【摘 要】
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煤与瓦斯突出是深部高瓦斯矿井安全开采的最大障碍之一,回采工作面前方卸压区长度短、应力集中系数大、煤体干燥是诱发采面煤与瓦斯突出事故的主要因素.为了消除回采工作面突
【机 构】
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中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾教育部重点实验室,江苏徐州 221116;贵州大学矿业学院,贵州贵阳 550025;平顶山天安煤业股份有限公司八矿,河南平顶山 467000
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煤与瓦斯突出是深部高瓦斯矿井安全开采的最大障碍之一,回采工作面前方卸压区长度短、应力集中系数大、煤体干燥是诱发采面煤与瓦斯突出事故的主要因素.为了消除回采工作面突出危险性,提出了采面“爆注”一体化防突理论与技术——在采面前方应力集中区内实施爆破作业,降低煤体承载能力,迫使采面超前应力集中向深部推移,增大卸压区长度;通过爆破在应力集中区内产生新的煤层裂隙,促进新生裂隙和卸压区内裂隙连通,为应力集中区内煤层瓦斯释放提供了通道,降低煤层瓦斯含量;爆破能增加煤层裂隙,有效提高煤层注水效率,提高煤体的塑性,驱替煤层瓦斯流动、并抑制残余瓦斯解吸速度,降低突出危险性.研发的“爆注”一体化成套装备实现了同一钻孔内装药、水封耦合爆破、煤层注水的一体化安全高效作业;首创的水封耦合正向起爆方法能显著提高爆炸能量的利用率,并降低爆炸冲击波对封孔器的冲击力,有效延长封孔器的使用寿命.在平煤股份有限公司八矿孤岛工作面的试验结果表明:单个钻孔的“装药-封孔”一体化作业时间从传统40～60 min缩减到10～15 min;单个钻孔的封孔材料从约120 kg缩减到不足20 kg;“爆注”一体化作业实施后,采面超前应力峰向深部转移约6 m,卸压区长度显著增加,采面突出危险性降低;试验中用18个“爆注”一体化钻孔的消突效果和144个普通超前钻孔相当;单个钻孔注水量提升约23倍,煤层塑性显著提高,采掘过程中产生的粉尘浓度显著降低.
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