大磨岭煤矿副井区域突出危险性及可抽放性研究.pdf

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1、煤矿现代化2013年第1期总第112期大磨岭煤矿副井区域突出危险性及可抽放性研究赵东。苗国强(河南理工大学安全科学与工程学院，河南焦作454003)摘要为科学合理地对大磨岭煤矿副井区域煤层进行突出危险性区域预测及可抽放性评价，对其瓦斯压力、煤的坚固性系数、透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数、瓦斯放散初速度等瓦斯基础参数进行了测定，根据测定结果及相关规定，确定了本区二．煤层具有煤与瓦斯突出危险陛且属于勉强抽放煤层，对副井安全揭穿二煤层起到了指导作用。关键词突出危险性；可抽放性；瓦斯压力；透气性系数中图分类号：TD76文献标志码：B文章编号：1009—0797(2013)01—0039—03

2、大磨岭煤矿地处郑州市西南新密市境内，井田面为了确保压力测定的可靠性，应选择未受采动积10．8平方公里。矿井设计生产能力60万t／a，服务年影响的原始煤体进行煤层瓦斯压力测定，石门或者限42．5年。大磨岭煤矿于2008年5月1日开工建设，岩巷优先选择，同时测压地点岩性要致密，无构造且截止到目前，主、副、风井全部贯通，井底车场部分硐室岩距(垂距)≥7m，并且要尽量避开破碎带、淋水带。施工完毕，回风大巷已掘进300多米，轨道运输大巷和钻孔见煤点距煤层暴露地点距离必须>40m，两钻孔绕车线已开始掘进。副井井筒掘至马头门位置已停止见煤点问距必须>20m，钻孑L穿透测压煤层顶(底)掘进，等待揭煤作

3、业。现为了安全有效地揭穿二。煤板≥0．5m。层，对该煤层突出危险性及可抽放性进行了评价。为满足瓦斯压力测定工作的需要，本次测定T作分别在副井马头门东西两侧的上、下帮布置了4l矿井概况个钻孔。采用1200型全液压钻机施一钻孔直径为大磨岭井田属华北型石炭～二叠纪煤系，含煤地89mm。钻孔施工参数见表l。层为太原组、山西组、下石盒子组、上石盒子组，总厚表1副井揭二煤煤层测压孑L参数表度601．05～837．81m，平均厚度为696．67m，分为九个含煤段，含煤36层，煤层总厚13．03m，含煤系数1．87％。山西组和太原组为井田主要含煤地层，总厚度155．14m，共发育煤层15层。上、下石盒

4、子组属一般性含煤地层，七个含煤段总厚度541．53m，含煤21层。二2．1．2封孔工艺．煤层位于山西组下部，为全区普遍可采煤层，煤层厚测压管使用20ram铁管，长度为4m，之问用管度0．3l～20．4m，平均4．92m，煤层基本不含加矸，结构箍连接。为保证气密性，铁管接头用生料带缠绕。测简单。煤层的直接顶板是中～细粒结构的大占砂岩，压气室长2m，其侧面钻有多个小眼，并用80目的细岩石强度中等，是较稳定的顶板，局部具炭质泥岩或铁纱网包裹，防止煤屑进入。泥岩伪顶。底板为砂质泥岩和泥岩，局部夹砂岩薄层，采取分段注浆封孑L技术，第一步人丁灌浆，制造岩石强度较低，局部有厚度不大的炭质泥岩伪底。承

5、压垫。先采用人工搅拌双快微膨胀硫铝酸盐水泥，人工灌入孔内，其容量控制在挡板以上深度3-5m左2副井区域二煤层基础参数测定右，防止加压注浆时水泥浆流入测压室；第二步封堵2．1煤层原始瓦斯压力测定孑L口。用棉纱沾双快微膨胀硫铝酸盐水泥浆包裹注煤层瓦斯压力是煤与瓦斯突出预测和瓦斯涌出浆管一同送入孔内，然后在孔口用铁锤将木楔打入量预测的基础参数，是判别煤与瓦斯突出的一个重孔口堵严实；第三步加压注浆，封堵岩石裂隙。待孔要指标[】1。口和承压垫双快微膨胀硫铝酸盐水泥浆凝吲8小时在副井井筒范围内选择4个不同的测压地点，后，将注浆泵与注浆管联接。采用复配后混合水泥通过向二，煤层打穿层测压钻孑L测定其煤

6、层瓦斯压浆，初凝速度控制在30—40min以内。配合比为：水力，所有钻孑L见煤点区域都为原始煤层，因而所测得灰比为0．4～0．5：1。普通硅酸盐水泥(70％)加入双快的瓦斯压力都是二。煤层的原始瓦斯压力。硫铝酸盐水泥(30％)，并加入0-3％的三乙醇胺早强2．1．1钻孔设计与施工剂等。然后用搅拌机搅拌制浆，用注浆泵将配置好的·39·煤矿现代化2013年第1期总第112期水泥浆通过注浆管注入孑L内，带压注浆，当注浆压力流，其突出危险性就越小『5]。达到4MPa以上停泵，关闭注浆管闸阀。在进行煤层原始瓦斯压力测定时，在各个测压2．1．3注入氮气钻孔中采集煤样，然后送实验室测定瓦斯瓦斯放散当

7、水泥砂浆凝固后(一般在24h后)，在测压管孔初速度Ap值，测定结果如表3所示。口的三通管一处安装高精密6MPa(精度0．01MPa)的2．4煤的坚固性系数压力表，另一端口接人高压氮气瓶，缓缓打开氮气瓶煤的坚固性系数是表征煤抵抗外力破坏能力的阀门向测压管注入高压氮气，观察压力表变化，当压一个综合指标，主要取决于煤的物理力学性质。其实力表上升到2．0MPa左右(一般为估计瓦斯压力的质是反映单位质量的煤遭破坏所消耗能量的大小，1．5倍)。关闭氮气瓶阀