继续向前施工。
    3 探煤、测压
    根据煤科院抚顺分院的揭煤设计,在-762m中央回风石门到达预定停头位置后,开始严格按揭煤防突工艺流程进行探煤、测压工作。
    第一轮探煤、测压孔数据如下:
    先后尝试采用三种封孔方法:1#、2#孔用马丽散泵压注马丽散(高膨胀性堵水材料)封孔,3#孔用黄泥人力封孔,4#钻孔采用安徽理工大学研制的注料罐封孔。三种方法对比,第一种方法速度快,但密封效果不好;第二种方法费时费力,效果也不理想;第三种方法速度快,效果好。操作如下:封泥采用过筛的粒度≤5mm的干土,封孔前稍加水湿润,拌均,手握能成团即可。提前将注料管(1″胶管)伸入钻孔内预定位置,外口固定好,防止甩出伤人。将拌好的土料装入注料罐后送压风,罐内压力迅速上升,持续约5秒,操纵阀门将土料打入孔内,每次注入后,将注料管往外拉0.4-0.5m,如此反复,孔口用水泥砂浆封孔。为补偿气体损失,提高压力上升速度,上压力表前,每孔内充填1-2瓶高压氮气。
    此轮探煤、测压得出迎头距13-1煤法距14.9m,13-2与13-1煤垂距5.5m,煤层倾角12o,最大瓦斯压力6.3MPa(4#孔)。
    由于瓦斯压力高,疑是水压影响,公司分管领导、安徽理工大学及抚顺煤科分院专家到现场会诊。将4#孔压力表卸后,仅放水50L,基本排除了静压水、承压水压力的影响。之后又补打5#孔测水压,但压力表显示为零。为慎重起见,决定继续进尺,在距13-1煤法距6m时停头,再次布孔测压
    此轮封孔均采用注料罐压注土料,外口2m用水泥封孔。最终压力:3#孔1.70MPa,5#孔1.75MPa。 4 揭煤
    考虑到第一轮打钻时1#、4#孔过13-2煤时均喷孔严重,最大喷出煤量1.5t,喷出距离达4~5m,加之揭煤点在断层带附近,故13-2煤层虽然较薄(真厚0.5m,其中夹泥岩厚0.1m),仍采取震动放炮措施揭煤。在距13-2煤法距1.5m时停头,按震动放炮要求一次揭开13-2煤。揭开13-2煤层后,在巷道施工至13-2煤层距巷道底板1.1m左右时,沿煤层施工超前排放钻孔5个,其有效范围控制在巷道断面轮廓线外4m。
    在中央回风石门距13-1煤法距3m时,施工深孔松动爆破孔12个。为保证一次揭开煤层,提前将迎头刷成5*6m的斜面(与煤层倾角相同12o),在斜面上布孔三排。1#、5#孔前方遇断层按设计孔深未见13-1煤停钻,2#孔、3#孔均穿过13-1煤底板,4#孔因塌孔严重停钻。决定将2#、3#孔作为松动爆破后的瓦斯释放通道,剩余的7个孔,即6#、7#、8#、9#、10#、11#、12#孔作为深孔松动爆破孔,装药爆破。
    7个松动爆破孔,逐个施工,逐个装药。装药全过程均由放炮队长负责,通风管理、技术人员跟班。爆破药卷采用直径42mm,长1000mm的深孔松动爆破控制专用药管,每个钻孔在煤层段装药,即装药长度等于煤层段长度,为保证爆破效果,每个炮眼用两发一段毫秒电雷管和放炮用的胶质线做两个炮头,并用绝缘胶带缠紧,防止短路和断路。装药采用正向装药方式。起爆方式:孔外两发雷管的胶质线并联,7个孔间串联网路起爆。由于炮孔内有煤渣,在装药前要进行探孔,探孔用专用探孔管进行,在探孔管刚拨出时,立即将专用药管按其自身螺纹一管一管对接地装入炮孔中,注意母线附于管壁侧面,并用胶带固定,以防药管与孔壁的摩擦使雷管脚线脱落。若无法装入,则必须用钻杆透孔,或用压风扫孔。装药完毕后,采用注料罐将略潮的土料压入孔内。封孔长度为岩石段长度,即药管以外部分全部封实。
    放炮时井下全部断电撤人,采用地面一台2*30KW局扇向中央回风石门供风。放炮地点在风井上口无压风门以外30m的地面进行。采用4mm2专用放炮电缆,电缆长度达1300m,MFB-200发爆器起爆,爆破前对电爆网路电阻进行了测试。放炮时通风技术人员在监控中心站密切观察瓦斯变化情况,并与矿调度保持联系。放炮一小时后,一个救护小队由矸石井(进风井)下井侦察,现场查看效果理想,斜面岩体被掀开,岩石破碎程度高,顺利揭开13-1煤层。
    5 结论
    刘庄煤矿首次揭煤顺利成功取决于计划周密,组织得当,措施到位。从揭煤设计到安全防护措施,从采用新工艺封孔到深孔松动爆破快速揭开煤层,均严格按防突细则要求实施。先后设置了压风自救装置、隔爆水袋、避难峒室、反向风门等一整套安全防护措施,并对在风井区域作业的所有人员进行了防突培训及考核。机电部门加强了该区域电气设备的防爆检查。通风部门在打钻、测压、揭煤的全过程安排人员跟班,在揭煤前完成了KJ90煤矿安全监控系统的安装调试,加强瓦斯传感器的调校,每天一次断电试验等。
    不足之处:由于放炮震动大,导致风筒中途脱节,迎头风量小,加之巷道断面大,风速小,导致炮后中央回风石门瓦斯超限持续时间较长。 来源: 《建筑中文网》.

原文网址:http://www.pipcn.com/research/200908/14103.htm

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