公路隧道揭煤防突技术及实践

针对以往公路瓦斯隧道揭煤依据已过时的现状,为提高公路瓦斯隧道的揭煤安全性,本文介绍了一套基于新的《防治煤与瓦斯突出规定》的隧道揭煤防突技术体系,该体系以“区域防突措施先行,局部防突措施补充”为总体原则,将整个揭煤过程分为区域综合防突措施阶段、局部综合防突措施阶段和过煤门阶段,并介绍了每个阶段的具体工艺方法和操作要领,最后以发耳隧道M4煤层揭煤为例,详细地介绍了隧道揭煤的全过程的探煤、瓦斯预抽、效果评价、安全防护及通风监控等过程,对今后大断面公路隧道揭煤工作具有一定的借鉴意义。     

复杂地质构造条件下多煤层区域联合揭煤防突施工技术

为有效降低复杂地质构造条件下突出煤层的瓦斯含量,减小突出煤层揭煤施工的危险性,解决复杂地质构造条件下区域防突施工带来的工期影响,以重庆铁路枢纽东环线鹞子岩隧道为背景,对多煤层区域联合揭煤防突施工技术进行研究。在该项目中,由平导工作面向平导及正洞前方施作超前长钻孔,探测平导及正洞前方的构造情况、煤层分部情况及煤层瓦斯相关参数。根据煤层分布位置,利用平导超前正洞施工的条件,在平导洞内向正洞方向开设抽采硐室,采用多煤层平导与正洞区域联合揭煤防突施工技术。通过现场应用,并对平导与正洞区域联合揭煤防突实施效果进行了检验。实施结果表明:该技术措施的实施能够缩短工期,且为复杂地质构造条件下突出煤层段的安全施工提供了技术保障。     

瓦斯隧道煤系地层揭煤施工技术探讨

在通过隧道瓦斯地段时,如何安全地进行揭煤施工已成为一项关键技术。本文从煤层瓦斯的特性入手,较为详细地介绍了揭煤防突的施工技术,可为瓦斯隧道煤系地层的揭煤施工提供参考。     

煤与瓦斯防突预测技术在白杨林隧道的应用

高瓦斯隧道在修建过程中经常遇到瓦斯穿越煤层的情况,为保证隧道施工安全,隧道在穿越煤层前需要对煤层进行防突预测,以明确掌子面前方煤层中的瓦斯赋含量,从而制定相应的防突措施。文章结合成贵客运专线白杨林高瓦斯隧道的施工,主要介绍了瓦斯压力法与钻屑指标法在高瓦斯隧道防突预测中的应用,对煤层是否可能发生突出危险做出准确判断,对于高瓦斯隧道的揭煤施工具有一定的参考意义。     

高瓦斯隧道揭煤防突施工技术概述

结合成贵铁路七扇岩隧道穿越煤层的施工情况,介绍了高瓦斯隧道揭煤防突施工工艺和安全管理措施,有效保证了穿越煤层时的隧道施工安全,对其它高瓦斯隧道的施工具有很大的借鉴意义。     

有效应力对石门揭煤突出影响分析和试验研究

石门揭煤突出是我国煤矿突出强度最大、破坏最为严重的动力灾害。考虑深部开采条件,引入有效应力,应用折叠突变模型推导得到临界有效应力与揭煤面面积间关系表达式,给出不同埋深最大揭煤面面积,分析临界有效应力与揭煤面面积关系规律。以阜新孙家湾煤矿埋深1 100 m突出煤层为研究对象,选用型煤试件,利用自主研制的三轴突出模拟仪进行石门揭煤突出模拟试验。期间对型煤试件施加轴压、围压和孔隙压,模拟突出煤层所处应力环境。改变突出弱面面积(30.19,34.21,38.48 cm2)模拟石门揭煤面面积对突出影响。结果表明:临界有效应力与揭煤面面积间呈递增关系,理论值与试验值增加趋势一致,验证临界有效应力公式有效性;临界有效应力、揭煤面面积是影响石门揭煤突出强度主要因素;突出区域煤粉分布具有波动特性,随临界有效应力和揭煤面面积增加,揭煤处附近突出能量增大,突出强度增加。所得结论对预防石门揭煤突出有重要参考意义。     

