CN109209293B - 一种石门揭突出煤层的综合防突施工方法 - Google Patents

一种石门揭突出煤层的综合防突施工方法 Download PDF

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Abstract

一种石门揭突出煤层的综合防突施工方法,属于采矿工程煤矿井下石门揭煤领域。该方法为1)施工超前地质钻探钻孔,确定煤层信息;2)对区域瓦斯进行超前瓦斯预抽;(3)现场对瓦斯预抽效果检验,满足要求后,停止,继续掘进石门;(4)当石门迎头与煤层垂直距离为4m时,布置骨架钻孔,并安装钢管护孔,然后用水泥砂浆封孔,在对煤层内的瓦斯连续抽采;(5)对局部瓦斯抽采效果进行检验,当满足要求后,停止局部瓦斯抽采;(6)进行注浆加固;(7)揭穿煤层。该方法基于常规瓦斯预抽防突措施基础,对传统金属骨架防突技术进行了改进,是一种同时具备瓦斯预抽、煤体固化和超前支护的石门揭突出煤层的综合防突施工方法。

Description

一种石门揭突出煤层的综合防突施工方法
技术领域
本发明涉及一种石门揭突出煤层的综合防突施工方法,属于采矿工程煤矿井下石门揭煤相关技术领域。
背景技术
煤与瓦斯突出是煤矿井下的一种自然灾害,它严重的威胁着煤矿的生产安全。自从1834年3月22日在法国鲁阿雷煤田依萨克煤矿发生世界上首次煤与瓦斯突出事故以来的170多年间,己发生过煤与瓦斯突出的国家有法国、前苏联、波兰、日本、匈牙利、比利时、加拿大、澳大利亚捷克、保加利亚、美国、英国、土耳其、德国、荷兰、印度、罗马利亚、南斯拉夫和中国等多个国家和地区。
据史料记载,我国的第一次煤与瓦斯突出于1950年4月20日发生在辽源矿务局富国矿的西二坑。此后,随着我国煤炭工业的迅猛发展,老矿井的开采深度愈来愈大,新矿井不断增多,突出矿井也日渐增多,不仅突出次数大幅度增加,而且其突出强度也大大提高。我国已成为世界上煤与瓦斯突出最严重的国家之一。
煤与瓦斯突出多发生在煤矿井下石门揭煤的过程中,石门揭煤过程中的煤与瓦斯突出事故是地应力、瓦斯压力及煤岩体力学性质等因素综合作用的结果,属于一种十分复杂的矿井地质动力灾害,具有显著的突发性、延时性和破坏性,严重威胁着煤矿安全、高效生产。
为此,国内外学者针对石门揭煤突出问题开展了大量研究工作,提出了水力冲孔、排放钻孔、预抽瓦斯、金属骨架、震动爆破、注浆加固、水力割缝、高压水射流等石门揭煤防突方法。这些措施虽然取得了一定的防突效果,由于石门揭煤过程中突出机理的复杂性及防治煤与瓦斯突出技术的局限性,在实施这些防突措施时需要一定的条件。如水力冲孔措施要求煤层本身具有自喷能力。因此到目前为止,尚未找到合理有效的防止石门揭煤过程中煤与瓦斯突出的方法。
发明内容
为了解决上述存在的技术问题,本发明提供一种石门揭突出煤层的综合防突施工方法,该方法基于常规瓦斯预抽防突措施基础,对传统金属骨架防突技术进行了改进,是一种同时具备瓦斯预抽、煤体固化和超前支护的石门揭突出煤层的综合防突施工方法。
实现本发明目的的技术方案,本发明的一种石门揭突出煤层的综合防突施工方法,包括以下步骤:
(1)超前地质钻探
在当石门迎头和煤层的垂直距离为15-20m时,停止掘进,在石门迎头断面施工超前地质钻探钻孔;
根据施工的超前地质钻探钻孔信息确定煤层的基本信息;
所述的基本信息为煤层的方位、厚度、倾角、瓦斯压力、瓦斯含量及煤层的构造;
(2)区域瓦斯预抽采
当石门迎头和煤层的垂直距离为5-7m时,停止掘进,进行超前瓦斯预抽,超前瓦斯预抽的工作过程为:
