同华煤矿中深孔预测试验实施方案

1同华煤矿大直径钻孔预测试验实施技术方案编制人编制时间2014年4月24日部门意见签名部门意见签名审核通风副总防突负责人抽采副总通瓦科地测副总地测科机电副矿长生产科生产副矿长机动科安全副矿长安监科总工程师矿会审意见：2公司会审意见：公司防突科公司通风瓦斯部公司安全监察部公司安全副总公司总工程师3同华煤矿大直径钻孔预测试验实施方案一目前执行的措施情况同华煤矿防突采掘工作面目前采用的是钻屑指标法结合煤炭科学研究总院重庆研究院研究的“预测兼排放技术工艺”。根据同华煤矿现场的实际情况，目前执行的防突措施如下：（一）掘进工作面Ⅰ、工作面内预测1.预测方法及临界指标。预测方法：采用钻屑指标法连续预测。预测钻孔布置参数：孔径Φ42m或Φ87mm，孔深沿煤层走向控制10m，钻孔顺煤层走向沿巷道掘进方向布置，且尽可能布置在煤层软分层中，帮控：上帮4m、下帮3m。临界指标：(1)瓦斯解吸指标K1值：0.5ml/g.min1/2；(2)钻屑量指标S值：Sφ42:6kg/m或Sφ87:20kg/m；(3)打孔无喷孔、顶钻等现象。钻孔每米测S值，每2m及终孔位置测K1值。若预测不超标，则保持5m安全超前距采取安全防护措施掘进，允许掘进5m。在工作面若非地质构造破坏严重地带，若预测钻孔能预测工作面走向前方8m，则可保持5m安全超前距采取安全防护措施掘进，允许掘进3m。2.施钻机具、排粉方式和打孔顺序。施钻机具：煤电钻或岩石电钻，Φ42mm或Φ87mm螺旋钻杆。4排粉方式：螺旋排粉。打孔顺序：从工作面碛头下帮向上帮方向依次打孔。Ⅱ、工作面内防突技术措施1.防突措施：预测超标则采用超前排放钻孔进行瓦斯排放。2.防突技术措施若预测超标，则在预测超标孔两侧施工排放钻孔进行瓦斯排放，排放时间不少于8小时。（1）排放钻孔布置参数：孔径Φ87mm，孔深沿煤层走向控制10m，钻孔顺煤层走向沿巷道掘进方向布置，且尽可能布置在煤层软分层中，帮控：上帮7m、下帮3m。（2）施钻机具、排粉方式和打孔顺序施钻机具：岩石电钻，Φ87mm螺旋钻杆。排粉方式：螺旋排粉或螺旋加压风排粉。打孔顺序：从预测超标孔向两侧打孔。Ⅲ、工作面内防突措施效果检验1.检验方法及临界指标检验方法：钻屑瓦斯解吸指标法。检验钻孔布置参数：孔径Φ42mm或Φ87mm，孔深沿煤层走向控制10m，钻孔顺煤层走向沿巷道掘进方向布置在预测超标孔和排放孔中间，且尽可能布置在煤层软分层中。临界指标：(1)瓦斯解吸指标K1值：0.5ml/g.min1/2；(2)钻屑量指标S值：Sφ42:6kg/m或Sφ87:20kg/m；(3)打孔无喷孔、顶钻等现象。5钻孔每米测S值，每2m及终孔位置测K1值。若检验合格则保持7m安全超前距采取安全防护措施掘进，允许掘进3m；若出现检验超标，必须立即停止作业，重新研究措施进行处理。2.施钻机具、排粉方式和打孔顺序施钻机具：岩石电钻或煤电钻，Φ42mm或Φ87mm螺旋钻杆。排粉方式：螺旋排粉。打孔顺序：从工作面碛头下帮向上帮方向依次打孔。（二）采煤工作面Ⅰ.工作面突出危险性预测1.预测方法、临界指标及钻孔参数预测方法：钻屑指标法临界指标：(1)瓦斯解吸指标K1值：0.5ml/g.min1/2；(2)钻屑量指标S值：SΦ72：14kg/m；(3)打孔无喷孔、顶钻等现象。1）预测兼排放钻孔布置参数：孔径Φ72mm，孔深6m，钻孔间距：若煤层正常、抽放孔控制区域的钻孔间距按10m布置；若煤厚增加或减少30%、软分层厚度达0.15m以上、遇地质构造区域的钻孔间距按3m布置，防突员可根据现场煤层情况加密钻孔，钻孔沿工作面倾向布置，且尽可能布置在煤层软分层中，预测兼排放钻孔前后轮必须错开布置。3）钻孔在每2m和终孔位置测定瓦斯解吸指标K1值，每米测定钻屑量指标S值。4）预测兼排放钻孔不超标，则保留钻孔超前距3m，允许回采进度3m；预测兼排放钻孔超标，则在预测兼排放超标孔两侧至预测兼排放不超标孔6之间施工排放钻孔。（2）施钻机具、排粉方式和打孔顺序施钻机具：风钻或电钻，Φ72mm螺旋钻杆。