綜采工作面超前鉆孔預(yù)裂安全技術(shù)措施

1、 綜采工作面超前鉆孔預(yù)裂安全技術(shù)措施  一、工程概述 為提高塊煤率、瓦斯抽采率及降低煤塵，依據(jù)12407綜采工作面鉆孔預(yù)裂設(shè)計(jì)方案及礦方相關(guān)要求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，需在12407綜采工作面，對(duì)煤層進(jìn)行超前鉆孔預(yù)裂。為確保超前鉆孔預(yù)裂施工平安，特編制本施工平安技術(shù)措施。二、鉆孔布置技術(shù)參數(shù)及要求、施工工藝1、鉆機(jī)技術(shù)參數(shù)采納ZDY3200S型煤礦用全液壓坑道鉆機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)：鉆孔深度：350/100m，鉆桿直徑：63.5/73mm，鉆桿長度1.5m，額定轉(zhuǎn)速：50175r/min，主軸傾角：0±900，給進(jìn)行程：600mm。泵電動(dòng)機(jī)型號(hào)：YBK2-225S-4，泵電壓660/

2、1140，適用鉆孔深度：350/100m，終孔直徑：150/200mm。2、預(yù)裂鉆孔布置參數(shù)（1）預(yù)裂單排鉆孔布置參數(shù)在回風(fēng)順槽鉆機(jī)及預(yù)裂設(shè)備布置，從回風(fēng)順槽畫好的點(diǎn)位置及角度向運(yùn)輸順槽鉆孔，沿平行工作面方向布置一組鉆孔，在回風(fēng)順槽1600米，布置1#鉆孔，依次向外布置2#、3#，依據(jù)煤層薄厚起伏變化，當(dāng)采高為2.4m時(shí)，鉆孔布置在采高中間位置，即1.2m處，當(dāng)采高為3m時(shí)，鉆孔布置在采高中間位置，即1.5m處。試驗(yàn)階段1600m（1#鉆孔離停采線距離），鉆孔預(yù)裂應(yīng)超前工作面不低于150m。依據(jù)地質(zhì)資料，在實(shí)施區(qū)域內(nèi)，當(dāng)遇到斷層不能打預(yù)裂鉆孔，可避開斷層10m外連續(xù)布置預(yù)裂鉆孔。依據(jù)工作面周期

3、來壓步距，當(dāng)遇到來壓區(qū)域，不打鉆孔預(yù)裂，利用礦山壓力作用，對(duì)煤壁進(jìn)行破裂，有效節(jié)省成本。鉆孔布置參數(shù)如表4-1所示。1）孔間距：設(shè)計(jì)高壓預(yù)裂的有效切割半徑是5m，預(yù)裂孔平均間距10m。2）鉆孔數(shù)量：沿垂直于煤層傾向方向布置鉆孔，試驗(yàn)區(qū)域共10個(gè)鉆孔。3）預(yù)裂孔長度：預(yù)裂鉆孔設(shè)計(jì)長度為126m。4）鉆孔直徑：113mm。5）鉆孔角度：如表4-24-1鉆孔布置參數(shù)表鉆孔直徑 113mm 鉆孔間距 10m鉆孔長度 126m 封孔長度 20m預(yù)留愛護(hù)線 20m 鉆孔數(shù)量 10個(gè)12407工作面回風(fēng)巷高程高于運(yùn)順，存在肯定角度。由于12407回順與運(yùn)順的高程測(cè)點(diǎn)存在20m的錯(cuò)距，因此在計(jì)算過程中需訂正錯(cuò)

4、距引起誤差。4-2鉆孔布置參數(shù)12407回順 12407運(yùn)順 正切值 角度 測(cè)點(diǎn) 標(biāo)高 測(cè)點(diǎn)錯(cuò)距 測(cè)點(diǎn) 標(biāo)高 1500 0.22154 仰角1510 0.144765 仰角1520 910.713 1520 1500 910.891 0.00119 0.06799 仰角1530 0.056818 仰角1540 0.045645 仰角1550 0.034473 仰角1560 907.331 1570 1550 907.392 0.00041 0.0233 仰角1570 0.22899 仰角1580 0.20569 仰角1590 0.296885 仰角1600 904.795 1595 1575