施工区域防突瓦斯预抽钻孔,区域防突瓦斯预抽钻孔施工完后,进行封孔,封孔后的区域防突瓦斯预抽钻孔直接与联抽设备连接,通过地面高负压低流量瓦斯抽放系统进行连续抽采,保证孔口负压≥13KPa;
(3)区域预抽效果检验
采用区域瓦斯预抽采至少3个月后,现场对瓦斯预抽效果进行检验,测定煤钻屑的瓦斯解析指标K1值,当各煤层突出危险性检验钻孔施工过程中,均未发生顶钻、喷孔或其他明显突出预兆,且煤钻屑的瓦斯解吸指标K1均小于石门工作面突出危险性的参考临界值0.5mL·(g·min1/2)-1时,停止区域瓦斯抽采,继续掘进石门;
所述的检验方法为钻屑瓦斯解吸指标法或综合指标法中的一种;
(4)局部瓦斯抽采
当石门迎头与煤层垂直距离为4m时,将石门顶板部分挑高至便于钻机打孔位置,优选为1-2m,更优选1.5m,距离石门顶板轮廓线0.5-1.0m处布置2-3排骨架钻孔,骨架钻孔呈三花眼均匀布置,骨架钻孔孔径为70-90mm,间距为0.2-0.3m,排距为0.2-0.3m,排列向两帮和顶板以15-20°的角度扩散,每个骨架钻孔终孔穿过煤层进入顶板0.5-1m;
骨架钻孔开孔后,安装Φ50mm-Φ60mm钢管进行护孔,孔内管体前端两侧均匀布置Φ50mm-Φ60mm孔眼,护孔后,使用水泥砂浆进行封孔,封孔位置为石门工作面前方围岩应力分布的应力集中区,封孔器为“两堵一注”囊袋式;
封孔后,将骨架钻孔直接与联抽设备连接,通过地面高负压低流量瓦斯抽放系统,利用抽采泵提供的负压经由骨架钻孔内钢管前端孔眼对煤层内的瓦斯进行连续抽采,并且在瓦斯抽采过程中保证孔口负压≥13KPa;
(5)局部抽采效果检验
局部的瓦斯抽采至少1个月后,采用钻屑瓦斯解吸指标法对局部瓦斯抽采效果进行检验,当各检验骨架钻孔施工过程中均未发生顶钻、喷孔或其他明显突出预兆,并且骨架钻孔的煤钻屑瓦斯解吸指标K1均小于石门工作面突出危险性的参考临界值0.5mL·(g·min1/2)-1时,停止局部瓦斯抽采;
(6)注浆加固
连接注浆泵,通过金属管,对骨架钻孔注入水泥砂浆或水泥-水玻璃浆液,当浆液渗透钻孔壁,停止注浆并用金属框架支撑伸出钻孔外端的管体;
(7)揭穿煤层
将浆液凝结固化后,再次进行效果检验,检验方法采用钻屑瓦斯解吸指标法或综合指标法;当检测结果表明没有突出危险,方可进行采取远距离定时定点放炮揭煤。
所述的步骤(1)中,超前地质钻探钻孔,其数量为5-7个,开孔孔径为70-100mm。
所述的步骤(2)中,施工区域防突瓦斯预抽钻孔的施工方法为:
根据步骤(1)中得到的煤层基本信息,在石门迎头断面施工区域防突瓦斯预抽钻孔,开孔孔径为94-120mm,开孔间距为600~800mm,排距为700~800mm,区域防突瓦斯预抽钻孔终孔穿透煤层深入顶板不小于0.5m,抽放半径不大于3m;区域防突瓦斯预抽钻孔终孔在控制范围断面内均匀分布;
所述的控制范围为石门揭煤处巷道轮廓线外15m以上和巷道底板6m以上区域;
所述的步骤(2)中,封孔的施工方法为:
区域防突瓦斯预抽钻孔施工完后,用压风净底,采用Φ60mm-Φ90mm的抗静电聚氯乙烯阻燃复合管作为封孔管进行封孔,向抗静电聚氯乙烯阻燃复合管内注入水泥砂浆,封孔位置为石门迎头和煤层之间的开孔孔道。
所述的步骤(2)中,高负压低流量瓦斯抽放系统负压不小于13KPa,流量不小于2m3/min。
所述的步骤(3)中,所述的钻屑瓦斯解吸指标法为:在石门工作面上部、中部、下部和两侧分别设置3-5个煤层突出危险性检验钻孔,煤层突出危险性检验钻孔钻进煤层时,每钻进1m采集1次孔口排出1-3mm粒径的煤钻屑,测定煤钻屑的瓦斯解析指标K1值。
