基于“四位一體”煤巷掘進防治煤與瓦斯突出安全技術應用

摘 要：為了解決龍山煤礦11011切眼煤與瓦斯突出問題通過對地區在生產過程中瓦斯涌出現象的分析，認真執行“四位一體”的綜合防突措施，遵守“ 區域綜合防突措施現行，局部綜合防突措施補充”的原則， 確保礦井安全生產。

關鍵詞：煤巷 瓦斯 突出 安全

一、 工作面概況

該工作面相對地面位置位于馮家洞村東部，地面為農田，屬丘陵地區，地表無建筑物，無河流、水庫、水井等。11011工作面切眼西南部為井田邊界F301斷層保護煤柱；東部為11011工作面；北部為11采區3條上山及總回風保護煤柱，工作面掘進對地面影響不大。11011工作面切眼開口位置，位于11011下順槽下28號測點前50.7m處，以259°方位沿煤層底板掘進，總工程量60m。本工作面二1煤層賦存穩定，局部受斷層牽引厚度變化較大，平均煤厚5.66m，黑色，塊狀，玻璃光澤，屬于光亮型、半光亮型。貝殼狀斷口為主，參差狀次之，均一狀結構為主，偶見條帶狀、粒狀結構及塊狀結構。直接頂為炭質泥巖，厚度約為1.5m，基本頂為中粒砂巖，厚約20.94m。直接底為泥巖，厚約0.85m，基本底為粉砂巖，厚約8.35m。煤層傾角5～9°。該塊段總體為單斜構造，產狀變化不大，根據11011底板巷掘進期間收集的地質資料及11011改造前切眼掘進期間收集的地質資料，在相鄰的11011下順槽實測煤層原始瓦斯含量為9.7m3/t，百米鉆孔初始瓦斯涌出量為0.1281m3/min，鉆孔瓦斯流量衰減系數為0.0191d-1。

二、 區域綜合防突措施

2.1區域突出危險性預測

11采區實測煤層原始瓦斯含量9.7m3/t，瓦斯壓力0.81MPa，發生煤與瓦斯突出事故多次。按照《防治煤與瓦斯突出規定》第四十三條：“根據煤層瓦斯壓力或瓦斯含量進行區域預測的臨界值的規定”，11采區為煤與瓦斯突出危險區。

2.2區域防突措施

11011工作面采取順層鉆孔預抽區段煤層瓦斯區域防突措施。在11011下順槽上幫施工順層鉆孔對11011工作面進行抽放，共設計鉆孔78個，鉆孔工程量6240m，實際施工鉆孔321個，鉆孔工程量22350.5m，鉆孔控制11011切眼巷道兩幫輪廓線外的距離不少于15m。

2.3區域防突措施效果檢驗

區域措施效果檢驗方法采用實測煤層殘余瓦斯含量法。根據《防治煤與瓦斯突出規定》第五十五條規定，對順層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯區域防突措施進行檢驗時，在煤巷條帶每間隔20～30m至少布置1個檢驗測試點，且每個檢驗區域不得少于3個檢驗測試點。

由安陽鑫龍煤業 （ 集 團 ） 災害防治實驗中心對11011切眼進行區域措施效果檢驗時，共布置效檢鉆孔3個，其中瓦斯含量最大值6.11m3/t，瓦斯含量最小值4.1754 m3/t，均小于《防治煤與瓦斯突出規定》的區域防突措施效果檢驗臨界值8m3/t，即該工作面已消除突出危險。

