超前钻孔有效排放半径的测定及布置优化
祁南矿顺层钻孔抽采半径测定
作面内受 BF１９、８１F２０ 和 ８１F２４ 断层影响.
７１６ 工 作 面 回 采 ７１ 、７２ 两 层 煤, 煤 层 结 构 简
单.根据上部 ７１４ 工作面揭露的煤层情况分析,７１
沿煤层走向方 向 打 一 组 平 行 钻 孔,其 中 ０＃ 为 预 抽
孔,１＃ 、２＃ 、０２＃ 、３＃ 和 ０４＃ 钻 孔 为 流 量 考 察 孔,
钻孔布置如图 １ 所示.
２
１ 测试结果及分析
对预抽孔实 施 ２４h 不 间 断 抽 放, 同 时 对 ５ 个
流量考察 孔 进 行 跟 踪 测 定, 得 到 瓦 斯 流 量 实 测 数
据,绘得预抽孔抽采前后测试钻孔瓦斯流量变化曲
线图,见图 ２.
图 １ ７１６ 机巷钻孔布置
图 ２ 预抽孔抽采前后测试钻孔瓦斯流量变化
佳,经济上最合理
.抽采过程中如果钻孔布置过
[
２]
于分散,抽采区域内很容易造成抽采盲区;钻孔间
距过小又会浪费过多的人力与财力
.此外,钻孔
[
３]
同时对钻孔周围煤体内瓦斯含量产生影响,导致巷
道煤壁内煤体瓦斯流场和钻孔抽采形成的渗流场之
间的叠加.在钻孔抽采范围内,钻孔流量会随着煤
抽采间距还与钻孔瓦斯抽采率、煤层瓦斯压力与含
距,确定抽采期.
密度应由开采层要求达到的瓦斯抽采率、煤巷接替
目前,抽采半径测试最常用的方法为钻孔测试
所能供给的抽采时间及在该时间内钻孔能达到的瓦
法.其工作原理是抽采钻孔周围煤体瓦斯流动属球
斯流场范 围 等 多 种 因 素 确 定, 以 做 到 抽 采 效 果 最
向流场,抽采瓦斯时,钻孔抽采、巷道自然排放将
超前钻孔有效排放半径的测定技术应用
表 ２超前钻孔有效排放半径测定记 录表
钻孔 编号 ２ ＃ ３ ＃ ４ ＃ ５ ＃ 距考察孔距离 （ ｍ ） ０ ． ４ ０ ． ７ Ｄ ． ９ ｌ ＿ １ 时间 （ ｍ ｉ ｎ ） 流量 ‘ ｌ（ Ｌ ／ ｎ ｔ ｉ ｎ ）
０ ２ ． ２ ３ Ｌ ９ｌ ｎ ｌ ０ ７ ２ ． ４ ９
科 技 创 新
２ ０ １ ３ 年 第１ 期Ｉ 科技创新与应用
超前钻 孔有效排放半径 的测定技术应用
闵 瑞
（ 冀 中能 源邯矿集 团聚隆矿业公 司， 河北 邯郸 ０ ５ ６ ３ ０ １ ） 摘 要： 施工超 前瓦斯排放钻孔是 消除煤层突 出危 险的有效途径 ， 而有效排放半径是指 导超前钻孔 设计 的依据 。运用瓦斯流量 法 测定 超 前钻 孔 有 效排 放 半 径 ， 为防 治煤 与 瓦斯 突 出 ， 优 化 超前 钻 孔 布 置 ， 提 供 了科 学依 据 。 关键词 ： 瓦斯 突出； 超前钻孔 ； 有效排放半径
１ ２ ０ １ ３ ０
１ ４ ０
ｌ ５ ０ ｌ 印 １ ７ ０ １ ８ ０
２ ． １ ２ １ ． ９ ９ ） ＿ ０ ７ ２ ． ２ ５ 考察孔 １ ． ７ ６ １ ． ８ ７ ｒ 】 ＿ １ ４ ２ ． ３ ０ 施工后
１ ． ８ ５ １ ． ６ ５ ： 【９ ７ ２ ． ０ ８
４ ‘ 施工 措施 孔
５ ｔ ｔ ຫໍສະໝຸດ 前平均流量 １ ． ８ 垦
１ ． ９ ２
９ ８
２ ． ４ ｌ
具体测定步骤为 ： 首先确定 １ ＃考 察 孔 位 置 ， 用ｄ Ｐ ４ ２ ｍ ｍ 钻 头 开 孔， 孔深 ｌ ｍ。然后依次施工 ２ ＃ 、 ３ ＃ 、 ４ ＃ 、 ５ ＃测量孔 ， 孔径 ＠ ４ ２ ｍ ｍ， 孔
防突管理规定
板石煤矿防治瓦斯突出管理制度第一条防突机构1、板石煤矿通风科负责防治煤与瓦斯突出及瓦斯抽放工作的管理,研究制定全局防突抽放工作计划和技术指导,检查督促各单位严格执行防突措施和瓦斯抽放管理制度,开展防突科研,搞好瓦斯抽放工作;2、板石煤矿成立通风科兼职防突科工作,并组建了防突抽放施工队伍,配备思想好,责任心强的专业人员;板石矿属于年产150万吨以上的矿井,配备7～10名管理技术干部包括1～3名地质专业人员;防突施工队按需配一定数量的参数测试工、打钻工、瓦斯抽放工、打钻验收工、抽放系统巡检工和设备抽放管路安装维修等工种;防突抽放专业施工人员数量按防突抽放量合理配置,保证防突抽放工作的正常展开;3、有突出预兆的矿井,在通风部门设专职或兼职管理人员,按集团公司有关规定展开防突工作;根据矿井需要,在抽采区设防突抽放班组;4、按照防突细则第17条规定,突出矿井的井下工作人员必接受不少于一个月的防突知识培训,并经考核合格后,方准上岗;集团公司通风部负责检查、审核培训、考核情况;第二条防突办公会议制度1、板石煤矿安全办公会议要把防突工作作为专门议题研究;检查防突计划,分析突出动态,完善落实防突措施,解决平衡防突中人、财、物等问题;2、板石煤矿由矿总工程师每季组织召开一次防突例会,平衡解决防突工作存在的问题;3、通风科每月至少召开一次防突例会,研究总结前段工作的经验教训,制定对