深孔卸压爆破快速揭穿突出煤层综合措施在新集一矿的实践应用

抽 放 瓦 斯 能 够进 一 步 降 低 瓦斯 含 量 与 瓦斯 压
前瓦斯 抽放 量 为 ０ ０ ｍ ／ ｉ， 孔 爆 破 破后 瓦斯 ．８ ｍｎ 深
抽放量为 ０ ２ Ｉ ｍｎ 抽放率提高 了 ３ 。北中 ．５Ｉ ／ ｉ， Ｔ 倍
央 １ 煤 轨 道下 山仅 用 ４ ｄ便安 全 穿过 ｌ １ ５ ３煤 ， 比用 普通的钻 孔预 排放 瓦 斯方 法 揭 煤节 约 了 １２到 ２３ ／ ／
中布置 阀管 （ 阀管 参数 要 求 由新集 二 矿 自己确 定） 。钢 管直 径为 ４ ８ ｍ 钢 管 对称 钻 孔 ， 径 ０— ０ ｍ， 孔
不得 小 于 ２ ０ｍｍ， 间 为 ２ ０ｍ 孔 ０ ｍ。上 层 等 距 离 布 置 ４个 孔 ，Ｌ 孑 深为 穿过 岩层 进 人煤 层不 小 于 ｌ 同 ｍ， 样放 人花 管 。然后 在 向孔 内进 行注 浆 ， 其布 置方式
１ 瓦 斯 压 力 测 定
（１ 测 压 管 封 闭 。 ＃ ￣Ｌ ） ３ ： ｚ 内下 置 两 趟 管 路 ， ｌ ｆｒ
４分 注浆 钢 管 ４ 测 压 及 回气 管 ２ ｍ， 端 ３ ０ ｍ； ４ 前 ．ｍ
为 筛孔 管 ； 用 水 泥浆 单 液 注人 孔 内 ， 先 待浆 液 大 量 从测 压 管返 出后 停注 。三天后 装 压力 表测 压 ， 中间
有 三次 卸开 压力 表 进 行 瓦 斯 流 量 测定 。４ 孔 封 孔 ＃
３ 布 孔 方 式
（ ）打 钻 。根据 表 ２钻孔 参数 的要求 ， 场技 １ 现 术 员 准确 确 定钻 机 的位置 和 角度 后 打钻 ， 当穿过
方法 同 ３ 孔 ； 样 钻 孔 见 煤 时 停 钻 ， 孔 内 下 置 ＃ ５在 在 ，１８套 管 ２ ｍ， 用水 泥浆 单 液 从孔 壁 注入 孔 内 ， １ｏ ， １ 先 待 浆液 大量从 套 管 内返 出后 ， 双液 加 注 ， 钻 孔 壁 后
２ １ 年 ５月 ０１
矿 业 科 学 技 术
第３ ９卷 第 ２期
深 孔 卸 压 爆 破 快 速 揭 穿 突 出煤 层 综 合 措 施 在 新 集一 矿 的 实 践 应 用
沈 扬
（ 国投新集 能源股份 有限公 司一通 三防部 ， 安徽 淮南 ２２ ０ ） ３ ０ １
摘
要： 介绍 了研 究与应 用深孔 卸压爆破 、 钻孔抽放 与超前 支护等 综合技 术措 施快速 揭穿 突 出煤层 的实践 。
５ 煤 层 超 前 支 护
由于该煤 层 松 软 ， 角 较 大 ， 了 防止 揭 煤 时 倾 为
引起 巷道 顶部 煤 层 冒落 ， 成 大 面 积 冒顶 ， 形 因此 采 用超 前支 护 。 即在 工作 面 没有 揭 开煤 层前 ， 沿巷 道 顶板 打钻 孔穿 透煤 层进 入煤 层 顶板 的岩层 中 ， 下 分
度、 风量 测量 。
且 值下降了 ００ Ｅ （ ｍｎ ）、△ｈ 下降 ．９ｍ ／ ｇ・ ｉ
了 ３ ａ检验后继续 掘进 至揭露 １ ＯＰ ， ３煤 ， 揭煤期间
瓦斯 涌 出 量 为 ０ ６ ． ７～１ １ ５ ｒ ｎ ． ２ ｍ ／ ｉ 。在 深孔 爆 破 ａ
４ 钻孔抽放技术
爆 破 孔 总数量 也 只有 ２ ０个 ， 省 了 ２ 节 Ｏ个 钻 孔 数 。 以钻孔每米 单价 ２０元 ， 孔深度 ５ｍ， ０ 每 ０ 节省孔 数 ２ Ｏ 孔 计算 ， 孔工程量 就节省 资金 ２ 钻 ０万元 。
（ 接第 １５页 ） 上 ５ 控 制 闸阀 ， 一路 和原 来 一 样通 往 回风 巷 ； 另一 路 抽
关键 词 ： 深孔 卸压爆 破 ； 孔抽 放 ； 钻 超前 支护 ； 出煤层 突 中图分 类号 ：Ｄ １ Ｔ ７２
北 中央采 区是 一矿 未 来 ５～１ 内的主 采 区 ， Ｏ年 主采 煤层 为 １ 和 １ ２煤层 。采 区位 于淮 南 复 ３煤 １— 向斜 谢桥 向斜 南翼 中段 北 部 ， 造 线方 向整 体东西 构 方 向 ， 层走 向 近 东西 一北 西 西 ， 向北 ， 角 ０ 地 倾 倾 。
