立井井筒快速揭煤瓦斯防治技术及应用

立井井筒快速揭煤瓦斯防治技术及应用

韩海军

中煤第五建设有限公司第三工程处  江苏 徐州 221000

摘要:在立井新井筒的基础上，发现揭穿高瓦斯，高压力和井筒周圈截流钻孔，抽采不间断、增透冲扩孔、监测在线抽采瓦斯和及时评估结果，快速揭煤综合，揭煤时间以及快速揭煤。

关键词:快速揭煤;截流钻孔;增透;防突措施

在采矿中，需要全面的保护和预防措施。根据危险程度和生产技术条件，对矿井、采区、采掘采取技术预防措施，管理和安全措施。根据情况，根据当地情况，在防治过程中不要盲目性。在安全生产下，工艺合理，措施有效，正常生产秩序，经济效益好。

一、防治煤与瓦斯突出的技术管理

1.准确确定煤层区域和危险性突出的规模和布局，预测主要危害，对主要危害进行分类，实施技术管理措施。技术管理的主要任务是识别各煤层，每个作业区域和有无突出。准确的预测可以减少突出危险，提高生产安全性并采取防突措施。

2.正确的选择和编制防突措施。根据不同的生产条件和突出煤层和区域的基本特征，在施工中必须正确选择防突措施。瓦斯突出措施不能照搬硬套，不能随意选择，必须考虑技术经济合理性。正确选择和准备瓦斯措施需要准确的地质和气体数据以及风险预测。预防措施计划由煤矿，生产组织，技术，地测，通风，安全控制，供应、财务等领域的技术经理制定。上报审批后，将考虑基础人员，技术人员和工人的意见。批准的应急措施必须由各部门对全体人员实施，所采取的已批准的措施必须传达给区、队长和技术人员，以便全体人员了解和防突。技术人员应仔细检查和控制严格的控制程序。指派专人负责收集项目中的数据，例如，钻孔的数量，距离，大小，深度，爆破的影响，瓦斯涌出量，排放半径。

3.了解防治突出和控制措施的有效性。在突出危险区域或工作面区域时，应根据所采取的措施检查所采取的预防措施的有效性。如果测量值低于指标，并且确定了风险，则在防治突出过程中可以采取安全措施，只要推荐的预防和控制措施有效。通过对矿井、煤层、区域、采掘进行临界值测量、数据收集和分析，为矿区设定了严格的限值。只有在达到实测临界值时，才能按照临界值执行。

4.加强地质测量。这项工作是预防治突基础，措施的选择取决于煤层赋存、瓦斯和地质构造。地测部门深入观测表明，地质瓦斯数据采集资料和编制视为防突工作重要依据。在具体工作中，应根据《防突规定》对突出矿井进行测量。

二、工程概况

丁集煤矿行政区隶属淮南市潘集区和凤台县关店乡，位于淮南市西北部，距洞山约50km的淮南市。矿井采用全立井开拓方式，其中新增第二副井为煤炭工业合肥设计研究院设计安全改建及二水平延深工程，井筒设计净直径8.6m，由中煤五建三处负责施工。采用冻结法在该井筒对上部实施特殊凿井冲积层和基岩风化带，在冻结段下部基岩段外壁施工期间对含水层采用地面预注浆法进行治理，冻结深度574m，冻结段掘砌深度564m，基岩段深度478m。基岩段采用钻爆法施工，揭13-1煤段荒径为9.9m。第二副井井筒已施工至742.2m（-717.2m），所掘地层为二叠系含煤（岩）层组。揭煤掘进区段范围自13-1煤顶板法距10m，即累深800.5m（-775.5m）开始，至13-1煤底板下2米，即累深815.3m（-790.3m）结束。揭煤采取远距离放炮揭煤，为确保揭煤安全，特编制揭煤防突设计。