策,及时处理存在的问题,安排下一步工作;第三条齐抓共管各级岗位责任制1、板石煤矿矿长对本单位的防突工作负全面责任;2、总工程师负责组织实施防突计划、防突技术管理和防突措施的贯彻执行,组织有关部门编制、审批防突计划、工程计划和防突措施,并组织检查落实情况;3、生产技术科在编制突出矿井开拓开采设计时,要考虑防治突出工作的需要,其巷道布置应符合防突细则第11条的规定;4、生产技术部门,在认真执行采掘工作面作业规程的同时,必须严格督促防突技术措施的贯彻执行,把防突技术措施纳入工作面正规生产作业工序管理;5、地测科必须在采掘工作面开工前,必须向生产、施工单位提交详细的地址结构资料,在采掘过程中要做好地质预报工作,并协助通风科做好瓦斯地质图等工作,防止误穿突出煤层和突出危险地带,还要认真执行细则第13、14条规定;6、通风科在总工程师领导下,负责防突的管理、技术指导及防突技术推广工作,组织编制防突设计和规划,落实“四位一体”的综合防突措施;7、安全监察部门要严格监督检查防突措施的执行情况;8、通风部门要着重做好在突出煤层中采掘工作面的通风、防尘、防火、防瓦斯工作和在突出煤层巷道中更换、维修、回收支架时,应编制防垮落引发突出的措施;9、机电科落实机电防爆检查,确保井下电气设备无失爆现象;10、各业务部门要认真执行细则第12条规定,把好防突措施的编制、审批、贯彻、执行和监督检查工作;第四条建立防突调度指挥系统1、板石煤矿在调度室配备了防突通风调度,防突通风调度必须配备素质高、责任心强、具有计算机操作能力的专职人员,配置通讯及计算机网络设备,建立调度管理制度及岗位责任制及计算机使用管理制度等,实行24小时不间断调度指挥,及时掌握井下防突动态;2、在矿井生产过程中发现突出预兆等异常情况时,要及时向防突通风调度汇报;3、矿防突通风调度工作由通风科负责,经常检查、督促防突调度工作,抓好调度员教育培训,提高其业务能力及管理水平;4、要抓好防突通风调度计算机实时监测系统的使用管理,及时处理存在问题,并每日向瓦斯所调度汇报设备运行情况,严禁随意退出监测状态进行打字和进行事物性工作;第五条防突调度日报签阅制度1、矿由通风科负责每天编报防突日报,矿长、总工程师每天签阅批示;2、防突通风调度员按领导批示意见做好上传下达工作,督促有关单位及时处理存在问题,并及时反馈处理情况;第六条防突工作计划、总结和报表上报1、通风科负责在每年12月份年编制当年防突工作总结和下一年防突工作计划安排,并于十二月中旬报送通风部;2、通风科负责按季、月编制防突工作计划、总结,填制防突季、月报表和瓦斯地质交换图,于次月五日前报送通风部;3、重点防突工程,抽放工程及抽放量等,应列入矿生产经营计划进行考核;第七条其它1、突出矿井在进行新水平、新采区设计时,必须将防突、瓦斯抽放做为一项重要内容纳入设计;巷道布置、生产布局、采掘衔接、设备选型必须满足防突细则和瓦斯抽放规范的规定;审查设计时必须有防突部门参加;组织移交验收新采区时,必须检查验收有关防突设施、防突工程、瓦斯抽放工程等是否符合细则和集团公司有关规定;是否符合设计要求,不合格或不符合要求的采区不能投产;2、突出矿井按细则第8条编制年、季、月防突计划的基础上,计划、财务、劳动工资、供应等部门要制定相应的管理制度,确保防治突出措施按计划实施;3、根据细则第19条规定,发生煤与瓦斯突出的矿井,按91吉煤瓦字第4号文件规定内容,填写突出卡片,编制突出调查分析报告,并附有突出采区采掘工程平面图,标注清楚突出点位置;上述材料、图纸在发生突出一月内报集团公司瓦斯研究所;第八条瓦斯地质工作1、矿总工程师必须把瓦斯地质工作做为防突工作的重要内容来抓;2、突出矿井煤层分类、分级管理：1突出煤层：根据细则第23、24、28、29、30条规定可划为：①突出危险区②突出威胁区③无突出危险区2非突出煤层：①经预测确认的非突出煤层中开采可不采取防突措施和预测预报工作,但随着开采深度的加深,应有计划地测试不同标高的瓦斯压力和含量,煤的瓦斯压力放散初速度ΔP和煤的坚固性系数等进一步检验煤层的突出危险性;②在高瓦斯采掘工作面,煤层瓦斯压力大于0、74MPa作业时严格按照细则26条执行,有下面三种情况必须采取防突措施和预测工作;1有明显动力现象,煤层软分层增厚,煤层层理紊乱,煤的破坏类型较高Ⅲ—Ⅳ;2工作面地质条件复杂、构造破碎带,瓦斯异常涌出和采掘应力迭加的区段;3工作面煤层瓦斯放散初速度ΔP>10,煤的坚固系数f<0、5的;3、现场管理1突出煤层遇到煤厚有变化地段,断层、褶曲等地质构造,必须执行“有疑必探,先探后掘“的原则,探清前方的构造或煤层赋存状况,采取针对性措施后方可生产;2坚持瓦斯地质预报,突出危险工作面每进尺30米预报一次,在遇有构造地段应及时发出地质预报,并汇报瓦斯所,经矿总工程师审阅后三日内报瓦斯所;3突出煤层的工作面每50—100