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1、立井抽采法揭煤施工技术杜少峰（中煤第一建设公司第四十九工程处邯郸056000 ）摘要：立井揭穿突出煤层具有较大的突出危险性，曾多次发生煤与瓦斯突出事故，造成多人伤亡。立井抽采法 揭煤抽出煤层瓦斯后，减小了煤与瓦斯突出危险性，大大提高了施工安全系数，达到了企业安全生产的目的。文章 介绍了淮南矿业集团谢桥煤矿新增二副井揭13-1煤，抽采系统的设计、安装、施工及消突检验方面的经验。说明了 抽采法揭煤的安全性。关键词：立井；抽采；防突；安全揭煤Jie shaft coal extraction method ofconstruction technologyDu Shaofeng（The first
2、construction company in the 49th coal Agency Handan 056000）Abstract: The prominent vertical seams expose greater the danger, and there have been frequent incidents of coal and gas outburst, which resulted in many casualties. Jie shaft coal extraction method after taking the coal seam gas, reduces th
3、e risk of coal and gas outburst, and greatly enhanced the safety factor construction to achieve the purpose of safety in production enterprises. In this paper, Huainan Coal Mining Group added two auxiliary Xieqiao 13-1 Jie coal, Extraction system design, installation, construction and consumer penet
4、ration testing experience. Describes the extraction method revealed the safety of coal.Key words: shaft; extraction; conflict prevention; security Jie coal1. 概况谢桥矿隶属于淮南矿业集团公司，为已生产矿井，新增二副井井筒净直径 8.2m,设计深度为 1011.2m，其中基岩段深度为659.2m。13-1煤层是谢桥矿主采煤层，煤层位置747.6751.8m，煤层 厚度4.2m,为突出煤层。13-1煤为突出煤层，煤厚约5.50m，煤层产状为1
5、86196/1214，煤层特征：黑色，以块 状为主，夹少许粉末状，以暗煤为主，少许亮煤，夹有一层厚约）.3m的炭质泥岩。13-1煤的伪顶为 泥岩、炭质泥岩及煤层的复合顶板，总厚约4.6m；直接顶为泥岩，厚约2.50m；老顶为细沙岩，厚 约2.9m；直接底为泥岩，厚约2.45m；老底为粉砂岩，厚约0.8m。2. 立井揭煤技术2. 1抽采管路的埋设及部置二副井在距13-1煤顶板法距2530m位置在砼井壁里预埋两趟0159mm瓦斯抽采管路，两趟抽采 管路间距不小于200mm并排布设，上下管中采用法兰盘连接。13-1煤层抽采管路布置图见图1图1 13-1煤层抽采管路布置图2. 2探煤测压二副井在距13
