底抽巷穿层钻孔掏穴、深孔预裂爆破联合增透预抽瓦斯技术研究.ppt

底抽巷穿层钻孔掏穴、深孔预裂爆破联合增透预抽瓦斯技术研究 淮南矿业（集团）有限责任公司丁集煤矿 苏银泰 工程师 副科长 底抽巷穿层钻孔掏穴、深孔预裂爆破联合增透预抽瓦斯技术研究 论文摘要 1 工程概况 3 掏穴钻孔、爆破钻孔设计 4 抽采效果考察 5 结 论 6 技术原理 2 1、论 文 摘 要 丁集矿11-2煤层透气性差，传统的穿层钻孔预抽煤层瓦斯效果差，煤层消突时间长，进而制约矿井采掘接替。为提高煤层瓦斯预抽率，实现煤层快速消突，从而达到煤巷快速掘进的目的，在丁集矿11-2煤层底抽巷采用穿层钻孔掏穴、深孔预裂爆破联合增透技术，底抽巷钻孔抽采数据表明，钻场平均瓦斯抽采浓度增大了1.67倍、平均瓦斯抽采流量增大了1.78倍，从而提高了瓦斯抽采率，缩短了抽采时间，解决了采掘接替紧张的难题，实现了煤巷安全、快速掘进。 2、技 术 原 理 穿层钻孔掏穴是对已施工的钻孔煤层段实施二次扩孔，使钻孔煤层段孔径由原来的￠113mm扩大为￠300mm，增大了钻孔煤层暴露面积和钻孔周围煤体卸压范围，增强了煤层透气性，使瓦斯流动场扩大，增加了单孔抽采半径。 在掏穴钻孔两侧布置深孔预裂爆破孔，深孔预裂爆破是在已施工的钻孔煤层段装少量的炸药，大部分炸药装在煤层底板岩层中，当爆炸产生的应力波传到煤岩界面时，由于岩石的波阻抗比煤大，其应力波必将大部分发生反射，形成反射拉伸波，又由于岩石的抗拉强度远小于抗压强度，煤层底板产生裂隙的同时，煤岩之间也将产生裂隙，与此同时，一部分能量作用于煤层，将煤体破碎，这样在爆破孔周围形成立体裂隙，大大增加了煤层的透气性，并使煤岩体发生位移，再次增大了掏穴钻孔的煤层暴露面积和钻孔周围煤体卸压范围，达到提高瓦斯抽采效率的目的。 3、工 程 概 况 丁集矿1222（1）运顺底抽巷位于矿井西一11-2采区，巷道按方位角270°施工, 巷道断面设计3.3m(高) ×4.6m（宽），沿砂质泥岩施工，选择砂岩为巷道顶板。巷道设计长度2810米，钻场中对中间距40米布置，底抽巷与掩护煤巷中对中平距30米，距11-2煤层底板法距25～30米。 1222（1）运顺底抽巷实测11-2煤层瓦斯压力1.1MPa、瓦斯含量5.65m3/t, 煤层厚度为2.6m，煤层坚固性系数为0.53，透气性系数为0.01315m2/MPa2·d。 4、掏穴钻孔、爆破钻孔设计 4.1、钻场施工规格 1222（1）运顺底抽巷每40米布置一个钻场，钻场规格为5（宽）×4（深）×3（高）米，巷道中线至钻场一侧进行喷注浆（包括钻场），喷浆厚度要求覆盖锚网，并不得小于50mm，喷浆结束后每个钻场设计施工8根中空注浆锚索，锚索长4.8米，注浆压力达到6Mpa以上，通过中空注浆锚索注浆再次封堵加固围岩裂隙。中空注浆锚索布置方式：（图1、图2、图3） 4、掏穴钻孔、爆破钻孔设计 图1、中空注浆锚索平面布置图 4、掏穴钻孔、爆破钻孔设计 图2、中空注浆锚索A-A剖面图 4、掏穴钻孔、爆破钻孔设计 图3、中空注浆锚索B-B剖面图 4、掏穴钻孔、爆破钻孔设计 4.2、掏穴钻孔、爆破钻孔设计 钻场内设计施工3个掏穴钻孔，T1～T3为掏穴钻孔，钻孔煤层段实施二次扩孔，使钻孔煤层段孔径由原来的￠113mm扩大为￠300mm，钻孔穿透11-2煤顶板1米。 钻场设计施工6个爆破钻孔，1#～6#为爆破钻孔，钻孔采用￠113mm钻头施工。爆破孔走向间距为20米，倾向间距为10米，钻孔采用￠113mm钻头施工，孔深进入11-2煤2米停止钻进，不穿透煤层顶板。 钻场掏穴、爆破钻孔施工结束后施工40穿层钻孔，穿层钻孔终孔按照走向间距10米、倾向间距5米布置。1222（1）运顺底抽巷掏穴、爆破钻孔设计：（图4） 4、掏穴钻孔、爆破钻孔设计 图4、1222（1）运顺底抽巷掏穴、预裂爆破钻孔设计图 4、掏穴钻孔、爆破钻孔设计 4.3、装药、封孔及爆破要求 4.3.1、装药量选择 深孔预裂爆破增透选用煤矿瓦斯抽采水胶炸药，直径75mm，每根长度为1米，重量5kg/m,1#、4#两个深孔装6根炸药，其余孔均装5根炸药，煤层底板以下岩石段炸药量控制在3-4根。每组装药量160 kg。 4.3.2、炮头制作 采用一根煤矿瓦斯抽采水胶药柱，打开内丝盖将2个雷管分别插入药柱内，后用黄泥填满药柱顶端，对雷管进行保护，雷管必须单独引脚线互为备用。连接处用防水胶带包裹严实。 4、掏穴钻孔、爆破钻孔设计 4.3.3、装药 装药前，先用直径1.5寸的PVC管进行探孔，最前端连接一个￠75mm的探管头，全程探孔一次，对孔内