三、揭煤防突工序简述

本次揭煤设计1组（3个）前探钻孔，1组（3个）测压钻孔，测13-1煤原始瓦斯压力和原始瓦斯含量。（1）前探：井筒工作面距13-1煤顶板最小法距10m前, 3个前探孔施工，井筒揭煤区域探明赋存煤层情况，13-1煤钻孔穿透13-1煤底板并进入0.5m以上。（2）测压：井筒工作面距13-1煤顶板最小法距10m前, 施工1组（3个）测压孔，13-1煤原始瓦斯测定压力和原始瓦斯含量，各有一个钻孔，其中每组控制终孔到15m外井筒轮廓线。（3）区域预测：丁集煤矿第二副井井筒13-1煤为突出煤层突出危险区。（4）区域防突措施：工作面距13-1煤顶板最小法距7m前，对13-1煤采取区域防突措施。（5）区域防突措施效果检验：采用瓦斯预抽率、残余瓦斯压力和残余瓦斯含量进行区域效果检验。（6）区域验证：井筒工作面距13-1煤顶板最小法距5m前，对13-1煤进行区域验证。

若区域验证为突出危险工作面，对13-1煤层井筒轮廓线外至少5m范围内的煤体采取局部防突措施，并进行效果检验。若区域验证为无突出危险工作面，允许井筒施工至距13-1煤层顶板最小法距2m前。（7）揭煤验证：井筒工作面距13-1煤顶板最小法距2m前，对13-1煤进行揭煤验证。（8）远距离爆破揭煤范围：井筒工作面距13-1煤顶板最小法距5m起，穿过13-1煤至进入13-1煤底板最小法距2m时止，揭煤长度9.8m。

四、区域防突措施

井筒工作面施工至距13-1煤顶板最小法距10m前停头，对13-1煤区域采取区域综合防突措施，施工区域防突措施钻孔。（1）若原始瓦斯压力P＜2MPa时，则在井筒距13-1煤层顶板法距10m位置采取穿层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措施：共8圈、206个抽采孔，钻孔量4796.8m，钻孔控制到揭煤处井筒荒径轮廓线外不小于12m，且钻孔控制范围的外边缘到井筒轮廓线的最小距离不小于5.0m的13-1煤层煤体。钻孔按照有效抽采半径不大于1.5m设计，开孔间距0.5m以上。（2）若原始瓦斯压力P≥2MPa时，则在井筒距13-1煤层顶板法距10m位置采取穿层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措施：共9圈、260个抽采孔，钻孔量6442.2m，钻孔控制到揭煤处井筒荒径轮廓线外不小于15m，且钻孔控制范围的外边缘到井筒轮廓线的最小距离不小于7.0m的13-1煤层煤体。钻孔按照有效抽采半径不大于1.5m设计，开孔间距0.5m以上。（3）施工要求，钻孔施工前，施工单位负责将井筒迎头向上1.0m范围内的井壁进行喷浆处理，以方便钻孔施工及预埋钻孔抽采。提前施工工作面超前小井（水泱子），水泱规格:长*宽*深=1200*1200*800mm，以便及时排尽打钻时工作面的积水，水泱中心为井筒中心。同时，在井筒浇筑400mm厚工作面的水泥地坪（四周高、中间低）封底。实际施工过程中，措施钻孔及补孔的开孔间距不得小于500mm，钻孔孔径不得小于113mm，在控制范围内均匀布孔。最外2圈措施孔预埋入井壁，在揭煤期间必须保持连续抽采。每个施工完的措施孔要及时封孔，封孔前必须用压风净底，然后下φ50mm双抗管，封孔至钻孔见煤点或大于10m，钻孔全孔下套管，过煤段下花管。措施孔为下向钻孔，需安装排水排渣装置。

五、区域措施效果检验

区域措施孔反演合格且预抽率达到要求后，根据检验单元内瓦斯抽采量计算煤层的残余瓦斯含量和残余瓦斯压力，达到要求指标后再在现场采用直接测定法测定残余瓦斯含量和残余瓦斯压力，并根据直接测定指标判断防突效果。对区域防突措施控制范围内的煤层施工效检孔5个。效检孔开孔布置在措施孔之间，终孔控制到措施孔控制范围的中部及四周，至少有一个效检孔控制到距措施孔控制范围外边缘不大于2m的位置。效检孔施工过程中，采用瓦斯含量直接测定法测定残余瓦斯含量Wc，与计算的残余瓦斯含量比较，取其最大值作为最终的残余瓦斯含量，效检孔安装压力表直接测定煤层残余瓦斯压力。

通过对井筒探揭高瓦斯煤层技术的研究，形成了一系列高瓦斯矿井井筒揭煤技术，为该地区未来揭煤工作积累了丰富的经验，为类似条件下的井筒揭煤工作提供了一定的参考。

参考文献：

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