打通一煤矿中深孔预测试验实施方案(审查终稿)

1打通一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15日部门意见签名部门意见签名审核安全监察部防突负责人通风副总通风部抽采副总抽采部地质副总地质测量部机电副矿长生产技术部生产副矿长自动化办室安全副矿长机电运输部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打通一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打通一矿防突采掘工作面目前采用的是掘进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”。根据打通一矿现场的实际情况，目前执行的防突措施如下：（一）掘进工作面1.掘进期间实施连续预测。采用“钻屑指标法”预测工作面突出危险性，并结合打孔过程中的“动力现象”和瓦斯情况进行综合判断，临界指标：K1=0.5mL/g.min1/2、φ87mm钻孔钻屑量S=20kg/m。2.K1值采用WTC瓦斯突出参数预测仪测试，钻屑量S值采用重量法测试。钻孔每钻进1m测定该1m段的钻屑量S值，每钻进2m测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1值。3.预兼排钻孔采用强力岩石电钻和螺旋钻杆施工，钻孔孔径φ87mm，螺旋排粉，采用中线后视点放线法布孔，每循环设计施工预测钻孔5个，钻孔沿巷道中心线投影深度12.0m，测定12m内的指标，但预测有效孔深为前10m，预测终孔点控制巷道两帮轮廓线外3.5m。4.预测指标不超标，钻孔施工无异常现象，工作面划分为无突出危险工作面。采取安全防护措施，保留7.0m预测超前距，允许掘进5.0m。5.若施工预兼排钻孔时出现指标超标、喷孔、顶钻或工作面软分层增厚达0.15m及以上、断层落差达0.2m及以上、煤层厚度变化达1/3及以上等，均按超标对待，工作面划分为突出危险工作面。采取的措施是：先施工6个4排放兼检验钻孔，钻孔深度增加到15m，测定前12m内的指标，但检验有效孔深为前10m。如果排放兼检验钻孔时K1值不超标，又无喷孔等现象时，保证11m超前距，允许掘进4m。如果排放兼检验钻孔时K1值超标或有喷孔等现象时，排放兼检验钻孔改作排放孔，重新施工5个检验钻孔，钻孔深度15m，测定前12m内的指标，但检验有效孔深为前10m。如果检验钻孔时K1值不超标，又无喷孔等现象时，保证11m超前距，允许掘进4m。（二）采煤工作面1.回采期间实施连续预测。采用“钻屑指标法”预测工作面突出危险性，并结合打孔过程中的“动力现象”和瓦斯情况进行综合判断，临界指标：K1=0.5mL/g.min1/2、φ87mm钻孔钻屑量S=20kg/m。2.K1值采用WTC瓦斯突出参数预测仪测试，钻屑量S值采用重量法测试。钻孔每钻进1m测定该1m段的钻屑量S值，每钻进2m测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1值。3.采用乳化液钻机配φ87mm钻头施工预测排放钻孔，螺旋排粉，钻孔垂直于工作面煤壁，平行布孔。钻孔孔径φ87mm，钻孔平面深度12.0m，测定12m内的指标，但预测有效孔深为前10m，孔间距3m～15m。4.预测指标不超标，钻孔施工无异常现象，工作面划分为无突出危险工作面。采取安全防护措施，保留5.0m预测超前距，允许回采推进7.0m。5.若施工预兼排钻孔时出现指标超标、喷孔、顶钻或工作面软分层增厚达0.15m及以上、断层落差达0.2m及以上、煤层厚度变化达1/3及以上等，均按超标对待，工作面划分为突出危险工作面。采取的措施是：在超标孔两侧至下一个预测钻孔的1/2范围内，按钻孔间距1.5m先施工排放兼检验钻5孔，钻孔深度增加到15m，测定前12m内的指标，但检验有效孔深为前10m。如果排放兼检验钻孔时K1值不超标，又无喷孔等现象时，保证9m超前距，允许回采推进6m。