王國強 陳亞明 吳貝貝

（中平能化集團平煤股份十礦，河南 平頂山 467000 ）

平煤股份十礦是一座大型煤與瓦斯突出礦井，井田東西走向長4.5km，南北傾斜長7.0km，含煤面積31.5km2，地質(zhì)儲量為2.5億t。2006年相對瓦斯涌出量14.7m3/t，絕對瓦斯涌出量125.46m3/min。

1 工作面概況

平煤股份十礦21210工作面標(biāo)高：-470～-506m，工作面埋深：750～846m，煤層傾角：5～10°。工作面所采煤層戊9-10煤厚度在 3.8～4.5m之間，一般4.2m，煤厚較為穩(wěn)定。戊10煤層底板為2.0～2.8m左右的砂質(zhì)泥巖，其下為戊11煤層厚0.8～1.3m。根據(jù)高突工作面消突抽放不留空白帶的要求，初步確定本工作面有效走向長571.5m，切眼斜長81.1m，圈定儲量25.8萬t。同組煤層測得的原始瓦斯含量最大為14.3083m3/t；推算煤層的原始瓦斯壓力2.0MPa。

2 工作面順槽掘進期間瓦斯治理

2.1 掘進期間消突措施

工作面掘進期間，風(fēng)巷采用沿空掘巷技術(shù)，按非突出危險工作面執(zhí)行區(qū)域驗證（5m驗證1次），驗證不超標(biāo)組織掘進。驗證超標(biāo)后執(zhí)行局部防突措施，措施設(shè)計為：孔徑為Ф89mm，鉆孔總數(shù)21個，三排呈扇形布置，每排7個，控制到巷道下幫輪廓線外15m以上。鉆孔深度20m (垂直方向有效孔深)，并保留不少于10m的超前距。措施執(zhí)行完畢后進行效果檢驗，檢驗不超標(biāo)后組織進尺，每次校檢允許進尺4m，每循環(huán)進行3次校檢，總進尺不超過10m。

機巷施工期間，迎頭采用60m條帶預(yù)抽鉆孔作為機巷加強防突措施，采用殘余瓦斯含量進行區(qū)域措施效果檢驗。機巷掘進期間在風(fēng)巷順層鉆孔的掩護下又執(zhí)行了60m條帶鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施。機巷區(qū)域防突措施為：在風(fēng)巷下幫施工孔深100m順層預(yù)抽鉆孔，控制工作面整個回采區(qū)域及機巷下幫15m以上，控制整個回采區(qū)域的同時掩護機巷掘進。機巷掘進時，在機巷迎頭走向方向施工條帶預(yù)抽鉆孔，孔徑Ф75mm，孔深60m。在巷道迎頭向煤層施工三排鉆孔，共60個，終孔位置控制到巷道兩幫輪廓線外15m以上。每循環(huán)保留20m超前距。

圖1 本煤層鉆孔布置平面示意圖

圖2 本煤層鉆孔布置斷面示意圖

效檢指標(biāo)采用殘余瓦斯含量，臨界值為8m3/t，效檢孔深為60m，孔徑75mm。效檢鉆孔順煤層施工三個鉆孔。效檢不超標(biāo)，執(zhí)行迎頭卸壓抽放鉆孔防突措施，孔徑Ф89mm，三排呈扇形布置，鉆孔共39個，鉆孔控制到幫外9m以上，孔深20m。每循環(huán)保留不少于10m的超前距。

驗證指標(biāo)為鉆孔瓦斯涌出初速度（q值），該指標(biāo)的臨界值為3.2L/min；鉆屑量指標(biāo)（s值），該指標(biāo)臨界值定為4.8kg/m。預(yù)測孔深8m，孔徑42mm。驗證孔3個，孔深8m，孔徑42mm，兩幫效檢孔終孔控制到兩幫輪廓線外各3m，效檢指標(biāo)為鉆孔瓦斯涌出初速度（q）和鉆屑量（s）值，臨界值分別為3.2L/min和 4.8kg/m。循環(huán)進行三次驗證，效檢允許進尺4m，效檢進尺不得超過10m。

