李 軍

（晉能控股煤業(yè)集團正明煤業(yè)，山西 左權 032600）

1 概況

1.1 工作面概況

上煤組軌回三聯(lián)巷工作面位于井田內(nèi)一采區(qū)，東北部為上煤組集中回風巷，南部、西部均為未采動煤。從上煤組集中軌道巷G26 點前26.6 m 沿方位角244°30′31″開口，以0°坡掘進10 m 后13°上坡掘進70m 后停掘（揭露3# 煤層），以24°30′31″方位沿3#煤掘進117.5 m 后和上煤組集中回風巷貫通。巷道標高902.6 m～915.8 m，巷道斷面為4.2 m寬，3.1 m 高的半圓拱斷面。

上煤組軌回三聯(lián)巷掘進過程中會揭露3#煤層，在揭煤過程中需采取“兩個四位一體”的綜合防突措施。

1.2 地質(zhì)概況

上煤組軌回三聯(lián)巷所掘?qū)游?#煤于山西組中下部,下距山西組底界K7 砂巖8.50 m～23.00 m，上距3 號煤層平均距離13.79 m。煤層厚度為0.00 m～1.30 m，平均為0.78 m。煤層穩(wěn)定,全井田分布廣泛。井田內(nèi)15 個鉆孔均見此煤層，僅T-13 孔尖滅，井田內(nèi)8 個鉆孔煤層厚度達到可采，不含夾矸，煤層結(jié)構為簡單結(jié)構，為穩(wěn)定大部可采煤層。煤層頂板為泥巖、砂巖、炭質(zhì)泥巖，頂板較軟易碎，底板為細、粉砂巖、砂巖、砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖。

3#煤位于山西組中上部，上距2 號煤層5.79 m～11.75 m，一般8.33 m。煤層穩(wěn)定，全井田分布廣泛，井田內(nèi)14 個鉆孔都見此煤層，僅T-9、T-13 孔尖滅，各鉆孔煤層厚度0.00 m～1.40 m，平均厚度0.78 m，井田內(nèi)7 個鉆孔煤層厚度達到可采，不含夾矸，煤層結(jié)構為簡單結(jié)構，為穩(wěn)定大部可采煤層。煤層頂板多為砂質(zhì)泥巖、泥巖，底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖。

1.3 掘進方法和工藝流程

1.3.1 掘進方法

上煤組軌回三聯(lián)巷揭煤期間采用炮掘施工工藝。

1.3.2 工藝流程

打眼→爆破→工作面錨網(wǎng)索支護→出煤矸→運輸→打眼

1.4 煤層瓦斯情況

根據(jù)重慶煤科院對正明煤業(yè)井田內(nèi)《2#、3#、4#煤層煤與瓦斯突出危險性評估報告》，3#煤層埋深大于435.4 m區(qū)域為突出危險區(qū)；埋深小于435.4 m區(qū)域為非突出危險區(qū)；4#煤層在埋深大于565.5 m區(qū)域為突出危險區(qū)；埋深小于565.5 m區(qū)域為非突出危險區(qū)。上煤組軌回三聯(lián)巷掘進范圍內(nèi)最大埋深為336 m，處于無突出危險區(qū)。

2 揭煤防治煤與瓦斯突出的專項設計

2.1 揭煤程序

上煤組軌回三聯(lián)巷掘進至70 m 處揭露3#煤，3#煤層在埋深大于435.4 m區(qū)域為突出危險區(qū)；埋深小于435.4 m區(qū)域為非突出危險區(qū)，揭煤區(qū)域為非突區(qū)域，根據(jù)相關規(guī)定需要執(zhí)行以下的揭煤方案，其防突工藝流程為：