所述的步骤(4)中,所述的封孔位置优选为孔口4-5m范围的应力集中区。
所述的步骤(4)中,所述的“两堵一注”囊袋式中,“两堵”是在封孔段两端采用布囊内注浆封堵,浆液增多布囊膨胀变大与孔壁接触密封钢管与孔壁之间的空间,“一注”是对两端布囊之间的钻孔带压注浆。
所述的步骤(4)中,所述的高负压低流量瓦斯抽放系统的压力不小于13KPa,流量不小于2m3/min。
所述的步骤(7)中,进行远距离定时定点放炮揭煤前,为了防止放炮震垮工作面,分两次揭开4m岩柱;具体为:第一次揭2m岩柱,进行砌碹支护;第二次揭2m岩柱,揭露煤层后工作面暂停一天,并继续坚持预测预报,若无突出危险则改为手镐作业至顺利揭穿煤层。
本发明的一种石门揭突出煤层的综合防突施工方法,其有益效果为:
1、本发明基于常规瓦斯预抽防突措施的前提下,采取改进后的金属骨架防突技术措施,将钢管插入工作面断面预先布置的骨架钻孔内,首先利用安装钢管的骨架钻孔,对突出煤层进一步预抽煤体中的瓦斯,使煤层卸压,透气性增大,坚固性系数提高,瓦斯膨胀能削弱,降低了煤层的突出危险性。
2、金属骨架防突后,通过钢管向煤层压注浆液,使煤体粘结力增大、强度升高,在煤层四周形成坚固的保护圈,抗压能力增加。
3、钢管本身作为金属骨架可起到很好的超前支护效果,有效地防止倾出、压出等由煤体自身重力引起的动力现象,加强工作面前方煤体稳定性,大大降低煤与瓦斯突出危险性,大幅度提高了石门揭煤的安全性。同时,现场打钻对煤岩破坏效应使得集中应力向围岩深部转移,对岩柱起到一定保护效果,保障了石门揭煤安全、顺利完成。
附图说明
图1为本发明的一种石门揭突出煤层的综合防突施工方法实施路线图;
图2为图1中石门工作面区域瓦斯预抽采钻孔布置平面图;
图3为图1中石门工作面区域瓦斯预抽采钻孔布置立面图;
图4为图1中石门工作面区域瓦斯预抽采钻孔布置剖面图;
图5为图1中石门工作面区域瓦斯预抽效果煤层突出危险性检验钻孔布置平面图;
图6为图1中石门工作面区域瓦斯预抽效果煤层突出危险性检验钻孔布置立面图;
图7为图1中石门工作面区域瓦斯预抽效果煤层突出危险性检验钻孔布置剖面图;
图8为图1中的石门工作面骨架钻孔布置平面图;
图9为图1中的石门工作面骨架钻孔布置立面图;
图10为图1中的石门工作面骨架钻孔布置剖面图;
图11为本发明的石门工作面防突钻孔控制范围示意图;
图中,1为石门,2为煤层,3为区域防突瓦斯预抽钻孔,4为煤层突出危险性检验钻孔,5为骨架钻孔,6为金属框架。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例
图1所示,一种石门揭突出煤层的综合防突施工方法,包括超前地质钻探、区域瓦斯预抽采、区域预抽效果检验、局部瓦斯抽采、局部抽采效果检验、注浆加固以及揭穿煤层。
下面结合附图说明本发明的实施过程:
该工程采用一种石门揭突出煤层的综合防突施工方法,具体施工步骤为:
(1)超前地质钻探
在当石门1迎头与煤层2的垂直距离为15m时停止掘进,在石门(1)迎头断面使用ZYJ-420/200型架柱式液压回转钻机施工超前地质钻探钻孔,超前地质钻探钻孔数量为6个,开孔孔径75mm,根据施工的探孔资料确定煤层2的方位、厚度、倾角、瓦斯压力、瓦斯含量及煤层的构造等参数,具体为该矿井是煤与瓦斯突出矿井,深部煤层区域原始瓦斯含量大于8m3/t,预测为瓦斯突出危险区。该石门揭煤工程石门宽度5m,高度4m,揭露煤层厚度4.2m,倾角58°,顶板泥岩厚度5.46~18.21m,底板泥岩厚度0.56~9.62m。这些参数为石门揭煤工作奠定基础。
(2)区域瓦斯预抽采