米取一组煤样,化验突出参数ΔP,f,有构造或煤层变化地段适当增加取样密度,取样规定按93吉煤瓦字第5号文执行;4、加强瓦斯地质内业管理,通风科、防突抽采队必须具备的4种图纸及5种表格和卡片;1矿井分煤层瓦斯地质图1：2000或1：5000每半年填绘、修改一次,于每年1月、8月报瓦斯研究所;2采区瓦斯地质交换图1：2000每月填绘一次,月初5号报瓦斯研究所;3回采工作面瓦斯地质说明书1：500或1：1000回采前5—7天报瓦斯所审批;内容按92吉煤瓦字6号文编制;4突出危险工作面的重点地段防突科队要有1：200实测素描图;内容包括：煤全厚、煤结构、软分层厚度、构造、巷道标高及顶、底板岩性;5建立有关台帐和表格①矿井瓦斯压力测试卡片,台帐;②矿井瓦斯含量测试台帐;③煤的突出参数测试台帐;④分煤层煤厚度观测试台帐;⑤煤层断层与瓦斯突出情况表;⑥以上内容按94、2、19有关编绘突出矿井突出煤层瓦斯地质图的通知填绘;第九条“四位一体”综合防突技术措施的管理“四位一体”的综合防突措施包括突出危险性预测预报、防突技术措施、防突措施的效果检验和安全防护措施,当采掘工作面预测为突出危险工作面时,要认真执行;一突出危险性预测预报：1、突出采掘工作面按细则第35条和39条,由矿总工程师根据本矿和工作面具体情况,选择1—2个预测指标做为突出采掘工作面突出危险性预测指标;2、各预测指标的临界值由矿总工程师组织防突部门积累资料,摸索研究本矿某一突出煤层的临界值,在此之前,按细则相应规定执行;选用超出细则规定的预测指标或改变预测指标的临界值必须经集团公司总工程师批准;3、采掘工作面进行突出危险性预测的具体操作按细则相应规定执行,保证预测孔的数量、布孔位置、孔深等符合要求,以保证测值的准确性;4、测试仪器使用前,应认真检查各部件的完好性,保证仪器的测定精度;5、测试工必须经专业知识培训,并经考核合格后,报集团公司瓦斯研究所统一办理“上岗资格证”,做到持证上岗;同时要保证防突测试人员的稳定性,不得随意更换人员,并做到每年审查考核;6、在施工队负责预测效验或执行防突技术措施时,防突部门必须派责任心强的人员现场监督执行;7、防突采掘工作面开工前,配备“防突管理牌板”和“防突措施主要管理牌板”,并加强管理,如实认真填写各参数,发挥其应有作用;8、对不认真执行预测效验管理制度或不认真执行防突措施者,一经发现,从重追查处理,矿安监、防突部门要切实负责,做好监督工作;二防突技术措施1、防突技术措施的选择要本着既简单易于现场掌握操作、又能有效制约突出的原则,由矿总工程师结合本矿及工作面实际选定;2、当预测指标超标或工作面符合细则第31条规定时必须认真贯彻执行已批准的防突技术措施,从钻孔的布置、方位角度、孔深、孔径把好关,一达到措施均匀控制工作面前方及掘进工作面周边煤体2～4米处的要求,防止不按孔位、角度乱打等不负责任的做法,并如实认真填写“措施终孔报告单”;报矿总程师审批;3、不同的防突技术措施及在不同突出煤层采掘工作面运用时孔数的确定,要以现场实际测定的排放半径为依据,不得随意确定;矿上在没有获得新的排放半径前,超前钻孔措施的排放半径按下页表执行;三防突技术措施的效果检验1、采掘工作执行防突技术措施后,必须进行防突技术措施的效果检验,否则不准生产;2、防突技术措施的效果检验按细则第43条、第44条执行,保证留有不小于2米的超前距,严防超倔超采,并填写预测效验报告单,报矿总工程师审批;四安全防护装备的管理1、井巷揭穿突出煤层或在突出煤层中进行采掘作业时,都必须采取安全防护措施;非突出煤层工作面由矿总工程师根据工作面情况突出预兆、瓦斯等确定;2、在突出危险区中的采掘工作面必须具有独立的回风系统,其中掘进工作面要按细则第95条规定,建立坚固的防逆流反向风门和设置可靠的过风筒逆止阀;3、进入突出采面的所有工作人员必须佩带隔离式自生氧气自救器;4、防突采掘工作面设置压风自救系统的规定：1采煤工作面风巷距上出口25—40米设置1—2组压风自救袋;距上出口100—200米的范围在设一组压风自救袋;机巷放炮撒入处安设1—2组压风自救袋;机风巷安设自救袋的数量分别按工作面最多人数确定;2、掘进工作面距掌子头25—40米设置1—2组压风自救袋;距掌子头200—300米处,再设1—2组压风自救袋;每处压风自救袋的数量按工作面人数最多确定;3压风自救袋的安装位置必须是支架完好、无空帮空顶、地点宽敞的人行道侧;4必须加强压风自救管理,及时维修移动,保持清洁、完好无损;5其它要求按细则第97条及放炮管理有关规定执行5、采掘工作面远距离放炮规定执行;1采煤工作面放炮地点原则上为采面下出口机巷往外50—100米,工作人员躲炮在机巷压风自救袋处,严禁在工作面内部放炮;2掘进工作面放炮时,放炮员、瓦检员应在避难室或防突措施批准的放炮处要有压风自救系统放炮外,其它人员一律撒到反向风门