在進入距3#煤最小法線距離10 m（巷道位置18 m）處停止掘進，對3# 煤層進行超前預探，施工2個超前鉆孔，探明前方煤層賦存情況，精確控制煤層層位及產(chǎn)狀，防止誤揭煤層并為揭煤防突措施提供基礎數(shù)據(jù)。另在上煤組集中軌道巷G26 點前72 m處施工3 個取芯孔測定3#煤瓦斯含量、壓力，利用含量壓力測定結(jié)果對所揭3#煤層突出危險性進行區(qū)域預測。若區(qū)域預測為有突出危險，則在距3#煤最小法線距離7 m 處采取區(qū)域防突措施；若區(qū)域預測為無突出危險，則掘進至距3#煤最小法線距離5 m處采取局部綜合防突措施。

距3#煤最小法線距離7 m 處采取區(qū)域防突措施，區(qū)域預抽鉆孔從上煤組軌回三聯(lián)巷迎頭施工穿層鉆孔進行區(qū)域預抽。待預抽不小于20 d 后，進行區(qū)域效果檢驗。效檢合格方可掘進至距煤層最小法線距離5 m 處；若不合格，則繼續(xù)抽采瓦斯，直至效檢合格。

距3#煤層最小法線5 m 時，采用鉆屑瓦斯解析指標法進行局部突出危險性預測（驗證），若預測所揭煤層有突出危險，則采取超前鉆孔排放瓦斯防突措施，進行工作面消突，然后進行局部效果檢驗；若預測無突出危險，在施工中應加強通風、監(jiān)測，采用遠距離放炮揭煤措施，并采用鉆探手段邊探邊掘至距煤層最小法距2 m的位置。

距3#煤層最小法距2 m 時，采用鉆屑瓦斯解析指標法對所揭煤層突出危險性進行最后預測（驗證）。若無突出危險，則采用遠距離放炮等安全防護措施揭露煤層；若有突出危險則采取超前鉆孔排放瓦斯的防突措施進行工作面消突，然后進行局部效果檢驗，直至效檢有效后采取安全防護措施揭開煤層。

2.1.1 前探鉆孔

上煤組軌回三聯(lián)巷在掘進過程中揭露3#煤層，因此在距3#煤層最小法線距離10 m 處時在工作面正前施工2 個前探鉆孔，探明煤層情況及層位關系，防止誤揭煤層。前探鉆孔必須穿透煤層全厚，鉆孔深度及角度可根據(jù)實際情況調(diào)整，確保鉆孔進入頂（底）板不小于0.5 m。

2.1.2 瓦斯含量、壓力測定

為加強防突管理，計劃在上煤組集中軌道巷G26 點前72 m處施工3 個鉆孔測定3#煤層瓦斯含量，并選其中兩個鉆孔進行封孔測定瓦斯壓力。測壓鉆孔封孔采用水泥注漿泵封孔，施工完成后開始測定煤層原始瓦斯壓力，并做記錄。

2.2 防突程序

2.2.1 區(qū)域“四位一體”綜合防突措施

1）區(qū)域突出危險性預測

根據(jù)重慶煤科院對正明煤業(yè)井田內(nèi)《2#、3#、4#煤層煤與瓦斯突出危險性評估報告》，3#煤層埋深大于435.4 m區(qū)域為突出危險區(qū)；埋深小于435.4 m區(qū)域為非突出危險區(qū)；4#煤層在埋深大于565.5 m區(qū)域為突出危險區(qū)；埋深小于565.5 m區(qū)域為非突出危險區(qū)。上煤組軌回三聯(lián)巷掘進范圍內(nèi)最大埋深為336 m，處于無突出危險區(qū)。為加強防突管理，計劃對上煤組軌回三聯(lián)巷進行含量、壓力測定。

2）區(qū)域防突措施

若含量和壓力有一項超過臨界值，則在揭煤區(qū)域采用穿層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯作為區(qū)域防突措施。

在上煤組軌回三聯(lián)巷施工63 個穿層預抽鉆孔，鉆孔間距6 m，直徑94 mm，單孔深8 m～53 m，方位-80°～80°（假設巷道中線為0°，左偏為正，右偏為負），開孔高度1.5 m～3.1 m，預計鉆孔工程量1 900 m。