6、-1煤顶板法距13.7m位置时，施工3个探煤钻孔，钻孔布置在岩层完整的地点，探 煤钻孔见煤点后开如取芯，共取3份煤样，钻孔终孔穿透13-1煤层并进入底板不小于0.5m。测压钻孔采用多段分步注浆封孔测压，先用133mm钻头钻过3m深后，退出钻杆，冲净孔内岩 粉，下108mm孔口管3m，孔口管一头焊接与其配套的25高压快速接头。将2m长的4分管下入孔 内（4分管外端焊接一个高压截止阀），外露200mm，用聚氨酯封孔1.5m，然后用高压注浆泵通过 25高压快速接头向孔内注水泥浆，待4分管管口出浆后关闭截止阀，继续注浆，直到4分管内注满为 止。待浆液凝固24h后，将25高压快速接头卸下，然后用75mm
7、钻头经定位后钻进3m停，然后退出 钻杆，用高压注浆泵注水进行孔口管耐压试验，要求耐压6MPa，耐压稳定时间不小于30分钟。耐压 试验合格方可钻进，不合格则重新注浆加固，重新耐压试验，直至孔口管耐压试验合格。孔口管耐 压试验合格后，用75mm钻头正常钻进，钻进到预计见13-1煤1m时停钻，然后进行注水泥浆封堵岩 层裂隙，注浆终压达6MPa。当孔口周围出浆时，立即停止注浆，待水泥浆凝固16小时后，再进行补 注水泥浆，直到孔口周围不出浆为止，且压力达到6MPa。待水泥浆凝固16h，用75mm钻头扫孔钻进 进入13煤层底板0.5m左右撤钻，退出钻杆。封孔方法：钻孔施工完毕并将孔内煤粉排尽后，将4分镀锌
8、管做为测压管下入孔内见煤点进入煤 段1.5m （端头为加工的2m长的筛管），筛管端头封闭，防止安装时堵塞管，在筛管上端扎上海带。 然后再下两根2m长的4分铁管到孔内，分别做为注浆管和返浆管，测压管、注浆管和返浆管均处露 200mm左右。安装完毕后，用聚氨酯封孔1m，待返浆管返浆后，停止注浆，即封孔完毕。最后安装好 压力表，压力表接头用生料带包好，以防漏气。附：注浆测压钻孔封孔测压示意图附图4 YFK-型下向钻孔快速测压装置封孔测压示意图压力表注浆测压钻孔封孔测压示意图并测得最大瓦斯压力为1. 83MPa。依照揭煤设计选用综合指标法对该工作面进行了突出危险性 预测，抽采前煤样化验情况见表1。表1
9、13-1煤样化验情况表二副井煤层pf备注数值13-1 煤1.50.65原始煤样根据公式：D =(0.0075H/f-3)(P-0.74)K=Ap/f(1)式中：D 煤层的突出危险性综合指标，K 煤层的突出危险性综合指标，H 开采深度，取750m,P 煤层瓦斯压力，测压钻孔实测瓦斯压力的最大值，取1.83MPa。将煤样化验结果及最大瓦斯压力值代入公式（1）得：D = 6.2, K=2.3。煤层最大原始瓦斯压力 1.83MPa0.74 MPa、D = 6.20.25，K=2.315。参照防治煤尘与瓦斯防突细则确定该煤层为突 出危险煤层。2. 1瓦斯抽采技术2. 1. 1抽采钻孔的布置当井井底工作面
10、距13-1煤层顶板法距5m时停止掘砌，施工抽采钻孔，钻孔控制到井筒荒径轮廓 线外不小于15m，抽采钻孔有效影响半径按不小于1.5m设计，共施工169个钻孔，孔径113mm,在控制 断面内均匀布置，所有钻孔必须穿透13-1煤层底板不小于0.5m。抽采钻孔布置见图2。1515156钻孔有效主浆钻孔有效范围6注浆钻孔:主浆钻孔有效范围煤层中厚面设计钻孔保护范保护范围线9.3 荒径9.3 荒径8.2 净径8.2围线净径二副井剖面线平面示意图设计钻孔保护范围线钻孔开孔点剖面图-10.3设计钻孔保护范围线图2 13-1煤抽采钻孔布置图2. 1. 2抽采钻孔的施工当井筒施工至距煤层法距5.0m时，浇筑一层3
