石门揭煤防突措施

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防治煤与瓦斯突出技术
7m前
石门揭煤区域防突措施示意图
厚煤层不能一次 穿透时超前15m
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抽采钻孔见煤点
石 门 揭 煤 区 域 措 施
远距离爆破
最后验证 局部防突措施 预测、检验
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探煤
区域防突措施 区域效果检验
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一、水力冲孔： 适用条件: 有自喷能力的突出危 险煤层。
水力冲孔工艺系统示意图
1—钻杆 2—套管 3—三通管 4—钻机 5—阀门 6—高压水管 7—压力表 8—射流泵 9—排煤水管
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• 揭煤工作面掘进至距煤层最小法向距离10m之前，应当至少打两个穿透 煤层全厚且进入顶（底）板不小于0.5m的前探取芯钻孔，并详细记录岩 芯资料。当需要测定瓦斯压力时，前探钻孔可用作测定钻孔；若二者不 能共用时，则测定钻孔应布置在该区域各钻孔见煤点间距最大的位置。 • 在地质构造复杂、岩石破碎的区域，揭煤工作面掘进至距煤层最小法向 距离20m之前必须布置一定数量的前探钻孔，以保证能确切掌握煤层厚 度、倾角变化、地质构造和瓦斯情况。 • 石门和立井、斜井工作面从距突出煤层底（顶）板的最小法向距离5m 开始到穿过煤层进入顶（底）板2m（最小法向距离）的过程均属于揭 煤作业。 • 石门和立井、斜井工作面从掘进至距突出煤层的最小法向距离5m开始 ，必须采用物探或钻探手段边探边掘，保证工作面到煤层的最小法向距 离不小于远距离爆破揭开突出煤层前要求的最小距离（石门、斜井揭煤 工作面与煤层间的最小法向距离是：急倾斜煤层2m，其他煤层1.5m。 要求立井揭煤工作面与煤层间的最小法向距离是：急倾斜煤层1.5m，其 他煤层2m。如果岩石松软、破碎，还应适当增加法向距离。 ）
★ 2m位置 揭穿（开）煤层 – 突出预测： – 突出危险性综合判断 – 实施防突措施 – 防突措施效果检验 – 在采取安全防护措施的基础上，采用震动爆破或远距 离爆破揭穿煤层。
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最后区域验证----远距离爆破前（最小法向距离）
水力冲孔是我国独创的一种防治煤与瓦斯突出的方法。原理是以岩柱为安全屏障，通 过人为地在钻孔内利用高压水的冲击力，快速破坏钻孔内的煤体而诱发突出。这种人为 的钻孔内的突出，由于受钻孔内的空间和钻孔管道效应的影响，因而它是可控的。也就 是说，使煤体的突出能量，通过钻孔内可控的小型突出，逐步缓慢释放，达到消除或减 弱煤层发生突出的可能。
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10m前
探煤钻孔示意图
取芯钻孔
详细记录岩芯资料 可利用此孔测压测压
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★ 5m位置 煤层突出预测和实施防突措施
– – – – – – – – 钻孔数量：不少于5个 钻孔控制范围：上、下、中、左、右，石门轮廓线外5m 预测指标：K1、q 钻孔深度：穿透煤层全厚且进入顶（底）不少于0.5m 突出危险性综合判断 实施防突措施 防突措施效果检验 在瓦斯防治措施检验有效后，按《煤矿安全规程》和 《防突规定》的相关规定掘至距需要穿煤层法线距离2m 的位置；
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• • • •
1、石门揭煤水力冲孔控制范围：巷道轮廓线外3～5m。 2、冲孔顺序：先对角、后周边、再中间。 3、冲孔水压视煤层硬度而定。 4、冲出煤量：20倍煤厚。
• 水力冲孔钻孔布置下图所示。 NhomakorabeaH-巷高
采用远距离爆破揭开突出煤层时，要求石 门、斜井揭煤工作面与煤层间的最小法向 距离是：急倾斜煤层2m，其他煤层1.5m。
3个预测钻孔
预测方法：综合指标法 钻屑瓦斯解吸指标法 其他经试验证实有效的方法
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石门揭煤程序示意图
钻 孔 布 置 图
12m
石门轮廓线
12m
12m
12m
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石门区域效果检验钻孔布置(直接测定) 第五十五条 采用直接测定煤层残余瓦斯压力 或残余瓦斯含量等参数进行预抽煤层瓦斯区域措施效 果检验时，应当符合下列要求： （三）对穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭 煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，至少布置4 个检验测试点，分别位于要求预抽区域内的上部、中 部和两侧，并且至少有1个检验测试点位于要求预抽区 域内距边缘不大于2m的范围；
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抽采钻孔见煤点
检验孔
石 门 揭 煤
区 域 措 施 效 果 检 验
12m
上部孔 左侧孔 右侧孔 中部孔
石门轮廓线
12m 2m 12m
钻 孔 布 置 图
12m
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石门 被揭煤层
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石门
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2、作用机理 预先加固煤体，增加煤的稳定性；骨架孔排放一定量的 瓦斯，钻取煤炭。从而降低了煤层的应力状态，增加了煤的 坚固性，揭煤过程中金属骨架支承上方煤体重量，阻止煤体 突然破坏与离层，抑制突出的发动。
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5m 前
石门揭煤工作面预测示意图 ----进入石门揭煤
3个预测钻孔
