【文章內(nèi)容簡介】 及工藝 封孔質(zhì)量直接關(guān)系到抽采瓦斯?jié)舛燃靶Ч菍崿F(xiàn)高效抽采瓦斯必不可少的重要環(huán)節(jié)。鉆孔封孔應(yīng)滿足密封性能好、操作便捷、封孔速度快、造價低的要求。封孔段盡量避開煤體裂隙發(fā)育地點(diǎn)，封孔深度為 6～ 8m。若遇孔口段鉆孔成型不好，煤體裂隙發(fā)育時，應(yīng)適當(dāng)加長封孔長度。 對所有抽采鉆孔設(shè)計選用聚氨脂封孔，封孔管選用防靜電雙亢管。封孔方式為卷纏藥液法，在密封段內(nèi)，固定一塊毛巾布或麻袋布（長 1m，寬 ）。將混合液均勻倒在毛巾布上，邊倒液邊向封孔管上卷纏毛巾 布。然后，將卷纏好藥液的封孔管插入鉆孔，要求整個操作時間不超過 5min。 為了避免封孔管因碰撞晃動而影響封孔質(zhì)量，用木楔將封孔管與孔口壁楔緊固牢，同時在孔口處用水泥固定封孔管。 第二章 己 1512020防治突出技術(shù)措施 ： 防突技術(shù)措施選定要根據(jù)工作面的具體條件，經(jīng)過分析對比選擇有效而又方便的防突技術(shù)措施 從目前平煤突出掘進(jìn)工作面防突措施執(zhí)行來看，采用淺孔排放、穿層鉆孔預(yù)抽、深孔松動爆 18 破和前探深孔相結(jié)合的防突措施對工作面防治突出非常有效，前探深孔可起到探明前方地質(zhì)構(gòu)造和促使煤體卸壓， 降低煤體瓦斯含量的作用，而采用超前排放鉆孔瓦斯釋放效果更為顯著、防突輕便鉆機(jī)操作簡便，鉆孔鉆進(jìn)較深，在實際應(yīng)用中具有鉆進(jìn)速度快、角度、方位易定、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。同時施工穿層鉆孔及預(yù)抽和深孔松動爆破可改變煤體結(jié)構(gòu)，降低煤體瓦斯壓力、瓦斯含量和探明煤層賦存及地質(zhì)構(gòu)造等作用，可大大減小煤層突出危險性，提高工作面掘進(jìn)速度。 根據(jù)集團(tuán)公司突出掘進(jìn)工作面防突措施執(zhí)行情況，并結(jié)合鉆孔施工機(jī)具情況，突出煤巷工作面采用超前排放鉆孔和邊掘邊抽鉆孔相結(jié)合的防突措施對工作面防治突出非常有效，超前排放鉆孔和邊掘邊抽鉆孔可起到釋放煤體 瓦斯含量和壓力的作用，并可探明前方地質(zhì)構(gòu)造，防突輕便鉆機(jī)和柱式液壓回轉(zhuǎn)鉆機(jī)操作簡便，在實際應(yīng)用中具有鉆進(jìn)速度快、角度、方位易定、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。同時高位抽放巷施工穿層鉆孔及預(yù)抽和深孔松動爆破可改變煤體結(jié)構(gòu)，降低煤體瓦斯壓力、瓦斯含量和探明煤層賦存及地質(zhì)構(gòu)造等作用，可大大減小煤層突出危險性，確保工作面安全。 簡要敘述措施孔排放半徑的來源及本措施采用的具體數(shù)據(jù)，繼而確定鉆孔的布置方式、孔數(shù)、半徑、孔的傾角等。 （ 1）鉆孔排放半徑：根據(jù)撫順煤科院瓦斯鑒定初步結(jié)果，我礦己 15 煤層φ 89mm 鉆 孔排放半徑為 。 （ 2）超前排放鉆孔的布置： ①、工作面煤層厚度小于等于 米時，煤層中不再布置措施孔。 ②、工作面煤層厚度大于 小于等于 米時，在煤層中布置 1 排措施孔，措施孔數(shù) 20個。 ③、工作面煤層厚度大于 小于等于 米時，在煤層中布置 2 排措施孔，措施孔數(shù) 40個。 ④、工作面煤層厚度大于 小于等于 米時，在煤層中布置 3 排措施孔，措施孔數(shù) 60個。 ⑤、工作面煤層厚度大于 。 ⑥、所有超前排放鉆孔和前探深孔孔徑均為 89mm，超前排放鉆孔孔深 米（投影孔深），允許進(jìn)尺 米，保留 10 米超前距，上、下幫控制到巷道輪廓線外 15m，前探深孔投影孔深 35 米，允許進(jìn)尺 25 米，保留 10 米鉆孔超前距，兩幫控制 15 米。超前排放鉆孔和前探深孔具體見附圖，鉆孔參數(shù)見附表）。煤層厚度正常時，超前排放鉆孔上排孔距離煤層頂板 米，第二排孔距離煤層頂板 米， 第三排孔距離煤層頂板 米。 ⑦、前探深孔：距離巷道底板 1 米處布置一排， 3 個孔，孔徑φ 89mm，投影孔深 35 米。 （ 3）穿層鉆孔抽放：在工作面頂板高抽巷內(nèi)向風(fēng)巷煤體進(jìn)行打鉆抽 放，穿層鉆孔沿煤層走向每隔 4 米布置一組 3 個，平均孔深 25 米，孔徑為 75mm，其終孔位置控制到己 1617 煤層底板 米處（如鉆孔參數(shù)未達(dá)到設(shè)計要求必須說明原因），并用地面站 2BEC62 型瓦斯抽放泵及其抽放管路系統(tǒng)直接對煤層進(jìn)行預(yù)抽，其預(yù)抽時間不少于兩個月，超前工作面預(yù)抽距離不小于 200m。每組穿層鉆孔距離煤巷工作面 20 米時開始進(jìn)行高壓注水。 （ 4）高抽巷深孔預(yù)裂爆破 19 為提高突出煤巷掘進(jìn)工作面掘進(jìn)速度，確保安全快速掘進(jìn)，進(jìn)一步降低煤體瓦斯壓力、瓦斯含量和地應(yīng)力，減小煤層突出危險性，在高抽巷兩組抽放鉆孔中間 每隔 8 米布置一個預(yù)裂爆破鉆孔，超前工作面距離不小于 60 米。 ： 措施實施的具體要求，并確定保證技術(shù)措施得以實施的組織管理措施及相應(yīng)注意事項，包括打鉆順序及打鉆安全措施。 執(zhí)行防突措施的具體要求： 措施孔施工前，必須將巷道支護(hù)到迎頭，清完工作面虛煤、傘檐及殘（瞎）炮，并將巷道雜物處理干凈，電纜吊掛整齊，機(jī)電設(shè)備進(jìn)行檢修，保證行人暢通及無電器失爆； 執(zhí)行措施前對風(fēng)筒進(jìn)行維護(hù)，凡出現(xiàn)風(fēng)筒脫節(jié)、漏風(fēng)、風(fēng)筒與工作面距離不符合作業(yè)規(guī)程規(guī)定、工作面微風(fēng)或無風(fēng)等情況時，嚴(yán)禁執(zhí)行措施； 在執(zhí)行措施前，必 須在工作面配備兩臺滅火器、沙箱及黃泥，并將堆放在工作面的閑雜鐵器處理干凈，以避免正在鉆進(jìn)的鉆桿與工作面的其他鐵器發(fā)生碰撞而產(chǎn)生火花； 執(zhí)行措施時，工作面必須具備銅錘（木錘）及銅鍬（木鍬），在上緊（或拆除）鉆桿的連接銷時，嚴(yán)禁用鐵器敲打連接銷（鉆桿），必須進(jìn)行敲打時，只準(zhǔn)用銅錘進(jìn)行敲打，當(dāng)鉆孔處的煤屑堆積太多須清理時，只準(zhǔn)用銅鍬或木鍬進(jìn)行清理鉆孔處的煤屑； 打鉆過程中嚴(yán)禁用鐵器敲打鉆桿或連接處，必須進(jìn)行敲打時，只準(zhǔn)用銅錘敲打。 在鉆孔施工中一旦發(fā)生頂鉆、夾鉆、噴孔等時嚴(yán)禁加壓鉆進(jìn)，來回拉到鉆桿，保證正 常排粉。