如果排放兼检验钻孔时K1值超标或有喷孔等现象时，排放兼检验钻孔改作排放孔，重新施工检验钻孔，钻孔深度15m，测定前12m内的指标，但检验有效孔深为前10m。如果检验钻孔时K1值不超标，又无喷孔等现象时，保证9m超前距，允许掘进6m。若煤层坚硬或岩层钻孔无法施工到15m时，钻孔至少施工到孔深9m，保持5m检验超前距，允许回采4m。若断层等严重地质构造破坏带要加密钻孔，钻孔无法施工到15m时，钻孔至少施工到孔深6m，保持5m超前距，允许回采1m。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）试验技术路线选择井下试验地点进行预测指标现场考察，对比φ42mm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6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、采煤平面投影孔深为10m，保证2m预测或2m检验和5m措施超前距，允许掘进8m。四试验地点及实施方案（一）试验地点掘进工作面：W22701运输巷。采煤工作面：W2704南工作面。（二）掘进工作面试验方案1.W22701运输巷掘进期间实施连续预测。采用“钻屑指标法”预测工作面突出危险性。并结合煤层赋存状况及打孔过程中的“动力现象”、瓦斯情况进行综合判断。临界指标：K1=0.5mL/g.min1/2、φ87mm钻孔钻屑量S=20kg/m；φ42mm钻孔钻屑量S=6kg/m。2.K1值采用WTC瓦斯突出参数预测仪测试，钻屑量S值采用重量法测试。钻孔每钻进1m测定该1m段的钻屑量S值，每钻进2m测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1值，即2、4、6、8、10、12m时测试K1值，1号、5号钻孔12.8m时增加测试一个指标。但检验有效孔深为前10m。施工钻孔时注意观察打孔中的动力现象并作好记录。3.预兼排钻孔采用强力岩石电钻和螺旋钻杆配φ87mm钻头施工，钻孔孔径φ87mm。螺旋排粉，放线法布孔，中线后视点5.56m。每循环设计施工预测钻孔5个，1号、5号孔深12.8m，2号、4号孔深12.2m，3号孔深12.0m(预测有效孔深10m)。钻孔开孔间距1.0m，预兼排有效孔深终孔间距2.8m,预测终孔点控制巷道两帮轮廓线外3.5m（投影孔深10m处）。（详见附图1）74.钻孔必须施工在软分层中，无软分层施工在煤层中部。施工钻孔顺序：先施工防突钻孔考察孔，后施工边孔，间隔施工。即：第一循环5号→考察孔→1号→4号→2号→3号；第二循环3号→考察孔→5号→1号→4号→2号5.预测指标不超标，钻孔施工无喷孔等异常现象，工作面划分为无突出危险工作面。采取安全防护措施，保留4.0m超前距，允许掘进8.0m，施工下一循环预测钻孔。6.若施工预兼排钻孔时出现指标超标、喷孔、顶钻或工作面软分层增厚达0.15m及以上、断层落差达0.2m及以上、煤层厚度变化达1/3及以上等，均按超标对待，工作面划分为突出危险工作面。必须立即停止作业，沿避灾路线撤出所有人员后，在安全地点向矿总工程师和矿调度室汇报，经同意后，按照如下措施执行：（1）K1值指标超标、施工钻孔时喷孔、工作面遇地质构造（断层落差＞0.5m）（详见图2）①先施工6个排放钻孔，钻孔深度增加到15m。②排放8～16小时再施工5个检验钻孔，钻孔深度15m，测定前12m内的指标，但检验有效孔深为前10m。③如果检验钻孔时K1值不超标，又无喷孔等现象时，保证7m超前距，允许掘进8m。（2）掘进工作面软分层达到15cm及以上、工作面遇地质构造（断层落差≤0.5m）时，预测钻孔施工完成后，立即施工6个排放兼检验钻孔，孔深12m，测定12m内的指标，但检验有效孔深为前10m。如果排放兼检验8钻孔时K1值不超标，又无喷孔等现象时，工作面划分为无突出危险工作面，保证6m超前距，允许掘进6m。如果遇断层落差＞0.5m地质构造严重地质构造破坏带，保证7m超前距，允许掘进5m。见图3。7.