如驗證指標(biāo)超標(biāo)執(zhí)行排放鉆孔工作面防突措施，鉆孔孔徑Ф89mm，三排，共60個，每排20個呈扇形布置，有效孔深20m。鉆孔控制到巷道輪廓線外15m以上。效檢有效后，組織下一工序作業(yè)，效檢無效后重新進行局部措施。

2.2 綜合防突措施

采取順層鉆孔預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯措施與順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶瓦斯措施相結(jié)合，并用順層鉆孔預(yù)抽回采區(qū)域煤層瓦斯措施作補充的綜合區(qū)域瓦斯治理措施，即在風(fēng)巷下幫施工孔深100m順層預(yù)抽鉆孔，控制工作面整個回采區(qū)域及機巷預(yù)定位置下幫15m范圍內(nèi)區(qū)域，控制整個回采區(qū)域的同時掩護機巷掘進，機巷掘進時，在機巷迎頭補充施工60m順層條帶預(yù)抽鉆孔，機巷掘出后，在機巷上幫補充施工孔深75m順層預(yù)抽鉆孔，確保施工鉆孔覆蓋整個工作面。

風(fēng)巷每隔20～30m施工一個順層鉆孔進行水力壓裂增透，壓裂孔孔徑120mm，孔深80～100m，設(shè)計壓裂孔23個。風(fēng)巷順層預(yù)抽鉆孔設(shè)計孔徑為120mm，孔間距2～3m，孔長100m。開孔位置距巷道底板向上1.0～1.5m，垂直煤壁施工，傾角-9°～-12°，相鄰鉆孔交替控制戊9和戊10煤層，治理走向長度為680m。切眼超前卸壓鉆孔設(shè)計孔徑89mm，孔間距為2～3m，孔長65m，開孔距巷道底板往上1.3～1.5m，垂直于工作面回采方向煤壁。機巷補充施工順層預(yù)抽鉆孔，設(shè)計孔徑為89mm，孔間距1.5～2m，設(shè)計孔深75m。

2.3 區(qū)域措施效果檢驗

采用預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施時，應(yīng)當(dāng)以預(yù)抽區(qū)域的煤層殘余瓦斯壓力或殘余瓦斯含量為主要指標(biāo)或其他經(jīng)試驗證實有效的指標(biāo)和方法進行措施效果檢驗。在工作面機巷自停采線向里至切眼，每間隔不大于50m施工一個殘余瓦斯含量檢驗測試鉆孔，直接測定煤層殘余瓦斯含量值。當(dāng)所有的效檢測試點測得煤層殘余瓦斯含量均小于6m3/t時，該工作面預(yù)抽區(qū)域判定為無突出危險區(qū)，大于6m3/t時，該效檢測點周圍半徑100m范圍內(nèi)的預(yù)抽區(qū)域判定為措施無效，所在區(qū)域煤層仍屬突出危險區(qū)域。必須加強瓦斯抽放或施工加密抽放鉆孔等措施，直至效果檢驗為無突出危險區(qū)域為止。

3 工作面回采前區(qū)域瓦斯治理情況

經(jīng)測定21210工作面切眼至設(shè)計停采線區(qū)域所測定的12個煤層殘存含量中，在停采線附近有1個出現(xiàn)了超標(biāo)現(xiàn)象，最大值為9.11m3/t。針對機巷1號效檢孔的超標(biāo)點以及3號效檢孔的異常現(xiàn)象，根據(jù)超標(biāo)點的鉆孔抽放時間及鉆孔施工情況，在此區(qū)域采取了補打預(yù)抽鉆孔并增加抽采時間的措施。即在停采線以里機巷范圍內(nèi)每4m施工一個順層鉆孔進行補打，并對停采線以里240m超標(biāo)點和異常點區(qū)域補打鉆孔59個，機巷共計補打鉆孔129個。在第一次效檢超標(biāo)點和異常點100m范圍內(nèi)進行了二次效果檢驗，自停采線以外10m至機巷2118點間230m范圍共布置二次效檢點6個，效檢最大值為 3.7318m3/t。

