張修滿

摘? 要： 瓦斯突出對(duì)于煤礦生產(chǎn)危害巨大，如何防止瓦斯突出是瓦斯突出礦井必須應(yīng)對(duì)的問(wèn)題。文章對(duì)高瓦斯礦井煤巷對(duì)控制煤與瓦斯突出的措施進(jìn)行探討，為礦井有效防治煤與瓦斯突出提供借鑒。

關(guān)鍵詞：煤與瓦斯;突出;防治;措施

引言：國(guó)內(nèi)外煤與瓦斯突出礦井為有效地控制煤與瓦斯突出事故，先后探索應(yīng)用了多種防治措施。近些年來(lái)，煤與瓦斯突出礦井廣泛應(yīng)用“四位一體”綜合防突措施，一定程度上防止了煤與瓦斯突出事故的發(fā)生。但隨著礦井開(kāi)采深度的逐漸加大，煤層瓦斯含量和瓦斯壓力也隨之升高，煤體受地應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力的作用更為明顯，煤與瓦斯突出的防治難度不斷增大，因此，進(jìn)一步探索煤巷掘進(jìn)工作面的防突措施，對(duì)礦井的安全生產(chǎn)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、概況

淮河能源控股集團(tuán)潘二煤礦煤礦是突出礦井，某工作面屬于礦井“三帶劃分”中的突出危險(xiǎn)區(qū)，所采煤層屬于“三軟”不穩(wěn)定煤層，煤層瓦斯含量大，透氣性差，工作面形成之后，施工抽采巷期間瓦斯含量高、壓力大，有時(shí)出現(xiàn)噴孔、夾鉆現(xiàn)象，且正常掘進(jìn)期間瓦斯?jié)舛冉?jīng)常處于臨界值狀態(tài)，嚴(yán)重制約了抽采巷施工進(jìn)度和接替計(jì)劃，影響了正常生產(chǎn)。根據(jù)實(shí)際情況，為此，我們采取一定的措施大大降低了掘進(jìn)期間的瓦斯涌出量和瓦斯壓力，保證了掘進(jìn)巷道按期按量的完成。

該煤層巷道斷面形式為U形，巷道高度為4m，沿底掘進(jìn)。為提高穩(wěn)定性，采用預(yù)緊力高強(qiáng)度低松弛錨索，錨索長(zhǎng)度為6.3m，直徑20mm。為實(shí)現(xiàn)高預(yù)緊力，錨索托盤(pán)采用規(guī)格為400mm×400mm×16mm大托盤(pán)。金屬網(wǎng)片采用10號(hào)鉛絲加工編制的經(jīng)緯網(wǎng)，網(wǎng)孔為100mm×100mm。梯子梁選用直徑為12mm圓鋼加工而成。煤巷幫部采用Φ20mm×2200mm的等強(qiáng)樹(shù)脂錨桿，錨桿的錨固力不小于30kN，扭矩不小于70N·m，煤巷頂部采用Φ20mm×2400mm的等強(qiáng)樹(shù)脂錨桿，錨桿錨固力不小于100，扭矩不小于80N·m。幫部和頂部錨桿的間排距均為800mm×800mm，托盤(pán)采用150mm×150mm×10mm的鋼板。

二、煤與瓦斯突出防治措施

為實(shí)現(xiàn)高瓦斯礦井煤層巷道的安全快速掘進(jìn)，有效的防突措施有以下幾種。

1.區(qū)域性防突

區(qū)域性防突措施主要有開(kāi)采保護(hù)層和預(yù)抽煤層瓦斯等。但迄今為止，開(kāi)采保護(hù)層是防治煤與瓦斯突出最有效的區(qū)域性防突措施。保護(hù)層開(kāi)采，也叫解放層開(kāi)采，主要是通過(guò)開(kāi)采與突出煤層鄰近而又無(wú)突出危險(xiǎn)的煤層，大幅降低突出煤層的瓦斯壓力和瓦斯含量，提高煤層的透氣性，使大量高壓瓦斯得到釋放，從而消除突出煤層的突出危險(xiǎn)。近年來(lái)，瓦斯抽放技術(shù)得到進(jìn)一步改進(jìn)，特別是瓦斯被作為一種新能源進(jìn)行開(kāi)發(fā)和利用，使預(yù)抽煤層瓦斯措施得到了快速發(fā)展。

2. 巷旁鉆場(chǎng)超前抽放

巷道掘進(jìn)過(guò)程中，在巷道兩幫每隔50m施工一組鉆場(chǎng)，鉆場(chǎng)深5m，傾角75°，且兩幫交替布置，采用錨網(wǎng)支護(hù)。每個(gè)鉆場(chǎng)布置12個(gè)鉆孔，孔深60m，孔徑不小于79mm。值得注意的是，如果鉆孔位于巷道卸壓區(qū)，那么抽放效果很不明顯，為了充分利用鉆場(chǎng)，控制靠近巷幫的鉆孔離巷道輪廓線1.5m以上。