以外新鲜风流中;3具体放炮撤人距离由矿总工程师组织编制工作面防突措施时拿出初步意见,报集团公司总工程师批准后,方可执行;4其它按细则第96条及放炮管理有关规定执行;第十条石门揭煤工作面的防突管理规定1、突出煤层石门揭煤工作面的突出危险性预测必须严格执行细则第32、33和34条规定,揭煤前必须布孔探明煤层赋存情况,测定煤层瓦斯压力和含量;2、石门揭穿突出煤层时,必须编制专门设计,其内容及揭煤要求按细则第56、58和60条规定执行,具体揭煤组织措施及技术措施可视本矿情况制定;3、石门揭煤工作面预测为突出危险工作面时,必须采取防治突出措施,经效果检验有效后可用远距离放炮或震动放炮揭穿煤层;具体按细则第61、62条规定执行;4、立井揭穿突出煤层按细则第63、64和65条规定执行,并参照石门揭煤有关规定进行;第十一条防治突出措施及其审批权限的规定1、防突技术措施的选定,各矿总工程师可本着因地制宜、综合治理的原则,选择一种、二种或更多项措施,公司不做统一规定;但不论选用哪一种防突措施,都必须执行细则有关规定;2、矿井防治煤与瓦斯突出措施、计划由矿长、总工程师负责组织编制,报集团公司总工程师审批;3、石门揭穿突出煤层综合防突措施包括测压预测、技术措施、组织措施、安全措施等,由矿总工程师组织编制,报集团公司总工程师审批;4、矿井区域防突措施或采掘工作面防突措施遇有特殊情况时,由矿总工程师组织审批,报公司总工程师备案;5、采掘工作面常规防突措施,内容按规范化编写,由矿总工程师组织审批,报公司通风部备案;第十二条突出矿井生产采区的改造及接替采区和改扩建采区设计一突出矿井生产采区的改造生产矿井开采突出煤层的采区,经区域预测划定为具有“突出危险”或“突出威胁”区域时,对采区的巷道布置、通风系统、机电设备和安全防护进行全面的分析研究,按照有关规定做必要的改造,并将其工程资金列入矿编制的计划;二突出矿井突出煤层接替采区和改扩建采区设计1、设计之前,矿防突、地质部门可在矿有关部门的配合下,收集采区有关地质构造、煤层赋存状况,煤结构破坏类型和瓦斯参数、预测参数、煤样化验数据等资料,对本采区的突出危险性进行预测;2、经区域预测认定的突出危险采区,其巷道布置必须符合细则第十一条规定,并必须保证一条专用回风上下山即没有任何机电设备,保证该采区每个采掘工作面的回风直接进入专用回风上下山,根据细则第10条规定,编制突出采区专用设计;集团公司总工程师审批;3、突出采区煤层的走向长度及回采工作面的长度要考虑一旦发生突出时的安全隔离,不宜太长;4、在突出采区内：1在采区系统没有形成独立的通风系统时,不准生产;2不得跳采布置回采工作面;5、突出煤层中,在一个或相邻的两个采区中,同一煤层的同一阶段,在集中应力影响范围内,不得布置两个工作面相向采掘;第十三条突出矿井申报鉴定程序的规定1、生产矿井在开采中,发生一次煤与瓦斯突出,该矿井必须按细则第5条规定,被定为突出矿井,发生突出的煤层定为突出煤层,其具体申请鉴定程序规定如下：由矿井在发生突出后一个月内向集团公司提交鉴定申请,突出矿井报告,并附有突出情况书面材料;鉴定报告内容参考细则第7条规定执行,集团公司接到申请鉴定报告后,经公司研究,由瓦斯所负责办理申请鉴定具体手续,最后按批复的鉴定报告结论执行;在鉴定报告批复文件下达之前,矿井必须暂时按细则有关规定执行;2、一旦生产矿井被定为突出矿井：1发生突出的采区,在没有进行区域划分确认前,必须严格按突出危险区管理;2突出煤层的其它采区,按照本文第八条规定执行;3矿长、总工程师必须在“突出矿井”批复文件下达后二个月内向矿务局提交“矿井防治煤与瓦斯突出的措施计划”,由公司总工程师负责组织瓦斯和有关职能处室会审批复;第十四条机电管理1、按煤矿安全规程及集团公司有关机电管理规定执行,机电设备的选择必须符合防突的要求,保证机电的防暴性能;2、突出煤层掘进工作面使用综掘机,必须编制专门的安全措施,报集团公司审判,否则不准使用;3、突出煤层掘进工作面,严禁使用耙装机出渣;4、突出煤层中的采掘工作面必须安设直通井上调度室的专用;第十五条矿总工程师在制定安全技措资金使用计划时包括安全技措资金矿控部分和矿成本技措资金,应保证防突技措资金的使用;在上报年度安全技措工程项目资金计划时,应列出防突专用项目资金计划报瓦斯研究所,以统一平衡列项;第十六条奖励为表彰在矿井防突工作中做出贡献的有关单位和个人,按吉煤集团公司颁发的“吉煤集团公司防突工作奖罚条例”执行,矿总工程师负责掌握分配此类资金,使奖金发到确实为防突工作做出贡献的集体和个人起到鼓励先进,鞭策落后的作用;第十七条公司及瓦斯所原有下发文件与文本不符者,按本管理制度执行;本规定如有与煤矿安全规程和防治煤与瓦斯突出细则相抵触和未尽事宜,按规定和细则执行,本规定的解释权归集团公司;板石煤矿打钻管理制度一、巷道掘进需进行防突预测、瓦斯释放、抽