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【摘要】我矿回采的7267工作面采深在-718至-773米,所采7#煤经鉴定具有弱冲击倾向性,且7267施工的溜子道临近7269采空区,煤层厚度不均且存在断层,为防止在掘进过程中受地质条件影响造成的高应力集中区造成冲击地压事故,必须在施工中采取有效的防范措施,保障安全生产。本文主要阐述了现场采用钻屑法对冲击地压的预测预报的方法监测并根据应力大小情况及时采取有效的卸压方案,以达到预防冲击地压目的。
【关键词】钻屑法、预防、冲击地压
分类号】:TD324
1、概述
7267工作面开采深度在-718~-773m,东南部临近7265设计工作面,西北部临近7269工作面采空区,东北部临近7006、7004工作面采空区,西南部临近西九下山。7267工作面溜子道(沿空段)与7269工作面材料道之间小煤柱理论值为4.7m。煤层厚度4.11m,工作面煤层倾角在7~11°,平均倾角9°。7#煤直接顶为2.25米中砂岩,老顶为5.62米厚的细砂岩。巷道采用锚网支护:排距、棚距均为:800mm。因所采煤层经鉴定具有弱冲击倾向性且工作面采深较深,因此需要在掘进过程中采用钻屑法对高应力集中区进行预测预报,防止发生冲击地压事故。
2、钻屑法的技术规范
1、钻屑法检测指标由煤粉量、深度和动力效应组成。煤粉量是采用Φ42mm钻孔钻孔测得每米钻孔长度所排出的煤粉的质量,单位为kg/m,深度是从煤壁至所测煤粉量位置的钻孔长度,可折算成钻孔地点实际采高的倍数,动力效应是钻孔产生的卡钻、孔内冲击、煤粉粒度变化等现象。
2. 用钻粉率指数方法判别工作地点冲击地压危险性的指标,可参照表1的规定执行。
在表1中所列的钻孔深度内,实际钻粉率达到相应的指标或出现钻杆卡死现象,可判所测工作地点有冲击地压危险。
3、钻屑法在7267工作面的具体应用
(1)根据综合指数法进行分析:根据综合指数法,采用开采技术因素确定的7267工作面冲击危险指数为0.39,根据地质因素确定的冲击危险综合指数为0.57。综合地质及开采技术条件,7267工作面冲击危险综合指数0.57,属于中等冲击危险工作面。
(2)首先要取得相应深度的每米钻屑法的正常钻粉量:在7267工作面支承压力影响范围外钻孔5个,每个孔深10米,然后取得各孔煤粉量的每米平均值为2.756kg/m.
(3)因7267溜子道距离7269工作面采空区仅有4米宽煤柱,且西九采区回风上山与第四中部车场均布置在煤巷中,煤层具有弱冲击倾向性,因此在开始掘进前就制定相应的防冲措施并划定高应力集中区域,施工过程中要求在距离掘进迎头2-30米的区间内靠工作面侧打两个钻屑孔。
(4)当掘进工作面掘进60米后,现场施工人员反映在施工过程中煤炮较多,要求施工现场立刻停止掘进,然后根据措施要求进行钻屑法进行监测危险程度大小及范围,
通过对7267溜子道进行钻屑法(Φ42mm)监测,1#孔钻到3.5米深时有煤炮、卡钻,致使钻杆不能拔出;重新打2#孔,当2#孔打到5米深时有煤炮、卡钻,钻杆不能拔出;并于次日早班再次对7267溜子道进行钻屑法施工3#孔,当钻孔深度达到8m时,煤粉几乎全呈颗粒状;接着于中班对7267掘进工作面溜子道打4#孔,当孔深5.7m时见矸,停止打钻,然后又在溜子道迎头后方54米的地方打5#钻屑孔,当钻孔深度达到8m时,煤粉重量达到14.4Kg,出现吸钻现象且多数为颗粒状煤粉。由此可知,7267溜子道掘进期间迎头后方应力集中明显,冲击矿压危险性突出。
4、冲击危险区域现场防治措施:
为了避免掘进活动诱发冲击矿压,造成人员伤亡,必须及时采取相应的解危措施。在溜子道迎头和两帮实施大直径钻孔卸压。
(1) 迎头卸压方案:
