應力集中區防突方案在10煤掘進中的應用
應力集中區防突方案在10煤掘進中的應用
汪宏偉,丁江海
（恒源煤電公司 臥龍湖煤礦，安徽，淮北，235157）
摘 要： 通過對突出機理的03manbetx
，形成了應力集中區的概念，提出了應力集中區防突方案，為高應力巷道掘進施工安全提供了借鑒。
關鍵詞： 應力集中，卸壓，鑽孔。
臥龍湖煤礦位於淮北煤田的西部，為煤與瓦斯突出礦井，礦井可采煤層四層，分別為6、7、8、10煤，均為突出煤層。礦井采用立井、主要石門和大巷開拓方式，采用一個水平上、下山南北翼開采，其中南一采區可采煤層10煤，北一采區可采煤層6、7、8煤。礦井通風方法為中央並列式，通風方式為抽出式。礦井設置了地麵永久抽采係統，綜合抽放能力達到905m3/min。
一、方案出台背景
臥龍湖煤礦10煤層全區受火成岩侵蝕，僅南一采區10煤層可采，煤層大都變質為天然焦。10煤層屬於II類破壞類型煤層，瓦斯放散初速度△p為19.06mmMg，堅固性係數f為1.54，瓦斯壓力為0.4~3.7MPa，瓦斯含量為11.34m3/t，10煤層的透氣性係數為0.02m2/（MPa2•d）。
10煤層在生產過程中發生過兩次突出02manbetx.com
。2006年1月6日在101風聯巷F5點前12m掘進過程中發生突出，突出點標高為-555m，突出煤量37t，突出瓦斯量10000m3。
2008年8月12日在105上提機巷掘進過程中發生突出，突出點標高為-429m，突出煤量29.5t，突出瓦斯量3361.2m3。
二、應力集中區防突方案
1、應力集中區劃分
從突出點的位置可以看出，兩次突出點都位於岩漿岩侵蝕邊緣。受岩漿岩侵蝕影響，煤層結構受到破壞，煤層賦存不穩定；侵蝕區瓦斯賦存形態發生變化，大量的吸附狀態瓦斯轉變成遊離狀瓦斯存在於煤體中，形成局部瓦斯富集區，在采掘活動的影響下發生突出02manbetx.com
。通過對兩次突出02manbetx.com
的03manbetx
，將地質構造帶（斷層、褶皺、煤層起伏、火成岩侵蝕等）附近40m範圍、巷道貫通點附近30m確定為應力集中區。
2、應力集中區防突方案
當煤巷掘進至應力集中區附近時，必須采取相應的措施，對應力進行釋放。釋放應力的方法有很多，結合礦井實際，主要采取超前鑽孔。超前鑽孔的機理是在煤巷掘進工作麵前方和側麵始終保持一定數量的抽放瓦斯鑽孔，在鑽孔周圍形成卸壓區。
（1）巷道貫通防突方案
步驟一：
當巷道施工至距離貫通點60m前，停止巷道施工，上鑽機施工抽采鑽孔。鑽孔要控製到巷道前方60m，控製到巷道輪廓線外15m，抽采半徑取1.5m，孔徑108mm。為確保應力被充分釋放，鑽孔開孔位置要上下錯茬（根據煤層厚度劃分如下：小於1.3m的薄煤層開孔為一排；1.3m～2.5m的煤層開孔為兩排；大於2.5m的煤層根據巷道條件開孔為三排。）且要保證巷道中間至少有兩個抽采鑽孔，充分釋放應力。巷道允許進尺必須保證30m的措施孔超前距。
步驟二：
當巷道施工至距離貫通點30m前，停止巷道施工，上鑽機施工抽采鑽孔。鑽孔控製到巷道前方30m，控製到巷道輪廓線外30m。巷道輪廓線外8m範圍之內抽采半徑為1m，巷道輪廓線外8m～30m範圍之內抽采半徑為1.5m，鑽孔孔徑108mm。為確保應力被充分釋放，鑽孔開孔位置要上下錯茬，且保證巷道中間至少有兩個抽采鑽孔，充分釋放應力。
（2）地質構造帶附近掘進防突方案
巷道鄰近地質構造帶應力集中區範圍時（地質構造帶輪廓線外40m的影響範圍），首先必須設計探查鑽孔對地質構造帶進行探查，探查采用全取芯鑽孔，探明地質構造帶的賦存狀況以及影響範圍。當巷道掘進至應力集中區時，必須停頭施工抽采鑽孔。鑽孔控製到巷道前方30m，控製到巷道輪廓線外30m。巷道輪廓線外8m範圍之內抽采半徑為1m，巷道輪廓線外8m～30m範圍之內抽采半徑為1.5m，鑽孔孔徑108mm。為確保應力被充分釋放，鑽孔開孔位置要上下錯茬，且要保證巷道中間至少有兩個抽采鑽孔。巷道進尺必須保留10m的措施孔超前距。
三、效果03manbetx
應力集中區防突鑽孔在巷道輪廓線15m範圍內噸煤鑽孔量達到0.2，通過增加鑽孔工程量，強化卸壓抽采，成功解決了高應力巷道貫通、地質構造帶掘進施工的安全問題。
作者簡介：汪宏偉（1974—），男，安徽歙縣人，助理工程師，1995年畢業於山西大同煤炭工業學校，現任恒源煤電臥龍湖煤礦通防管理部部長。
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