放打钻时,由施工队在停掘地点打好闭子或喷浆,由抽探队施工深孔进行压力释放或抽放,掘进队采用防突钻机施工浅孔进行瓦斯释放或抽放,否则对施工队罚款100元/次;二、打钻施工地点施工队必须整理好水沟排水,否则对施工队罚款200元/次;三、钻孔设计由防突科技术员设计,业务部门审批,不按时设计审批的对防突科主管技术员罚款50元/次;四、施工现场必须悬挂钻孔设计施工图,配备坡度仪、钢卷尺等测量工具,否则对施工队队长罚款50元/次;五、零星打钻地点在施工前,由测量部门负责按时在钻场内放基准线,否则对测量部门罚款50元/次;六、防突打钻地点必须配备专职瓦检工、安检员,监督打钻全过程,并负责进尺验收,否则对相关部门负责人罚款50元/次;七、钻孔严格按设计施工,误差不得超过3%,不按设计施工钻孔的对施工队罚款500元/次,当班负责人罚款100元/次;八、每班打钻施工中,班组长要及时填写打钻记录表;每打完一个钻孔,跟班队长、瓦检工、安检员现场验收钻杆签字,打钻记录不签字的对每人罚款50元;九、假报或虚报打钻进尺,责任人罚款200元/次,施工队罚款1000元/次,现场监督瓦检工、安检员各罚款100元/次,若因假报发生事故的,另行追究责任门提供地质资料,为下一循环设计钻孔提供依据,不按时提供对单位负责人罚款50元/次;十、每组钻孔施工完毕一天内,施工队技术员必须及时把现场钻孔施工记录送交防突科,防突科技术员对打钻施工效果进行总结评估,不及时送达对施工队技术员罚款50元/次;十一、打钻、预测完毕开始掘进时,防突预测组必须在开掘位置支架上上锁或用白漆打上明显标志,否则对防突预测人员罚款50元/次;十二、每30米由总工办负责探一次煤厚,向防突科及施工部门提供地质资料,为下一循环设计钻孔提供依据,不按时提供对单位负责人罚款50元/次;十三、防突科主管技术员要根据煤厚、巷道坡度等情况及时修改钻孔设计,否则对责任人罚款30元/次;十四、因打钻中出现喷孔、顶钻、夹钻而不进行补孔出现丢钻杆、钻头及损坏钻械设备的,按原价30%对施工队进行处罚,对责任人各罚款50元/次;掘进后可以回收的,经瓦检工、班组长验收签字,由防突科酌情进行减免;十五、打钻中出现喷孔、顶钻、夹钻等现象而没有达到设计要求的,必须根据情况重新打孔或进行补孔,否则对施工单位罚款500元/次,造成事故的,另行追究责任并依法处理;十六、打钻人员必须按照操作规程作业,根据现场条件控制钻进压力;因操作不当造成钻机或零部件损坏、丢失钻杆钻头,要分析处理,按责任进行处罚、赔偿;十七、停止打钻期间,施工队要加强钻机的维修保养,保证钻机的完好可靠;如因检修质量不好,钻机带病工作,影响进度的正常条件下煤孔40m/班,岩孔20m/班,对差额按照2元/米进行罚款;十八、施工队根据钻机使用情况提前造出配件计划,经防突科审批后,送达供应科,因迟报计划影响打钻的对单位负责人罚款50元/次；配件采购不及时影响打钻的对供应部门负责人罚款50元/次;十九、打钻施工过程中防突科、安质科要对钻孔施工质量进行抽查,每周抽查不少于二次,每个钻场抽查率不得低于10%,并有记录可查;二十、本制度自下发之日起由防突科、安质科监督执行抽采工程检查验收制度一钻孔、钻场检查管理制度1、钻场的布置应免受采动的影响,避开地质构造带,便于维护;施工时严格按标准施工,验收时必须按工程施工质量标准验收,验收合格后方可投入使用;2、瓦斯抽采钻孔施工中,每班打钻施工人员必须认真在钻孔原始记录上记录当班的进尺、钻进参数等施工情况,交接班时必须按要求填写现场交接班记录,并将当班详细情况向下一班汇报;3、钻孔施工现场内,必须设置甲烷传感器,并悬挂便携式瓦斯报警仪;4、钻孔施工前,必须按措施规定或设计要求做好充分的准备,备有相应的度量工具,在现场进行防线作业,在施工现场必须悬挂各类钻孔施工牌板;5、瓦斯抽采钻孔验收时,必须对其封孔长度进行验收;验收时封孔长度应不小于设计封孔长度,且钻孔周围严密不漏气;6、瓦斯抽采钻孔并网预抽验收时,必须按要求设置计量装置和观测孔;7、瓦斯抽采机构必须定期对抽放钻场、钻孔进行检查;检查钻场文明卫生、抽放管路、钻场牌板、钻场放水情况、钻场阀门开启情况,钻场负压、钻孔连接密封情况;并按要求建立相应的瓦斯抽放设备检查记录,记录包括钻场、钻孔、抽房管路和井下抽放系统运行情况;二抽采工程质量验收制度1、抽采工程量验收必须严格按煤矿安全规程、瓦斯抽放管理规范AQ1027-2006煤矿瓦斯抽采基本指标AQ1026-2006瓦斯抽采达标暂行规定有关规定执行;2、瓦斯抽采工程设计必须依照矿井抽放工程设计规范的要求,并编制施工安全技术措施,经矿总工程师批准后,由矿分管通风的领导牵头,组织生产、通。
低瓦斯低透气性煤层超前钻孔有效排放半径的测定
８ｍ， 深孔 达 １ 最 ０ｍ。根 据 预测结 果 ， 孔 瓦斯 涌 钻