考察钻孔施工（1）采用风煤钻配麻花钻杆施工1个直径为φ42mm考察钻孔，钻孔孔深8～10m。第1个考察孔施工在距3号预兼排钻孔0.5m处，第2个考察钻孔施工在距5号预兼排钻孔0.5m处，并平行于3号、5号钻孔。第一循环在3号钻孔的左侧先施工第2号考察钻孔，施工完成后立即施工3号预兼排钻孔；第二循环在5号预兼排钻孔施工完成后立即施工第1号考察钻孔，施工在5号预兼排钻孔左侧。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、5号预兼排钻孔从第2m开始，每钻进1m测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1，测定方法与预兼排钻孔相同。（4）施工3号、5号预兼排钻孔和考察钻孔时，对预测情况进行比较，将比较结果汇总填入表1。表1打通一矿掘进工作面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12345678910W22701运输巷考察孔第×号42mm预兼排钻孔×号87mm（三）采煤工作面工作面试验方案91.W2704南工作面回采期间实施连续预测。采用“钻屑指标法”预测工作面突出危险性。并结合打孔过程中的“动力现象”和瓦斯情况进行综合判断。临界指标：K1=0.5mL/g.min1/2；φ87mm钻屑量S=20kg/m。2.K1值采用WTC瓦斯突出参数预测仪测试，钻屑量S值采用重量法测试。钻孔每钻进1m测定该1m段的钻屑量S值，每钻进2m测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1值，即2、4、6、8、10、12m时测试K1值，施工钻孔时注意观察打孔中的动力现象并作好记录。3.预兼排钻孔采用乳化液钻机和螺旋钻杆配φ87mm钻头施工，螺旋排粉，平行布孔。钻孔孔深12m，测定12m内的指标，但检验有效孔深为前10m。第一循环施工29个孔，靠回风巷侧1号～5号孔和靠运输巷侧29号～26号孔按6.375m、10m、10m、6m、6m间距布孔，其余钻孔按间距3m布孔；第二循环施工28个孔，靠回风巷侧1号～5号孔和靠运输巷侧28号～24号孔按11.375m、10m、8m、6m、4.5m布孔，其余钻孔按间距3m布孔。下一轮和上一轮错开布孔。（见附图4）4.预测指标不超标，钻孔施工无异常现象，工作面划分为无突出危险工作面。采取安全防护措施，保留4.0m预测超前距，允许推进8.0m，施工下一循环预测钻孔。5.若施工预兼排钻孔时出现指标超标、喷孔、顶钻或工作面软分层增厚达0.15m及以上、断层落差达0.2m及以上、煤层厚度变化达1/3及以上等，均按超标对待，工作面划分为突出危险工作面。必须立即停止作业，沿避灾路线撤出所有人员后，在安全地点向矿总工程师和矿调度室汇报，经同意后，按以下措施施工排放钻孔。10在超标孔两侧至下一个预测钻孔的1/2范围内，按钻孔间距1.5m先施工排放兼检验钻孔，钻孔深度增加到15m，测定前12m内的指标，但检验有效孔深为前10m。如果排放兼检验钻孔时K1值不超标，又无喷孔等现象时，保证7m超前距，允许回采推进8m。如果排放兼检验钻孔时K1值超标或有喷孔等现象时，排放兼检验钻孔改作排放孔，重新施工检验钻孔，钻孔深度15m，测定前12m内的指标，但检验有效孔深为前10m。如果检验钻孔时K1值不超标，又无喷孔等现象时，保证7m超前距，允许掘进8m。见附图4。若煤层坚硬或岩层钻孔无法施工到15m时，钻孔至少施工到孔深9m，保持5m检验超前距，允许回采4m。若断层等严重地质构造破坏带要加密钻孔，钻孔无法施工到15m时，钻孔至少施工到孔深6m，保持5m超前距，允许回采1m。6.考察钻孔施工（1）采用风煤钻配合麻花钻杆施工2个直径为φ42mm的考察钻孔，钻孔孔深8～10m。考察1号、2号钻孔施工在分别距11号、20号预兼排钻孔0.5m处，钻孔平行于预兼排钻孔。考察1号、2号钻孔在施工11号、20号之前施工，第一循环施工在预兼排钻孔左侧，下循环施工预兼排钻孔右侧。（2）施工