1、邊抽邊掘技術(shù)在高瓦斯突出危險煤層掘進(jìn)中的實踐與應(yīng)用 ：李慶明 謝橋煤礦位于淮南潘謝礦區(qū)西翼，是一座設(shè)計年產(chǎn)量400萬t的特大型現(xiàn)代化礦井，2003年實際生產(chǎn)能力達(dá)到560萬t。井田內(nèi)13-1煤層為突出危險煤層，1151（3）工作面是礦井東翼-610m下山采區(qū)13-1煤層首采面，工作面走向長1 900m，標(biāo)高-590-660m設(shè)計采煤方法為綜采放頂煤。1151（3）工作面煤層賦存穩(wěn)定，走向傾角97°107°，煤層平均傾角12°18，平均煤厚5.9m。 工作面下順槽掘進(jìn)初期，主要通過加大風(fēng)量來排放瓦斯，施工超前排放鉆孔來消除突出。但在掘進(jìn)施工3個月內(nèi)的實踐證明，消突效

2、果不明顯，預(yù)測指標(biāo)經(jīng)常超標(biāo)，且防突措施工程量巨大，既費時又費力，達(dá)不到預(yù)期效果，而且瓦期頻繁超限，絕對瓦斯涌出量達(dá)6.21m3/min，嚴(yán)重影響掘進(jìn)進(jìn)度，造成工作面接替緊張。為此，從2002年4月開始，采取巷幫鉆場邊抽邊掘技術(shù)，取得了顯著效果，巷道于2003年2月實現(xiàn)了安全貫通。 1 技術(shù)原理 通過在巷道兩幫施工鉆場，在鉆場內(nèi)和迎頭沿工作面走向方向施工長鉆孔抽放瓦斯，以達(dá)到消除突出危險、保證工作面掘進(jìn)進(jìn)尺的目的。首先，通過長鉆孔抽放可減少由煤體涌入巷道空間的瓦斯，降低風(fēng)排瓦斯量；其次，采取抽放措施后，煤體的瓦斯壓力得到釋放，地應(yīng)力也顯著降低，即通過降低發(fā)生瓦斯突出的地應(yīng)力和瓦斯壓力來消除煤與瓦

3、斯突出危險。 2 鉆場及鉆孔布置 巷道掘進(jìn)每50m為1個循環(huán)，即在順槽兩幫每隔50m施工2個對稱鉆場，鉆場規(guī)格為：長×寬×高5m×4m×2.2m。每個鉆場施工4個鉆孔，迎頭施工6個鉆孔，孔深60m，孔徑94mm。鉆孔施工完畢采用聚胺脂封孔，封孔深度不低于5m。鉆場鉆孔每天24h不間斷抽放，迎頭鉆孔至少抽放24h。考慮到鉆孔成孔工藝的差異，每掘進(jìn)循環(huán)鉆孔交叉10m，鉆場和鉆孔布置見圖1。 圖1 鉆場及鉆孔設(shè)計示意圖 由于13-1煤層透氣性低，為提高瓦斯抽放量，利用地面永久抽放泵進(jìn)行抽放。工作面抽排管直徑159mm，抽放負(fù)壓2530kpa，并定期考察抽放濃度

4、、流量、負(fù)壓等基本參數(shù)。 3效果分析 1）從2002年4月到2003年2月,1151（3）下順槽掘進(jìn)面累計抽放瓦斯5.81×105m3，平均每分鐘抽放1.2m3，工作面抽放率達(dá)19.3。 2）由于鉆場鉆孔攔截了部分巷道周邊煤體涌入巷道的瓦斯，大大降低了風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛龋沤^了瓦斯超限現(xiàn)象。2002年13月，在未實施邊抽邊掘技術(shù)時，共發(fā)生瓦斯超限6次，瓦斯?jié)舛茸罡哌_(dá)到4，正常情況下瓦斯?jié)舛纫策_(dá)到0.80。在采取邊抽邊掘措施后，沒有發(fā)生一次瓦斯超限事故，瓦斯?jié)舛茸罡卟怀^0.70，正常情況下為0.60，如圖2所示。 圖2 措施前后工作面瓦斯?jié)舛缺容^ 3）通過抽放，使煤體的物理力學(xué)性質(zhì)得到

5、改變，應(yīng)力集中帶前移，增加了迎頭前方煤體的卸壓帶寬度和透氣性，降低了發(fā)生突出的動力即瓦斯壓力和地應(yīng)力。實踐證明，在沒有執(zhí)行邊抽邊掘防突措施時，月平均防突預(yù)測指標(biāo)超限次數(shù)為5.75次，采取深孔抽放措施后，月平均防突預(yù)測指標(biāo)超限次數(shù)為2.25次，月平均防突預(yù)測超限次數(shù)限低61，大大節(jié)省了防突人力、物力。 4）通過施工長鉆孔，基本能探出工作面前方落差小于3m的較小斷層，這是目前采取其他手段所難以判斷的，避免了一定的地質(zhì)風(fēng)險。 5）在沒有執(zhí)行邊抽邊掘防突措施前，平均月進(jìn)尺61.2m，采取深孔抽放措施后，平均月進(jìn)尺156.8m。掘進(jìn)進(jìn)尺穩(wěn)定在150160m/月，最高達(dá)到182m/月，是采取措施前的23倍

6、。工作面貫通工期比原計劃提前了近3個月時間，消除了采面接替緊張的局面。應(yīng)用效果見表1。 表1 邊抽邊掘技術(shù)效果比較表 項 目 實施邊抽邊 掘技術(shù)前 實施邊抽邊 掘措施后 月平均瓦斯超限次數(shù)/次 月平均防突預(yù)測指標(biāo)超限數(shù)/次 月平均進(jìn)尺量/m 工作面貫通工期/月 2 5.75 61.2 16 0 2.25 150 13 4 結(jié)語 1）1151（3）下順槽掘進(jìn)實踐證明：通過采取邊抽邊掘技術(shù)后，既解決了工作面瓦斯超限問題，又不同程度地消除了突出危險，同時掘進(jìn)進(jìn)尺大幅度提高。邊抽邊掘技術(shù)是高瓦斯突出危險煤層治理瓦斯的有效措施之一。 2）為提高抽放效果，封孔質(zhì)量要求較高，由于煤層透氣性低，可設(shè)大流量專用移動抽排泵抽放，加大孔口負(fù)壓，增強抽放效果。 3）鉆孔參數(shù)還需進(jìn)一步優(yōu)化，以提高鉆孔利用率和瓦斯抽放效果。抽放鉆孔孔徑應(yīng)盡量大。由于迎頭鉆