《穿层预裂爆破技术突出危险安全管理知识》由会员分享，可在线阅读，更多相关《穿层预裂爆破技术突出危险安全管理知识（69页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘摘 要要 为了对瓦斯事故进行有效的防治 本文提出了深孔预裂爆破抽放瓦斯的研究 课题 深孔预裂爆破提高高瓦斯低透性煤层的瓦斯抽放率是具有广阔应用前景的 技术难题 对防治煤与瓦斯突出 保障煤矿安全生产具有重要现实意义 采取理论分析 实验研究和现场工业试验相结合的方法 从分析钻孔周围煤 层中瓦斯赋存和流动规律入手 综合国内外大量相关文献和经验 并结合试验矿 井的具体情况和现场资料 提出深孔预裂爆破方案 并对工业试验的效果进行了 深入的分析研究 提出了改进措施 为下一步全面开展预裂爆破抽放瓦斯技术措 施提供理论依据和技术支持 针对具有严重煤与瓦斯突出危险的煤层巷道掘进过程中 煤与瓦斯突出综合 检测指
2、标经常超限 掘进速度缓慢等问题 提出了穿层深孔控制爆破防治技术 研究了穿层深孔控制爆破技术的作用机理 分析了爆破过程中煤 岩的压力变 化情况和爆破影响范围 确定了巷道钻孔预裂爆破卸压技术参数和施工工艺 实 验结果表明 利用瓦斯抽排巷道对掘进煤层进行打钻和预裂爆破 在一定范围使 突出煤层卸压 排放瓦斯 可使原始高地应力场发生改变 并沿巷道掘进方向向 前方煤体和风巷两帮深部转移 同时提高煤层透气性 使高压瓦斯加速排放 减 少了突出势能 有效防治了煤与瓦斯突出和冲击地压 具有重要理论和实际价值 关键词关键词 穿层预裂爆破 掘进工作面 突出危险 瓦斯治理 ABSTRACT In order to co
3、ntrol gas accidents efficiently this article has put forward the task of research on the gas drainage by deep hole presplitting blast As a technology difficult problem deep hole presplitting blasting in coal seams with high gas and lower permeability to increase mine gas drainage rate has wide appli
4、cation prospect and great practical importance to prevention of coal and gas outburst and the safety of coal mining production Using the method that the theoretical analysis and experiment research combined industrial test study analyzing of the law of gas occurrence and moving summarizing great dea
5、l of related literatures and experiences at home and abroad as well as integrating the current concrete status with real field data of the experimental mine this dissertation has put forward the discharging scheme of deep hole pre splitting blasting and deeply analyzed the effect of industrial exper
6、iment proposing the improved methods afforded the theoretical foundation and techonological support for pre splitting blasting discharging gas technical measure was overall applicated in next step During excavating the roadway with high risk of coal and gas outburst the composite index of coal and g
7、as outburst often exceeding limits resulting in a slow excavation speed Aiming at this problem we proposed the technique of using deep borehole controlling blasting In addition we numerically simulated the deep borehole controlling blasting analyzed the variation of coal and rock pressure and affect
8、ing range of blasting and determined the parameters and blasting technique for loosening blasting The result shows that drilling boreholes in gas drainage roadway for loosening blasting is effective for pressure relief to a certain extent making the original high stress filed change and migrate alon