掘进前垂直于迎头煤壁每组打三个大直径卸压钻孔。钻孔距离底板1.5m,大直径钻孔孔深20m,间距1.5m,孔径110mm以上,钻孔呈正三角眼布置,底排孔距底板1.5m,顶孔距底板2.5m。若巷道围岩破碎,应适当加大钻孔深度,。
(2)两帮卸压方案:
溜子道迎头后方至西九第四中部车场范围内,煤壁侧垂直于实体煤帮每隔1.5m打一个大直径卸压钻孔,按三花眼布置,距离底板1.5m,孔深15m,孔径110mm以上。煤柱侧无需卸压。若巷道围岩破碎,应适当加大钻孔深度。
5.钻屑及卸压施工中的注意事项:
(1)、人员在工作地点打眼前,必须先检查超前、顶板及两帮情况,及时清除危岩悬矸,然后再进行煤粉监测工作,打眼过程中也必须注意检查,确保安全。
(2)、打钻时,施工人员的衣襟、袖口、灯带、灯线、裤管要扎紧,以防被钻具缠住伤人。
(3)、开钻前必须检查有害气体含量,当瓦斯浓度达到1.0%时,不得开钻;工作人员进入钻探地点必须首先检查现场及其周围的安全状况,如有不安全因素,不得开钻;检查机械设备安装质量及安全设施情况,经试车合格后,方可开钻。钻孔位置要选在顶板完整、煤层裸露好的地方开孔,按设计要求摆好钻机,固定牢固。
(4)、开钻前,先送水、后开钻;停钻时,先停钻、后停水,以防产生煤尘造成事故。
(5)、若钻头进入煤层顶底板,达不到设计孔深的2/3时,要报废该孔,另选适當位置,调整角度,重新开孔。
(6)、打钻时,施工人员的衣襟、袖口、灯带、灯线、裤管要扎紧,以防被钻具缠住伤人。
(7)、煤粉监测孔施工完后,必须将排出的煤粉清理干净,并对煤粉孔附近的巷道壁进行冲刷。
6.结束语
施工过程中通过使用钻屑法对掘进中的7267溜子道两帮及迎头煤体应力进行监测,确定了应力的大小及冲击地压发生的危险性,划定了溜子道应力集中区的范围。针对其高应力集中区域采取打大直径卸压孔进行卸压,卸压后经钻屑法检验,效果非常明显。该区域的钻屑量指数明显降低,压力显现正常,煤炮次数明显减少。取得了较好的效果。可见钻屑法作为一种检测冲击地压的现场手段,具有可操作性,简单易用,对于应力集中监测较为准确。
【关键词】钻屑法、预防、冲击地压
分类号】:TD324
1、概述
7267工作面开采深度在-718~-773m,东南部临近7265设计工作面,西北部临近7269工作面采空区,东北部临近7006、7004工作面采空区,西南部临近西九下山。7267工作面溜子道(沿空段)与7269工作面材料道之间小煤柱理论值为4.7m。煤层厚度4.11m,工作面煤层倾角在7~11°,平均倾角9°。7#煤直接顶为2.25米中砂岩,老顶为5.62米厚的细砂岩。巷道采用锚网支护:排距、棚距均为:800mm。因所采煤层经鉴定具有弱冲击倾向性且工作面采深较深,因此需要在掘进过程中采用钻屑法对高应力集中区进行预测预报,防止发生冲击地压事故。
2、钻屑法的技术规范
1、钻屑法检测指标由煤粉量、深度和动力效应组成。煤粉量是采用Φ42mm钻孔钻孔测得每米钻孔长度所排出的煤粉的质量,单位为kg/m,深度是从煤壁至所测煤粉量位置的钻孔长度,可折算成钻孔地点实际采高的倍数,动力效应是钻孔产生的卡钻、孔内冲击、煤粉粒度变化等现象。
2. 用钻粉率指数方法判别工作地点冲击地压危险性的指标,可参照表1的规定执行。
在表1中所列的钻孔深度内,实际钻粉率达到相应的指标或出现钻杆卡死现象,可判所测工作地点有冲击地压危险。
3、钻屑法在7267工作面的具体应用
(1)根据综合指数法进行分析:根据综合指数法,采用开采技术因素确定的7267工作面冲击危险指数为0.39,根据地质因素确定的冲击危险综合指数为0.57。综合地质及开采技术条件,7267工作面冲击危险综合指数0.57,属于中等冲击危险工作面。
(2)首先要取得相应深度的每米钻屑法的正常钻粉量:在7267工作面支承压力影响范围外钻孔5个,每个孔深10米,然后取得各孔煤粉量的每米平均值为2.756kg/m.
