千米埋深特厚煤层井筒揭煤综合防突技术

为解决千米埋深特厚煤层立井揭煤防突和穿煤施工安全,通过建立区域突出危险性预测、深孔预裂控制爆破增透抽放、效果检验和验证、中空锚杆金属骨架、远距离放炮揭煤、突出危险性预警和壁后预留排放等组成的七步法综合防突技术,从技术、施工组织、工程质量和安全防护4个环节保障施工安全。结果表明:采用深孔预裂控制爆破强化措施,抽放41 d达到区域防突要求;采用2圈中空锚杆注浆加固和壁后预留1圈排放孔等新工艺,揭煤和穿煤期间瓦斯浓度非常稳定,实现了零超限揭穿千米埋深9.8 m厚突出煤层。

余吾煤业南回风立井揭煤防突技术

针对余吾煤业南风井揭煤区域3号煤层瓦斯压力大、埋深大等特点,对揭煤区域3号煤层进行了区域预测,根据区域预测结果,对前方煤层的突出危险性进行分析判断,采取了以区域预抽为主,局部排放为辅的综合防突措施,以勤效检、快措施的方法,循序渐进安全地揭开了3号煤层。该揭煤工程比预期提前了10 d,同时也形成了一套适用于余吾煤业的井筒(石门)揭煤的综合防突技术体系。

深孔预裂爆破技术在井筒揭煤中的应用研究

针对淮南矿区井筒揭穿低透气性突出煤层施工周期长,很大程度上制约矿井采掘接替等问题,提出了利用深孔预裂爆破技术,增加煤体透气性,提高瓦斯抽采量,缩短井筒揭煤时间的新方法。主要研究了深孔预裂爆破煤层增透防突的作用机理,模拟分析出某矿第二副井13-1煤层的爆破松动半径为4 m,优化设计了井筒揭煤钻孔布置方案;现场考察了深孔预裂爆破煤层增透后瓦斯抽采纯量较爆破前增大了4倍,提高了煤层瓦斯抽采率,从而使井筒揭13-1煤层时间缩短至32 d。

淮南矿区复杂地层大型矿井建设关键技术

针对淮南矿区开采条件复杂等特点,结合淮南矿区第1轮新井建设工程,总结了深部大型矿井建设关键技术,具体探讨了深井建设中矿井分区开拓优化设计,冻结、注浆、凿井"三同时"建井技术、特厚表土层冻结法凿井技术、井筒快速凿砌技术、井筒快速揭煤技术和巷道掘进与支护技术等问题,采用"综掘机+带式转载机+除尘通风机+储矸仓+扒矸机"的综掘作业线,集破、装、运和除尘机械化为一体,使炮掘最高月进尺达到270 m、岩巷综掘最高月进尺达到715 m、煤巷锚网索支护最高月进尺达到1 060 m。

水力冲孔消突措施试验研究

针对淮南矿区埋深大、透气性低及高地应力的煤层赋存状态,为了解决石门揭煤过程中的煤与瓦斯突出问题,在谢桥等5个矿试验了水力冲孔技术,通过排出部分煤体和瓦斯,对煤体增透卸压,从而实现快速、安全的揭煤。研制了水力冲孔专用PZCK-C-*系列喷头,优化了水力冲孔工艺和技术参数,模拟对比了冲孔前后钻孔周围的应力变化。试验结果表明,在钻孔冲出煤量达到1.0～2.5 t/m时,其冲孔影响半径可以达到5.5～9.0 m,煤层透气性系数增大了70%～370%,实施水力冲孔后,冲孔控制区域的煤体得到卸压,透气性增大,突出潜能和瓦斯热力学能得到释放,快速消除了石门揭煤工作面的突出危险性。

深井厚煤层综放大跨度开切眼快速施工及支护技术

针对深井厚煤层综放大跨度7 m宽开切眼变形严重、施工支护困难的情况,采用新型高预应力锚杆锚索联合支护方式,合理选择支护参数,采用高强度高预应力锚杆锚索一次成巷施工工艺。试验结果表明:该施工支护技术可使开切眼变形得到有效控制,顶板下沉量小于160 mm,两帮移近量小于150 mm,施工时间缩短50 d,实现了快速安全施工。

深立井揭穿多层突出煤层技术与实践

为了缩短了揭煤工期、加快成井速度,在淮北桃园煤矿扩建工程新副立井井筒、揭穿多层深水平突出煤层的施工中,采用突出煤层快速掘进施工技术,实施探、测一体化,扫孔冲煤等新工艺,实现快速测报、消突,安全顺利揭穿共10层煤,工程实践表明:距煤垂距10 m的探、测煤一体化工艺提高了测定的准确度,节约了5 m的测压工序及指标钻测时间;扫孔冲煤工艺是立井井筒揭穿突出煤层钻孔排放措施的制胜环节。

