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高突礦井石門揭煤防控體系

文檔作者：李玉乾文檔來源：新汶礦業(yè)集團(tuán)通風(fēng)安全研究中心		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2022年08月31日
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煤礦現(xiàn)代化 2012年第5期 總第1 10期
高突礦井石門揭煤防控體系
李玉乾
(新汶礦業(yè)集團(tuán)通風(fēng)安全研究中心，山東新泰271219)
摘要石門揭穿含高聚能瓦斯煤體應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行多排鉆孔排放瓦斯、預(yù)先抽放瓦斯、揭
煤時強(qiáng)化支護(hù)、安全防護(hù)措施等綜合防控體系，才能保證礦井在高瓦斯區(qū)域的作業(yè)安全。
關(guān)鍵詞 高突；石門；防控
中圖分類號：TD713 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1009—0797(2012)05—0040—03
貴州省處于中國川南黔北黔西高瓦斯區(qū)，近年
來連續(xù)發(fā)生重特大瓦斯事故，給國家和人民生命財
產(chǎn)帶來了巨大的危害，引起了國家領(lǐng)導(dǎo)人和國務(wù)院
的高度重視。各級政府和企業(yè)均意識到“瓦斯不治、
礦無寧日”，因此瓦斯是礦井建設(shè)和安全生產(chǎn)的最
大隱患，其中石門揭煤是局部防突措施的重中之中。
1 局部防突措施的防突原理
石門揭煤防突措施是隨工作面的推進(jìn)所采取的
消除和降低附近工作面一定范圍內(nèi)突出危險性的措
施。其原理是通過卸壓和排放瓦斯(即消除和減小發(fā)
生突出的動力)或加固煤體(增加抵抗突出的能力)
來達(dá)到防突的目的(如圖1所示)。
圖1 局部防突措施的防突原理圖
按措施的作用原理分為卸壓排放瓦斯(松動爆
破、預(yù)裂爆破、超前鉆孔、鉆孔抽放瓦斯等措施)與固
煤體(金屬骨架、前探支架等措施)兩種類型。
2 多排鉆孑L排放瓦斯措施
石門揭穿突出煤層時常采用震動爆破、水力沖
孔、水力沖刷、金屬骨架、多排鉆孔排放瓦斯等措施。
其中多排鉆孑L排放瓦斯是常用的措施。
多排鉆孔排放瓦斯措施是在石門輪廓線外一定
范圍內(nèi)的煤層中，打若干排f或圈)排放瓦斯鉆孔，使
排放瓦斯鉆孔網(wǎng)(密集孔)在預(yù)定的時間內(nèi)盡可能地
排出或抽出煤體中的瓦斯，以降低突出煤層中的瓦
斯含量(如圖2)。
多排鉆孔排放瓦斯，核心技術(shù)在于排放鉆孔的
施工。對于排放鉆孔施工，鉆孔的布置是考查的核心
內(nèi)容。孔間距可根據(jù)煤層透氣性和允許的排放時間
圖2 多排鉆子L排放瓦斯技術(shù)流程圖
確定，一般為1～2m。
當(dāng)石門工作面掘至距突出煤層6～7m (垂直距
離)處時，應(yīng)停止掘進(jìn)，并在石門輪廓線外5～7m的范
圍內(nèi)，布置2～3排(圈)直徑為75mm或90mm的扇形
預(yù)排鉆孔網(wǎng)，鉆孔穿透煤層全厚，孔底間距為2m左
右。打孔順序?yàn)橄韧夂髢?nèi)，先上后下。一般先打10～
14個孔后，將鉆機(jī)前移3—6m，再打一排f圈)。根據(jù)煤
層的突出危險程度，必要時再前進(jìn)幾米，再打第 排，
共計打20～40個鉆孔，以便在石門周邊外形成一個
寬度為5 8m左右，經(jīng)卸壓、排放瓦斯后的安全帶。
該帶沿走向?qū)挒?4～16m，沿傾斜長為10—12m。
鉆孔的孔數(shù)也可以根據(jù)石門斷面的大小和石門
處的地質(zhì)構(gòu)造及煤層的突出危險程度而定(根據(jù)打
鉆時鉆孔噴瓦斯、煤粉的情況來判斷煤層的突出危
險程度)。排放瓦斯鉆孔的布置，還可以根據(jù)該煤層
歷次石門突出實(shí)際孔洞的尺寸大小而定。在急傾斜
突出煤層中，煤的自重因素影響很大，突出危險主要
來自巷道的上部或中部；在緩傾斜煤層中，突出危險
不僅來自巷道的上部(前方)，巷道兩側(cè)和底部也會發(fā)
