煤礦綜掘工作面防突技術措施

　　摘要：山西省陽城縣芹池煤礦在西區313 2工作面掘進過程中，通過采用鉆屑瓦斯解吸法，進行瓦斯突出危險性預測，采取“四位一體”的防突技術，避免瓦斯突出事故的發生，取得了較好的效果，滿足了安全生產的需要，為高瓦斯礦井煤巷掘進積累了經驗。
　　關鍵詞：高瓦斯　綜掘　防突技術
　　中圖分類號：TD82　文獻標識碼：A　文章編號：1672-3791(2012)01(b)-0101-01
　　1　工作面概況
　　西區31323工作面是二采區的第二個掘進工作面，為雙巷掘進，距礦井東北部邊界900m，距3100運輸大巷220m，煤層走向方位角為50°，傾向120°，煤層傾角2°～5°，煤層厚度3.89m。煤層頂板為泥質粉砂巖。該巷道距地面垂深達335m以上。3132掘進工作面巷道(包括正巷和副巷)方向以磁方位角25°從回。風大巷口推進397m，再以磁方位角118°推進110m。兩條巷道均為梯形斷面，錨網支護，掘進斷面9.37m²，采用S150掘進機，巷道沿煤層底板布置。巷道地質構造較為復雜，煤層節理發育又有小的褶曲起伏，造成圍巖和煤層變化較多，頂板較為破碎。預計瓦斯涌出量為8m³／min左右。
　　由于本礦3115回風大巷距中寨大斷層較近，2004年在掘進過程中發生過一次601t的大型突出，根據河南理工大學瓦斯地質研究所提供的瓦斯地質圖，3132掘進工作面處于突出危險區，所以該工作面按突出危險區進行管理，正巷和副巷掘進過程中均執行“四位一體”的綜合防突措施。
　　2　工作面突出危險性預測
　　2.1　預測鉆孔布置
　　在掘進工作面布置三個預測鉆孔，鉆孔要求盡量布置在軟分層中，如果沒有軟分層則布置在巷道中部，一個鉆孔位于巷道中線并平行于掘進方向，其它鉆孔開孔于距巷幫0.5m處，終孔點位于巷道輪廓外2m～4m，孔深8m～10m，孔徑φ42mm，鉆孔在巷道掘進方向的偏角為15°。
　　2.2　預測方法和指標
　　工作面的突出預測方法采用鉆屑瓦斯解吸法，突出預測指標采用鉆屑瓦斯解吸指標K1和鉆粉量s，預測儀器采用WTC突出危險參數儀。指標測定方法按照《wThuuCEXMDyfqpVrySpynVOwxP5oU4r+ZtBOzLdCKNEAE=c突出危險參數儀使用說明書》和《防治煤與瓦斯突出細則》的要求操作。每個鉆孔在鉆進過程中，從第2m開始，每1m用彈簧稱測定一次鉆粉量，每2m測定一次鉆屑瓦斯解吸指標K，，根據工作面每米鉆孔的最大鉆粉量S和最大K，值預測工作面突出危險性。
　　2.3　突出危險性預報
　　當工作面所測的任意一個指標值大于臨界值時，工作面有突出危險性。指標臨界值為：K1=0.5mL／g·min1／2 S=6.0kg／m。
　　但當有下列情況之一時，無論預測值指標多大，該工作面均判定為突出危險工作面。
　　(1)工作面處于地質構造帶，包括斷層、褶曲等；(2)煤層賦存條件發生急劇變化的區域，如煤層厚度、走向、傾角出現急劇變化等；(3)采掘應力疊加的區域；(4)在打鉆過程中出現噴孔、頂鉆等動力現象；(5)工作面出現明顯突出預兆。
　　3　防突措施
　　3.1　防突措施選擇
　　根據該礦的實際和裝備條件，3132雙巷掘進大巷采用兩幫扇形抽放、兩聯絡巷平行抽放鉆孔加工作面排放的防突措施。由于巷道瓦斯涌出量較大，邊掘邊抽鉆孔不管預測是否有突出危險都必須施工，利用該鉆孔不僅可以起到探查地質構造和減少瓦斯涌出量的作用，也可以起到防突的作用。
　　3.2　抽放鉆孔布置