深竖井揭穿高突松软低透气性煤层技术

在掌握淮北矿业桃园煤矿新副井所揭各突出煤层瓦斯参数的基础上,依据深井突出煤层竖井揭煤的特点,提出了竖井压冲扫孔安全揭穿突出煤层技术,针对煤层突出危险性大,透气性差,而竖井内下向排放钻孔内容易积水瓦斯不易释放的特点,实施了探测、固化、压冲扫孔的安全揭煤技术。实践表明,应用以上技术新副井成功揭穿了72、82等突出煤层,解决了竖井施工的技术难题,为国内外深井突出煤层竖井安全揭煤提供了技术参考。

深立井揭煤消突方法与安全爆破技术

针对传统揭煤方法的不足,结合潘北矿揭煤突出的实际问题,在仔细分析国内外关于消突措施的基础上,通过优化钻孔设计,取得了理想的消突效果;并采取了切实可行的远距离爆破措施,使井筒安全快速揭过突出煤层。

淮南矿区立井揭煤段井筒加固技术

淮南矿区浅部资源已开发殆尽,新一轮矿井建设必须向深部和复杂地层延深。针对该矿区深立井井筒揭露煤层多和煤层突出危险性大、透气性差、松散破碎等突出问题,淮南矿业集团在采取一系列煤层瓦斯消突措施的同时,还专门制定了井筒揭煤段地面预注浆加固煤体等综合性加固技术措施,有效地保证了揭煤施工安全。结合工程实际,简要介绍了淮南矿区立井揭煤段井筒各项加固技术措施应用情况。

深部井筒揭双层煤深孔预裂爆破增透技术研究

针对顾桥矿深部进风井井筒揭8煤、7-2煤,8煤层埋深955.49~958.34 m,7-2煤在8煤下方6.5 m,属深部井筒。双煤层瓦斯含量与瓦斯压力均超出指标,为保障井筒揭煤安全,提出采用深孔预裂爆破增透技术。取得了良好的增透效果,消除了煤与瓦斯突出危险。

井筒揭煤区域的地面瓦斯抽采防突技术研究

为保障新建突出矿井揭煤安全,提高地面瓦斯抽采井的抽采消突效果,对官寨煤矿瓦斯抽采井井型选择、瓦斯抽采工艺和技术、抽采效果预测等方面开展研究。结果表明:在地质构造复杂地区进行地面瓦斯抽采时,由于断层发育、煤层赋存不稳定,不宜施工水平井,采用垂直井和定向井更具有针对性和适用性;对具有突出危险性的煤层20 m范围进行射孔,并采用"泵送桥塞分段压裂"进行水力压裂改造,压裂完成后,对改造煤层进行合层抽采,抽采效果较好。工程实践表明,采用地面瓦斯抽采井进行瓦斯抽采能有效降低煤与瓦斯突出危险性,保障井筒安全施工。

千米深井强突出煤层群井筒快速揭煤技术

针对淮南矿区深部煤层具有低透气性、强突出的特点,且揭煤过程具有很强的危险性,以潘一矿东井二副井的近距离强突出煤层群为研究对象,依据前探基础资料,以及强突出煤层群井筒揭煤的特点,增加2圈减压孔,优化设计与施工,实施多煤层联合抽采消突措施,过煤段下花管护孔并下铁管作为金属骨架等措施确保抽采量,提前完成抽采任务并实现了数据的在线监测。井筒揭5-2、5-1、4-2、4-1煤层从施工钻孔、抽采评价到揭煤结束,比预期时间缩短25 d,实现了安全、快速井筒揭煤。

寺河矿三水沟回风立井揭煤施工实践

寺河矿西井3号煤层具有突出危险性。在西井三水沟回风立井揭穿3号煤层过程中,为消除突出隐患,制定并实施了三水沟回风立井井筒揭露煤层方案。当井筒工作面施工至距煤层垂距10 m时打前探钻孔,查明煤层赋存情况,测定煤层瓦斯压力,根据测定结果进行瓦斯抽放。当工作面掘进距煤层垂距2 m时,再次施工测压钻孔,采用钻屑瓦斯解吸指标法预测工作面有无突出危险性。当指标均小于临界值具备震动爆破揭煤条件时,采用震动放炮揭过煤层。按照上述施工方案与工艺顺利完成了探揭煤施工,确保了井筒揭煤安全。