体上 ， 使工作面前方煤体 内产生一个具有一定长度
的， 同时具有 较 大孔 隙 的破碎 带 和松 动圈 。从 而有
第 ２期
沈扬 ： Ｌ 深孑 卸压爆 破快速揭穿突 出煤层综合 措施 在新 集一矿的实践应用
１９ ５
一
管 对 接地 装 入炮 孔 中 ， 尤其 注意母 线 附于 管 壁侧
力 释放潜 能 ， 由此引 煤层 收 缩变 形 ， 并 地应 力下 降 ， 煤层 透气 性 系数和 煤力 学 强度 的增 加 ， 而达 到使 从 煤体 丧失 或减 弱 突 出 危 险 。根 据 重 庆煤 科 院测 定
２ 深孔卸压控制爆破作 用原 理
在煤巷 掘进 工作 面 同 时打一 组深 爆破 孔 ， 当爆 破 孔爆 破后 ， 药能量 有 效 的作用 在 布孔 区域 的煤 炸
专 用探 孔 管 进行 ， 探 孔 杆 刚 拨 出时 ， 即进 行 装 在 立 药 ， 定炮 孔 深度 和装 药长 度 。然 后将 煤 层深 孑 松 确 Ｌ 动控 制爆 破 专用 药 管 （ 表 ３ 按 其 自身螺 纹 一 管 见 ）
５ １ ． ｍ 。施工效果检验孔进行效果检验 ， 值 Ｉ３ ２
０３ ｍＬ （ ｍｉ ．７ ／ ｇ・ ｎ Ａ ，１０Ｐ ， 突 出危 险性 ， ｈ ：２ ａ 无
安全检查 ， 排除险情 ， 确定掘进头处在正常 、 安全状
态 ， 试 人员 进 入工 作 面进行 巷道 风 流 中的 瓦斯 浓 测
药， 每个 炮孔 先用 两 发一段 毫 秒 电雷 管和 放炮 用 的
漏气 ， 从巷帮打眼注浆封闭固定套管 。
（） ２ 压力 测 定 情 况 。 由 于 钻 孔 与 水 平 坡 度 夹
角小 ， 与巷道夹角小 ， 巷道迎头岩体破碎 ， 钻孔封闭 不严 ， 当压力达到定值 时， 内瓦斯卸压 ， 孔 瓦斯压力
线 与母 线脱 落 ， 致雷 管 断路 和短 路 。 导
表 ２ 深孔控制爆破钻 孔布置参数
嚣
军纂 纂
５ ． ｍ开始 施 工 抽放 钻 孔并 进 行 抽 放 。瓦 斯 抽 放 ４８
量 为 ００ ｍ ／ ｉ， ．８ ｍｎ 由于煤 层透 气 性 差 ， 抽放 难 度 较 大 ， 放 泵 负 压 超 过 ８ｋ ａ 无 法 正 常 运 转 。采 取 抽 ０Ｐ ， 深孔 卸压 爆破 作为 增透 措施 进 行 瓦斯 抽放 ， 深孔 爆 破孔 与抽 放钻 孔交 叉 布置 （ 表 ４ 。 见 ）
下 两层 ， 上下 两层 法距 １ｎ。下层 等 距 离 布置 ８个 ｌ
孔 ， 深 为穿 过煤层 后 再穿 过 顶板 岩层 １Ｉ在钻 孔 孔 Ｉ， Ｔ
注： 装药长度 根据实际见煤深度确定 。
表 ３ 煤层深孔 松动控制爆破专 用药管技术性能指标
性 能 密 度 指 标
０． ～ １ ｇ ・ｅ ９５ ．１ ｍ
１０ ６
矿 业 科 学 技 术 生产 。
第３ ９卷
的时间。缓解 了矿井采掘生产接 替 ， 保证 了矿井安 全
表 ４ 抽放钻 孔布孔参数
由于 １ 属 低透 气性 煤层 ， 放 孔抽放 效 率低 、 ３煤 抽 以 巷道 断 面及抽 放控 制 范 围计算 ， 本工 作面需 施工 抽 放孔 ４ ０个 ， 而通过 施 工深 孔爆 破增 透后 ， 放孔 和 抽
新集 一矿 北 中 央 １ ３煤 透 气 性 系 数 平 均 为 ６ ６ ． ７× １ １ ／ ａ ｄ 煤 层 钻 孔 瓦 斯 流量 衰 减 系 数 平 ０ Ｔ ＭＰ ・ ； Ｉ 均 为 ０ １ ９ ～ 。 巷 道 迎 头 位 于 Ｋ４ ． ５ ｄ 在 ３测 点 北
面， 并用 胶 带 同定 ， 以防 管 与孔 壁 的摩 擦 使 雷 管 脚
深 孔 爆 破 后 进 行 瓦 斯 抽 放 ，５ 累计 抽 放 量 １ｄ
（） ６ 放炮 方 法