生突出?？傊?，應(yīng)根據(jù)各礦煤層的實(shí)際情況，適當(dāng)調(diào)
整布孑L方式，同時在施工中孔深要到位，石門周圍鉆
孔內(nèi)的鉆孔問距要均勻。
打鉆過程中遇到鉆孔噴孔，就應(yīng)以誘導(dǎo)的方式
進(jìn)行誘導(dǎo)噴孔，以擴(kuò)大鉆孔的影響范圍，此時，應(yīng)減
少鉆孔孔數(shù)。如不噴孔的則仍按原設(shè)計進(jìn)行布孔。
3 預(yù)先抽放瓦斯
3．1 預(yù)先抽放瓦斯工藝
預(yù)先抽放瓦斯施工較簡便、控制范圍大，并具有
· 40 ·
煤礦現(xiàn)代化 2012年第5期 總第1 10期
較好的防突效果，實(shí)施措施時巖層厚度應(yīng)不小于
3m，其核心技術(shù)是對預(yù)抽鉆孑L的施工。在石門輪廓
線外一定范圍內(nèi)的煤層中，打若干排(或圈)抽放瓦斯
鉆孔，鉆孔封堵必須嚴(yán)密，封孔深度應(yīng)不小于3m。然
后對抽放鉆孔進(jìn)行封孔，并使鉆孔與瓦斯抽放管道
系統(tǒng)相連接。機(jī)械真空泵(或礦井的抽放系統(tǒng))所造成
的鉆孔孔口抽放負(fù)壓不應(yīng)小于13kPa，并應(yīng)使波動
范圍盡可能的降低，其工藝流程如圖3示。
采用抽放方法抽放煤層瓦斯的效率要比自然排
放方法排出煤層中的瓦斯效率大為提高，因而揭開
(穿)突出煤層的時間大為縮短，由過去采取自然排放
措施的1 2年時間縮短到7．5個月(使用抽放瓦斯
措施后)，顯著提高了石門揭開(穿)突出煤層的進(jìn)度。
圖3 預(yù)先抽放瓦斯工藝流程圖
3．2 預(yù)先抽放瓦技術(shù)參數(shù)
(1)煤層透氣性較好，礦井有抽放設(shè)備或系統(tǒng)，
并有足夠的抽放時間(一般不應(yīng)小于3個月)；
(2)抽放鉆孔孔底應(yīng)布置到石門輪廓線外3～
5m的煤層內(nèi)；
(3)抽放鉆孑L優(yōu)先選用孔徑75～lOOmm；鉆孔
孔底間距一般為2～3m；
(4)抽放有效影響半徑一般采用1～1．5m；
(5)石門揭開f穿)突出煤層前必須用工作面預(yù)測
方法，對措施效果進(jìn)行檢驗(yàn)，或用預(yù)抽率判斷煤層預(yù)
抽效果。只有措施效果檢驗(yàn)達(dá)標(biāo)及瓦斯壓力小于
0．74MPa后，方能用安全措施揭開突出煤層。
4 揭煤時技術(shù)方案
4．1 工作面揭煤期間加強(qiáng)支護(hù)措施
現(xiàn)場必須備好各種備用支護(hù)材料(鋼帶、錨索、
40mm×3000mm長超前管棚相關(guān)材料)。
揭煤期間，采用放小炮施工，多打眼、少裝藥，每
循環(huán)進(jìn)尺控制在1．6m(頂板破碎時循環(huán)進(jìn)尺控制在
1．2m)，過煤段采取超前管棚、鋼筋網(wǎng)加錨索、噴漿等
加強(qiáng)支護(hù)措施。
在掘進(jìn)過程中，巖柱小于1．5m時，施工雙排錨
索，錨索問排距為1．6 x 2．4m(可根據(jù)情況加密)。巖
柱為lm時，開始施工超前管棚和鋼帶，管棚規(guī)格
為：040 x 3000mm，每一炮施工一排管棚，管棚尾部
固在鋼帶上，管棚支護(hù)穿過煤層并進(jìn)入頂板不小于
0．5m。過煤段噴漿進(jìn)行封閉，噴厚50mm，進(jìn)入煤層
· 41·
后沿煤層頂板掘進(jìn)，若頂板巖石破碎，可根據(jù)情況繼
續(xù)施工錨索或鋼帶。管棚間距控制在200mm左右，
角度與巷道頂板夾角為5。。
施工過程中必須確保錨網(wǎng)施工質(zhì)量，施工單位
要對該施工段的錨桿、錨索拉拔力進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不
合格必須補(bǔ)打。必須按要求使用好前探梁，接好頂。
前探梁上要用鋼筋網(wǎng)、背板、及木剎接實(shí)頂板，若遇
到巖性較差、頂板破碎、壓力增大時，應(yīng)密背板，吊環(huán)
必須上實(shí)上牢上滿絲，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。嚴(yán)格堅持“五
前二后”(即：打眼前、打錨桿前、噴漿前、裝藥前、交
接班前，交接班后、放炮后)的敲幫問頂制度。此項工