斜井揭煤综合防突技术研究与应用

针对马依西一井北回风斜井在穿过19号煤层过程中的瓦斯异常情况,为防止煤与瓦斯突出,通过采取钻场交叉钻孔抽采瓦斯、注浆加固揭煤点井筒周围煤体、过煤门时利用金属骨架加固控制煤层顶板并配合小断面震动爆破综合防突技术实现了安全揭煤,揭煤点的瓦斯压力从1.52 MPa降到0.38 MPa,瓦斯含量从14.3 m3/t降到4.8 m3/t,未超过国家和该矿区的临界值,有效地消除了揭煤过程的突出危险性,缩短了揭煤工期,确保了矿井的安全高效生产。

急倾斜煤层开切眼快速施工

韩咀煤矿1211工作面开切眼全长195m,位于2号煤层中,沿煤层顶板掘进,为倾角21~23°上山;由于坡度较大,不宜采用综掘机施工,采用小循环光面爆破法掘进,单体液压支柱作临时支护,锚网索作永久支护。开切眼施工中,设置人矸分离网,行人侧安设行人台阶,保证人员行走安全;在行人侧安设JH-14型回柱绞车1部,便于材料运输,最终实现了安全、快速施工。

大跨度厚煤层开切眼二次成巷快速掘进技术

针对大跨度厚煤层开切眼正常一次全断面掘进速度较慢、开挖易变形、围岩及巷道养护和通风及运输较困难问题,采用矿压理论分析、FLAC^(3D)数值模拟、巷道变形现场实测和工程实践应用,对神东大柳塔煤矿52607开切眼7.8 m大跨度厚煤层二次成巷快速掘进技术进行了深入研究,得到:(1)大跨度厚煤层切眼二次成巷快速掘进技术可以人为控制巷道掘进宽度及切眼贯通时间,尽快实现通风和运输系统的合理布置,使矿井生产更加安全高效有序;(2)大跨度厚煤层二次成巷的每一次掘进宽度、锚索布置、锚杆布置是实现快速掘进的关键;第一掘进宽度5.4 m恰好是掘锚机的最大宽度,可以有效发挥出设备的最佳性能,又能同时保证第2次要开掘的巷道不易片帮;(3)通过FLAC^(3D)数值模拟软件模拟两次成巷后的应力分布云图及塑性区,对比发现二次成巷后,开切眼巷道稳定效果良好,围岩变形量明显较小,在技术应用之后,实现了大跨度厚煤层二次切眼成巷快速掘进,并保证了巷道的稳定性及通风系统的尽早形成;(4)实践表明,采用二次成巷快速掘进技术和相适应的支护技术可尽快贯通该切眼,并能保证围岩的稳定性,为此类矿井安全高效有序掘进提供借鉴和参考。

深孔预裂爆破技术在顾桥煤矿井筒揭煤中的应用

针对顾桥煤矿进风井井筒揭8煤层时瓦斯抽采困难,易引发煤与瓦斯突出等问题,提出了采用深孔预裂爆破技术增加煤层透气性,缩短瓦斯抽采时间,提高抽采效果,预防煤与瓦斯突出,并在井筒揭煤中进行了现场应用,对应用效果进行了详细分析。实践证明,深孔预裂爆破技术应用在井筒揭煤中行之有效。

径向射流水力压裂技术在高瓦斯矿井立井揭煤中的应用

赵庄矿南苏进风立井设计深度784.5m。井筒施工至724.17m深处时,停止掘进,应用径向射流水力压裂技术,对下部的3号煤层(高瓦斯煤层)进行揭煤作业。水力压裂后,仅预抽35d,便使煤层具备揭煤条件。实践表明,该项技术对煤层增透、应力释放、消突可起到很好的作用,与传统揭煤方法相比,能安全快速地使煤层具备揭煤条件。

急倾斜三软煤层切眼快速施工技术研究

福城煤矿1303S切眼位于三号煤层,倾角35°-57°/46°,顶底板均为低强度泥岩,属于三软煤层,切眼施工难度较大。切眼掘进采用小循环光面爆破方法施工;确定合理的锚、网、索联合支护方式及支护参数,根据现场情况调整支护方案,使巷道围岩变形能够满足实际生产要求;在切眼中打设人矸分离网,在人行道侧安设行人台阶,保障人员行走安全;在人行道侧打设临时单轨吊,方便物料运输。最终实现了1303S切眼的安全、快速掘进。