5、905.811 0.00677 0.38808 仰角（2）預(yù)裂雙排鉆孔布置參數(shù)在距離單排眼鉆孔10#孔向外10m處，打雙排鉆孔的1#鉆孔，依次布置2#、3#，在回風(fēng)順槽鉆機(jī)及預(yù)裂設(shè)備布置，從回風(fēng)順槽畫好的點(diǎn)位置及角度向運(yùn)輸順槽鉆孔，沿平行工作面方向布置雙排鉆孔，呈三角型布置，底排鉆孔與底板間距1m，頂排鉆孔與頂板間距1m，頂排鉆孔間距為12m，底排鉆孔間距為12m，頂排鉆孔與底排鉆孔錯(cuò)距投影距離為6m。詳細(xì)如下圖：12407回風(fēng)巷雙排鉆孔布置示意圖依據(jù)地質(zhì)資料，在實(shí)施區(qū)域內(nèi)，當(dāng)遇到斷層不能打預(yù)裂鉆孔，可避開斷層10m外連續(xù)布置預(yù)裂鉆孔。依據(jù)工作面周期來壓步距，當(dāng)遇到來壓區(qū)域，不打鉆孔預(yù)裂，利用

6、礦山壓力作用，對(duì)煤壁進(jìn)行破裂，有效節(jié)省成本。鉆孔布置參數(shù)如表4-3所示。1）孔間距：設(shè)計(jì)高壓預(yù)裂的有效切割半徑是5m，預(yù)裂孔平均間距10m。2）鉆孔數(shù)量：沿垂直于煤層傾向方向布置鉆孔，12407工作面初步設(shè)計(jì)預(yù)裂區(qū)域長度為1600m，試驗(yàn)區(qū)域共266個(gè)鉆孔。3）預(yù)裂孔長度：預(yù)裂鉆孔設(shè)計(jì)長度為126m。4）鉆孔直徑：113mm。5）鉆孔角度：依據(jù)測(cè)得高程計(jì)算得。表4-3鉆孔布置參數(shù)鉆孔直徑 113mm 鉆孔間距 6m鉆孔長度 126m 封孔長度 20m預(yù)留愛護(hù)線 20m 估計(jì)鉆孔數(shù)量 250個(gè)二、煤層預(yù)裂技術(shù)參數(shù)及要求、施工工藝1、預(yù)裂泵的技術(shù)參數(shù)（1）預(yù)裂泵驅(qū)動(dòng)功率：160KW，最大排出壓力6

7、6MPa，最大排出流量：7.1m3/h。（2）水箱規(guī)格：2m×1m×1m，與預(yù)裂泵直接相連，內(nèi)有水質(zhì)過濾裝置，可保證水質(zhì)。（3）超高壓軟管：超高壓軟管規(guī)格：16×6S-80(內(nèi)徑 鋼絲層數(shù)-壓力)，每根長度可依據(jù)需求定做。（4）液壓卷管器：液壓卷管器對(duì)預(yù)裂深度、速度進(jìn)行掌握，起到給進(jìn)、后撤作用。（5）封孔器：采納FKS-80/15型號(hào)系列超高壓煤層注水封孔器，封孔器外徑88mm，封孔長度最大2.2m，承壓40MPa；或者，采納鉆孔封孔設(shè)備用煤炭科學(xué)討論總院重慶分院生產(chǎn)的KFB型礦用封孔泵，封孔長度8米，封孔距離20m。（6）管路附屬裝置：配套材料包括配套法蘭、閥門