9、g the excavating direction to coal body and the two sides of venting roadway In addition it can improve the permeability of coal seams accelerating the drainage of high pressured gas effectively preventing gas and coal outburst from taking place Key words Prespliting blasting Strata penetration bore
10、hole Prominent dangerous heading face Gas control 目目 录录 摘摘 要要 I I 1 1 绪论绪论 1 1 1 1 问题的提出 1 1 2 国内外研究现状 2 1 3 论文研究的目的和意义 4 1 4 论文研究的内容和方法 4 1 4 1 研究的内容 4 1 4 2 研究的方法及技术路线 5 2 2 煤炭资源开采现状及平煤集团深部主要瓦斯治理技术煤炭资源开采现状及平煤集团深部主要瓦斯治理技术 7 7 2 1 国内煤炭资源开采现状 7 2 2 河南省煤炭资源开采现状 7 2 3 深部开采面临的主要问题 8 2 4 平煤集团逐渐转入深部灾害严重发生
11、阶段 10 2 5 现有瓦斯动力灾害主要防治措施及效果 12 2 5 1 开采保护层条件及实施效果 12 2 5 2 掘进工作面防突措施 13 2 5 3 采煤工作面瓦斯治理措施 16 2 6 穿层预裂爆破技术是深部突出煤层掘进主要区域防突措施 20 2 6 1 深部开采瓦斯治理必须以区域瓦斯治理为主 20 2 6 2 岩巷穿层预裂爆破是单一突出煤层掘进消突的有效措施 22 2 7 本章小结 23 3 3 预裂爆破增强煤层透气性的理论研究预裂爆破增强煤层透气性的理论研究 2525 3 1 概述 25 3 2 穿层控制爆破机理 25 3 2 1 单孔条件下煤与瓦斯耦合作用爆生裂隙形成机理分析 2
12、5 3 2 2 控制孔的作用 28 3 3 穿层控制爆破的卸压 增透作用分析 29 3 3 1 深孔控制预裂爆破卸压增透作用分析 29 3 3 2 穿层深孔控制预裂爆破卸压增透作用数值模拟 30 3 4 本章小结 35 4 4 试验矿井概况及瓦斯治理现状试验矿井概况及瓦斯治理现状 3737 4 1 矿井概况 37 4 2 瓦斯抽采现状 38 4 2 1 钻孔施工与封孔工艺 38 4 2 2 瓦斯利用情况 38 4 3 矿井煤与瓦斯突出特征和规律 38 4 4 突出危险掘进工作面现有消突措施 41 4 4 1 迎头浅孔排放钻孔措施 41 4 4 2 深孔前探措施 41 5 5 工程应用及效果分析
13、工程应用及效果分析 4343 5 1 试验区概况 43 5 1 1 概况 43 5 1 2 区域地质情况说明 43 5 2 深孔控制爆破的实施 43 5 2 1 深孔预裂爆破参数设计 43 5 2 2 工业试验研究 55 5 3 效果分析 58 5 3 1 抽放前后各项瓦斯指标对比分析 58 5 3 2 瓦斯抽放量计算 60 5 4 存在问题分析及改进措施 61 6 6 结果分析及展望结果分析及展望 6363 6 1 结果分析 63 6 2 今后工作展望 63 6 3 存在不足 64 参考文献参考文献 6565 1 绪论 1 1 问题的提出 中国是煤炭资源大国 也是以煤为主要能源的国家 煤炭占
14、一次能源构成的 65 左 右 煤炭生产在国民经济发展中占有举足轻重的地位 但是 近几年我国煤矿事 故频繁发生 造成了巨大的社会经济损失 煤矿安全严重制约了我国煤炭工业的 发展 成为煤炭工业发展的 瓶颈 据资料 1 统计 在我国煤矿的重大灾害事故 中 70 以上是瓦斯事故 1991 2006 年间 一次死亡 3 人以上重特大死亡事故中 瓦斯事故死亡人数占总死亡人数的 71 83 之间 2002 年 全国煤矿发生瓦斯 事故 549 起 其中 10 人以上瓦斯事故 37 起 死亡 838 人 分别占一次死亡 10 人以上事故起数 死亡人数的 72 5 和 78 5 给国家和人民的生命 财产带来 了重
15、大的损失 也造成了不良的社会和政治影响 瓦斯灾害不但过去是 现在是 将来仍然是我国煤矿安全工作的头等大事 由此可见 瓦斯事故是制约我国煤矿安全状况好转的最主要因素 瓦斯事故 对矿井安全的威胁主要有瓦斯爆炸 煤与瓦斯突出 瓦斯窒息等三种形式 其中 瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出给煤炭矿山企业带来的危害极大 它严重威胁着井下人 员的生命和矿井设施的安全 并迫使矿井停产 投入大量的人力物力进行抢险救 灾 2001 年国家煤矿安全监察局和中国煤炭工业协会联合在铁法召开了全国瓦斯 治理专门会议 会上提出的 先抽后采 监测监控 以风定产 的十二字安全生 产方针 是国家煤矿安全生产监察局致力于建立防范瓦斯长期有效机
16、制的基石 瓦斯抽放不仅是安全生产的需要 也是节省能源 保护环境的迫切需要 2 因此 不把瓦斯事故控制住 就不能实现全国煤矿安全生产状况的稳定好转 也无法保 障煤炭工业的持续健康发展 而防治瓦斯灾害事故最根本的技术措施就是矿井瓦斯 抽放 我国的瓦斯抽放技术虽然取得了较快地发展 但总体上看水平仍然较低 我国目前的平均抽放率仅有 23 而俄罗斯 美国 澳大利亚等主要采煤国家的 抽放率均在 50 以上 大大高于我国 3 其中一个主要原因是 95 以上的高瓦斯 和突出矿井所开采的煤层属低透气煤层 再加上随着我国煤炭工业的发展 大多 数煤矿已进入深层开采 瓦斯的抽放难度大 长期以来 如何提高煤层的瓦斯抽 放率一直是瓦斯抽放工作中待解决的技术难题 因此 必须研究出一种能有效地 一次性使开采煤层形成贯通裂隙网 进行一次性瓦斯抽放的技术方法 近些年来 由于爆破技术 特别是预裂爆破技术的不断发展和完善 使该技 术措施在防治瓦斯突出 瓦斯抽放 煤体注水等方面得到了广泛应用 并取得了 良好效果 4 八矿自 1984 年 10 月 13 日发生第一次煤与瓦斯突出以来 累计突出 39 次 突出煤量在百吨以上的次数
