王文忠

(山西汾西礦業(yè)(集團)有限責任公司賀西煤礦，山西 柳林 033300)

引 言

為了提高區(qū)域突出危險性預(yù)測、煤與瓦斯突出危險性預(yù)測預(yù)報的可靠性和準確性，根據(jù)煤層的實際情況，考察確定區(qū)域突出危險性預(yù)測指標臨界值和采掘工作面煤與瓦斯突出的預(yù)測預(yù)報敏感指標及其臨界值，以便提高預(yù)測預(yù)報的效果，在保證預(yù)測突出準確率的前提條件下，提高無突出危險工作面的預(yù)測率，減少采取防突技術(shù)措施的實施范圍，降低防突工作的成本。因此，突出預(yù)測敏感指標及臨界值確定對工作面的安全生產(chǎn)有著至關(guān)重要。

1 工作面概況

本次敏感指標及臨界值考察在3314材巷掘進工作面進行。

1.1 鄰近采區(qū)開采情況

本塊段3#煤西翼+610 m以上為采空區(qū)，東翼二采區(qū)+680以上為采空區(qū)。

1.2 煤層賦存及煤質(zhì)特征

1) 煤(巖)層產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)、厚度

井田構(gòu)造總體為走向NW、傾向SW的單斜構(gòu)造，地層傾角平緩，為2°～8°。據(jù)礦井采掘揭露，井田內(nèi)小斷層較發(fā)育，共發(fā)現(xiàn)43條，斷層規(guī)模不大，均為小的正斷層，一般走向NW、NWW，落差0.4 m～4 m。井田地質(zhì)構(gòu)造簡單。

3#煤層結(jié)構(gòu)簡單，平均厚度1.91 m，3#煤煤樣化驗結(jié)果：水份Mad為0.60%，灰份Aad為15.12%，揮發(fā)份Vdaf為21.89%，視密度為1.31 g/cm3。

1.3 工作面布置情況

1) 3314材巷標高為+655 m，設(shè)計長度為2 117 m。布置三采區(qū)東翼3煤煤層中。

1.4 通風系統(tǒng)

3314材巷采用局扇壓入式通風。

2 突出預(yù)測敏感指標的跟蹤考察

根據(jù)礦井實際情況，選用鉆屑指標(K1、S)為試驗期間的考察指標。試驗期間鉆屑指標臨界值初值，主要根據(jù)歷史資料統(tǒng)計、實際預(yù)測過程中發(fā)生動力現(xiàn)象的鉆屑指標測定情況等幾個方面的分析綜合確定的。

本次對2016年3月～5月能收集到的3314材巷掘進中的預(yù)測資料進行了整理和統(tǒng)計，其結(jié)果如下。

1)K1值情況：鉆屑瓦斯解吸指標K1是賀西煤礦一直采用的主要預(yù)測及檢驗指標，測定的數(shù)據(jù)最多。3314材巷突出危險性預(yù)測每循環(huán)向工作面前方施工3個Ф42 mm鉆孔，每個鉆孔記錄最大值，歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計,如表1所示。

表1 2016年3月～5月3314材巷鉆屑瓦斯解吸指標K1值測定數(shù)據(jù)統(tǒng)計

2) 鉆屑量S情況。通過查詢歷史預(yù)測數(shù)據(jù)來看，鉆屑量指標S都比較低，數(shù)據(jù)大部分分布范圍為1.5 kg/m～2.6 kg/m，歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計,如第174頁表2所示。

表2 2016年3月～5月3314材巷鉆屑量S測定數(shù)據(jù)統(tǒng)計

從歷史資料統(tǒng)計得知：最大鉆屑解吸指標K1為0.36，平均為0.28左右；最大鉆屑量S為2.6 kg/m，平均為2.1 kg/m。

現(xiàn)場跟蹤考察了3314材巷掘進期間的突出預(yù)測參數(shù)，測定了每米鉆屑量S、每米鉆屑解吸指標K1，同時考察了掘進過程中煤層地質(zhì)構(gòu)造及產(chǎn)狀變化及采取“四位一體”防突措施過程中噴孔、夾鉆、片幫、瓦斯異常、響煤炮等瓦斯動力現(xiàn)象，具體考察測定情況，如圖1和圖2所示。

圖1 3314材巷掘進期間K1變化情況

圖2 3314材巷掘進期間S變化情況

3 煤層考察結(jié)果分析

從現(xiàn)場跟蹤考察3314材巷數(shù)據(jù)圖來看，在考察單項指標中K1最大值為0.37 mL/(g·min1/2)-1、S值最大值為2.5 kg/m，遠小于《規(guī)定》臨界指標，且在跟蹤考察過程中無瓦斯動力現(xiàn)象。