4 工作面回采期間防突

4.1 回采期間消突

先進行區(qū)域驗證措施，驗證孔采用q值、s值，臨界值3.2L/min、4.8kg/m，孔徑42mm，孔深9m。鉆孔除風(fēng)巷以下7架（10.5m）、機巷以上7架的區(qū)域不布置鉆孔外，采面每間隔7架在煤層中間位置施工兩個垂直采排方向的驗證鉆孔，一個控制戊9煤層，一個控制戊10煤層。戊9煤層驗證鉆孔必須保證穿戊9煤層不少于4m的每次驗證不超標(biāo)，允許進尺5.0m。（驗證超標(biāo)后采取局部防突措施）。驗證不超標(biāo)后進行鉆孔卸壓措施，孔徑89mm，孔深不少于15m，沿煤層傾向順走向施工。采面機巷以上、風(fēng)巷以下各10架（15m）不布置鉆孔外，其他區(qū)域鉆孔每架（1.5m）施工一個，鉆孔沿戊10煤層施工。卸壓鉆孔每循環(huán)保留不少于10m鉆孔超前距。工作面回采期間在機巷或風(fēng)巷預(yù)留一臺深孔鉆機，在工作面前方30～50m處或構(gòu)造帶進行順層鉆孔施工安全回采。

4.2 區(qū)域驗證情況

工作面自開始回采至結(jié)束共進行158次區(qū)域驗證，其中在9月14日中午班進行驗證時測得q值最大值戊10煤層28.82 L/min，戊9煤層22.97 L/min，s值最大值均為3.0kg/m，原因為在風(fēng)巷2115點里10m（回采148m處）揭露一條N50°E傾角36～55°、H3.2m的正斷層與機巷2112點里45m處（回采145m處）揭露的N541°E傾角47°、H2.4m的正斷層為一條斷層，該斷層貫穿機風(fēng)兩巷，受該斷層影響形成小段薄煤帶，煤厚為0.8～1.2m左右。在采取針對性過斷層措施后（加密工作面鉆孔措施）測得q值最大值戊10煤層2.59 L/min，戊9煤層2.23L/min，s值最大值均為3.0kg/m，至9月30日該斷層已安全推過，此后驗證均沒有超過臨界值。

4.3 回采期間工作面瓦斯情況

工作面配風(fēng)量為1510m3/min，工作面開始回采期間瓦斯涌出情況較為平穩(wěn)，風(fēng)巷瓦斯里探頭在0.12～0.58%之間，平均0.38%。風(fēng)巷瓦斯外探頭在0.13～0.67%之間，平均0.36%。平均風(fēng)排瓦斯5.44m3/min。上隅角瓦斯0.26～0.68%，平均0.56%。

5 結(jié)論

（1）突出煤層采用短采長工作面并采用順層抽采鉆孔和條帶預(yù)抽鉆孔可取代頂（底）板預(yù)抽巷掩護機巷的掘進，在對工作面進行區(qū)域措施實施的同時也掩護了巷道的安全掘進。這樣可以節(jié)省大量的時間和人力、物力、財力。

（2）通過實施順層抽采鉆孔區(qū)域措施，只要措施設(shè)計合理，鉆孔到位，抽采達標(biāo)，一樣可以達到安全高效回采效果。

（3）保證安全的前提下減少了礦建工程，有效緩解了工作面接替壓力，實現(xiàn)了高突工作面高產(chǎn)高效，對于高突礦井安全高效回采具有借鑒意義。