　　(1)3132正、副巷兩邊鉆場間距為50m。鉆場尺寸為：高2.5m，寬3.3m，深3m，鉆場必須支護良好。每個鉆場中布置至少六個鉆孔，距煤層底板高為1.2m，與巷道之間的偏角分別為：0°、3°、5°、0°、0°、3°。鉆孔長度為60m～80m。
　　(2)鉆孔傾角與沿掘進方向的煤層角度相同。
　　(3)聯絡巷作為臨時抽放鉆場，間距為25m～50m，聯絡巷中的鉆孔長度為30m～50m，鉆孔間距1.5m，呈平行雙排布置。若情況發生變化，則在施工中做出相應的調整。
　　(4)鉆孔的封孔方法采用聚氨酯材料，封孔長度為5m～8m，封孔時要認真操作，提高封孔質量，防止鉆孔漏氣。
　　(5)抽放鉆孔施工過程中，施工單位必須做好原始施工記錄，詳細記錄鉆孔實際施工參數和施工中出現的異常現象(噴孔、卡鉆、頂鉆、見巖等)，以備分析前方的地質構造、鉆孔突出危險性判斷。
　　3.3　超前排放鉆孔布置
　　綜掘時，不論預測有無突出危險，工作面必須實行超前排放鉆孔的布置工作，每個作業面(聯絡巷除外)至少保證長度100m～150m的鉆孔10個(不成功的鉆孔除外)，超前距必須保證8m。
　　4　防突措施效果檢驗
　　(1)每次施工完排放鉆孔后至少4h，進行防突措施效果檢驗，檢驗方法、檢驗指標、臨界值與預測時相同。
　　(2)檢驗孔為3個，布置于措施孔之間，鉆孔深度為8m～10m。
　　(3)當檢驗超標時，必須施工補充排放鉆孔。補充排放鉆孔位于原措施孔之間，參數除開孔位置不同外，其它與原措施孔相同。
　　(4)當檢驗不超標時，在留設8m的措施孔超前距和2m的檢驗孔超前距的條件下掘進，超前距以最短措施孔(不包括兩邊的補孔)和檢驗孔在巷道掘進方向投影長度為準。
　　(5)當上循環采取了防突措施進尺到位后，預測無突出危險時也應采取防突措施，只有連續2次預測無突出危險時該工作面方可視為無突出危險工作面。
　　5　安全防護措施
　　(1)每一入井人員，必須隨身攜帶隔離式自救器和報警礦燈。
　　(2)在工作面所有作業中，都應隨時觀察突出預兆，若發現煤結構發生變化、煤壁發冷、外鼓、響煤(巖)炮、頂板來壓、支架變形、瓦斯忽大忽小，打鉆時噴孔、頂鉆嚴重等等突出征兆時，工作面所有人員立即按作業規程中規定的避災方法和路線撤到新鮮風流中，向調度室匯報，聽候處理，情況危急時，應立即撤到地面。
　　(3)采區、工作面電氣設備必須有專人負責檢查維護，并應每旬檢查一次防爆性能，嚴禁使用防爆性能不合格的電氣設備。
　　(4)在井下設置避難硐室和壓風自救系統，避難硐室的設置按照《防治煤與瓦斯突出細則》的要求進行。
　　6　安全管理措施
　　(1)在地質構造附近或煤層賦存條件發生急劇變化地帶，若預測孔或排放孔達不到預定深度留不夠超前距時，應停止作業，向調度室匯報，待查明原因后，由總工程師決定下一步措施。
　　(2)防突工作面附近應設置防突措施牌，防突控制牌及避災路線圖。
　　(3)工作面必須配備專職瓦斯檢查員，隨時檢查瓦斯情況和掌握突出預兆。
　　(4)工作面必須實行獨立通風，嚴禁串聯風，通風科必須經常檢查通風設施，保證通風系統的暢通。
　　(5)鉆孔嚴格按照設計參數施工，施工后應由專職人員驗收。
　　(6)對突出預測儀應定期進行檢定，以保證儀器測定的準確性。
　　7　結語
　　采取上述方法進行煤與瓦斯突出防治后，在該巷道的日常施工中，取得了較為理想的效果。煤與瓦斯突出的危險性得到了控制，施工中經常出現的瓦斯超限情況不再見到了，在高瓦斯礦井煤巷掘進中有了一份安全保