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南山煤礦石門揭煤防突技術的應用

文檔作者：劉洋文檔來源：龍煤集團鶴崗分公司		點擊數(shù)： 61 1	更新時間： 2022年08月31日
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江西煤炭科技
JIANGXI COAL．SCIENCE &amp;amp; TECHNOLOGY
2010年第4期
NO．4 2010
南山煤礦石門揭煤防突技術的應用
劉 洋
(龍煤集團鶴崗分公司安監(jiān)局，黑龍江鶴崗154100)
摘要：突出礦井石門揭煤，突出強度大、波及范圍廣，往往給礦井帶來巨大災害。本文根據(jù)瓦斯賦存規(guī)律及突出特點提出
“四位一體”揭煤防突方案，實施效果十分顯著，實現(xiàn)安全迅速地揭開煤層。
關鍵詞：突出礦井；石門揭煤；“四位一體”揭煤防突
中圖分類號：TD713 ．3 文獻標識碼：B 文章編號：1OO6—2572(2010)04-0015-02
Application of Outburst Prevention Technology when Uncovering Coal in Crosscut in Nanshan Colliery
Liu Yang
(Safety Supervision Bureau of Hegang Branch，Longmay Mimng Group Co．，
Ltd，Hegang，Heilongjiang，154100)
Abstract：Aiming at the characteristics of large outburst intensity and wide affected area when uncovering coal in
crosscut in outburst colliery。the author gives the”Four in One”coal— burst— prevention scheme according to
gas occurrence law and outburst features，which has a remarkable effect on coal burst prevention tO realize safe
and rapid coa1 seam uncovering．
Keywords：outburst colliery；uncovering coal in crosscut；”Four in One”coal burst prevention
0 引言
石門揭煤突出是指在爆破作業(yè)揭開煤層的瞬間，由于
表層突然破碎，煤體應力狀態(tài)和瓦斯賦存狀態(tài)突然改變，
富含瓦斯的煤層在瓦斯壓力和地應力的作用下，急劇向巷
道空間拋出大量煤巖和瓦斯，從而造成突出。石門揭煤突
出強度大，波及范圍廣，造成的破壞嚴重，甚至能給礦井帶
來毀滅性的災難。由于石門揭煤施工的特殊性，揭穿突出
煤層的全過程都存在危險，并可能出現(xiàn)延期突出、連續(xù)突
出和自行揭開突出。另外，新采區(qū)的準備巷道又不能避免
石門揭煤，因此能安全快速地揭開煤層，對保障突出礦井
的安全生產(chǎn)具有十分重要的意義。
近年來，國內(nèi)外曾采用水力化措施、深孔松動爆破、打
抽放鉆孔、向煤層中壓注固化液等行之有效的措施和方
法，最終達到消除煤與瓦斯突出的目的。針對我們南山礦
瓦斯賦存規(guī)律及突出特點，與煤炭科學研究總院撫順分院
展開項目研究分析，確定出南山礦首次按“四位一體”揭煤
防突方案，實施效果十分顯著。
1 概況
南山礦1983年7月第一次發(fā)生煤與瓦斯突出之后被
鑒定為煤與瓦斯突出礦井，絕對瓦斯涌出量為79．56 m。／
min，相對瓦斯涌出量為12．78 m。／t。
揭煤地點為南翼15 層一分段人風反上，掘進10 m后
以傾角25。起坡向15 煤層頂板掘進，然后沿煤層頂板掘
頂分層煤巷。該巷道還有25 m揭露15 煤層。
該區(qū)煤層整體上為短軸向斜構(gòu)造，煤層傾角8?！?5。，
該上山所穿15 煤層屬于特厚煤層，沉積較穩(wěn)定，煤層厚
度6 m～15 m，頂?shù)装寰鶠榛疑毶皫r，無斷層影響。經(jīng)過
4個月的瓦斯排放，抽放總量為114376 ma。
2 “四位一體”綜合防治
2．1 突出危險性預測
為保證該區(qū)域揭煤防突的安全性，采用綜合指標法和
鉆屑瓦斯解吸指標法來預測工作面的突出危險性。
1)綜合指標法突出危險性預測
在15 煤層一分段機道鉆場采取煤樣，由煤科總院撫
順分院瓦斯實驗室測定該區(qū)域煤的瓦斯放散初速度指標
△P及煤堅固性系數(shù)f值，采用綜合指標D、K值對該區(qū)域
的突出危險性進行預測。
綜合指標D、K較全面地考慮了影響突出的三個主要
因素，即地應力、瓦斯和煤的物理力學性質(zhì)，它們是判定煤
層區(qū)域突出危險性的重要指標。
D、K值按下式計算：
D一(O．0075H／f一3)(p- 0．74)
K=△P／f
· 】5 ·
式中：D一突出危險性預測綜合指標之一；
K一突出危險性預測綜合指標之二；
H一煤層埋藏深度，該區(qū)域地面標高+312 m，取樣地
點標高一215 m，埋深取527 m；