4 突出預(yù)測敏感指標確定技術(shù)施工工藝

4.1 施工工藝

在掘進工作面迎頭施工3個測試孔，深度為10 m，如圖3所示。其中1#鉆孔布置在巷道中部，2#鉆孔布置在巷道中部距左幫0.5 m，3#鉆孔布置在巷道中部距右?guī)?.5 m，2#、3#鉆孔終孔點位于巷道輪廓線外2 m處。

圖3 效果檢驗示意圖

4.2 安全防護措施

1) 該工作面所有人員必須佩帶自救器，并能夠熟練使用，掌握突出預(yù)兆及避災(zāi)路線；

2) 工作面采用放炮掘進，嚴禁使用風鎬等對煤體有激勵作用的工具。放炮地點設(shè)在新鮮風流中或設(shè)在石門避難峒室內(nèi)，距離不<300 m；

3) 避難所必須嚴格按照要求施工，并設(shè)置向外開啟的隔離門，室內(nèi)凈高不得低于2 m，長度和寬度應(yīng)根據(jù)同時避難的最多人數(shù)確定，但每人使用面積不得少于0.5 m2。避難所內(nèi)支護必須保持良好，并設(shè)有與礦調(diào)度所直通的電話；

4) 有突出預(yù)兆時，任何人有權(quán)停止作業(yè)，迎頭班隊長應(yīng)及時將迎頭及回風巷道中人員撤至安全地點，及時切斷迎頭及巷道內(nèi)的電氣設(shè)備電源，同時向礦調(diào)度所匯報。

突出的預(yù)兆：

a) 地壓顯現(xiàn)方面的預(yù)兆：煤炮聲、支架響聲、煤巖開裂、掉渣、底鼓、煤巖自行脫落、煤壁顫動、鉆孔變形、垮孔頂鉆、夾鉆桿、鉆機過負荷等；

b) 瓦斯涌出方面的預(yù)兆：瓦斯涌出異常、瓦斯?jié)舛群龃蠛鲂?、煤塵增大、氣溫和氣味異常、打鉆噴瓦斯和煤、哨聲、風聲、蜂鳴聲等；

c) 煤層結(jié)構(gòu)與構(gòu)造方面的預(yù)兆：層理紊亂、煤強度松軟或不均勻、煤暗淡無光澤、煤厚增大、傾角變陡、擠壓褶曲、波狀隆起、煤體干燥、頂?shù)装咫A梯凸起、斷層等。

5) 工作面發(fā)生煤與瓦斯突出時的避災(zāi)路線：

3314材巷→3采軌道上山→三采候車→付井井底車場→地面。

5 效果分析

如表3所示，從3#煤層突出預(yù)測指標來看，在正常掘進作業(yè)時，預(yù)測指標并不超標，且遠小于《規(guī)定》的臨界指標。由于各指標沒有超標現(xiàn)象，也無動力現(xiàn)象可參照，因此各項預(yù)測指標無法比較其敏感性，也無法確定其臨界值。

表3 3#煤層鉆屑瓦斯解吸指標K1分布統(tǒng)計表

考慮到突出一般與地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)，突出預(yù)測指標是反映煤的物理力學(xué)性質(zhì)、地應(yīng)力和瓦斯壓力的綜合指標。預(yù)測指標的大小取決于煤層瓦斯壓力、應(yīng)力狀態(tài)、煤層透氣性、煤的瓦斯放散特性，也與煤層厚度、巷道推進速度等采礦技術(shù)條件有關(guān)，能夠反映構(gòu)造帶的異常變化。根據(jù)《規(guī)定》要求，突出預(yù)測指標可采用鉆屑瓦斯解吸指標法。

因此，建議采用鉆屑瓦斯解吸指標K1和鉆屑量S進行突出危險性預(yù)測，其臨界值采用《規(guī)定》的指標：K1為0.5 mL/(g·min1/2)-1、鉆屑量S為6 kg/m。

當采掘工作面遇到地質(zhì)構(gòu)造時無論預(yù)測指標多大，均應(yīng)按突出危險進行管理。

6 結(jié)論

通過現(xiàn)場跟蹤考察，對3#煤層采掘工作面的突出預(yù)測敏感指標及臨界值，結(jié)論如下。

2) 在采掘工作中應(yīng)加強瓦斯地質(zhì)工作，采取超前探測措施，確保及時準確地掌握工作面前方煤層的地質(zhì)構(gòu)造、瓦斯賦存、煤層煤質(zhì)變化等情況，為采掘工作面突出預(yù)測工作提供依據(jù)，如打鉆時發(fā)現(xiàn)有噴孔、頂鉆等瓦斯動力現(xiàn)象時，應(yīng)及時采取防突措施。