排粉方式：螺旋排粉。打孔顺序：从工作面回风巷向运输巷方向依次打孔。2.工作面防突措施（1）防突技术措施：预抽兼排放孔超标则采用超前排放钻孔进行瓦斯排放。（2）排放兼检验孔钻孔布置参数：孔径Φ72mm，孔深6m，钻孔间距1m，排放兼检验孔钻孔布置在预测兼排放超标孔两侧至预测兼排放不超标孔之间，钻孔沿工作面倾向布置，且尽可能布置在煤层软分层中。钻孔在每2m和终孔位置测定瓦斯解吸指标K1值，每米测定钻屑量指标S值。临界指标：(1)瓦斯解吸指标K1值：0.5ml/g.min1/2；(2)钻屑量指标S值：SΦ72：14kg/m；(3)打孔无喷孔、顶钻等现象；排放时间不少于8小时后检验。（3）施钻机具、排粉方式和打孔顺序施钻机具：风钻或电钻，Φ72mm螺旋钻杆。排粉方式：螺旋排粉。打孔顺序：从预测超标孔向两侧依次打孔。3.工作面措施效果检验（1）检验方法、临界指标及钻孔参数7检验方法：钻屑指标法。临界指标：(1)瓦斯解吸指标K1值：0.5ml/g.min1/2；(2)钻屑量指标S值：SΦ72：14kg/m；(3)打孔无喷孔、顶钻等现象；检验钻孔布置参数：孔径Φ72mm，孔深6m，钻孔间距3-10m，钻孔布置在预测兼排放超标孔两侧（两侧各1个）排放钻孔中间，钻孔沿工作面倾向布置，且尽可能布置在煤层软分层中。钻孔在每2m和终孔位置测定瓦斯解吸指标K1值，每米测定钻屑量指标S值。检验孔不超标，则保留钻孔超前距4m，允许回采进度2m；检验孔超标，则必须立即停面，重新研究措施进行处理。（2）施钻机具、排粉方式和打孔顺序施钻机具：风钻或电钻，Φ72mm螺旋钻杆。排粉方式：螺旋排粉。打孔顺序：在预测兼排放超标孔两侧从工作面回风巷向运巷方向依次打孔。二大直径预测试验的目的随着科技的进步，煤矿瓦斯治理及抽采技术越来越成熟，抽采率越来越高，矿井进行采掘活动前全面实现了抽采达标。为进一步解放生产力，在各项指标均达到国家规定要求和满足安全生产的前提下，提高防突循环采掘进度，实现安全高效生产。三试验技术路线及目标（一）试验技术路线8选择井下试验地点进行预测指标现场考察，对比φ42mm、φ72mm和φ87mm钻孔的预测指标。通过对比，结合理论研究分析φ87mm大直径钻孔预测的可行性。考察指标为：钻屑瓦斯解析指标K1值。（二）目标通过与中煤科工集团重庆研究院合作，在松藻煤电公司的指导下，实现大直径钻孔提高采掘工作面预测循环进度的研究。即：施工φ87mm的大直径预测钻孔，预测钻孔或检验钻孔有效深度掘进沿巷道中心线投影孔深为10m，保证3m安全超前距采取安全防护措施掘进，允许掘进7m；采煤平面投影孔深为7m，保证3m安全超前距采取安全防护措施回采，允许回采4m。四试验地点及实施方案（一）试验地点掘进工作面：3111-4（S）运输巷。采煤工作面：3111-3工作面。（二）掘进工作面试验方案Ⅰ、工作面内预测1.预测方法及临界指标。预测方法：采用钻屑指标法连续预测。预测钻孔布置参数：孔径Φ87mm，孔深沿煤层走向控制10m，钻孔顺煤层走向沿巷道掘进方向布置，且尽可能布置在煤层软分层中，无软分层施工在煤层中部，帮控：上帮4m、下帮3m。临界指标：(1)瓦斯解吸指标K1值：0.5ml/g.min1/2；(2)钻屑量指标S值：Sφ87:20kg/m；(3)打孔无喷孔、顶钻等现象。9钻孔每米测S值，每2m及终孔位置测K1值。若预测不超标，则保证3m安全超前距采取安全防护措施掘进，允许掘进7m。在工作面若非地质构造破坏严重地带，若预测钻孔能预测工作面走向前方8m不超标，则可保持3m安全超前距采取安全防护措施掘进，允许掘进5m。2.施钻机具、排粉方式和打孔顺序。施钻机具：煤电钻或岩石电钻，Φ87mm螺旋钻杆。排粉方式：螺旋排粉。打孔顺序：从工作面碛头下帮向上帮方向依次打孔。Ⅱ、工作面内防突技术措施1.防突措施：预测超标则采用超前排放钻孔进行瓦斯排放。2.防突技术措施若预测超标，则在预测超标孔两侧施工排放钻孔进行瓦斯排放，排放时间不少于8小时。