糜棱狀嚴(yán)重突出煤層石門揭煤綜合消突技術(shù)研究.pdf

1、石門揭煤突出強度大、概率高，突出的大量煤巖和瓦斯造成的危害大，嚴(yán)重影響煤礦生產(chǎn)和采掘接替。河南宏福煤業(yè)有限公司順發(fā)礦因提升系統(tǒng)改造，期間要揭穿二1煤。二1煤層地質(zhì)構(gòu)造破壞嚴(yán)重，糜棱煤普遍發(fā)育，強度極低，且煤層瓦斯含量大，突出危險性極大。因該礦歷史上回風(fēng)井和副井在采取密集排放鉆孔措施后，立井揭煤時均發(fā)生突出，且突出情況嚴(yán)重，有必要研究適用于糜棱煤石門揭煤的綜合消突技術(shù)。
　　根據(jù)煤與瓦斯突出的綜合作用假說，本文首先建立相同地應(yīng)力、相

2、同瓦斯條件下不同煤體結(jié)構(gòu)煤層石門揭煤的數(shù)值模型，研究原始條件下石門揭煤時的煤體內(nèi)應(yīng)力分布及頂煤位移量特點。結(jié)果顯示，糜棱煤比原生結(jié)構(gòu)煤突出范圍大，頂煤位移量大。揭煤前，原生結(jié)構(gòu)煤應(yīng)力下降均勻，而糜棱煤不易卸壓，應(yīng)力值較分散，部分煤體質(zhì)點應(yīng)力集中。隨著突出的進行，應(yīng)力峰值向煤體深部轉(zhuǎn)移，而糜棱煤應(yīng)力峰值較大。得出糜棱煤石門揭煤的針對性防突措施，即水力沖孔卸壓增透，穿層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯和煤體固化的綜合消突技術(shù)。糜棱煤消突措施控制范圍要大于原

3、生結(jié)構(gòu)煤，控制巷道兩側(cè)輪廓線外15m，上下輪廓線外12m。措施內(nèi)不僅要釋放煤體瓦斯，更重要的是要充分地卸除煤體內(nèi)應(yīng)力。
　　建立數(shù)值模型模擬水力沖孔，分別比較水壓為2MPa、4MPa、6MPa時煤體聲發(fā)射、應(yīng)力等的變化，確定合理水壓。結(jié)果顯示當(dāng)水壓為4MPa時能達到較好的卸壓增透的目的。水力沖孔后煤體內(nèi)應(yīng)力集中程度隨布孔間距的減小和沖出孔徑的增大而減小，在水力孔間距為4m、沖出孔徑1m時能有效避免煤體內(nèi)應(yīng)力集中。適用于糜棱煤的水力

4、沖孔措施應(yīng)采用小水壓和小間距。在此基礎(chǔ)上，共設(shè)計了穿層預(yù)抽煤層揭煤區(qū)域煤層瓦斯鉆孔165個，其中水力孔48個。
　　考察了水力沖孔效果。共沖出煤量571.7噸，單孔最大出煤量29.1噸，沖孔后擴孔7.15~20.40倍，瓦斯抽采濃度和瓦斯抽采純量顯著增加。累計瓦斯抽采純量65631.2m3，預(yù)抽率達到70.5％。區(qū)域效檢實測殘存瓦斯含量均小于6.5m3/t，結(jié)果表明消除了煤層突出危險性。
　　建立數(shù)值模型研究區(qū)域措施后石門揭