Ap一瓦斯放散初速度，實驗室測定結(jié)果△P=7；
f一煤的堅固性系數(shù)，實驗室測定結(jié)果f=0．58；
P一煤層原始瓦斯壓力，在2 鉆場實測的結(jié)果P一0．
82M Pa。
15 煤層突出危險性預測綜合指標計算結(jié)果為：D=
一0．61，K=12．O7。所測綜合指標D、K值沒有同時超過
的臨界值D：0．25、K一15，預測結(jié)果該區(qū)域為無突出危險
區(qū)，由于該實驗所取煤樣為人風上山揭煤區(qū)域，因而該揭
煤工作面為無突出危險工作面。
2)前探鉆孔布置及鉆屑瓦斯解吸指標法預測
(1)距15 煤層法距10m 時，至少打兩個穿透煤層全
厚且進入頂板不小于0．5m 的前探鉆孔。
(2)施工前探鉆孔見煤時，每打2m鉆孔采取煤樣測定
一次鉆屑瓦斯解吸指標／kh ，當△hzmax<(160Pa(濕煤樣)
時，預測工作面無突出危險，則可掘進到距15 煤層底板
法距2 m時，再進行效果檢驗。
3)瓦斯壓力測定
原在2 抽放鉆場打孔安裝壓力表進行了瓦斯壓力測
定，測定該區(qū)域煤層的瓦斯壓力為0．82MPa?，F(xiàn)已經(jīng)過鉆
場底板抽放瓦斯鉆孑L抽放瓦斯，揭煤前由抽放區(qū)重新測定
瓦斯壓力值為0．55MPa(小于0．74MPa)。
2．2 局部防突措施
1)己采取的瓦斯抽放防突措施
在南翼15 層一分段機道巷幫布置兩個抽放鉆場，l
鉆場打鉆孔22個，鉆孔傾角為15?！?2O。，孔深33 m～72
m；2 鉆場打鉆孔24個，鉆孔傾角為l5?！?5。，孔深52 m
～ 72 m。瓦斯抽放量：1 鉆場約為85000 m。，2 鉆場約為
29376 m。。共計瓦斯抽放量：114376 m。。根據(jù)測定結(jié)果，
如預測指標超過規(guī)定，當掘進到距15 煤層法距5 rn時，采
取補充防突措施。
2)補充防突措施
補充防突措施為巷幫鉆場抽放揭煤控制范圍內(nèi)的瓦
斯。在巷道兩幫施工兩個抽放鉆場，鉆場規(guī)格為4．5 ITlX
3．5 mX 2．4 m，每個鉆場設計布置9個抽放鉆孔，共布置
18個抽放卸壓鉆孔，鉆孔孔徑為75 mm，孔深3O m～50 ITI
之間，鉆孔控制到巷道輪廓線外4m。
2．3 措施效果檢驗
1)入風反上距煤層法距2m時，掘進工作面迎頭頂板
兩側(cè)施工2個直徑e942 mm鉆孔，見煤后使用麻花鉆桿施
工，測定鉆屑瓦斯解吸指標△h 、鉆孔瓦斯涌出初速度q和
鉆屑量S。鉆孔見煤后從第2 m煤孔開始，每2 m測定一
次△h 和q值，及2 m、4 rfl和6 m處取煤樣測定△hz，并
在2 m、4 m和6 m處分次迅速退出鉆桿，插入JN一2型膠
· 】6 ·
囊封孑L器留0．5m 深測量室進行封孔，在2 min內(nèi)測定完
鉆孔的鉆瓦斯涌出初速度q，共3次；每打1 m鉆孔接鉆屑
測定鉆屑量指標S1次，共5個。
測定儀器：使用MD一2型鉆屑瓦斯解吸儀測定△h 、
ZLD一2型多級流量計配合JN一2型膠囊封孔器測定q
值，彈簧秤測定鉆屑量S。
2)當△h2max~2OOPa、S< 6kg／m和q? <4．5L／rain
值時，防突措施效果檢驗為無突出危險，采取遠距離放炮
揭穿煤層。
2．4 安全防護措施
1)揭煤時采用獨立通風系統(tǒng)，分別設置三道反向風
門。
2)設置壓風自救裝置，且每人供風量應不得小于0．1
m。／min。
3)為降低突出強度，在工作面采用金屬擋攔，在距場
子1O m～15 m內(nèi)設置，共兩個為一組，間距6～8m。
4)揭煤放炮前，將回風流中所有電源切斷。
5)采用長距離全斷面一次起爆揭開煤層。
6)由救護隊在放炮地點待機，炮響30 min后方可進
人工作面察看瓦斯?jié)舛燃爸ёo狀況。
3 石門揭煤過程
我們根據(jù)上述南山煤礦盆底區(qū)南翼七層一分段入風
反上預測預報結(jié)果，探煤鉆孔布置在巷幫鉆場，測定5次
鉆屑瓦斯解吸指標△h：，△h：max為120Pa(濕煤樣)，預測
工作面無突出危險。按規(guī)定采取安全防護措施進行入風
上山石門揭煤。工作面繼續(xù)施工，在入風反上距煤層法距
2 m時，掘進工作面迎頭頂板施工1個直徑e942 1Tim鉆孔，
見煤后使用麻花鉆桿施工，測定鉆屑瓦斯解吸指標△h：、
鉆孔瓦斯涌出初速度q和鉆屑量S。措施效果檢驗測定結(jié)
果△h2? =160Pa、Srflax 2．3 kg／m 和q 一3．2 L／min。
說明沒有突出危險性。最后工作面按照安全防護措施安
全、迅速地揭開了15 煤層。
4 結(jié)語
依據(jù)該機道首次揭煤結(jié)果分析，是超前進行了瓦斯抽
放，使機道揭煤時，成為無突出危險工作面，揭煤工作得到
順利進行，因此，瓦斯抽放是煤礦治理瓦斯的根本。通過
突出危險性區(qū)域預測，科學地掌握了該區(qū)的突出危險性綜
合指標，為防突工作起到了指導作用，減少了盲目性。采
取了針對性的局部防突工作和安全防護措施，為揭煤成功
提供了有力保障。此次揭煤工作在安全、進度、經(jīng)濟方面
都取得了良好效果。
作者簡介：劉 洋(1972一)，男，河北安國人，工程師，2007年畢
業(yè)于黑龍江科技學院，現(xiàn)從事煤礦安全監(jiān)察工作。
收稿日期：2O1O—o9—18 編輯：葉忠群

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