鉆孔控制范圍：預抽鉆孔控制巷道前方3#煤48 m，巷道兩側(cè)輪廓線外15.85 m。

3）區(qū)域措施效果檢驗

采用直接法測定殘余瓦斯含量進行區(qū)域防突措施效果檢驗。

在上煤組軌皮三聯(lián)巷正前施工穿層鉆孔對上煤組軌回三聯(lián)巷掲煤區(qū)域進行區(qū)域防突措施效果檢驗，共布置4 個檢驗測試點，分別位于巷道中部、巷道輪廓線外的上部及兩側(cè)。若測定殘余瓦斯含量小于臨界值且在鉆孔施工過程中無噴孔、頂鉆等其他異?，F(xiàn)象，措施有效，允許掘進至距離煤層法線距離5 m 處；反之措施無效繼續(xù)區(qū)域抽放，直到效果檢驗有效為止。

4）區(qū)域驗證

第一次區(qū)域驗證：工作面掘進至41 m 時（距3#煤層法距5 m 處），進行區(qū)域驗證，施工3 個鉆孔測定煤的鉆屑瓦斯解吸指標K1 值。

第二次區(qū)域驗證：工作面掘進至54 m 時（距3#煤層法距2 m 處），施工3 個鉆孔測定煤的鉆屑瓦斯解吸指標K1。

測定鉆屑瓦斯解吸指標時，要求在三個鉆孔見煤以后，每1 m 測定一次鉆屑瓦斯解吸指標K1。

為了保證揭煤安全，只有測定的鉆屑瓦斯解吸指標不超過臨界值時，在采取遠距離爆破等安全防護措施的情況下揭露煤層；否則必須執(zhí)行局部綜合防突措施。

2.2.2 局部“四位一體”綜合防突措施

1）工作面突出危險性預測

工作面突出危險性預測與區(qū)域驗證為同一程序。

2）工作面防突措施

1.當工作面預測為突出危險工作面時，必須采取工作面防突措施，在上煤組軌回三聯(lián)巷施工排放鉆孔進行消突，直到措施效果檢驗為無突出危險工作面。

2.鉆孔排放半徑為1 m，鉆孔孔徑為76 mm。

3.鉆孔在控制范圍內(nèi)應均勻布置，在煤層的軟分層中可適當增加鉆孔數(shù)。

4.最佳的鉆孔施工長度（平面掘進方向投影）為10 m，鉆孔排放半徑1 m，排放鉆孔的終孔間距2 m。排放鉆孔控制巷道兩側(cè)輪廓線外5 m，控制工作面前方10 m 范圍。

上煤組軌回三聯(lián)巷迎頭鉆孔布置6 排鉆孔，每排8 個，共布置48 個鉆孔，終孔間距2 m，鉆孔間距0.5 m，鉆孔排距0.3 m。

3）工作面防突措施效果檢驗

當排放鉆孔施工結(jié)束后，待排放8 h 后，在上煤組軌回三聯(lián)巷工作面施工效果檢驗鉆孔，利用鉆屑瓦斯解吸指標法對工作面突出危險性進行效果檢驗。當指標超過臨界值時，必須延長排放時間，直至消除突出危險性。

工作面防突措施效果檢驗鉆孔孔數(shù)為5 個，分別位于預抽區(qū)域的上部、中部、下部和兩側(cè)，工作面防突措施效果檢驗鉆孔從工作面迎頭施工，檢驗鉆孔應布置于所在部位防突措施鉆孔密度相對較小、孔間距相對較大的位置的抽放鉆孔之間，如檢驗結(jié)果的各項指標都在臨界值以下，同時工作面未發(fā)現(xiàn)如鉆孔噴孔、頂鉆等動力現(xiàn)象或突出預兆等異常情況，則措施有效；反之，判定為措施無效，補充工作面防突措施，直至效果檢驗為無突出危險。在施工鉆孔過程中，若遇到噴孔、頂鉆等突出預兆時，必須采取區(qū)域防突措施。

若局部效果檢驗合格后需在采取安全防護措施的條件下采用遠距離爆破揭露煤層。

3 結(jié)語

通過對軌回三聯(lián)巷揭煤防突設計，達到了消突的目的，為以后的工作積累了經(jīng)驗。