当石门1迎头与煤层2的垂直距离为7m时,停止掘进,进行超前瓦斯预抽。超前瓦斯预抽的工作过程为:
根据步骤(1)中得到的煤层基本信息,在石门1迎头断面施工6排8列共48个区域防突瓦斯预抽钻孔3,开孔孔径94mm,开孔间距700mm-800mm,排距800mm,区域防突瓦斯预抽钻孔3终孔穿透煤层伸入顶板0.5m,并在控制范围断面内均匀分布,具体布置如图2-4所示。区域防突瓦斯预抽钻孔3终孔控制范围为石门揭煤处巷道轮廓线外15m和巷道底板6m区域。抽放半径为2.5m,如图11所示。
施工完的区域防突瓦斯预抽钻孔3及时封孔,封孔管采用Φ63mm的抗静电聚氯乙烯阻燃复合管,封孔前使用压风净底后再向管内注入水泥砂浆进行封孔,封孔距离为6m。封好的区域防突瓦斯预抽钻孔3直接与联抽设备连接,通过地面高负压低流量瓦斯抽放系统进行连续抽采,保证孔口负压不小于13KPa。高负压低流量瓦斯抽放系统负压不小于13KPa,流量不小于2m3/min。
(3)区域预抽效果检验
经过3个月的区域瓦斯预抽采后,现场选用钻屑瓦斯解吸指标法对瓦斯预抽效果进行检验,在石门1工作面上部、中部、下部和两侧分别布置5个煤层突出危险性检验钻孔4,如图5-7所示。当煤层突出危险性检验钻孔4钻进至煤层2时,每钻进1m采集1次孔口排出1~3mm粒径的煤钻屑,并测定其瓦斯解吸指标K1值。当各煤层突出危险性检验钻孔4施工过程中均未发生顶钻、喷孔或其他明显突出预兆,且钻屑瓦斯解吸指标K1均小于石门工作面突出危险性的参考临界值0.5mL·(g·min1/2)-1时,停止区域瓦斯抽采,继续掘进石门(1)。
(4)局部瓦斯抽采
当石门1工作面迎头与煤层垂直距离为4m时,将石门1顶板部分挑高1.5m,便于钻机打孔,距石门1顶板0.5m~1.0m布置2排骨架钻孔5,骨架钻孔5呈三花眼均匀布置,骨架钻孔5间距0.3m,排距0.2m,排列向两帮及顶板以15°角度扩散,每个骨架钻孔5打过煤层进入顶板0.5m,如图8-10所示。
骨架钻孔开孔后立即安装Φ50mm钢管进行护孔,孔内管体前端两侧均匀布置Φ50mm孔眼。下完钢管后立即进行封孔,根据石门1工作面前方围岩应力分布状态,封孔位置选取孔口4m范围的应力集中区。封孔器为“两堵一注”囊袋式,“两堵”是在封孔段两端采用布囊内注浆封堵,浆液增多布囊膨胀变大与孔壁接触密封钢管与孔壁之间的空间。“一注”是对两端布囊之间的钻孔带压注浆。
封好的骨架钻孔5通过管路与BEC-52型水环式真空泵连接,通过地面高负压低流量瓦斯抽放系统利用抽采泵提供的负压经由骨架钻孔5内钢管前端孔眼对煤层内的瓦斯进行连续抽采,并且在瓦斯抽采过程中保证孔口负压不小于13KPa。
(5)局部抽采效果检验
经过1个月的局部瓦斯抽采后,采用钻屑瓦斯解吸指标法对局部瓦斯抽采效果进行检验,当各检验钻孔施工过程中均未发生顶钻、喷孔或其他明显突出预兆,并且钻屑瓦斯解吸指标K1均小于石门工作面突出危险性的参考临界值0.5mL·(g·min1/2)-1时,停止局部瓦斯抽采。
(6)注浆加固
连接注浆泵,通过金属管对骨架钻孔5注入水泥-水玻璃浆液,当浆液渗透钻孔壁,停止注浆并用金属框架6支撑伸出钻孔外端的管体。最终,石门工作面钻孔控制范围如图11所示,根据图11所示,其石门工作面钻孔控制范围,宽为35m,高为25m。
(7)揭穿煤层
待浆液凝结固化后再次进行效果检验,测试结果表明没有突出危险方可进行采取远距离定时定点放炮揭煤。为防放炮震垮工作面,分两次揭开4m岩柱。第一次揭2m岩柱,进行砌碹支护;第二次揭2m岩柱,揭露煤层2后工作面暂停一天,并继续坚持预测预报,若无突出危险则改为手镐作业至顺利揭穿煤层2。
