刘家梁报告.doc

刘家梁煤矿5#煤层煤巷掘进
超前注水特征参数测试与评价报告

同煤集团轩岗煤电公司
刘家梁煤矿、焦家寨煤矿
煤炭科学研究总院
2010年8月
项目名称 刘家梁煤矿5#煤层煤巷掘进超前注水
特征参数测试与评价报告
项目负责人 同煤集团轩岗煤电公司 李先章
煤炭科学研究总院 樊少武
参加人员 同煤集团轩岗煤电公司 杨杰明
杨献廷
王显亮
刘家梁煤矿 李宏武
田俊刚
侯鹏飞
赵豪
徐润喜
焦家寨煤矿 李玉申
蒲建军
徐政委
王卫东
煤炭科学研究总院 范喜生
欧阳振华
王栓林
时会召
目 录
1 绪言 1
井田概况 1
存在的问题 1
最终目标 2
技术路线 3
2 矿井地质与生产系统概况 5
矿井地质 5
矿井生产系统 15
3 松软煤层的力学参数研究 24
研究的目的意义 24
钻孔探针法 25
Hoek-Brown经验准则法 29
注水后的、和的确定 37
小结 40
4 迎头内地应力分布规律研究 42
研究的目的意义 42
数值模拟研究 43
井下试验研究 50
小结 53
5煤巷掘进注水降尘等过程分析 54
研究的目的意义 54
注水降尘及注水挤出瓦斯过程研究 54
刘家梁煤矿5124回风巷掘进工作面煤层注水试验 64
小结 67
6 煤巷掘进顶煤注水防冒初步理论与试验研究 68
研究的目的意义 68
煤巷掘进顶煤注水防冒的“楔子”理论 68
煤巷掘进顶煤注水防冒初步试验研究 72
小结 76
7 结论与建议 78
1 绪言
井田概况
刘家梁煤矿原属轩岗矿务局，1972年由太原煤矿设计院设计，1973年开工建设，1983年12月28日投产，设计生产能力为90万吨/年，1991年达产，2002年并入同煤集团，现核定生产能力为180万吨/年。
矿井开拓方式为立井单水平（965m水平）开拓，现分三个采区开采，即东采区、西采区和西二采区，同时开采2、3、5号煤层。主副井为立井，井口位于井田中北部136号钻孔附近，在井田东南边界附近和东北边界外，布置两个风井，均为斜井，分别负责西采区和东采区的回风任务。
井下采煤方法为走向长壁式，采用机械化综采，通风方式为中央分区式，通风方法为机械抽出式。提升容器为DC－9/110×4箕斗、运输方式为1t、3t矿车，由架线机车牵引。顶板支护形式：井筒和大巷采用料石砌碹，其它巷道采用光爆锚喷、金属（侧柱）和木（梁）支护或木棚支护。井下运输大巷在5号煤层底板，即965m水平，上下煤层间以斜巷联络，现采区均属上山区。
据2008年度矿井瓦斯等级鉴定结果， m3/t，，属高瓦斯矿井。
－， m3/h。
矿井安全生产主要隐患有瓦斯和奥灰水突水等。
存在的问题
刘家梁煤矿现主采5号煤层。5号煤层及其顶底板均为软煤岩，正在掘进的5124回风巷在掘进过程中很容易发生溜煤（又称漏顶、冒顶等）现象，即在掘棚梁处煤体时，大量顶煤会随之冒落。由此带来一系列问题：
（1）在煤巷顶部造成凹坑，为顶煤自燃制造了有利条件（刘家梁矿煤的自燃特性属Ⅱ级，发火期3~6个月）。5124回风巷采用圆木棚梁支护，直径300mm，间距600mm，一旦顶煤发生自燃，极易引发圆木棚粱着火，后果不堪设想。
（2）刘家梁矿属高瓦斯矿井，吨煤瓦斯含量在10m3量级。漏煤过程中，大量瓦斯气体随之涌出，极易导致迎头附近瓦斯浓度超限。这里，八、九个矿工有的在用风镐戳散煤体，有的在用铁锨往刮板上撮煤等，
一旦出现火源（甲烷气体