若出現(xiàn)噴孔致使鉆孔周圍出現(xiàn)瓦斯超限時，必須停止打鉆，停電撤人，并向有關(guān)部門匯報，聽候處理。 鉆孔處的鉆屑只有在鉆機(jī)停止鉆進(jìn)，并且確信孔口附近瓦斯不超限后才可進(jìn)行清理，在未停鉆或檢查孔口瓦斯情況下，嚴(yán)禁清理鉆屑。 執(zhí)行措施時，鉆機(jī)后方人員嚴(yán)禁觀望施工鉆孔方向，注水時注水孔周圍嚴(yán)禁站人。 執(zhí)行措施時，瓦檢員、評估員必須現(xiàn)場盯崗，監(jiān)督防突措施執(zhí)行，嚴(yán)把措施執(zhí)行關(guān)，并在措施孔終孔報告單和相關(guān)記錄上簽字，施工單位凡未按規(guī)定執(zhí)行措施、措施孔未進(jìn)行有效注水，評估員有權(quán)制止施工單位的違章行為，直至停止施 工。當(dāng)出現(xiàn)突出預(yù)兆時，瓦檢員、評估員有權(quán)組織現(xiàn)場人員進(jìn)行撤離，并及時向集控中心匯報； 施工隊班、組長為當(dāng)班生產(chǎn)的第一責(zé)任者，分工必須明確，指定專人開機(jī)、專人停電、專人觀山，按照設(shè)計定措施孔位置、角度等； 1措施孔原則上從上往下施工，即先施工上排孔，再施工下排孔。及時將孔內(nèi)煤粉排干凈。 1措施孔施工完后統(tǒng)一進(jìn)行煤體高壓注水，注水封孔深度不小于 2 米，注水直至鄰孔出水或煤壁滲水為止，并認(rèn)真做好注水記錄。 1專用回風(fēng)巷口必須設(shè)置柵欄，回風(fēng)巷內(nèi)嚴(yán)禁行人，安設(shè)電器設(shè)備。 1執(zhí)行防突措施期間，工作面 不允許進(jìn)行其他平行作業(yè)； 1措施孔施工完，并進(jìn)行注水后，及時向通防調(diào)度送交終孔報告單，其上必須如實進(jìn)行填寫，包括打鉆、注水期間的異?，F(xiàn)象。終孔報告單上要有施工單位跟班干部、班組長、當(dāng)班瓦斯檢查員簽字，并及時向通防調(diào)度報送。 1施工單位及時掌握工作面己 15煤層與己 16－ 17煤層層間距厚度（每一措施循環(huán)探一次），根據(jù)工作面煤體軟分層（構(gòu)造煤）情況（原則上措施孔布置在軟分層中）標(biāo)明在措施孔終孔報告單上并及時調(diào)整并優(yōu)化措施孔布置，安質(zhì)部評估員對其執(zhí)行情況進(jìn)行監(jiān)督。 1工作面煤層賦存發(fā)生變化，無法按措施正 常布置鉆孔時，可根據(jù)工作面現(xiàn)場實際情況調(diào)整鉆孔間排距、角度和孔數(shù)；但布孔排間距不得大于 米、孔間距不得大于 米。 1工作面打鉆期間遇到巖石時必須及時調(diào)整鉆孔角度，鉆孔可調(diào)整鉆孔布置排間距、孔間距和垂直角，措施孔排間距可控制在 米以內(nèi)，調(diào)整必須依據(jù)排放半徑并嚴(yán)禁出現(xiàn)措施孔 20 之間穿孔現(xiàn)象。整個鉆孔調(diào)整過程必須由評估員現(xiàn)場監(jiān)督認(rèn)可；若經(jīng)調(diào)整后仍無法保證鉆孔深度時必須向業(yè)務(wù)部門匯報根據(jù)工作面前方地質(zhì)情況確定是否繼續(xù)進(jìn)行施工。 1工作面所有措施孔均遇到巖石，應(yīng)停止施工。在工作面各個方位進(jìn)行打鉆探 煤，若均不能探出煤層走向時，并及時向業(yè)務(wù)部室匯報，在未研究出下一步施工方案之前禁止施工。 