本发明实施例中,对某煤与瓦斯突出矿井采用一种石门揭突出煤层的综合防突施工方法揭穿煤层,该矿井采用立井分水平阶段石门开拓,煤层埋藏深度-235~-1200m,现已开拓至-900m水平。多年来,矿井发生煤与瓦斯突出事故高达140余次,其中,石门揭煤突出15次,而最大一次煤与瓦斯突出事故就发生在南翼-620南小石门揭12煤期间。突出煤体被喷出400m,煤量5390t,瓦斯420420m3,造成14人死亡,属特大型突出事故。12号煤层+1060m标高及以深的区域原始瓦斯含量大于等于8m3/t,预测为瓦斯突出危险区,该区域煤层厚度4.2m,倾角58°,顶板泥岩厚度5.46~18.21m,底板泥岩厚度0.56~9.62m。在揭穿煤层的过程中,空气中瓦斯含量始终小于1%,满足规程要求。采用一种石门揭突出煤层的综合防突施工方法揭穿煤层后,对揭穿煤层区域巷道顶底板位移变化进行监测,在巷道顶板中间设5个监测点,分别是与煤层法距15m、10m、7m、0m以及煤层顶板中部位置。经过监测得到石门揭穿煤层区域巷道顶底板移近速度先增大后放缓并趋于稳定的过程。在石门距煤层15m处,顶底板最大移近量4cm;石门距煤层10m处,顶底板最大移近量5cm;石门距煤层7m处,顶底板最大移近量7cm;石门距煤层0m处,顶底板最大移近量8cm;相对于前几个测点,煤层顶板中部巷道顶底板移近量最大,为10cm,从监测数据来看,区域内顶底板的位移量被有效控制,因此可判断采用一种石门揭突出煤层的综合防突施工方法能有效控制煤与瓦斯突出与巷道顶底板位移,保障了矿井的安全生产。

Claims (10)

1.一种石门揭突出煤层的综合防突施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1) 超前地质钻探
在当石门迎头和煤层的垂直距离为15-20m时,停止掘进,在石门迎头断面施工超前地质钻探钻孔;
根据施工的超前地质钻探钻孔信息确定煤层的基本信息;
所述的基本信息为煤层的方位、厚度、倾角、瓦斯压力、瓦斯含量及煤层的构造;
(2) 区域瓦斯预抽采
当石门迎头和煤层的垂直距离为5-7m时,停止掘进,进行超前瓦斯预抽,超前瓦斯预抽的工作过程为:
施工区域防突瓦斯预抽钻孔,区域防突瓦斯预抽钻孔施工完后,进行封孔,封孔后的区域防突瓦斯预抽钻孔直接与联抽设备连接,通过地面高负压低流量瓦斯抽放系统进行连续抽采,保证孔口负压≥13KPa;
(3) 区域预抽效果检验
采用区域瓦斯预抽采至少3个月后,现场对瓦斯预抽效果进行检验,测定煤钻屑的瓦斯解析指标K1值,当各煤层突出危险性检验钻孔施工过程中,均未发生顶钻、喷孔或其他明显突出预兆,且煤钻屑的瓦斯解吸指标K1均小于石门工作面突出危险性的参考临界值0.5mL·(g·min1/2)-1时,停止区域瓦斯抽采,继续掘进石门;
其中,检验的方法为钻屑瓦斯解吸指标法或综合指标法中的一种;
(4) 局部瓦斯抽采
当石门迎头与煤层垂直距离为4m时,将石门顶板部分挑高至便于钻机打孔位置,距离石门顶板轮廓线0.5-1.0m处布置2-3排骨架钻孔,骨架钻孔呈三花眼均匀布置,骨架钻孔孔径为70-90mm,间距为0.2-0.3m,排距为0.2-0.3m,排列向两帮和顶板以15-20°的角度扩散,每个骨架钻孔终孔穿过煤层进入顶板0.5-1m;
骨架钻孔开孔后,安装Φ50mm-Φ60mm钢管进行护孔,孔内管体前端两侧均匀布置Φ50mm-Φ60mm孔眼,护孔后,使用水泥砂浆进行封孔,封孔位置为石门工作面前方围岩应力分布的应力集中区,封孔器为“两堵一注”囊袋式;