肥田煤矿回风斜井揭煤防突措施实践

肥田煤矿13#煤层是煤与瓦斯突出煤层,回风斜井在穿过13#煤层的过程中,按照《防治煤与瓦斯突出规定》的要求,必须采取区域综合防突措施并达到要求。为防止该突出危险的发生,在回风斜井揭开煤层前通过设计的超前排放孔排放瓦斯。在排放工作完成后,根据煤层残余瓦斯含量的大小检验消突措施是否有效。本文结合煤矿的实际做法,深入研究揭煤前的区域综合防突技术,为同类实际煤矿防突措施提供参考。     

石门揭煤中煤体塑性区跃迁特征与诱突机制

为了研究石门揭煤突出的发生机制,在分析石门揭煤中煤与瓦斯突出的岩体、应力环境和物理现象基础上,依据煤岩蝶形破坏理论,建立石门揭煤中煤体塑性区形态及其诱突机制的分析模型。研究发现石门揭煤中煤体塑性区大小和形态存在蝶叶跃迁现象,塑性区大小对于主应力比值和煤岩体强度的变化具有高度敏感性,主应力比值或煤岩体强度达到某一临界条件后的微小增量均可以引起煤体塑性区的大幅增加。进而提出石门揭煤中煤体塑性区蝶叶跃迁诱发煤与瓦斯突出机制,即石门揭煤过程中,主应力比值和煤岩体强度的变化,使煤体在极短时间内产生一定范围的蝶叶塑性区,引发煤岩体内弹性能和瓦斯能的叠加突然释放,发生煤与瓦斯突出事故。并据此对红菱煤矿6·20特大突出案例进行计算机重演,获得的煤体蝶叶跃迁形态、范围与灾害案例中的突出空洞形态、突出煤量具有很好的一致性,为研究石门揭煤突出的发生机制提出一种新思路。     

复杂地质条件大断面隧道揭煤预抽防突技术

为解决复杂地质条件下大断面隧道揭煤施工易发生煤与瓦斯突出的问题,通过FLAC3D软件模拟多种开挖面积、开挖方式下的掌子面附近围岩应力场和塑性区发展情况,根据模拟结果及现场实际资料,从合理法线距、合理控制范围及预抽防突措施参数优化三个方面展开预抽防突技术研究,并应用于现场施工。结果表明:复杂地质条件下隧道揭煤施工,煤层位置探测及瓦斯参数测定对于防治煤与瓦斯突出灾害十分必要;瓦斯隧道开挖后掌子面前方应力场以垂向应力为主,影响范围与开挖断面大小相关,开挖方式对扰动影响较小;华蓥山隧道复杂地质条件大断面施工,预抽瓦斯法线距离不应小于10 m,控制范围不应小于隧道轮廓线15 m(下帮10 m);抽放终孔间距5 m左右区域防突效果最佳。     

大断面瓦斯隧道“五步法”预测揭煤技术应用研究

为确保大断面瓦斯隧道揭煤施工的进度和安全,针对大断面隧道揭煤施工存在的瓦斯安全问题,提出了“五步法”预测揭煤新技术。研究表明:(1)以“分步集中实施区域措施、分层预测检验揭煤”为核心的“五步法”预测揭煤新技术,是视多层突出煤层群的邻近层为一层进行区域措施瓦斯治理,减少了逐层处理的重复环节,缩短了瓦斯治理时间;(2)区域措施中增加了对煤层群分组水力压裂的增透方法,与相似区域相比抽采达标时间缩短了35 d,缩短47%;(3)利用“五步法”预测揭煤技术和煤层群分组水力压裂增透技术后,该瓦斯隧道揭煤时间比预期节省200多天。     

石门揭煤突出过程的数值模拟研究

运用岩石破裂过程分析RFAP^2D系统，对急倾斜含瓦斯煤层中的石门揭煤突出过程进行了数值模拟研究，模拟结果再现了含瓦斯岩中裂纹的萌生、扩展，贯通直至煤岩抛出的突出全过程，并通过含瓦斯煤岩变形，破裂过程中的应力场演化说明了地应力、瓦斯压力以及煤体力学性质对诱发突出的综合作用。     