前探鉆孔在鉆進(jìn)過程中如遇巖石等情況不能保證 35 米孔深，必須保證孔深 30 米 以上，并保留 10 米超前距。 第八章 瓦斯綜合利用方案 煤礦開采中抽排出的 瓦斯作為煤炭的伴生資源， 是一種使用方便、潔凈、中熱值的優(yōu)質(zhì)燃料，也可作為重要的化工原料，同時也是一種強(qiáng)烈的溫室氣體。對其加以 綜合 利用 ，既 可節(jié)約能源，又可減少對大氣環(huán)境的污染。 目前對瓦斯的利用主要采用發(fā)電、民用和作為化工原料。民用 燃?xì)?節(jié)能效果顯著，且對環(huán)境的改善 較為明顯，但需要穩(wěn)定的氣源 ，且其貯存 和 遠(yuǎn)距離輸送，投資 較大，難以達(dá)到。而 瓦斯發(fā)電具有安全、環(huán)保、節(jié)能的顯著特點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)和社會效益都十分顯著 ， 在 地面 抽 采 站附近建立電站，實現(xiàn) “ 就地發(fā)電，就地使用，多余上網(wǎng) ” 的模式，緩解區(qū)域性電力短缺，提高煤礦企業(yè)生產(chǎn)效益。 它 是一項多效益型利用項目，目前已有成熟的發(fā)電機(jī)組可供使用，一般 500kW 的小型機(jī)組年耗氣量在 1Mm3 左右，且使用靈活 ； 特別是 國內(nèi)已解決了低濃度 瓦斯 發(fā)電問題，近兩年在多個礦區(qū)建成了低濃度 瓦斯 發(fā)電站，成功發(fā)電應(yīng)用， 技術(shù) 已 成熟 。 本礦井屬于煤與瓦斯突出礦井，瓦斯總 儲量 大， 設(shè)計瓦斯抽采量 （ 純氣 ） ，年抽采量達(dá) ，這些瓦斯可以考慮用于工業(yè)場地、生活區(qū)食堂用氣，以及附近居民用氣，也可利用瓦斯發(fā)電。 鑒于 本礦井 抽采出的瓦斯量較大，采用了分源抽采，其 利用 也考慮分源：對于抽采出的濃度大于 30%的瓦斯，在回風(fēng)井工業(yè)場地建一個儲氣罐貯存，用于民用燃?xì)饣蛲咚拱l(fā)電，對于抽采出的低濃度瓦斯，直接進(jìn)入低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組發(fā)電，根據(jù) 瓦斯抽采量 ，可在地面 抽 采 站附近 建一個 5臺 500kW的 低濃度瓦斯發(fā) 機(jī)組 的發(fā)電站，待將來技術(shù)成熟后，再上 瓦斯 利用效率更高的 熱電冷聯(lián)供瓦斯發(fā)電系統(tǒng)。 21 對于瓦斯綜合利用的詳盡設(shè)計 ， 另作專項設(shè)計。 本設(shè)計在回風(fēng)井工業(yè)場地預(yù)留有 1臺 5000m3濕式螺旋 儲 氣罐 和低濃度瓦斯發(fā)電站場地。 煤層氣（ 瓦斯 ）抽采利用項目建設(shè)用地，國家已出臺相關(guān)規(guī)定，予以優(yōu)先安排。 二、 防治煤與瓦斯突出設(shè)計 （一） 工作面煤層突出危險性分析 根據(jù)《煤與瓦斯突出礦井鑒定規(guī)范》（ AQ10242020）、《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》和國家煤礦安全監(jiān)察局 [煤安監(jiān)辦字 2020]11號文件，預(yù)測煤層突出危險性的指標(biāo)分為煤的破壞類型、瓦斯放散初速度指標(biāo)（△ p）、煤的堅固性系數(shù)（ f） 和煤層瓦斯壓力（ P）等。