出初 速度 ｑ值和 钻屑 瓦斯 解 吸指标 △ 几乎 测不 出
来 ， 屑量 Ｓ值也 没有 超标 现象 ， 钻 测试 过程 中也未 出 现 喷孔 、 钻 等动力 现 象 。 夹
根据 统计 结 果 ， 进 工 作 面 瓦斯 涌 出量 的平 均 掘 值 为 ０ １ ０ ６ ｍ ｎ 回采 工作 面瓦 斯 涌 出量的 ． ８～ ． ７ｍ ／ ｉ ；
收 稿 日期 ： ０ ６— ３— ６ ２０ ０ ０
（ ） 试 结 束 后 ， 钻 孔 扩 大 到 排 放 钻 孔 的设 ２测 将
（ ） 没有 执 行过 防 突措 施 的有 突 出危 险 的采 １在
掘工 作面 ， 其 软 分 层 中先 打一 个 考 察 孔 （ ） 在 １孔 ， 测 量 每米 的钻 屑 量 与钻 屑 瓦 斯 解 吸指 标 、 钻孔 瓦斯
涌 出初速 度 ， 钻孔 深 ８～１ 钻 孔直 径为 ４ ｍ。 ０ｍ， ２ｍ
摘 要 ： 据 自庙 煤 矿 二 。 层 为 低 瓦 斯 低 透 气 性 的 实 际 情 况 ， 用 钻 屑 量 法 测 定 了 二． 层 ０ ７ ｍ 超 前 钻 根 煤 采 煤 ５ｍ 孔 的有 效 排 放 半 径 ， 超 前 钻 孔 的设 计 布 置 提 供 了科 学 依 据 。 为 关键 词 ： 瓦 斯 ； 透 气 性 ； 放 半 径 ； 屑 量 低 低 排 钻 中 图 分 类 号 ：Ｄ １． Ｔ ７２ ６ 文 献标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ３— ５ ６ ２０ ）４— ０ ６— ２ １０ ００ （０ ６ ０ ０ ８ ０
快速准确测定超前钻孔瓦斯排放半径方法研究
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｏ ｌａ ｄ ｇ ｓｏ ｔ ｕ ｓ ；ｐ ｒ ｒ ｖ ｎ ｉ ｎ ｍｅ ｓ ｒ ｓ ａ ｏ ｔｃ ａ ｎ ａ ｕ ｂ ｒｔ ｌａ ｉｇ ｂ ｒ ｇ ； ａ ｉｃ ａ ｇ ａ ｉ ｓ ｙ ｒ ｓ ｃ ａ ｎ ａ ｕ ｂ ｒｔ ａｔｐ ｅ ｅ ｔ ａ ｕ ｅ ｂ ｕ ｏ ａ ｄ ｇ ｓ ｏ ｔ ｕ ｓ ； ｄ ｎ ｏ ｉ ｓ ｇ ｓ ｄ ｓ ｈ ｒ ｅ ｒ ｄ ｕ ｏ ｌ ｅ ｎ
一
到 实践 和检 验 。 在 掘进 与 回采工作 面前 方 ， 般 有 三个 应 力 带 ： 一 卸压 带 、 中应 力 带 和 原 始 应 力 带 。超 前 排 放 钻 孔 集 即是 在工 作 面前 方 一 定 距 离 的 煤 体 内 ， 终 保 持 有 始 足够 斯 的 作
ｓｉ ｔ ｅ ｅ ｒ ｈ ｐ ｒｏ ｎ ｌ ’ ｉ ｓｒ ｃ ｉｎ， ｅ ｌ ｙ ｄ ｔ ｅ ｂ ｒｎ ｓ ｒｔ ｎ ｌ ａ ｃ ｒ ｉ ｅ ｉｃｐ ｉ ａ ｙ ｇ ｉ ｅ ｌ ｅ Ａ ａ ｔｗｅ ｍａ ｔｒ ｄ ｔ ｅ ｔ ｕ ｅ ｒ ｓ ａｃ ｅ ｓ ｎ ｅｓ ｎ ｔ ｔ ｔ ｕ ｏ ｗ ａ ｅ ｈ ｏ ｉ ｇ ａ ｉ ａｌ ｓ ｅ ｔ ｎ ｄ ｄ ｓ ｉ ｌ ｒ ｕ ｄ ｉ ． ｔ ｌｓ ｓｅｅ ｈ ｏ ｙ， ａ ｎ ｎ ｍｅｈ ｄ ｏ ｕ ｃ ｌ ｎ ｕ ａｉ ｇ ｔ ｅ ｅｆｃ ｕ ｌ ａ ｉ ｓｏ ｅ ｌａ ｉ ｇｂ ｒ ｇ ． ｔ ｏ ｆｑ ｉｋ ｙ ｍｅ ｓ ｒ ｔ ｈ ｆ ｔ ａ ｄ ｕ ｆｔ ｅ ｄ ｎ ｏ ｎ ｓ ｎ ｅ ｒ ｈ ｉ
防治煤与瓦斯措施
防治煤与瓦斯措施采取“四位一体”的综合防突措施。
1、一般规定1）必须采取突出危险性预测、防治突出措施、防治突出措施的效果检验、安全防护措施。
2）每个采掘工作面的专职瓦斯检查工必须随时检查瓦斯，掌握突出预兆。
当发现有突出预兆时，瓦斯检查工有权停止工作面作业，并协助班组长立即组织人员按避灾路线撤出、报告矿调度室。
3）突出煤层的采掘工作面严禁使用风镐落煤。
4)突出矿井必须对突出煤层进行区域突出危险性预测（简称区域预测）和工作面突出危险性预测（简称工作面预测）。
突出煤层经区域预测可划分为突出危险区、突出威胁区和无突出危险区。
采掘工作面经工作面预测可划分为突出危险工作面和无突出危险工作面。
对采掘工作面实施防治突出措施后，应按工作面预测方法进行措施效果检验。
措施效果检验指标都在该煤层突出危险临界值以下的，认为措施有效。
在突出威胁区内，根据煤层突出危险程度，采掘工作面每推进30～100m应用工作面预测方法连续进行不少于2次的区域性预测验证，其中任何1次验证为有突出危险时，该区域应改划为突出危险区。
在无突出危险区内，可不采取防治突出措施。
在突出危险区内进行采掘作业时，必须采取综合防治突出措施。
当预测为突出危险工作面时，应采取防治突出措施，只有经措施效果检验证实措施有效后，方可在采取安全防护措施的情况下进行采掘作业。