封孔后,将骨架钻孔直接与联抽设备连接,通过地面高负压低流量瓦斯抽放系统,利用抽采泵提供的负压经由骨架钻孔内钢管前端孔眼对煤层内的瓦斯进行连续抽采,并且在瓦斯抽采过程中保证孔口负压≥13KPa;
(5) 局部抽采效果检验
局部的瓦斯抽采至少1个月后,采用钻屑瓦斯解吸指标法对局部瓦斯抽采效果进行检验,当各检验骨架钻孔施工过程中均未发生顶钻、喷孔或其他明显突出预兆,并且骨架钻孔的煤钻屑瓦斯解吸指标K1均小于石门工作面突出危险性的参考临界值0.5mL·(g·min1 /2)-1时,停止局部瓦斯抽采;
(6) 注浆加固
连接注浆泵,通过金属管,对骨架钻孔注入水泥砂浆或水泥-水玻璃浆液,当浆液渗透钻孔壁,停止注浆并用金属框架支撑伸出钻孔外端的管体;
(7) 揭穿煤层
将浆液凝结固化后,再次进行效果检验,检验方法采用钻屑瓦斯解吸指标法或综合指标法;当检测结果表明没有突出危险,方可进行采取远距离定时定点放炮揭煤。
2.如权利要求1所述的石门揭突出煤层的综合防突施工方法,其特征在于,所述的步骤(1)中,超前地质钻探钻孔,其数量为5-7个,开孔孔径为70-100mm。
3.如权利要求1所述的石门揭突出煤层的综合防突施工方法,其特征在于,所述的步骤(2)中,施工区域防突瓦斯预抽钻孔的施工方法为:
根据步骤(1)中得到的煤层基本信息,在石门迎头断面施工区域防突瓦斯预抽钻孔,开孔孔径为94-120mm,开孔间距为600~800mm,排距为700~800mm,区域防突瓦斯预抽钻孔终孔穿透煤层深入顶板不小于0.5m,抽放半径不大于3m;区域防突瓦斯预抽钻孔终孔在控制范围断面内均匀分布;
所述的控制范围为石门揭煤处巷道轮廓线外15m以上和巷道底板6m以上区域。
4.如权利要求1所述的石门揭突出煤层的综合防突施工方法,其特征在于,所述的步骤(2)中,封孔的施工方法为:
区域防突瓦斯预抽钻孔施工完后,用压风净底,采用Φ60mm-Φ90mm的抗静电聚氯乙烯阻燃复合管作为封孔管进行封孔,向抗静电聚氯乙烯阻燃复合管内注入水泥砂浆,封孔位置为石门迎头和煤层之间的开孔孔道。
5.如权利要求1所述的石门揭突出煤层的综合防突施工方法,其特征在于,所述的高负压低流量瓦斯抽放系统负压不小于13KPa,流量不小于2m3/min。
6.如权利要求1所述的石门揭突出煤层的综合防突施工方法,其特征在于,所述的步骤(3)中,所述的钻屑瓦斯解吸指标法为:在石门工作面上部、中部、下部和两侧分别设置3-5个煤层突出危险性检验钻孔,煤层突出危险性检验钻孔钻进煤层时,每钻进1m采集1次孔口排出1-3mm粒径的煤钻屑,测定煤钻屑的瓦斯解析指标K1值。
7.如权利要求1所述的石门揭突出煤层的综合防突施工方法,其特征在于,所述的步骤(4)中,所述的封孔位置为孔口4-5m范围的应力集中区。
8.如权利要求1所述的石门揭突出煤层的综合防突施工方法,其特征在于,所述的步骤(4)中,所述的“两堵一注”囊袋式中,“两堵”是在封孔段两端采用布囊内注浆封堵,浆液增多布囊膨胀变大与孔壁接触密封钢管与孔壁之间的空间,“一注”是对两端布囊之间的钻孔带压注浆。
9.如权利要求1所述的石门揭突出煤层的综合防突施工方法,其特征在于,所述的步骤(4)中,石门顶板部分挑高至1-2m。
10.如权利要求1所述的石门揭突出煤层的综合防突施工方法,其特征在于,所述的步骤(7)中,进行远距离定时定点放炮揭煤前,为了防止放炮震垮工作面,分两次揭开4m岩柱;具体为:第一次揭2m岩柱,进行砌碹支护;第二次揭2m岩柱,揭露煤层后工作面暂停一天,并继续坚持预测预报,若无突出危险则改为手镐作业至顺利揭穿煤层。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109958437A (zh) * 2019-04-12 2019-07-02 淮南矿业(集团)有限责任公司 一种地面钻井掏煤结合井下钻孔抽采的石门揭煤方法
