分类号：编号：UDC：密级：非密四川芙蓉集团实业有限责任公司白皎煤矿科学技术报告白皎煤矿井下深孔预裂爆破提高矿井抽采率的研究研究人员：俞学平邱帮汉盛建发张代远彭世龙陈靓工作完成时间：2009年11月报告提交时间：2009年11月目录摘要 (3)1 白皎煤矿基本情况 (4)1.1企业概况 (4)1.2煤层赋存及地质条件 (4)1.3矿井开拓方式及回采工艺 (6)1.4矿井灾害情况 (6)1.5通风系统与瓦斯抽采系统 (8)1.6本课题开展的必要性 (12)2煤层深孔预裂爆破情况 (13)2.1 深孔预裂爆破的原理 (13)2.2深孔预裂爆破的装药特点............................ 错误!未定义书签。

2.3装药前的检查、检测 (13)2.4装药装置及工序.......................................................................... 错误!未定义书签。

2.5封孔概况...................................................................................... 错误!未定义书签。

2.6起爆位置及起爆点...................................................................... 错误!未定义书签。

3深孔预裂爆破技术在白皎煤矿穿层预抽中的应用.. (17)3.1深孔预裂爆破技术在白皎矿2382材料道的应用......... 错误!未定义书签。

3.1.1 2382材料道基本概况 (17)3.1.2 2382材料道深孔预裂爆破概况......................................... 错误!未定义书签。

3.1.3 2382材料道实施深孔预裂爆破后抽采效果..................... 错误!未定义书签。

3.2深孔预裂爆破技术在白皎矿2382回风巷的应用 (20)3.2.1 2382回风巷基本概况 (20)3.2.2 2382回风巷深孔预裂爆破概况......................................... 错误!未定义书签。

3.2.3 2382回风巷实施深孔预裂爆破后抽采效果..................... 错误!未定义书签。

5结语........................................................................................................ 错误!未定义书签。

摘要白皎煤矿是全国有名的难治理煤与瓦斯突出矿井。

现主要采用底板穿层钻孔网格预抽、顺层平行孔抽采、俯伪斜穿层钻孔抽采等治理瓦斯灾害。

由于白皎煤矿地质条件复杂，主要以中、小型断层为主，其中小断层较为发育。

至今共查明大小断层共925条，其中逆断层有518条，占总条数的56%，正断层有407条，占总条数的44%。

落差在10-20m断层9条，占0.97%，揭2-10m 落差的断层132条，小于2.0m落差的断层780条，断层破坏煤层结构，这使煤系地层中普遍存在煤层重复、缺失、增厚或变薄，甚至不可采的现象；因地质构造复杂，又难探明；同时煤层坚硬，透气性极差，透气性系数为0.00～0.02 m2/（MPa2·d），使抽采钻孔难以准确控制和抽采。

随着矿井生产力水平的发展，机械化程度提高，造成采掘接替更加紧张，合理的接替顺序、时间被打乱。

局部地点抽采不充分、预抽率未达到规定范围等导致在采掘过程中的瓦斯涌出异常、炮后瓦斯超限、甚至发生煤与瓦斯突出，给矿井安全生产造成巨大的威胁。

本课题是在底板道钻场中施工一个爆破孔，通过在该钻孔内装药爆破，造成该爆破孔周边一定范围内煤体或岩体裂隙增加，爆破孔周边一定范围内围岩应力重新分布，通过钻场内爆破孔周边的抽采钻孔控制，提高抽采钻孔单孔抽采量、提高矿井预抽率，解决采掘工作面炮后瓦斯超限及煤与瓦斯突出的问题，并最终达到提高矿井安全生产效率的目的。

1白皎煤矿基本情况1.1企业概况白皎煤矿位于四川省宜宾市珙县巡场镇，为四川省大型国有企业-四川煤炭产业集团下属芙蓉集团实业有限公司煤矿。

矿井由重庆煤矿设计院设计，1965年4月开工建设，1970年7月简易投产，设计能力为120万吨/年，2005年核定生产能力为75万吨/年，2001年实际产量为82.754万吨，是建矿以来最高产量，近年来由于灾害严重，产量程逐年下滑状态，实际生产能力仅有45～50万吨。

白皎煤矿位于珙县巡场镇南5km，走向长14.5km南北宽2.5~4.4km，面积39.0682km2。

东以洛普河（长宁河上游）为图1.1 矿井交通位置图自然边界与珙县二号井田相隔，西以X号勘探线与芙蓉井田毗邻，上至小煤矿开采下限，下至原技术边界（即0号勘探线以西至-50m标高，0号勘探线以东至-200m标高）。

地理坐标为：东经104°39′52″~104°45′52″，北纬28°22′30″~ 28°28′45″。

区内交通便利，宜珙铁路通过井田北缘，有专线从伍家岩站到井口。

宜珙铁路往北经内宜铁路于内江与成渝线相连。

公路交通四通八达，巡场是矿区的交通中心，往北可达宜宾市，向南经珙县、往西经高县可达云南，东经兴文县、泸州市可达贵州（见图1.1）。

1.2煤层赋存及地质条件矿井所在区域为四川盆地与云贵高原的接壤地带，山系走向与构造线方向基本一致，大体呈东西向，地势南高北低。

井田位于珙长复式背斜之次级褶曲—双河背斜南翼西端，井田内除出现局部小型波状起伏外，基本上是一缓倾斜的单斜构造，倾向一般200～230°，倾角7～26°，由西向东逐渐增大。

井田内出露的地层由老到新为：下二叠统茅口组(P1m)，上二叠统峨眉山玄武岩组(P2β)和宣威组(P2x)，下三叠统飞仙关组(T1f)和嘉陵江组(T l j)，总厚约1000m。