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石门揭煤防突措施的选择 第三十八条 经评估为有突出危险煤层的新建矿井 建井期间，以及突出煤层经开拓前区域预测为突出危 险区的新水平、新采区开拓过程中的所有揭煤作业， 必须采取区域综合防突措施并达到要求指标。 经开拓前区域预测为无突出危险区的煤层进行新 水平、新采区开拓、准备过程中的所有揭煤作业应当 采取局部综合防突措施。 第十八条 突出矿井开采的非突出煤层和高瓦斯矿井的 开采煤层，在延深达到或超过50m或开拓新采区时，必 须测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量及其他突出危险性相 关参数。 高瓦斯矿井各煤层和突出矿井的非突出煤层在新 水平开拓工程的所有煤巷掘进过程中，应当密切观察 突出预兆，并在开拓工程首次揭穿这些煤层时执行石 门和立井、斜井揭煤工作面的局部综合防突措施。
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石门揭煤区域预抽范围 第四十九条 采取各种方式的预抽煤层瓦斯区域 防突措施时，应当符合下列要求： （四）穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区 域煤层瓦斯区域防突措施应当在揭煤工作面距煤层的 最小法向距离7m以前实施（在构造破坏带应适当加大 距离）。钻孔的最小控制范围是：石门和立井、斜井 揭煤处巷道轮廓线外12m（急倾斜煤层底部或下帮6m） ，同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线（ 包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线）的最小距离不小 于5m，且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时，应当保持 煤孔最小超前距15m；
（一）石门和立井、斜井揭煤区域煤层、瓦斯、地质构造及巷道布置的基本 情况； （二）建立安全可靠的独立通风系统及加强控制通风风流设施的措施； （三）控制突出煤层层位、准确确定安全岩柱厚度的措施，测定煤层瓦斯压力 的钻孔等工程布置、实施方案； （四）揭煤工作面突出危险性预测及防突措施效果检验的方法、指标，预测及 检验钻孔布置等； （五）工作面防突措施； （六）安全防护措施及组织管理措施； （七）加强过煤层段巷道的支护及其他措施。
1-预抽或 排放孔； 2-立井
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三、金属骨架
揭煤之后在掘进煤巷时，即便是煤层全部掘完，进 入煤层顶、底板后，石门附近煤层的突出危险性并没 有消除，当采用大断面掘进或支护不及时时，由于煤 层发生垮塌而诱发突出的事件很多。 案例 1、工艺 巷道顶、两帮上部打φ75~100mm钻孔，进入岩层 0.5m，孔距≥0.2m，插入钢管或钢轨，在巷道周露出 的钢管用支架或混凝土碹固定牢固。 金属骨架 煤层
B-巷宽 P1、P2、P3-测压 孔；1～9-措施孔； 10-石门
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• 二、预抽或排放孔 • 1、措施孔直径75～ 120mm； • 2、钻孔控制范围 • ⑴两侧和上帮≮5m； • ⑵下部≮3m； • 如下图所示。
采用钻孔排放，排 放时间不得少于3 个月。
石门
被揭煤层
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• 井筒揭煤预抽或排放孔控制范围 • 1、措施孔直径75～120mm；
•
2、钻孔控制范围
• ⑴倾斜及以下煤层：四周轮廓线外≮5m，下部≮3m； • ⑵急斜煤层：走向两侧和倾斜上方≮5m，下部≮3m； • 如图下所示。
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石门揭煤防突专项设计
第六十二条 石门和立井、斜井工作面从距突出煤层底（顶）板 的最小法向距离5m开始到穿过煤层进入顶（底）板2m（最小法向 距离）的过程均属于揭煤作业。揭煤作业前应编制揭煤的专项防 突设计，报煤矿企业技术负责人批准。 第八十条 石门和立井、斜井揭穿突出煤层的专项防突设计 至少应当包括下列主要内容：
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煤层瓦斯赋存情况分析 距煤层法距不小于10m处 （地质构造带20m） 正常掘进距煤层法距不小于5m处
控制层位钻孔
揭 煤 工 艺 流 程
突出危险性预测
无
深部 浅部 少量排放孔
有 施工排放钻孔
防突效果检验
有效
煤层加固措施
正常掘进距煤层法距不小于2m处 安全防护措施 远距离放炮揭穿（开）煤层
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石门揭煤工艺流程
• 石门揭穿突出煤层的步骤： • （1）准确探明工作面和煤层的相对位置； • （2）石门工作面突出危险性预测； • （3）预测有突出危险时，采取防治措施； • （4）实施防突措施效果检验； • （5）远距离（控制）爆破或震动性爆破揭开或揭 穿煤层； • （6）在煤岩交界附近的巷道段加强支护； • （7）穿透煤层进入顶（底）板。
无效
补充排放钻孔
穿过煤层进入底板岩层距煤层法距2m以上
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石门揭煤工艺流程按距煤层法线距离可简称为10、 5、2流程
★ 10m之前：
– 井筒揭煤：地勘资料、邻近矿井资料 ★10m位置（不小于10m） – 首先对需要揭穿煤层赋存条件、地质构造等基本情况进行分析， 前探钻孔探测煤层 包括对巷道的岩性条件进行素描
– 钻孔数量：不少于2个 – 钻孔深度：穿透煤层全厚且进入顶（底）不少于0.5m – 探测资料：详细记录岩芯资料，准确探明石门与煤层的相对位置、 煤层厚度、煤层倾角、地质构造 等； – 绘制揭煤地点煤层的平、剖面图； – 利用前探钻孔测定煤层瓦斯压力
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局部措施效果检验
（5米至远距离爆破）
上部孔 左.中.右3个 中部孔 左部孔
右部孔
石门
5个预测钻孔
下部孔 检验方法：钻屑瓦斯解吸指标法 其他经试验证实有效的方法
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