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突出煤层掘进防突技术研究
2019-05-10  出处:煤客网  煤客新闻网  煤矿网  来源:网络   人气:0   

正前中高压注水措施,根据煤层赋予特点,布置注水钻孔3~5个,控制掘进工作面前方有突出危险的煤体。注水孔孔口位置在硬煤中,终孔点落至软煤分层。钻孔方向沿巷道轴线方向,以免破坏两帮抽放钻孔。

注水孔孔径φ42mm,孔深8m;封孔深度3m;注水压力根据煤层埋藏浓度及煤体坚固性系数确定,一般选择10~12MPa。巷道两帮各布置3~5个30~50m而直径为90的抽放钻孔,钻孔平行掘进方向,距巷道轮廓线为1.5~3.0m。

3.2 中高压注水系统布置

根据中高压注水措施的特点,焦作煤业集团科研所在试验过程中,研究了耐高压、易操作、性能可靠的AFS型水力自动封孔煤注水器,并获得了国家发明专利,完善了中高压注水操作系统,具体布置如图1所示。



图1 中高压注水系统布置图

3.3 中高压注水措施考察

3.3.1 边掘边抽措施的考察

在试验期间,随巷道掘进测试注水前后的边掘边抽钻孔的抽放参数,并绘制曲线图(见图2)。图2表明:中高压注水期间,巷道两帮抽放孔明显受到影响。



图2 中高压注水防突边掘边抽措施考察

据统计:注水前钻孔瓦斯抽放量为0.0131~0.0706m3/min,平均为0.0316m3/min,平均为0.03835m3/min,钻孔抽放量增加平均达21.4%以上,个别孔甚至成倍增加。

3.3.2 中高压注水考察

研究过程中,对中高压注水措施的主要参数进行了考察和统计。从表2可看出,在煤层赋存条件相同、埋藏浓度相近的情况下,注水压力,注水时间基本相同。

注水时间、注水量与注水孔间距有关,相同的注水压力下,间距越小,注水时间越短,注水量越少;间距相近,注水时间、注水量随注水压力升高而升高,但注水压力过高反而又下降(见图3)。



图3 注水期间流量、压力和时间的关系图

在注水期间,注水压力与流量反向变化,并呈波浪状,直观反映出中高压注水作用于煤体是逐渐压裂破碎。

通过对中高压注水钻孔实际影响范围进行的考察和统计表明:中高压注水钻孔横向影响半径可达1~1.4m,沿纵向影响浓度则可超前钻孔2m。同时,通过表2可看出,中高压注水可使煤体产生明显的位移。

表2 中高压注水试验参数

类别

注水时间

(min)

注水压力

(MPa)

注水量

(m3

顺层影响

范围(m)

沿层影响

范围(m)

煤体位移

(mm)

演马庄矿25071运输巷

28

10~12

1.0

1.10

0.94

20~400

位村矿14121上风道

50

8~18

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