CN110424949B (zh) * 2019-06-24 2021-06-22 中国矿业大学 煤层瓦斯参数随钻快速测试的反演计算方法
CN110656973B (zh) * 2019-11-08 2021-05-18 湖南科技大学 一种矿井瓦斯涌出的防治方法
CN111335938A (zh) * 2020-03-19 2020-06-26 中煤科工集团重庆研究院有限公司 煤岩固化石门揭煤方法
CN111364996B (zh) * 2020-03-30 2021-09-21 淮南矿业(集团)有限责任公司 强突煤层复杂地质条件下深井揭煤方法
CN111456802A (zh) * 2020-04-22 2020-07-28 广东省怡合建设有限公司 一种公路隧道煤层揭煤防突施工方法
CN111779463A (zh) * 2020-08-18 2020-10-16 中国建筑第四工程局有限公司 高速公路瓦斯突出隧道超厚煤层揭煤防突施工工法
CN112377243B (zh) * 2020-11-26 2022-12-02 中铁十九局集团第二工程有限公司 一种煤与瓦斯突出隧道防突施工方法
CN113216968A (zh) * 2021-06-02 2021-08-06 江苏徐矿能源股份有限公司张双楼煤矿 煤层合并区卸压防冲方法
CN114658471B (zh) * 2022-03-28 2024-08-13 重庆大学 一种石门揭煤分级消突方法
CN117408085B (zh) * 2023-12-12 2024-03-01 天津矿智科技有限公司 一种煤矿瓦斯抽采孔位置设计方法、系统、设备及介质

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8387688B2 (en) * 2006-09-14 2013-03-05 Ernest E. Carter, Jr. Method of forming subterranean barriers with molten wax
CN101050696B (zh) * 2007-05-10 2010-05-19 河南理工大学 囊袋式注浆封孔装置及其封孔方法
CN101598030B (zh) * 2009-07-14 2012-02-01 中国矿业大学 突出危险煤层石门快速揭煤方法
CN102242640B (zh) * 2011-07-05 2013-09-25 河南煤业化工集团研究院有限责任公司 煤矿井下石门揭煤的快速消突方法
CN102337922B (zh) * 2011-09-30 2013-06-12 中煤科工集团重庆研究院 区域防突效果检验方法
CN103306677B (zh) * 2013-05-26 2016-01-27 贵州省矿山安全科学研究院 一种快速石门揭煤工艺及防突方法
CN103498644A (zh) * 2013-09-29 2014-01-08 中国矿业大学 石门揭煤与瓦斯突出煤层双帷幕注浆防突方法
CN103510957B (zh) * 2013-10-08 2016-04-20 中国矿业大学 一种组合式石门揭煤方法

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