3.布置卸壓孔

巷道每向前掘進(jìn)30m，在迎頭向煤體正前方沿著巷道方向施工9個(gè)卸壓鉆孔，孔徑不小于89mm，深度控制在50m以上，保證卸壓孔超前距在不少于30m。這樣不僅可以對(duì)工作面前方的瓦斯進(jìn)行卸壓釋放，而且可以探測(cè)掘進(jìn)工作面前方的煤層賦存情況以及水文地質(zhì)條件。

4.水力掏槽技術(shù)

水力掏槽適用于突出煤層，是一項(xiàng)有利于提高掘進(jìn)效率的措施工藝。其基本原理是在采掘工作開(kāi)始前，使用高壓水流直接沖擊突出危險(xiǎn)煤層，直到?jīng)_出直徑較大的孔洞。在掏槽過(guò)程中，煤層會(huì)排放出部分煤炭和大量的瓦斯，從而達(dá)到煤體卸壓、排放瓦斯的效果。該技術(shù)不僅能夠有效防治煤與瓦斯突出，而且安全效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。由于措施實(shí)施時(shí)間較短，增加了掘進(jìn)的作業(yè)時(shí)間，有效地提高巷道掘進(jìn)速度，而且能夠大幅降低掘進(jìn)期間瓦斯超限的次數(shù)，充分證明了水力掏槽技術(shù)措施的有效性和可靠性。

5.淺孔排放

在深孔卸壓和巷旁鉆場(chǎng)抽放的基礎(chǔ)上，巷道掘進(jìn)過(guò)程中在迎頭布置深度為8m的淺孔進(jìn)行瓦斯釋放。淺孔直徑不小于79mm，鉆孔的間排距為800mm×800mm，鉆孔傾角要保證鉆孔超前迎頭5m以上，以確保掘進(jìn)工作面前方煤體內(nèi)的瓦斯得到充分的釋放。

6.高壓注水

中高壓注水措施是利用煤、水、瓦斯三者之間的相互作用關(guān)系，一是防止煤層中吸附瓦斯向游離瓦斯的轉(zhuǎn)換，降低了作業(yè)過(guò)程中瓦斯的涌出量;二是部分卸除采掘工作面前方煤體的應(yīng)力，破壞瓦斯突出的條件。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，該措施具有操作簡(jiǎn)單、安全高效的優(yōu)點(diǎn)，只要在掘進(jìn)工作面提前打好施工鉆孔，裝入煤層注水器后，施工人員便可以遠(yuǎn)離施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離操作。煤層注水后，不僅能起到降塵效果，同時(shí)還可以降低瓦斯放散初速度，有效防治煤與瓦斯突出。

7.鉆墻邊掘邊抽

在對(duì)煤巷進(jìn)行掘進(jìn)時(shí)，涌出的瓦斯主要來(lái)源于煤壁，而該技術(shù)主要是在卸壓帶內(nèi)布置抽采的鉆孔，將其形狀設(shè)置成扇形，進(jìn)而將涌出的瓦斯阻隔，該屏障被成為鉆墻。與此同時(shí)，使用瓦斯抽采系統(tǒng)將鉆墻阻擋的瓦斯抽出，以此來(lái)達(dá)到減少瓦斯的目的。該技術(shù)目前已經(jīng)應(yīng)用到了我國(guó)的大部分地區(qū)，同時(shí)經(jīng)過(guò)在實(shí)踐過(guò)程中不斷地優(yōu)化，也取得了良好的效果。

三、效果檢驗(yàn)

對(duì)于該巷道，我們依據(jù)實(shí)際情況，分別采用了區(qū)域防突技術(shù)，鉆孔抽放， 鉆墻邊掘邊抽等措施，取得良好的效果。對(duì)煤壁的瓦斯涌出效果進(jìn)行判定時(shí)，可以利用在具體的掘進(jìn)期間，風(fēng)排瓦斯量以及回風(fēng)流瓦斯?jié)舛茸鳛榕袛嗟臉?biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)判。通過(guò)預(yù)測(cè)方案，可以得出在具體的掘進(jìn)過(guò)程中，其回風(fēng)流的瓦斯?jié)舛?.90%，而風(fēng)排瓦斯量的值為0.70-2.05m3/min，平均值的為1.33m3/min，而使用綜合防突技術(shù)對(duì)其進(jìn)行掘進(jìn)，其回風(fēng)流的瓦斯體積達(dá)為0.64%，具體的風(fēng)排瓦斯量為0.45-1.62m3/min，平均值的為1.02m3/min。其相較之前的方案，下降了16%，因此說(shuō)明了使用該技術(shù)進(jìn)行掘進(jìn)，其具體的效果顯著。

四、 結(jié)語(yǔ)

如何提高高瓦斯礦井煤層巷道掘進(jìn)工作中瓦斯管理水平一直是煤炭行業(yè)大力研究的問(wèn)題。為確保高瓦斯礦井煤巷掘進(jìn)過(guò)程的安全、高效，必須從依據(jù)具體情況，采取適宜的措施進(jìn)行綜合治理。實(shí)踐表明，只要防突措施設(shè)置合理，不僅可以確保煤層巷道的掘進(jìn)速度，而且可以大大改善掘進(jìn)工作面的工作環(huán)境，收獲良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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