每执行1次防治突出措施作业循环后，应再进行工作面预测，如预测为无突出危险，仍必须再采取防治突出措施，只有连续2次预测为无突出危险，该工作面方可视为无突出危险工作面。
预测为无突出危险工作面，每预测循环应留有不小于2m的预测超前距。
在无突出危险工作面进行采掘作业时，可不采取防治突出措施，但必须采取安全防护措施。
采煤工作面突出危险性预测可使用煤巷掘进工作面突出预测方法，沿采煤工作面每隔10～15m布置一个预测钻孔，孔深根据工作面的条件选定，但不得小于 3.5m。
预测方法同上，当预测为无突出危险性时，每预测循环应留有2m的预测超前距。
突出预测指标△h2测定超前钻孔有效影响半径
面平均采高 １３ ｍ，煤层平均 瓦斯含量 １．５ ｔ ．６ ９３ ｍ ／。由于石
面 ，煤 层 平 均厚 度 为 １３ ｍ，煤 层 倾 角 为 １。一２ 。 工 作 ．７ ７ ３，
超前钻孔排放瓦斯是 我 国试 验 和应用最早 的一 种工 作 面局部防突措 施 ，其不仅 适用 于 回采 工作 面及煤巷 掘进 工 作面 ，也适用于石 门揭煤 ，同时还具有防治 突出效果有效 、 施工方便等优点 ，成为 目前我 国最 常采用 的工作 面防 突措
半径 。
屑 瓦斯解 吸指标 △ 或 等 Ｊ 。钻孔瓦斯压力降低法和钻
孑 瓦斯 流量 法 工 程 量 大 ，工 艺 复 杂 ，费 时 长 ，需 要 设 备 和 Ｌ
人 员多 ，而且 在煤层 中封 孔难道 大 ，测定 失败 率高、误差
大 Ｊ 突 出 预测 指 标 法 是 通 过 排 放 钻 孔 周 围 煤 层 的 突 出 预 。
测指标值的情况 ，确 定钻 孔 的有 效排放 半径 。与钻 孔瓦 斯 压力降低法 、瓦斯 流量 法相 比，操 作 简单 、易 行 ，而且 精 确度高 。 使用突 出预测 指标法 测定钻 孔 的有效影 响半径 ，常用 的方法是在 排放 孔施 工前 后 分别测 定 一次 突 出预测 指 标 ， 通过对 比相 同深 度 的煤 体 的指 标变化 情况 来确定 。对 于煤 层结构稳定 、无 地质 构造影 响的地 点 ，除暴露 的煤壁 处很 小 范围 ，其 它区域煤 体瓦斯 赋存情 况变化 不大 ，排放 孔施 工后直接测 定距 钻孔不 同位置处 煤体 的突 出预测指 标值也 可以反映超前钻 孔 的有 效影 响半径 。基 于此 ，论文 提 出了
防止煤与瓦斯突出的局部措施
防止煤与瓦斯突出的局部措施一、对局部防突措施的再认识防止突出措施一般分为两类：区域性防突措施和局部防突措施。
区域性防突措施的目的是消除煤层某一较大区域（如一个采空区）的突出危险性，其优点是在突出煤层开采前，预先采取防突措施。
该措施施工与突出危险区的采掘作业互不干扰，且防突效果优于局部措施，应优先选用。
局部防突措施的作用在于使工作面前方小范围煤体失去突出危险性，仅在预测有突出危险的采掘工作面应用，属于这类措施的局部预抽瓦斯、超前卸压排放瓦斯钻孔等。
实际上，局部防突措施对于每个突出矿井而言都是不可少的。
如对于主要运输巷布置在底板岩石中的矿井，为了开采上保护层，石门揭穿突出危险煤层就要用局部防突措施；又如采用顺层长钻孔大面积预抽煤层瓦斯措施，也必须采取局部防突措施掘进运输巷及回风巷。
同时，在采煤工作面遇见区域性措施效果不好的区域，也可作为补救措施。
二、普遍采用的局部措施（一）局部预抽瓦斯1.石门揭开在透气性较小的突出危险煤层、短时间内要求揭开（穿）的煤层以及有抽放系统的突出矿井，应优先采用预先抽放瓦斯防止突出措施。
此措施与排放钻孔措施的区别在于：后者是采用自然排放瓦斯，而前者是借助于机械真空泵（或矿井的抽放系统）所造成的负压抽取煤层中的瓦斯，这样一来就加快了煤层排放瓦斯的速度，并增加了钻孔有效影响半径。
石门揭开（穿）突出危险煤层采用预先抽放瓦斯防治突出措施应遵守下列要求：（1）煤层透气性较差，矿井有抽放设备或系统，并有足够的抽放时间（一般不应小于3个月）。
（2）抽放钻孔底应布置到石门轮廓线外3～5m的煤层内。
（3）抽放钻孔优先用孔径75～100mm。
（4）抽放有效影响半径一般采用1～1.5m。
（5）石门揭开（穿）突出煤层前必须用工作面预测方法，对措施效果进行检验，或用预抽率判断煤层预抽效果。
只有措施效果检验有效后，方能揭开突出煤层。
中梁山北矿采用该法安全解开84次突出危险层，未发生突出。
此外在天府局三汇二矿、三汇三矿、淮北芦陵矿、淮南谢一矿、窑街海石湾矿采用该措施均取得较好的结果。
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超前钻孔有效排放半径的测定及布置优化
摘要:淮南矿区谢桥煤矿1232(3)煤层具有突出危险,两巷掘进时采用顶板高位钻孔、沿煤层钻孔和穿层钻孔等方式进行瓦斯抽采,抽采钻孔的大量布置影响着巷道掘进速度。
本文在结合工程条件,对超前钻孔有效排放半径进行测定,在此基础上提出了钻孔布置的优化方案。