作必須由一名有經(jīng)驗(yàn)的老工人或班長帶領(lǐng)，兩人進(jìn)
行，一人觀察，一人找頂，而且由外向里逐段進(jìn)行。
為防止冒頂事故，每一茬炮后，必須及時臨時支
護(hù)，臨時支護(hù)采用錨網(wǎng)配合前探梁。
嚴(yán)禁用支護(hù)錨桿作為耙裝機(jī)回頭輪的吊點(diǎn)，吊
耙裝機(jī)回頭輪時，要補(bǔ)打錨桿進(jìn)行吊掛。施工錨索
時，要及時的對錨索進(jìn)行預(yù)緊，防止錨索松動達(dá)不到
設(shè)計預(yù)緊力。
4．2 遠(yuǎn)距離爆破
通防部門必須將井下所有能直接進(jìn)入石門揭煤
受影響區(qū)域附近進(jìn)行加固并揭示“禁止入內(nèi)” 的警
標(biāo)，并每天檢查一次，發(fā)現(xiàn)損壞要及時修復(fù)，嚴(yán)禁人
員在揭煤期間進(jìn)入此區(qū)域。凡下井人員必須每人佩
戴隔離式自救器并能熟練掌握使用方法。
如打眼時有噴孔現(xiàn)象或發(fā)現(xiàn)有突出征兆時必須
立即停電撤人，待采取措施消除隱患、瓦斯?jié)舛刃∮?
1％后，班長和瓦檢員檢查無異常時方可進(jìn)入施工。
爆破時所使用煤礦許用毫秒延期電雷管，最后
一段的延期時間不得超過130ms。不同廠家生產(chǎn)的
或不同品種的電雷管，不得摻混使用。每班必須對現(xiàn)
場的電器設(shè)備檢查，杜絕失爆。
放炮前現(xiàn)場放炮員、瓦檢員必須向調(diào)度室匯報，
執(zhí)行放炮雙匯報制度。監(jiān)控室值班人員必須認(rèn)真監(jiān)視
風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況和炮前炮后瓦斯情況，當(dāng)放炮前瓦斯?jié)?
度超過1．0％或風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不正常時，及時匯報調(diào)度室；
未經(jīng)調(diào)度室同意不得放炮，放炮過程中嚴(yán)格執(zhí)行“一
炮三檢”、“三人聯(lián)鎖”、“三保險”放炮制度。
在揭煤遠(yuǎn)距離放炮時，所有不裝藥的眼、孔都要
進(jìn)行充填，充填深度應(yīng)不小于爆破孔深度的1．5倍
(當(dāng)所要充填的眼、孔為俯孔時可用水充填，當(dāng)所要
充填的眼、孔為水平、仰孔時采用炮泥充填)。揭煤放
炮30rain后，現(xiàn)場待機(jī)監(jiān)護(hù)的救護(hù)隊員方可利用調(diào)
度電話向調(diào)度室詢問瓦斯傳感器情況，只有在石門
揭煤區(qū)域附近的瓦斯降到1．0％以下，且通風(fēng)正常
時，救護(hù)隊員方能佩帶氧氣呼吸器進(jìn)入偵察，并及時
煤礦現(xiàn)代化 2012年第5期 總第1 10
橫河煤礦煤層自燃發(fā)火因素分析及防治措施
吳博，鞏振榮
(宏河礦業(yè)集團(tuán)橫河煤礦，山東濟(jì)寧273500)
摘要本文結(jié)合橫河煤礦的實(shí)際情況，依據(jù)煤炭自然發(fā)火機(jī)理，總結(jié)了該礦井的自燃
發(fā)火規(guī)律，對不同區(qū)域煤層自燃發(fā)火的因素進(jìn)行了分析，然后，采取針對性技術(shù)措施進(jìn)行防
治，保證礦井無自燃隱患。
關(guān)鍵詞橫河煤礦；煤層；自燃發(fā)火防治；技術(shù)措施
中圖分類號：TD75~．2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1009—0797(2012)05—0042—03
1 煤層自燃發(fā)火機(jī)理及危害防治
1．1 煤層自燃發(fā)火機(jī)理
煤炭自燃發(fā)火的過程實(shí)質(zhì)就是煤炭氧化放熱和
周圍介質(zhì)散熱這對矛盾運(yùn)動發(fā)展的過程。煤體氧化
生熱大于周圍介質(zhì)散熱的時候，熱量得以積聚，煤溫
就能不斷升高，煤體氧化生熱與周圍介質(zhì)散熱強(qiáng)度
相同時，氧化帶就會停滯在一定溫度下的暫時動平
衡狀態(tài)，當(dāng)外界條件改變，其動平衡狀態(tài)被打破，氧
