突出煤層開采的瓦斯綜合防治措施

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　　滴道煤礦立井二采區位于礦區主背斜的南翼，東起一、二采區采境線，西到二、三采區采境線，煤層系城子河煤系，設計生產能力為9萬t/a。

　　采區有可采煤層12^#、17^#、18^#層，煤層厚度1.2～1.5m ，屬薄煤層，煤層傾角21°～24°，12層與17層間距74m，12層與18層間距80m，采區自－160m水平發生第一次突出以來，至今已發生煤與瓦斯突出151次，其中，12層突出69次，占采區突出總數的45.7％，18層突出82次，占突出總數的54.3％，該采區預防煤與瓦斯突出的區域性主要措施是以開采保護層，首先開采18層作為上保護層，然后開采17層，最后開采突出比較嚴重的12層，近幾年，17、18層已不開采，主要開采12層。屬煤與瓦斯嚴重突出層。

　　二采區12層自1970年4月16日發生的第一次突出后，相繼以發生突出69次，突出煤量為2 935t，瓦斯量60 933m³，平均煤量42.5t/次，瓦斯量883 m³/次，采煤工作面發生突出6次，掘進工作面發生突出63次。采區瓦斯涌出量較大，相對瓦斯涌出量43.6 m³/t，絕對瓦斯涌出量8.7 m³/min，從而給安全生產帶來了較大的威脅，必須采取更加有效的防治措施加以解決，保證安全生產，提高產量和經濟效益。

　　2 煤與瓦斯突出原因分析

　　2.1煤與瓦斯突出情況

　　隨著開采深度的延深，地應力、瓦斯壓力的增加，煤與瓦斯突出的強度和頻率也隨之增大，1990年以后采掘發生突出情況見表1～表4。

　　表1 二采12 ^#/右5片掘進大巷時突出情況

　　

序號

突出時間

突出煤量/t

突出瓦斯量/m³

1

1993-11-11 22:20

50

400

2

1996-10-30 12:20

15

150

合計

65

550

平均

32.5t/次

275m³/次

　　表2 二采12 ^#/右6片掘進大巷時突出情況

　　

序號

突出時間

突出煤量/t

突出瓦斯量/m³

1

1999-06-28 21:20

5

100

2

1999-09-21 19:00

40

4 000

3

1999-09-29 00:00

10

1 500

合計

55

5 600

平均

18.3t/次

1 866.7m³/次

　　表3 二采12 ^#/右5片采煤時突出情況

　

序號

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td="14286">突出時間

突出煤量/t

突出瓦斯量/m³

1

1997-05-05 7:50

107

1 125

2

1997-01-08 4:20

30

1 100

3

1997-07-28 1:45

13

288

4

1997-0-18 12:15

86

5 454

5

1998-11-09 22:15

137

1 500

6

1999-01-05 2:30

175

5 600

7

1999-02-20

410

5 300

合計

958

20 367

平均

136.9t/次

2 909.6m³/次

　　表4 二采12 ^#/右6片采煤時突出情況

　　

序號

突出時間

突出煤量/t

突出瓦斯量/m³

1

2000-08-21 22:00

10

350

合計

10

350

平均

10t/次

350m³/次

2.2 煤與瓦斯突出原因分析

（1）煤層瓦斯含量高。根據二采所測得的煤層瓦斯含量，4片為10 m³/t，5片為12.3 m³/t，6片為16.2 m³/t。

（2）煤層瓦斯壓力大。二采4片見煤點處測得的煤層瓦斯壓力為5.8MPa，是滴道礦煤層瓦斯壓力測壓史上得到的最大瓦斯壓力，二采5片見煤點處測得的煤層瓦斯壓力為4.0MPa，二采6片見煤點處測得的煤層瓦斯壓力為4.0MPa，遠遠大于規程規定的0.74MPa。

（3）煤層突出指標參數值數偏大。對4、5、6片大巷掘進都采用了防突參數測試，其瓦斯放散初速度ΔP=10～14，煤的堅固性系數?＝0.23～0.25，綜合指標參數K_b=43～56，都處于嚴重突出傾向區域，利用撫順煤科

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td="14286">院生產的“四位一體”測試儀鉆屑指標法測得的鉆屑量S=10～10L/m，鉆孔瓦斯涌出初速度q_m=10.7~12L/min，Δh₂=280 Pa,衰減系數C=2.4～2.5,也都遠遠大于突出指標臨界值。

（4）軟分煤層是突出的薄弱環節。12層煤層厚1.3～1.5m，其中軟分層煤厚0.69～1.2m,根據煤的破環類型分類，其軟分層煤屬Ⅲ～V類強烈破壞煤，節理不清，呈魚鱗片或土狀，用手捻可成粉末，硬度較低，疏松，各種突出都發生在該分層。

（5）地應力集中。受F3、F4逆斷層的影響，該區域在絞車道右部200m左右地應力集中，是突出的主要區域。

3 局部防突措施

（1）多排鉆孔結合震動炮揭石門。6片在石門工作面掘至距離煤層垂距10m以外，打2個穿透煤層鉆孔，并進行測煤層瓦斯壓力。在5m以外處，共打排放鉆孔21個計260m,孔徑75mm。在距煤層1.5m處利用震動炮一次揭開石門。

（2）超前鉆措施。6片煤層揭開后，大巷掘進就采取了超前鉆措施，利用MAZ-200型鉆機，NBB-250/40型千米泵，根據工作面的實際情況扇形布置鉆孔4～8m，下幫保護范圍2～4m，充分釋放瓦斯4h后，允許掘進，保留5m余孔，再進行第二次打鉆（見圖1）。該大巷共打鉆37次，打鉆工程量3 129.6m，安全保護大巷掘送440m。

　　

　　

　　圖1 超前鉆孔布置圖

（3）本煤層抽放。在6片大巷每隔25m布置1個鉆場，每個鉆場布3個孔，共布置了7個鉆場21個孔，孔深40～60m，該鉆孔第一可起到充分釋放瓦斯的目的，第二封孔后可進行抽放。

（4）頂、底板瓦斯巷進行瓦斯抽放。5片在煤層的頂板20m處掘送了一條瓦斯巷，6片在煤層的底板15m處，掘送了一條瓦斯巷，并向12層打抽放鉆孔18個，孔深為39.5～66m，總鉆進工程量1 003.3m。

（5）工作面長鉆孔措施。在采煤工作面沿走向打長鉆孔，每隔2m一個孔，孔深6.2m，可回采2個循環，進度2m,保留5m的余孔，再重新打下循環長孔，直至回采完。

（6）局部抽放。將6片本層抽放鉆孔、5片頂板瓦斯巷、6片底板瓦斯巷對接到YD-4型移式抽放泵進行抽放，每分鐘可抽放出瓦斯1.0 m³，該3處共抽出瓦斯30萬m³。

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