煤系地层为宣威组，平均厚度131.3m。

煤系地层宣威组含煤5~14层，其中可采和局部可采煤层共三层，即B3、B2、B1，系近距离煤层。

煤层总厚平均为8.1m，可采煤层总厚平均为4.79m。

可采煤层 (B3、B1煤层)集中于宣威组第二段中上部7~20m范围内。

矿井主要煤层厚度、间距及顶底板岩性见下表。

主要煤层层位、厚度、顶底板岩性表1.3矿井开拓方式及回采工艺矿井采用中央平硐（主、副平硐）加暗斜井的开拓方式。

主平硐井口坐标为X=3143320、Y=35471708、Z=+452m；副平硐井口坐标为X=3143325、Y=35471664、Z=+452m；主平硐用作进风和运输，副平硐用于进风和行人。

各水平沿煤层走向分东、西翼采用盘(采)区前进式的煤层群联合布置巷道，各盘(采)区由东向西分别为23、21、20、22、24等盘区，盘（采）区走向长800～1000m，倾斜长600~1000m。

矿井各煤层均采用走向长壁后退式采煤法，先采B2煤层(相对较弱的突出煤层，作为矿井保护层进行首采)，后采B3、B4煤层。

落煤方式为综合机械化采煤，现矿井有一个厚煤层综采和一个薄煤层综采，另有一个炮采队，主要负责边角煤回收。

1.4矿井灾害情况【1】、矿井瓦斯白皎煤矿瓦斯灾害非常严重，煤层瓦斯含量分别为：B2煤层18.26m3/t、B3煤层18.73 m3/t、B4煤层18.86m3/t,已测煤层瓦斯压力最大3.2MPa。

井田内地质构造复杂，每平方公里就有断层多达27.2条，生产揭露落差大于2m的断层多达千余条，构造至使原岩水平应力达到垂直应力的2.8倍。

在已测煤层瓦斯压力为1.57—3.2MPa的情况下，矿井瓦斯灾害异常严重，投产至今已发生突出227次，其中特大型突出7次，大型突出10次，次大型突出50次，平均每次突出煤量169.62t，突出瓦斯量11707m3。

其中最大一次突出煤量为2777t、瓦斯量497573m3，瓦斯逆流达千余米。

近几年绝对瓦斯涌出量为88～124m3/min；相对瓦斯涌出量为66～110m3/t。

突出总体情况见表1.1.1所示。

表1.1.1 白皎煤矿煤与瓦斯突出基本情况表【2】、煤尘四川省煤炭产品质量监督检验站对矿井现开采水平的B4、B2煤层取样鉴定，鉴定结果均为：无煤尘爆炸危险。

矿井未发生过煤尘爆炸事故。

但矿井空气浮尘（煤尘及岩尘）都含有SiO2，作业人员在有粉尘环境下作业，造成矽肺病和煤肺病。

据统计，矿井投产至今因矽肺病死亡人数为154人。

【3】、煤层自然发火煤炭科学研究总院重庆分院、四川省煤炭产品质量监督检验站对白皎矿井现开采水平的B2、B3、B4煤层的自燃倾向性进行了取样鉴定，鉴定结果为：B2煤层自然发火倾向为二类，易自燃； B4煤层自然发火倾向为I类，容易自燃：B3煤层属三类，有可能自燃发火。

投产至今，共发生自然发火112次，近十年百万吨发火率为6.01次。

到2007年底，各类事故死亡人数159人，瓦斯事故死亡58人，占36.48%；其中瓦斯爆炸死亡26人，突出事故死亡人数20人，分别占瓦斯事故死亡人数的44.8%和34.5%。

1.5通风系统与瓦斯抽采系统【1】、通风系统矿井采用分区抽出式通风，两个进风井（主、副平硐），三个回风井（东三风井、西三风井、南风井），总进风断面积23.6m2，总回风断面积36.2m2，总回风量一般为11000m3/min左右，其中：21、23采区共用一个东三回风井，22、24采区共用一个西三回风井；20采区单独一个南回风井。

矿井具有完整、独立的通风系统，实现了分水平、分采区通风，在通风系统中没有不符《安全规程》规定的串联通风，扩散通风，老塘通风等。

各采区具有独立健全的主干进回风系统，各采掘工作面通风系统独立，合理和稳定。

【2】、抽采系统矿井1979年就开始进行矿井瓦斯抽采工作，1982年建立永久抽采系统，通过近30年来的经验总结出一套行之有效的综合立体抽采系统，即实行“底板网格与顺层预抽、卸压抽、顶板孔残抽”综合立体抽采体系。

紧接着又研究应用了“顺煤层超前长钻孔预抽”、“下邻近层俯伪斜钻孔抽采”及深孔预裂爆破等治理瓦斯技术措施。

我矿现目前主要的抽采方式：底板穿层抽采：是指在即将形成工作面煤层的下方，施工一条专门用于瓦斯抽采为主，兼作其它用途的巷道，在巷道两帮每间隔一段距离施工一个专门用于瓦斯抽采的钻场，然后在钻场内向煤层施工钻孔，并进行抽采（如图所示）。

我矿现目前主采点：237底板道、235底板道、243底板道、245底板道。

煤层剖面图平面图底板道钻场抽放钻孔煤层煤层煤层煤层抽放钻孔钻场钻场抽放钻孔底板道底板道穿层抽采钻孔布置图断层顶板裂隙抽采：是指在巷道掘进过程中遇前方地质构造的影响，由经验表明煤与瓦斯突出事故的发生均与构造带有关，说明地质构造带是瓦斯赋存集中主要地带，为了解决煤与瓦斯突出事故的发生，在巷道内向构造带施工钻孔，并进行集中抽采（如图所示）。