煤層突出危險性的臨界值可參考下表所列數(shù)據(jù)劃分，只有全部指標(biāo)達(dá)到或超過其臨界值時，該煤層方可劃分為突出煤層，該礦井方可確定為突出礦井。 預(yù)測煤層突出危險性指標(biāo) 煤層突出危險性指標(biāo) 煤的破壞類型 瓦斯放散初速度 △ p 煤的堅固性系數(shù) f 煤層瓦斯壓力 P（ MPa） 突出危險值 Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ ≥ 10 ≤ ≥ 瓦斯壓力 首山一礦己 ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 MPa。 瓦斯放散初速度△ P 瓦斯放散初速度指標(biāo)不僅反映了煤的放散瓦斯能力，還反映了瓦斯?jié)B透和流動的規(guī)律。根據(jù)測定結(jié)果瓦斯放散初速度為 ，大于臨 22 界值 10。 煤的堅固性系數(shù) f 煤的堅固性系數(shù) f是表示煤抵抗外力破壞能力的一個綜合指標(biāo)，它主要由煤的物理力學(xué)性質(zhì)來決定。根據(jù)測定結(jié)果，煤的堅固性系數(shù)f值為 ～ ，小于臨界值 。 煤的破壞類型 煤的破壞類型是指煤體結(jié)構(gòu)受構(gòu)造應(yīng)力作用后的破壞程度，由于煤的物理力學(xué)性質(zhì)和特征不盡相同，《細(xì)則》中將其分為 5種類型：Ⅰ (未破壞煤 )、Ⅱ (破壞煤 )、Ⅲ (強(qiáng)烈破壞煤 )、Ⅳ (粉碎煤 )、Ⅴ (全粉煤 )。 通過對己組煤層煤巷掘進(jìn)頭的現(xiàn)場觀察，發(fā)現(xiàn)己組煤煤體軟，呈小顆粒狀，無層理，手捻成粉末，亮度屬暗淡型，從而判斷己組煤為Ⅲ ~Ⅳ類強(qiáng)烈破壞煤或粉碎煤。 己 ，且在首采面己組煤層鉆孔施工中經(jīng)常發(fā)生噴孔、夾鉆和頂鉆以及響煤炮現(xiàn)象，因此判定己 。 2020年 6月，首山一礦被撫順煤科院鑒定為煤與瓦斯突出礦井，所有工作面均為突出危險工作面，嚴(yán)格按照突出危險工作面進(jìn)行裝備和管理。 （二）掘進(jìn)期間防突設(shè)計 對突出危險掘進(jìn)工作面，嚴(yán)格執(zhí)行“四 位一體”防突技術(shù)措施，并施工底板瓦斯抽采巷（簡稱低抽巷），在低抽巷內(nèi)向煤層施工穿層 23 鉆孔，提前預(yù)抽瓦斯同時采取深孔松動爆破技術(shù)進(jìn)一步消力消突。 低抽 巷巷道布置 （ 1）風(fēng)巷低抽巷：在煤層底板平行工作面風(fēng)巷，與風(fēng)巷平距為 20m、垂距為 10m， 內(nèi)錯 布置， 施工至切眼下口為止。 （ 2）機(jī)巷低抽巷：在煤層底板平行工作面機(jī)巷，與機(jī)巷平距為 20m、垂距為 10m， 外錯布置。 （ 3）切眼低抽巷：機(jī)巷低抽巷施工至切眼延長線正下方，然后向上拐彎，在切眼下方 煤層底 板內(nèi)繼續(xù)施工低抽巷，直至與風(fēng)巷低抽巷貫通。 穿層鉆孔 在低抽巷內(nèi) 向煤巷掘進(jìn)工作面煤體進(jìn)行打鉆抽放，沿巷道走向每隔 4m布置一組鉆孔，每組鉆孔數(shù)量為 7個，孔徑為 75mm，其終孔位置控制到己 ，并通過地面瓦斯抽放泵站進(jìn)行預(yù)抽瓦斯，預(yù)抽時間不少于 3個月。 己 低抽巷（機(jī)巷）穿層鉆孔設(shè)計圖