地应力在石门揭构造软煤诱发煤与瓦斯突出中的作用

 在基于相似模拟试验思想和地质力学模型试验新思路的基础上,在实验室搭建大型石门揭煤的煤与瓦斯突出试验平台,利用该试验平台研究石门揭构造软煤过程中煤岩应力的变化规律,同时结合数值模拟分析地应力在石门揭构造软煤诱发煤与瓦斯突出中的作用。结果表明：在石门揭煤过程中巷道前方围岩存在明显的应力集中,使煤体中积聚弹性潜能,增加煤体的瓦斯压力梯度,为突出的准备和孕育提供能量基础;发现地质构造断层附近存在明显的构造应力异常区并与由后期开挖导致的应力集中相互叠加,有利于形成自构造软煤向周围煤层深部扩展的大型突出。     

浅谈瓦斯隧道揭煤防突的措施

介绍了隧道瓦斯的性质与放出形式,并对目前瓦斯隧道施工揭煤防突的主要措施做了简单概述,分析了其适用条件.     

石门揭煤数值模拟及钻孔设计

采用UDEC数值模拟方法,分析了石门揭煤过程中垂直应力的变化情况,介绍了石门揭煤瓦斯抽采钻孔设计的理论依据,并建立了卸压钻孔设计计算模型,为钻孔提供了倾角、方位角、长度等参数,简化了钻孔的设计步骤。     

青东煤矿近煤层岩石巷道掘进防突技术

本文针对青东煤矿煤层瓦斯赋存特征,以该矿外水仓近煤层岩巷掘进为工程背景,分析了近煤层岩石巷道掘进的难点和突出原因,在分析现有的近煤层岩石巷道掘进防突方法的基础上,提出了利用邻近巷道进行消突的方法,在青东外水仓近煤层岩巷掘进过程中通过在中水仓施工穿层钻孔掩护外水仓巷道掘进,有效解决了该矿近煤层岩石巷道防突掘进问题。     

煤系地层段施工及揭煤防突施工技术研究

煤系地层段施工过程中,面临着瓦斯爆炸等重大的风险,以镇雄～毕节区间铁路隧道穿越煤系地层施工为例,阐述了煤系地层段施工要点,以及针对危险地层进行的揭煤防突施工措施,通过施工技术的控制,保障煤系地层施工的安全。     

低透气性煤层保护层开采瓦斯治理（防突）技术

本文通过对中岭矿井的全面分析，探讨了关于低透气性煤层保护层开采瓦斯的治理（防突）技术。     

深孔爆破技术在立井井筒揭煤中的应用

针对立井井筒抽排法揭煤过程中煤层过软、抽采率过低、工期过长、成本过高等问题,首次采用深孔爆破技术对煤层进行增透爆破,从而增强煤层透气性,提高抽采效率,节约成本,通过在施工中的应用,取得了良好的施工效果和经济效益,也为今后抽排法揭煤提供了宝贵的施工经验。     

“三软”煤层上保护层开采覆岩裂隙演化规律研究

针对目前对高应力区"三软"煤层上保护层开采覆岩采动裂隙演化规律研究不足的问题,采用相似模拟试验进行研究.通过相似模拟试验结果分析得出,在上保护层开采之后,被保护层的泄压程度达到80%,极限(最大)膨胀变形量接近12‰.结果表明,上保护层开采是"三软"煤层开采的有效防突措施.研究覆岩采动裂隙演化规律对于丰富软煤层保护层开采防突技术具有重要的理论指导意义.     

谈沪昆高铁大茶山瓦斯突出隧道的设计

根据沪昆高铁大茶山瓦斯突出隧道煤系地层的特性,从全封闭衬砌结构、揭煤防突、施工通风、施工组织、盲沟排水与瓦斯排放、运营通风等方面,介绍了大茶山隧道施工期间及运营期间的系统设计情况,为类似工程设计提供了思路。