按 煤 矿 深 孔 爆 破 有 关 安 全 规
程放炮 ， 具体操作 由矿专职爆破作业 队负 责实施 。 １ 爆 破 孔一 次起 爆 。 ０个
（ ） 炮 ３ ｍ ｎ后 ， ７放 ０ｉ 由救 护 队进 人 掘 进 头 进 行
岩石 进 入煤 层 时 ， 换钻 杆 ， 并记 录岩 石 段孔 深 ， 穿过 煤 层 进入 岩石 时 ， 录所 穿 过 煤 层 段 的 孔 深 时 记 同 确定 装 药 的长度 ， 当钻 杆 拨 后 ， 即用 探 孔 管 探 孔 立 验正孑深 ， Ｌ 为防止 垮 孑 ， 孔完 毕 即装 药 。 Ｌ验 （ ） 药 方 式 。在 ｌ ２装 ０个 爆 破 钻 孑 煤 层 段 装 Ｌ
８个孔 间 串联 网路 起 爆 。
０ ¨ ０
（） ５ 封孔 方 式
爆 破 孔 ： 药 完 毕 ， 即 采 用 装 随
童
薛
压风 喷 泥封孔 器 将 略 潮 的 黄 土 ， 度 为 ５ ｍ 以 下 粒 ａ ｒ 封孔 。封孔 长度 为 岩石 段 长度 。
图 １ 布 置 方 式 图
６ 效 果
一
利 于消 除煤 体 结 构 的不 均 匀 、 小 地 应 力 ， 低 能 减 降 量 梯度 ， 到 消突 增透 降压 的效 果 。 达
表 １ 压力测定情 况表 ＭＰ ａ
４ 。总体 为一 单斜 构造 （ ２， 向斜 ） 。
本区 ｌ ３煤层结构较复杂 ， 靠近上部和下部各
有 一 层 稳 定 可 比的 夹 矸 ， 部 夹 矸 多 为 泥 岩 ， 下 是 １ ３—１和 １ ３—１ 煤层 的分 界 。１ 下 ３—１煤 平 均厚 度 ５ ６ ｍ，３—１下 煤 平 均 厚 度 １ １ｍ。经 重 庆 煤 科 ．３ １ ．５ 院测 定采 区 １ ３煤层 最 大 瓦斯压 力 ３ ６ Ｐ ， 层 原 ．Ｍ ａ煤 始 瓦斯 含量 １ ．２ ｔ瓦 斯 放 散 初速 度 △ ４２ｍ／， Ｐ＝１ ， １ 煤层 坚 固性 系数 ．＝ ．３ 钻 孔施 工过 程 中 ， 厂 ０３ ， 用压 风 携带 孔底 煤粉 ， 喷孔 现 象 。具有 突 出危 险性 。 有
在 接入 永久 抽采 系统 前 安装 耦 合装 置 ， 制 闸阀及 控
负 压 表 ， 于调 控 和观 察 。 便
（） ２ 耦合 装 置
采 用 直 径 大 于 排 气 管 路 的钢
管 加 工 ， 与接 入 永 久 系 统 的抽 采 管 焊 接在 一 起 ， 并
采 管延 至永 久抽 采 系统 ， 中间 加装 防 回气 装 置 ， 并
减 小 ， 以抽 采浓 度较 高 的钻孔 ， 可 提高 抽 采效 果 ， 确 保安 全 生产 。而 且还 有 以下 作用 。
（） １ 通过 移动 抽 采 系统 并 人 永 久 抽 采 系 统 ， 可 以使 我们 在井 下抽 采 方 式 上 具 有 多 样 性 。原 来 瓦 斯 涌 出量较 大 的钻 孔 或 地 点 现 在 可 以通 过 移 动 抽 采 系统 来抽 ， 用 担 心 回 风 瓦斯 浓 度 过 大 ， 高 设 不 提 备 利用 率 ； （ ） 瓦斯利 用 时 ， 采 浓 度 具 有 可选 性 。原 ２在 抽
测 定值 偏小 。压 力测 定情 况 如表 １ 所示 。
胶 质线 各 作 两个 炮 头 ， 用 绝 缘 胶 带 裹 紧 ， 止 短 并 防 路 和 断路 。装药 时采 用正 向装 药方 式 。 （ ） 药 注意 事项 。 由于 炮 孔 内有 煤 渣 ， 时 ３装 同
又受 地应 力 的影 响 ， 装 药 前 应 进 行 探 孔 ， 孔用 在 探
见图 １ 。
装 药 直 径 爆 速
威 力
猛 度
ｄ ｍｍ ４２
２ ４ ０ ～２ ７ ０ｍ ．ｓ一 ０ wk.baidu.com
≥２ Ｏ ５ ｍＬ ≥ ｌ ｍｍ Ｏ
＞ ３ｃ ｍ
￣
殉 爆
传 爆 长 度
＞ ５ ｍ ０
￣
（） ４ 起爆 方 式
孑 外 两 发 雷 管 的胶 质 线 并联 ， Ｌ
ｔＬ ．