关键词:瓦斯突出超前钻孔有效排放半径布置优化
谢桥矿1232(3)工作面为西二与西一西采区联合开采的13-1煤三阶段,主采煤层为突出危险煤层,具有高瓦斯和高冲击矿压倾向性。
因此,在工作面顺槽掘进过程中,采取有效的防突措施是至关重要的,也是十分必要的。
实验及现场实践表明,煤层瓦斯预抽在强制性区域防突方面可取得良好的效果,在淮南矿区已作为防突的关键措施得到广泛采用。
由于淮南矿区煤层普遍具有低渗透性,因此采用了顶板高位钻孔、沿煤层钻孔和穿层钻孔等多种抽采方式确保瓦斯的抽采效果。
然而,布置大量的抽采钻孔虽保障了矿井的安全生产,却也降低了采区的准备速度,制约着工作面的接替。
因此,如何在保证抽采效果的同时,降低钻孔的布置数量,进而实现巷道的快速掘进显得尤为重要。
对于超前钻孔来说,有效排放半径是指其在径向上能够消除突出危险的最大范围。
有效排放半径作为防突措施的重要参数,指导着超
前钻孔的布置方式。
因此,准确的测定超前钻孔的有效排放半径,可指导超前钻孔布置方式的优化,不仅能够确保防突效果,同时能够加快突出煤层巷道的掘进速度。
1 工程概况
谢桥矿1232(3)工作面回风顺槽煤层底板标高为-463.6～-524.4 m,运输顺槽煤层底板标高为-521.0～-555.3 m。
西起F5断层(矿井边界),东至F6断层。
工作面北边1222(3)W、1222(3),东边1231(3)工作面已回采完毕。
开采水平为-610 m,地面标高为+21.6～+27.0m。
走向长度为3015.2m,倾斜长为119.0～234.3m,煤层平均倾角为14.8°,煤厚为0.2～6.0m,平均煤厚为4.65米。
老顶为细砂岩,厚度为5.26m,呈灰白～灰色,局部夹泥岩;直接顶为泥岩及13-2煤,厚度为2.05m,呈浅灰～灰色;13-2煤为黑色;直接底为砂质泥岩,厚度为 4.1m,呈浅灰～灰色,致密。
1232(3)上顺槽为沿空巷道,下顺槽为实体巷道,为满足回采期间通风、运输需要,断面形状设计为直角梯形,其断面尺寸:净宽×中高=5.0m×3.0m,S净=15.0m2。
采用走向长壁、大采高一次采全高综合机械化采煤法,区内后退式回采,全部垮落法处理采空区。
2 超前钻孔布置及防突原理
由于1232(3)工作面煤层具有突出危险,为抽采瓦斯,结合淮南矿区其他煤矿13槽煤两巷支护经验,参照《防治煤与瓦斯突出细则》,
两巷掘进过程中的超前钻孔布置方式为以下几点。
钻孔直径为90 mm,孔深12 m,超前迎头的距离为5 m以上,为使钻孔在巷道断面上的控制范围达到其轮廓线外四周5 m以上,参照淮南矿区其他矿13槽煤的设计经验,每个断面布置28个钻孔,分4排布置,每排7个。
根据矿压理论,受掘进工程扰动的影响,掘进迎头前方煤体的应力状态可分为三种类型,即:卸压带、集中应力带以及原始应力带。
卸压带内煤岩体的应力降低,瓦斯压力减小,对突出防护工作来说可起到保护作用;集中应力带内煤岩体的应力升高,瓦斯压力增大、渗透性低,是瓦斯突出的危险地带。
超前钻孔的作用,就是穿过集中应力带,通过钻孔的排放,降低集中应力带的瓦斯含量及瓦斯压力,并通过钻孔卸压的作用,增大瓦斯的渗透系数,同时超前钻孔延伸到卸压带,可使集中应力带的围岩应力向煤体深部转移,扩大卸压带的范围,形成更大范围的突出保护区。
这就是超前钻孔防突的原理。
3 有效排放半径的测定
目前,我国煤矿中普遍采用的超前钻孔有效排放半径测定方法主要有三种,即:瓦斯压力测定法、瓦斯流量测定法以及钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标法。
由于谢桥矿13槽煤赋存条件比较稳定,结合实际地质情况,选择瓦斯流量测定法对超前钻孔的有效排放半径进行测定。
测定方法如下。
测量孔的自然瓦斯涌出流量测定完成后,用Φ90 mm的钻头在选定位置施工考察孔,孔深10 m,施工完毕后再用封孔器和多级流量计测定测量孔的瓦斯流量,测量方法相同,连续测定2 h。
测量孔瓦斯流量在考察孔施工前后的变化情况如表1所示。
由表1中数据可知,测量孔瓦斯涌出量在施工考察孔后,增加百分比的基本趋势为:与距离考察孔的距离成反比,与时间成反比。
4 超前钻孔布置优化
设计超前钻孔布置的初始方案时,有效排放半径按0.8 m计算,而实际测量的结果显示,Φ90 mm超前钻孔的有效排放半径为1.2 m。
因此,可以在保证抽采效果的同时,减少超前钻孔的布置数量。
优化布置方式后,超前钻孔的数量为15个,较之前减少了13个,将近一半。
在确保安全的同时,大大减小了防突工程量,增加了巷道的掘进速度。
参考文献
[1] 方伟.优化超前钻孔布置实现突出煤层快速掘进的探讨[J].煤矿安全,2007,7.
[2] 闵瑞.超前钻孔有效排放半径的测定技术应用[J].科技创新与应用,2013,1.。