試析煤礦掘進中突出煤層的預防

（ 唐山開灤趙各莊礦業公司瓦斯抽采區 063101）

試析煤礦掘進中突出煤層的預防

劉建峰

（ 唐山開灤趙各莊礦業公司瓦斯抽采區 063101）

在煤礦開采過程中，經常遇到瓦斯突出煤層，減緩了采掘工作的正常速度。基于此，文章主要針對突出煤層的預防措施做簡要的分析，介紹了防突技術的應用，保障了煤礦井下的安全生產。

突出煤層；瓦斯巷；四位一體

1 工程概述

滴道煤礦是屬于雞西礦業集團的立井煤礦，主要有5個采區，分別為一、二、三、四、六采區，由于三采區發生火災已關閉很長時間，其他一些煤礦均在繼續生產過程中。全井一共可以開采的煤層共有6個，分別為11、12、13、18、19、28等五層，總共可采原煤2385萬噸，礦井的設計生產能力為60萬噸。全井一共有兩個工作面，有8個掘進工作面，礦井每年的實際生產能力為40萬噸，約有80年的服務年限。在立井的11、12、13、18、19、28層中，僅13層沒有瓦斯氣體外，其余五個煤層均是瓦斯突出煤層。經過相關的測定后，這5個煤層均屬于比較危險的煤層。在突出煤層的采掘過程中，利用防突與抽放的采掘技術，有效的降低了突出煤層出現安全事故的概率，確保了安全生產。

在立井一采區的19層，煤層的最低點標高為-42215m，且該煤層有較大的傾角，約為22～25度，煤層厚度為115～118m，煤層的走向為86度，測定的瓦斯壓力約為38kg/cm2，絕對涌出量700m3/min，參照煤礦生產的相關規范可知，該處屬于嚴重瓦斯突出煤層。礦井的正常掘進工作面設置的配風量為125 m3/ min， 測定的正常瓦斯濃度約為0.12% 在井下的采掘工作面設置的配風量為950 m3/min， 測定的正常瓦斯濃度約為0.18%。

2 掘進中防突技術的應用

2.1 防突技術

在一采區的左邊19層的采掘過程中，利用防突技術措施， 具體介紹如下：

（1）石門

首先利用層位鉆技術， 然后再利用排放鉆的防突技術，從而可以有效的卸放煤層中的瓦斯氣體，減少煤層中的瓦斯壓力。當石門巷道采掘到與19#煤層的垂直距離約為10m后，開始在施工層位進行鉆孔工序，需要鉆取2 個圓孔，每個孔的鉆深約為30m。然后對鉆孔進行詳細的分析，并記錄相關數據，從而充分了解19#層中原煤的位置狀況，以及煤層中的瓦斯氣體壓力等詳細狀況，在封孔以前，在孔中放設了壓力表，這樣可以準確地測定煤層中的瓦斯壓力值，經測定其值為38 kg/ cm2。然后再進行下一煤層的掘進施工，當掘進到距離煤層的垂直距離只有5m時，這時需要在煤層中鉆取16個圓孔，釋放煤層中的瓦斯氣體，當經過5天后，經過對井下空氣中瓦斯氣體溶度的測定，若沒有危險時，再進行下一掘進工序，當距離煤層只有1.5m時，采取鉆深孔放置震動炮，這樣就可以較安全的進行采掘19#煤層。

（2）大巷

在大巷進行掘進時，利用超前鉆措施掘進。若在掘進過程中，煤層中出現瓦斯氣體噴出時，或是突出事故時，需要加大防突的措施，并與風鉆煤防突技術一起使用，降低突出煤層的事故危害。當鉆取到看見煤層時，需要在采掘面上8m走向的鉆場上超前鉆取4個孔，鉆取深度為82m；然后可以進行下一鉆取工序，且在以后的鉆孔方式采用扇形布置5個孔，其鉆取深度約為74.9m，經測試沒有突出危害發生時，可以繼續進行掘進，當到距離孔低只有5m時，停止掘進進行打孔，依次循環下去。當出現突出事故的次數較頻繁時，可以加大防突措施，即增加鉆孔的數量，鉆孔深度為91.1m。

（3）防突技術的優、缺點

防突技術的優點: 采掘施工技術簡便， 采掘過程安全可靠，可有效的進行釋放瓦斯壓力，確保掘進工作的安全性。

防突技術的缺點:由于采用負角孔，增加了掘進施工難度， 同時排粉相對較困難；當井下出現塌孔時，瓦斯壓力較大；掘進空間較小，造成采掘工作進度較慢。

2.2 抽放技術的應用

（1） 抽放系統。

在抽放系統中，設置功率為30kW的YD- 3 型移動式抽放泵， 且抽放泵的吸氣抽放管路長度為750 m， 排氣抽放管長80 m， 管直徑為108mm。

表1 抽放工藝的相關參數

（2） 抽放工藝。在礦井的掘進工作面內設置三通鉆場，并用鋼絲編織管準確對接抽放管。研究發現，一個鉆場需要準確對接3個抽放鉆管，同時為了最大程度的增大負壓力，不得同時安裝多余2個鉆場進行抽放工作。

3 四位一體技術在采掘作業中的應用

（1） 掘進。在距離煤層的上、下幫的0.5m 處分別鉆取1 個平行井下巷道的長孔， 每個孔的深度約為8～10m， 其主要目的是進行井下采掘工作的預報預測。一旦確定煤層中出現突出事故時， 在煤層中鉆取5～7個超前鉆孔，釋放煤層中的瓦斯氣體，經5天以后，經過對井內空氣中瓦斯氣體容量的檢測以后，符合正常安全生產時，可繼續進行采掘工作，且采掘操作人員需要佩帶自救器，并在井下設置兩道防突門，安裝瓦斯斷電儀，一旦出現瓦斯氣體溶度超出規范數值時，將會自動切斷電源；并采用清風長距離防跑，在防跑以后約0.5～1.0小時后，檢查井下的瓦斯氣體是否處于正常狀態，若正常，則可以下井進入工作面，在工作面灑水清塵，再進行下一步采煤作業。

（ 2） 采煤。在回采工作面利用風煤鉆在煤層工作面的上、中、下三處，鉆取3個長孔，每個孔深大約控制在6.5m左右，負責進行采煤工作過程的預測預報工作。若出現突出瓦斯氣體涌出危險時，再煤層的整個工作面內打1 個長孔，每個孔相距約3 m，進行煤層中瓦斯氣體的釋放，經過一定時間的釋放后，對井下的巷道中的瓦斯氣體進行檢測，若符合要求后，進行灑水消除空氣中的灰塵， 采煤機設噴霧， 然后可以進行采煤作業。

結語

綜上所述，對突出煤層進行有效的預防，降低了煤礦開采過程的安全事故，加快了煤礦行業的發展速度。

[1] 王志權，盧國斌. 掘進工作面瓦斯涌出規律研究[J].世界科技研究與發展.2010.32（6）.

[2] 魏風清，張鐵崗. 掘進工作面隔斷式抽放瓦斯機理及應用研究[J].煤炭科學技術.2006.3 4（1）:78-80.

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