2.4區域驗證

11011切眼掘進過程中采用鉆屑指標法和R值指標法進行區域驗證。驗證指標臨界值參照《防治煤與瓦斯突出規定》執行。

表1：區域驗證臨界值

在工作面打3個直徑42mm，中孔深8m，邊孔深10m的鉆孔，鉆孔應盡可能布置在軟分層中，一個鉆孔位于掘進巷道斷面中部，并平行于掘進方向，其他鉆孔的終孔點應位于巷道斷面兩側輪廓線外2～4m處。鉆孔每鉆進1m測定該1m段的全部鉆屑量S，每鉆進2m測定一次鉆屑瓦斯解吸指標Δh2。根據每個鉆孔的最大鉆屑量Smax和鉆屑解吸指標Δh2確定工作面的突出危險性。鉆孔每鉆進1m測定該1m段的全部鉆屑量S，并在暫停鉆進后2min內測定鉆孔瓦斯涌出初速度q。測定鉆孔瓦斯涌出初速度時，測量室的長度為1.0m。根據每個鉆孔的最大鉆屑量Smax和最大瓦斯涌出初速度qmax按下式確定各孔的R值：

R=（Smax-1.8）（qmax-4）

三、局部綜合防突措施

3.1工作面突出危險性預測

工作面突出危險性預測方法和區域驗證方法相同，經工作面突出危險性預測或區域驗證有突出危險后，采取超前密集排放鉆孔工作面防突措施。

3.2工作面防突措施

經區域驗證或工作面預測有突出危險后，采 取鉆孔排放防突措施。排放鉆孔施工參數 及要求：①鉆孔垂直工作面煤壁，孔徑75mm，孔深12m，孔間距0.4m；② 根據煤層走向和傾向確定鉆孔傾角；③鉆孔應盡量布置在煤層的軟分層中；④每循環留5m的措施超前距。

3.3防突措施效果檢驗與安全防護

執行工作面防突措施后進行措施效果檢驗。效果檢驗方法為：鉆屑指標法和R值指標法。檢驗指標臨界值參照《防治煤與瓦斯突出規定》執行。11011切眼掘進過程中采取的安全防護措施有：永久避難硐室、遠距離放炮、壓風自救系統和隔離式自救器等安全防護措施。

3.4加強控制通風設施及安全監控

11011切眼通風系統中不存在銳角通風和回風巷逆向交叉現象，系統穩定可靠。風門設置在11011外聯絡巷內和11運輸上山坡頭，每組風門2道。墻體材料為料石、水泥砂漿，墻體見實幫實底后進入實巖體大于0.2m。通過風門墻體的風筒內設置逆止閥裝置。風門墻體厚度不得小于0.8m，門框和門采用木質結構，門框厚度不小于100mm，風門厚度不小于50mm，風門之間的距離不小于4m。放炮和無人時反向風門必須關閉，人員進入時必須打開頂牢。風門設置閉鎖裝置，閉鎖繩采用直徑不小5mm鋼絲繩，兩端用繩卡連接牢固，保證兩道風門不能同時打開。風門安裝風門開關傳感器和聲光報警器，并在監控終端顯示，當兩道風門同時敞開時發出聲光報警。在工作面回風設置風速傳感器，發現風流異常立即停止工作，查找原因進行處理，風量小于規程規定嚴禁施工。局部通風機保證連續正常供風，實現雙風機、雙電源，自動倒臺，安裝風機開停傳感器，時時監測風機運轉。堅持每天局扇倒臺試驗，保證供風可靠。施工隊要加強風機設備的維護檢修，通風隊加強分風器等設備的檢查，保證風機連續運轉。距風筒出風口20m范圍內的風筒上安裝風筒傳感器，監測風機運轉及風筒完好情況，停止供風時立即切斷巷道內電源。

四、 結束語

龍山煤礦為嚴重的煤與瓦斯突出礦井，礦井相對瓦斯涌出量25.11m3/ t ，自建礦以來發 生煤與瓦斯突出110多次， 嚴重威脅著礦井安全生產。近年來，我礦嚴格執行“四位一體”的防突措施 ， 遵守 “不掘突出頭 ，不采突出面”，堅 持“ 區域瓦斯防突措施先行，局部防突措施跟進 ” 的原則， 11011切眼未發生煤與瓦斯突出現象，可為其他采掘工作面瓦斯治理提供參考。