《顶板岩巷穿层钻孔综合水力化区域防突技术》

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所属的科学技术领域:矿山科学与安全技术领域主要技术内容:该项目针对近距离、低透气性、极松软、底板穿层钻孔施工及抽采困难突出煤层群区域防突难题,首次研发应用了顶板岩巷穿层钻孔综合水力化区域防突技术。该技术采用下向穿层钻孔水力钻进水力冲煤水力润湿的综合水力化措施,降低煤层地应力,增加煤层透气性,加速瓦斯排放;建立了综合水力化区域防突技术效果考核指标体系及效果评价体系,主要包括水力冲煤量、煤体含水率、残余瓦斯压力及残余瓦斯含量,分析确定了各指标防突临界值;构建了“设计、施工、验收、评价”的综合水力化防突管理程序及效果评价流程。该技术成功应用于三个方面的区域防突。(1)消除了青东煤矿726工作面机、风巷及切眼煤巷条带区域突出危险性;(2)结合顺层钻孔消除726工作面突出危险性,作为下部突出煤层的上保护层,实现了近距离突出煤层群的区域防突;(3)应用于煤厚18.6m、f值0.26、穿煤长度达128m的东翼回风大巷安全快速揭煤,解决了缓倾斜、特厚、松软、强突煤层石门揭煤的区域防突难题。特点:研发了综合水力化区域防突技术,提出了综合水力化区域防突技术效果考核指标体系及效果评价体系。解决了近距离突出煤层群区域防突的难题,并成功应用于煤巷条带、回采工作面及石门揭煤区域防突。技术经济指标:通过理论研究和现场试验,建立了综合水力化区域防突技术指标:(1)水力冲煤量≥钻孔控制区域煤体总量(t)的2%;(2)煤体含水率(Mad)≥4%;(3)残余瓦斯压力及瓦斯含量符合要求。主要经济指标:(1)通过项目实施,煤巷掘进速度达到220m/月,残余瓦斯压力与瓦斯含量及钻屑指标小于临界值,回风流瓦斯浓度<0.5%;(2)首采工作面消除突出危险,残余瓦斯压力与瓦斯含量及钻屑指标小于临界值;(3)与常规石门揭煤方法相比揭煤工期缩短一半。应用推广情况:采用该技术掩护726工作面机、风巷及切眼煤巷条带过程中,平均单孔水力冲煤量1.109t,占钻孔控制区域煤体总量3.58%。工作面机、风巷及切眼煤巷条带瓦斯压力由0.76MPa降低至0.42MPa,煤巷掘进月进尺240m,钻屑指标最大值⊿h2为60,回风流瓦斯浓度最高为0.17%。采用顶板岩巷综合水力化区域防突技术,结合顺层钻孔抽采,使首采工作面瓦斯压力降低至0.21MPa,钻屑指标最大值⊿h2为50,回风流瓦斯浓度最高为0.20%。采用综合水力化区域防突石门安全快速揭煤技术,安全、顺利地揭穿了青东煤矿风井东翼回风石门8煤。该处煤层厚度为18.6m,瓦斯压力为1.6MPa,石门揭煤防突掘进达128m。该项瓦斯治理技术避免了石门揭煤分段采取措施的不足,有效解决了特殊条件下石门揭煤防突的难题。经济及社会效益:采用综合水力化区域防突技术后,缩短石门揭煤工期,减少区域防突瓦斯治理工程量,降低了瓦斯治理成本,实现青东煤矿按期投产。石门揭煤工期缩短6个月,81采区提前6个月投产,新增产值28000万元,新增税收3640万元,新增利税14000万元,新增利润10360万元。82采区瓦斯治理钻孔工程量减少423564m,节支7274.7万元,保证了采、掘工作面安全生产,社会效益显著。

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