11、00mm混凝土垫层，并在井筒中间预留排水坑。垫 层凝固后用SGZ-IIIA(ZL300HA)钻机施工抽采钻孔。钻孔孔径113mm，孔底间距1.5m,抽采范围控 制在到井筒轮廓线外15m。在钻孔施工中，技术人员跟班，记录好每一个钻孔的深度、见煤深度、 止煤深度及煤层厚度等技术参数，为安装抽采管路提供准确数据。2. 1. 3封孔施工钻孔施工完后用加长高压风扫眼器清除钻孔内积水、矸石、碎屑等杂物，用高压风扫孔，将孔 内煤岩粉清理干净。钻孔全程下2寸PVC管至孔底，孔口末端边接一根0. 5m长2寸无缝钢管，保证 丝扣上满。铁管处露300mm。然后用聚氨酯材料进行快速封孔。孔口向下2m处PVC套管处缠绕
12、适量 棉纱，防止聚胺脂药品流入孔底；随后用棉纱搅拌聚胺脂麻分铁管抵入孔内，保证封孔长度不少于 2m。2. 1. 4抽采钻孔合茬对迎头封好的钻孔及时用75mm的吸引胶管经抽采多通与159mm的吸引胶管连接，然后与井 壁埋的159mm抽采管路合茬，159mm抽采管路与地面10寸抽采管路连接。2. 1. 5松动爆破与安徽理工大合作对二副井揭13-1煤前实行松动爆破，选择在第一圈的全部钻孔（第2#7#钻 孔）和第6圈的偶数钻孔（编号92#、94#、96#、98#、100#、102#、104#、106#、108#、110#、112#、 114#、116#、118#、120#、122#、124#、126#
13、钻孔）以及第4圈的奇数钻孔（编号39#、41#、43#、 45#、47#、49#、51#、53#、55#、57#、59#、61#钻孔），共36个钻孔进行松动爆破。松动爆破炸药用煤矿许用三级水胶炸药配置，雷管为安徽理工在学研制的专用雷管，管径为 42mm。将爆破药柱管按其自身螺纹一管一管对接地装入钻孔内，最后装入的一管药柱内安装2发煤 矿许用毫秒延期电雷管（一段），装药方式见图3岩层-黄泥图3装药方式每一个爆破孔装药完毕后，立即采用压风喷泥封孔器将已制作好的炮泥，喷入爆破孔内，炮泥 由略潮的黄土制成，粒度不大于10mm，爆破钻孔岩石段进行全部封孔。封孔结束后，选用矿用起爆 器在地面一次性起爆。2
14、. 1. 6瓦斯抽采2009年4月21日中班开始合茬抽采，5月1日实行松动爆破增透措施，5月2日最处圈钻孔保持连续 抽采，其余抽采管路拆除。采用2BE1-355型水环式真空泵抽采，开始对瓦斯进行抽采，井下干管安装孔板计量装置，井下 技术人员跟班，每小时考察一次，主要测定深度、负压、温度和压差，并选择有代表性的钻孔测定 瓦斯深度。2. 2消突效果评价2. 2. 1消突措施执行后效果检验（钻屑指标法）具体参数见表2表2钻屑指标法测定结果距13-1煤法距4.0煤样煤层K1S备注数值13-1 煤0.09/消突措施执行后煤样注:钻屑量的临界值为6kg/m，K1临界值为0.5m1/（g min0.）5 备
15、注：钻孔涌水大，煤样潮湿无法得出钻屑量2. 2. 2消突措施执行后综全指标D、K值计算表3 煤样化验结果距13-1煤法距4.0煤样煤层Apf备注数值13-1 煤4.90.57消突措施执行后煤样式中：K=Ap/f(2)K 一煤层的突出危险性综合指标，分别将样化验结果及最大瓦斯压力值代入公式（2）得：K=8.615。2. 2. 3瓦斯预抽率（n）根据公式：n = x 100%0n 瓦斯预抽米率，%Qf 措施孔施工期间煤体涌出瓦斯总量，m3Qf 预抽时间段内的抽采瓦斯总量，m3Q；预抽钻孔控制范围内的煤体瓦斯储存最，m32. 2. 4措施孔施工期间煤体涌出瓦斯总量（Qf）Qf=Q 回 X（qq2）XT（3）式中：Q口：回风平均风量，m3/min；取1300m3/minQ1:回风平均瓦斯深度（措施孔施工后），；取0.16%：回风平均瓦斯深度（措施孔施工前），；取0.08%T：措施孔施工总时间，min；取T=60X24X11=15840min将上述数据代入公式（3）得：Qf=Q回X（qq2）XT=1300X（0.16%-0.0