（1）排放钻孔布置参数：孔径Φ87mm，孔深沿煤层走向控制10m，钻孔顺煤层走向沿巷道掘进方向布置，且尽可能布置在煤层软分层中，无软分层施工在煤层中部，帮控：上帮7m、下帮3m。（2）施钻机具、排粉方式和打孔顺序施钻机具：岩石电钻，Φ87mm螺旋钻杆。排粉方式：螺旋排粉或螺旋加压风排粉。打孔顺序：从预测超标孔向两侧打孔。10Ⅲ、工作面内防突措施效果检验1.检验方法及临界指标检验方法：钻屑瓦斯解吸指标法。检验钻孔布置参数：孔径Φ87mm，孔深沿煤层走向控制10m，钻孔顺煤层走向沿巷道掘进方向布置在预测超标孔和排放孔中间，且尽可能布置在煤层软分层中。临界指标：(1)瓦斯解吸指标K1值：0.5ml/g.min1/2；(2)钻屑量指标S值：Sφ87:20kg/m；(3)打孔无喷孔、顶钻等现象。钻孔每米测S值，每2m及终孔位置测K1值。若检验合格则保持7m安全超前距采取安全防护措施掘进，允许掘进3m；若出现检验超标，必须立即停止作业，重新研究措施进行处理。2.施钻机具、排粉方式和打孔顺序施钻机具：岩石电钻或煤电钻，Φ87mm螺旋钻杆。排粉方式：螺旋排粉。打孔顺序：从工作面碛头下帮向上帮方向依次打孔（见3111-4（S）运输巷防突钻孔设计图）。7.考察钻孔施工（1）采用煤电钻配螺旋钻杆施工1个直径为φ42mm考察钻孔，钻孔孔深8～10m。第一轮考察孔施工在距7号预测钻孔下帮0.5m处，第二轮考察钻孔施工在距3号预测钻孔下帮0.5m处，并平行于7号、3号钻孔。第一轮循环在7号钻孔的下帮先施工①号考察钻孔，施工完成后立即施工7号预测钻孔；第二轮循环在3号预测钻孔施工完成后立即施工②号考察钻孔，11施工在3号预测钻孔下帮。以后依此类推。（2）施工φ42mm钻孔时，钻进速度保持在1m/min；（3）考察钻孔和3号、7号预测钻孔从第2m开始，每钻进1m测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1值，测定方法与预测钻孔相同。（4）施工3号、7号预测钻孔和考察钻孔时，对预测情况进行比较，将比较结果汇总填入表1。表1同华煤矿掘进工作面φ87mm和φ42mm钻孔预测的K1值记录表试验地点钻孔编号钻孔直径钻机名称电机功率转速螺距排粉方式排粉速度孔深L（m）填写对应K1值123456789103111-4（S）运输巷考察钻孔×号42mm预测钻孔×号87mm（三）采煤工作面工作面试验方案Ⅰ.工作面突出危险性预测1.预测方法、临界指标及钻孔参数预测方法：钻屑指标法临界指标：(1)瓦斯解吸指标K1值：0.5ml/g.min1/2；(2)钻屑量指标S值：SΦ87：20kg/m；(3)打孔无喷孔、顶钻等现象。1）预测钻孔布置参数：孔径Φ87mm，孔深7m，钻孔间距：若煤层正常、抽放孔控制区域的钻孔间距按10m布置；若煤厚增加或减少30%、软分层厚度达0.15m以上、遇地质构造区域的钻孔间距按3m布置，防突员可根据现场煤层情况加密钻孔，钻孔沿工作面倾向布置，且尽可能布置在煤层软12分层中，无软分层施工在煤层中部，预测钻孔前后轮必须错开布置。3）钻孔在每2m和终孔位置测定瓦斯解吸指标K1值，每米测定钻屑量指标S值。4）预测钻孔不超标，则保证钻孔超前距3m，允许回采进度4m；预测钻孔超标，则在预测超标孔两侧至预测兼排放不超标孔之间施工排放钻孔。（2）施钻机具、排粉方式和打孔顺序施钻机具：风钻或电钻，Φ72mm螺旋钻杆。排粉方式：螺旋排粉。打孔顺序：从工作面回风巷向运输巷方向依次打孔。2.工作面防突措施（1）防突技术措施：预抽兼排放孔超标则采用超前排放钻孔进行瓦斯排放。（2）排放兼检验孔钻孔布置参数：孔径Φ72mm，孔深6m，钻孔间距1m，排放兼检验孔钻孔布置在预测兼排放超标孔两侧至预测兼排放不超标孔之间，钻孔沿工作面倾向布置，且尽可能布置在煤层软分层中。钻孔在每2m和终孔位置测定瓦斯解吸指标K1值，每米测定钻屑量指标S值。临界指标：(1)瓦斯解吸指标K1值：0.5ml/g.min1/2；(2)钻