8、、連接膠管及螺栓、膠墊等。2、高壓脈沖預(yù)裂技術(shù)參數(shù)（1）預(yù)裂方式：依據(jù)工作面煤層賦存條件，通過高壓預(yù)裂沖擊波破巖工藝方式，在超前工作面不低于150米，實(shí)施預(yù)裂。（2）預(yù)裂壓力：預(yù)裂出口壓力66 MPa，可以自行掌握。（3）預(yù)裂半徑：5米。（4）預(yù)裂時(shí)間：高壓預(yù)裂預(yù)裂器運(yùn)行速度2m/min，預(yù)裂時(shí)間1h。（5）巷道愛護(hù)煤柱：20m。3、水壓致裂裂化技術(shù)參數(shù)（1）預(yù)裂方式：依據(jù)工作面煤層賦存條件，通過高壓預(yù)裂軟化工藝方式，在超前工作面不低于150米處，實(shí)施高壓預(yù)裂。預(yù)裂液讓煤體充分預(yù)裂、破裂，煤層間隙進(jìn)一步裂化，采納多孔單泵水平混合預(yù)裂裂化工藝。（2）預(yù)裂壓力：預(yù)裂壓力掌握在810MPa。（3）預(yù)

9、裂滲透半徑：10米。（4）單孔預(yù)裂時(shí)間：0.51h。（5）單孔壓裂時(shí)間：不少于預(yù)裂時(shí)間2/3。（6）單孔預(yù)裂量：水平長軸5m，垂直短軸1m。（7）煤巖活性水的比例，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)煤層軟化系數(shù)實(shí)際而定。（8）預(yù)裂量：?jiǎn)慰?.7 m3，累計(jì)1 m3。（9）預(yù)裂流量：依據(jù)閱歷，動(dòng)壓預(yù)裂時(shí)應(yīng)為0.72.0m3h。（10）預(yù)裂超前工作面開采位置的距離，不低于150米。（11）封孔長度： 20米。4、鉆孔超前預(yù)裂工藝依據(jù)紅石巖煤礦綜采工作面煤層賦存條件、構(gòu)造特征，煤巖物理力學(xué)性質(zhì)、綜采工藝和開采技術(shù)條件等因素，綜合分析，紅石巖煤礦2#煤層超前預(yù)裂實(shí)施方案：實(shí)行第一步高壓脈沖預(yù)裂法，其次步水壓致裂預(yù)裂法與綜采工藝

10、協(xié)調(diào)時(shí)，相配套的綜合預(yù)裂技術(shù)方案。12407工作面超前預(yù)裂分為三部分預(yù)裂區(qū)域，第一試驗(yàn)方案：鉆機(jī)及預(yù)裂設(shè)備布置在回風(fēng)順槽，從回風(fēng)順槽向運(yùn)輸順槽鉆孔預(yù)裂。從切眼后退1600米處開頭布置1#鉆孔，鉆孔間距為10米，到1500米即長度100m，共計(jì)布置10個(gè)鉆孔，采納單排鉆孔超前預(yù)裂工藝，進(jìn)行預(yù)裂。其次試驗(yàn)方案：鉆機(jī)及預(yù)裂設(shè)備布置在回風(fēng)順槽，從回風(fēng)順槽向運(yùn)輸順槽鉆孔預(yù)裂。從第一試驗(yàn)區(qū)10#鉆孔處，向外6米處布置雙排1#鉆孔，鉆孔水平投影間距長度6米，從1500米到1400米共計(jì)100m長度，共布置16個(gè)鉆孔，采納雙排鉆孔超前預(yù)裂工藝，進(jìn)行預(yù)裂；若第一試驗(yàn)方案，鉆孔預(yù)裂效果比較，就采納第一方案，對(duì)12407綜采工作面剩余1500m分成三個(gè)預(yù)裂區(qū)進(jìn)行預(yù)裂施工。若第一試驗(yàn)方案效果不好，則實(shí)施其次試驗(yàn)方案，從兩個(gè)試驗(yàn)方案中選擇最佳方案，對(duì)12407綜采工作面剩余1400m分成三個(gè)預(yù)裂區(qū)進(jìn)行預(yù)裂施工。（1）三個(gè)預(yù)裂區(qū)單排鉆孔超前預(yù)裂工藝第一預(yù)裂區(qū)從1500m至1300m處，長度200m，共布置鉆孔20個(gè)，鉆孔平行與工作面，鉆孔直徑113mm，間距10m，鉆孔長度126m，端頭封孔長度10m。其次預(yù)裂區(qū)從1300m至距開切眼900m區(qū)域內(nèi)，長度400m，煤層中布置40個(gè)