(3)因7267溜子道距离7269工作面采空区仅有4米宽煤柱,且西九采区回风上山与第四中部车场均布置在煤巷中,煤层具有弱冲击倾向性,因此在开始掘进前就制定相应的防冲措施并划定高应力集中区域,施工过程中要求在距离掘进迎头2-30米的区间内靠工作面侧打两个钻屑孔。
(4)当掘进工作面掘进60米后,现场施工人员反映在施工过程中煤炮较多,要求施工现场立刻停止掘进,然后根据措施要求进行钻屑法进行监测危险程度大小及范围,
通过对7267溜子道进行钻屑法(Φ42mm)监测,1#孔钻到3.5米深时有煤炮、卡钻,致使钻杆不能拔出;重新打2#孔,当2#孔打到5米深时有煤炮、卡钻,钻杆不能拔出;并于次日早班再次对7267溜子道进行钻屑法施工3#孔,当钻孔深度达到8m时,煤粉几乎全呈颗粒状;接着于中班对7267掘进工作面溜子道打4#孔,当孔深5.7m时见矸,停止打钻,然后又在溜子道迎头后方54米的地方打5#钻屑孔,当钻孔深度达到8m时,煤粉重量达到14.4Kg,出现吸钻现象且多数为颗粒状煤粉。由此可知,7267溜子道掘进期间迎头后方应力集中明显,冲击矿压危险性突出。
4、冲击危险区域现场防治措施:
为了避免掘进活动诱发冲击矿压,造成人员伤亡,必须及时采取相应的解危措施。在溜子道迎头和两帮实施大直径钻孔卸压。
(1) 迎头卸压方案:
掘进前垂直于迎头煤壁每组打三个大直径卸压钻孔。钻孔距离底板1.5m,大直径钻孔孔深20m,间距1.5m,孔径110mm以上,钻孔呈正三角眼布置,底排孔距底板1.5m,顶孔距底板2.5m。若巷道围岩破碎,应适当加大钻孔深度,。
(2)两帮卸压方案:
溜子道迎头后方至西九第四中部车场范围内,煤壁侧垂直于实体煤帮每隔1.5m打一个大直径卸压钻孔,按三花眼布置,距离底板1.5m,孔深15m,孔径110mm以上。煤柱侧无需卸压。若巷道围岩破碎,应适当加大钻孔深度。
5.钻屑及卸压施工中的注意事项:
(1)、人员在工作地点打眼前,必须先检查超前、顶板及两帮情况,及时清除危岩悬矸,然后再进行煤粉监测工作,打眼过程中也必须注意检查,确保安全。
(2)、打钻时,施工人员的衣襟、袖口、灯带、灯线、裤管要扎紧,以防被钻具缠住伤人。
(3)、开钻前必须检查有害气体含量,当瓦斯浓度达到1.0%时,不得开钻;工作人员进入钻探地点必须首先检查现场及其周围的安全状况,如有不安全因素,不得开钻;检查机械设备安装质量及安全设施情况,经试车合格后,方可开钻。钻孔位置要选在顶板完整、煤层裸露好的地方开孔,按设计要求摆好钻机,固定牢固。
(4)、开钻前,先送水、后开钻;停钻时,先停钻、后停水,以防产生煤尘造成事故。
(5)、若钻头进入煤层顶底板,达不到设计孔深的2/3时,要报废该孔,另选适當位置,调整角度,重新开孔。
(6)、打钻时,施工人员的衣襟、袖口、灯带、灯线、裤管要扎紧,以防被钻具缠住伤人。
(7)、煤粉监测孔施工完后,必须将排出的煤粉清理干净,并对煤粉孔附近的巷道壁进行冲刷。
6.结束语
施工过程中通过使用钻屑法对掘进中的7267溜子道两帮及迎头煤体应力进行监测,确定了应力的大小及冲击地压发生的危险性,划定了溜子道应力集中区的范围。针对其高应力集中区域采取打大直径卸压孔进行卸压,卸压后经钻屑法检验,效果非常明显。该区域的钻屑量指数明显降低,压力显现正常,煤炮次数明显减少。取得了较好的效果。可见钻屑法作为一种检测冲击地压的现场手段,具有可操作性,简单易用,对于应力集中监测较为准确。