文档介绍：主要内容:,是煤体在地应力和瓦斯的共同作用下发生的一种异常动力现象。我国是世界上煤与瓦斯突出最为严重的国家之一。淮北矿区是我国煤矿煤与瓦斯突出灾害严重矿区之一,历史曾发生数十起煤与瓦斯突出,最大一次曾突出煤10500吨。在全国众多的突出事故中,根据突出强度与巷道突出类型关系可知,发生在石门的突出强度最大,千吨以上的特大型突出事故中,石门揭煤工作突出就占77%。,断裂及褶皱构造分布广泛,煤层厚度变化较大,在石门揭煤过程中常遇到突出煤层增厚区,给石门揭煤带来困难。尤其是对于缓倾斜、特厚、极松软低透气性强突出煤层石门揭煤,穿煤段距离长达几十米,甚至上百米,石门揭煤突出危险性大。《防治煤与瓦斯突出规定》第四十九条规定,采用穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施时,当钻孔不能一次穿透煤层全厚时,应当保持煤孔最小超前距15m。需要分段采区措施,分段施工,一是停头次数多,揭煤时间长;二是突出危险性大,巷道施工无法得到保证。对于此种特殊情况下的石门揭煤,需寻求新的区域防突方法。新技术方法为了实现区域性瓦斯治理,缩短揭煤工期,针对缓倾斜、特厚、松软、强突煤层石门揭煤特点,研发了顶板岩巷穿层钻孔综合水力化石门揭煤区域防突技术。该技术采用顶板岩巷穿层钻孔的水力钻进—水力冲煤—水力润湿的综合水力化防突工艺,冲出大量的煤体及瓦斯,降低控制区域煤体应力,增加煤层透气性,加速瓦斯排放,同时软化煤体,降低煤层突出危险性。顶板岩巷穿层钻孔与迎头钻孔共同控制整个揭煤区域,达到区域性消突的目的。同时建立了该技术的效果考核指标体系,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。—水力冲煤—水力润湿技术工艺,冲出大量煤屑及瓦斯、卸载煤体应力、增加煤体塑性、增加煤层含水率软化煤体为主要机理的防突技术。顶板岩巷综合水力化防突工艺流程见下图。具体施工工艺(1)水力钻进钻孔施工过程中,钻头旋转,机械破煤,同时钻杆排出的高压水随着钻杆旋转进行水力破煤。较软的煤体及钻孔钻进方向的煤体被破碎,在水压作用下排出孔外。(2)水力冲煤水力冲煤过程包括高压水力冲煤与低压水力冲刷过程,通过高压水力破煤,增大钻孔孔径,同时加快钻孔周围裂隙的发育,增加煤层透气性,降低煤体应力。水力冲刷时水压低于高压水力冲煤的水压,依靠钻杆上下不断抽动,冲刷钻孔孔壁,将软煤及破碎煤体冲出孔外,可以有效增大钻孔孔径,增加钻孔卸压范围。高压水力冲煤水压为10MPa,。(3)水力润湿钻孔施工完毕后,封孔,连接井下水管,进行静压注水,润湿煤体,增加煤体含水率,静压注水降低了硬煤分层的强度,增加了硬煤分层的塑性,由此导致整个煤层软化,使石门揭煤工作面前方产生一个较长的破裂带和卸压带,使得具有突出危险的软分层内瓦斯能够在暴露前提前释放,有效降低了石门揭煤工作面突出危险性。水力润湿时间不低于10天。施工装备综合水力化技术使用主要装备包括:高压注水泵、钻机、防喷孔装置及井下配套设施。设备连接如下图所示。“设计、施工、验收、评价”的防突管理程序,实行采掘工作面防突安全准入制度,区域瓦斯治理效果未经评价,严禁进行采掘活动。针对顶板综合水力化区域防突技术,建立了技术效果考核指标评价体系。根据顶板岩巷综合水力化防突机理,结合现场试验,建立了顶板岩巷综合水力化区域防突技术考核指标评价体系。考核指标按优先顺序为:冲煤量指标、煤体含水率指标、残余瓦斯压力及残余瓦斯含量指标。1冲煤量指标根据《防治煤与瓦斯突出规定》中要求,全断面冲出的煤体总量(t)数值不得小于煤层厚度(m)乘以20。为了便于指标的现场应用,可根据此规定计算冲出煤量(20倍煤厚)占控制范围内煤体总量百分比,计算方法如下:式中:η——20倍煤厚占控制范围内煤体总量百分比,%;H——煤层厚度,m;α——煤层倾角,°;a——巷道高度,m;b——巷道宽度,m;ρ——煤体假密度,t/m3。