化區(qū)溫度也隨之發(fā)生變化；如果煤體氧化生熱小于
周圍介質(zhì)散熱自燃現(xiàn)象就不會發(fā)生。煤炭之所以能
夠自燃，主要原因是氧化區(qū)氧化生熱長期大于等于
周圍介質(zhì)散熱能力而造成的。
1．2 煤層自燃的危害及防治
煤層火區(qū)形成后，積聚了大量熱能，熄滅火區(qū)即
要控制煤炭繼續(xù)燃燒又要將其中積存的熱能疏散，
這個過程至少需要兩三個月，嚴(yán)重時，可能使工作面
長期封閉，造成礦井接續(xù)緊張，生產(chǎn)秩序紊亂。大量
煤炭資源被燒毀或封閉，熄滅火區(qū)又需要相當(dāng)大的
投資，使財產(chǎn)造到重大損失。更嚴(yán)重的是煤在燃燒過
程中產(chǎn)生大量毒害和燃爆性氣體，有時還能出現(xiàn)明
火，大大提高窒息、中毒、爆炸和再生火災(zāi)等重特大
事故的幾率。煤炭自然發(fā)火嚴(yán)重威脅礦井安全生產(chǎn)，
煤礦必須強(qiáng)化自然發(fā)火防治工作，杜絕自燃現(xiàn)象發(fā)
生。但是，盲目追求加大防火投資，必然造成噸煤成
本增加和不必要的浪費(fèi)，又不利于煤礦經(jīng)濟(jì)效益的
提高。因此，白燃防治工作應(yīng)堅持安全、經(jīng)濟(jì)、效益原
則，做到分析全面、方向明確、投資到位、措施有效。
2 橫河煤礦生產(chǎn)狀況及自燃發(fā)火情況
橫河煤礦為低瓦斯礦井且無高瓦斯區(qū)，中央并
列抽出式通風(fēng)。核定能力0．78Mda。主采煤層為3
將偵察情況匯報調(diào)度室，只有偵察證實(shí)無安全隱患
時，匯報調(diào)度室同意后救護(hù)隊員方可升井。調(diào)度室確
認(rèn)無隱患后通知撤崗，通知井下中央變電所配電工
送動力電，其它人員方能進(jìn)入施工。
5 安全防護(hù)措施
5．1 壓風(fēng)自救系統(tǒng)
在揭煤前必須在石門工作面40m范圍內(nèi)、站崗
警戒地點(diǎn)及操縱放炮地點(diǎn)處安裝壓風(fēng)自救裝置。工
作面4Om范圍內(nèi)的壓風(fēng)自救呼吸袋個數(shù)不得少于
核定人數(shù)，每個站崗警戒崗點(diǎn)及操縱放炮地點(diǎn)安裝
的壓風(fēng)自救呼吸袋不得少于核定人數(shù)。壓風(fēng)自救裝
置的每個呼吸袋的供風(fēng)量不得小于0．1m3／min。必須
保證在使用過程中呼吸袋能罩住避災(zāi)人員的上半
身。并加強(qiáng)維護(hù)，保證其完好及方便使用。
揭煤期間井下壓風(fēng)系統(tǒng)嚴(yán)禁停壓風(fēng)，調(diào)度室必須
在地面壓風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行的狀況下方能同意揭煤放炮。
5．2 防突風(fēng)門
揭煤前通防部門必須對石門揭煤區(qū)域附近的防
突風(fēng)門防逆流裝置進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)不完好的及時進(jìn)
行修復(fù)，嚴(yán)禁風(fēng)門在不完好狀態(tài)下使用。放炮期間，
由各崗點(diǎn)站崗負(fù)責(zé)人檢查一次防突風(fēng)門的防逆流裝
置，并將防逆流擋板關(guān)閉，放炮結(jié)束后方能打開。防
止揭煤期間突出后發(fā)生風(fēng)流逆轉(zhuǎn)擴(kuò)大災(zāi)變范圍。
通防部門在石門揭煤區(qū)域附近的防突風(fēng)門正、
反向風(fēng)門上安裝開停傳感器，每次放炮前必須將正、
反向風(fēng)門關(guān)閉，調(diào)度室只有在監(jiān)控系統(tǒng)上確認(rèn)正、反
向風(fēng)門關(guān)閉的前提下，方能同意揭煤放炮。
作者簡介：
李玉乾，男，1997年畢業(yè)于淮南礦業(yè)學(xué)院礦山通風(fēng)與安
全專業(yè)，本科學(xué)歷?，F(xiàn)任新汶礦業(yè)集團(tuán)公司通風(fēng)安全研究中
心技術(shù)科科長。
(收稿日期：2012—5—15)
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