淺析防治煤與瓦斯突出措施

喬趙有

(神華寧夏煤業集團安全監察局,寧夏石嘴山 753000)

淺析防治煤與瓦斯突出措施

喬趙有

(神華寧夏煤業集團安全監察局,寧夏石嘴山 753000)

煤與瓦斯突出是煤礦開采過程中的嚴重自然災害之一,因其具有突發性,對生產人員的安全危害極大。本文對煤與瓦斯突出的防治措施進行了簡要分析。

煤與瓦斯突出 防治措施

我國煤與瓦斯突出礦井多，分布范圍廣，并且突出頻繁，所以防治煤與瓦斯突出是非常必要的，在預測它發生的區域、范圍后，采取必要的防治措施，改變其發生突出應具備的基本條件，可以有效保護人民群眾生命財產的安全。防治煤與瓦斯突出，一直是煤炭行業研究的課題。

1 煤與瓦斯突出的發生機理及主要影響因素

目前普遍認可的說法，是由于地應力和瓦斯壓力共同作用下，大量的煤巖與瓦斯突然涌向采掘空間的動力現象，簡單的說，是突出動力大于突出阻力。

主要影響因素有：一是自然因素：煤層和圍巖的瓦斯含量、地面大氣壓變化。二是開采技術：開采規模、開采順序與采煤方法、生產工藝、通風系統和風量情況等

2 煤與瓦斯突出前的預兆

無聲預兆。工作面頂板壓力增大，煤壁被擠出、片幫掉渣、頂板下沉或底板鼓起、煤層層理紊亂、煤暗淡無光澤、煤質變軟、瓦斯忽大忽小、煤壁發涼，打鉆時有頂鉆、卡鉆、噴瓦斯等現象。

有聲預兆。煤層在變形過程中發生劈裂聲、悶雷聲、機槍聲、響煤炮，聲音由遠到近、由小到大、有短暫的、有連續的、間隔時間長短也不一致，煤壁發生震動和沖擊，頂板來壓、支架發出折裂聲。

3 防治煤與瓦斯突出措施

對于煤與瓦斯突出礦井必須遵循“先抽后采，監測監控，以風定產”的原則，生產中必須按《防治煤與瓦斯突出規定》做好區域性綜合防突措施和局部綜合防突措施，防止礦井煤與瓦斯突出事故的發生。

區域綜合防突措施包括：區域突出危險性預測、區域防突措施、區域措施效果檢驗、區域驗證。

局部綜合防突措施包括：工作面突出危險性預測、工作面防突措施、工作面措施效果檢驗、安全防護措施。

3.1 區域綜合防突措施

3.1.1 區域突出危險性預測

突出礦井應當對突出煤層進行區域突出危險性預測。經區域預測后，突出煤層劃分為突出危險區和無突出危險區。未進行區域預測的區域視為突出危險區。

3.1.2 區域防突措施

區域防突措施是指在突出煤層進行采掘前，對突出煤層較大范圍采取的防突措施。區域防突措施包括開采保護層和預抽煤層瓦斯兩類。

3.1.3 區域措施效果檢驗

(1)開采保護層的保護效果檢驗主要采用殘余瓦斯壓力、殘余瓦斯含量、頂底板位移量及其他經試驗證實有效的指標和方法，也可以結合煤層的透氣性系數變化率等輔助指標。(2)對預抽煤層瓦斯區域防突措施進行檢驗時。在確定前可以按照如下指標進行評判：可采用殘余瓦斯壓力指標進行檢驗，如果沒有或者缺少殘余瓦斯壓力資料，也可根據殘余瓦斯含量進行檢驗，并且煤層殘余瓦斯壓力小于0.74MPa或殘余瓦斯含量小于8m3/t的預抽區域為無突出危險區，否則，即為突出危險區，預抽防突效果無效；也可以采用鉆屑瓦斯解吸指標對穿層鉆孔預抽石門揭煤區域煤層瓦斯的區域防突措施進行檢驗，如果所有實測的指標值均小于鉆屑瓦斯解吸指標法預測石門揭煤工作面突出危險性的參考臨界值，則為無突出危險區，否則，即為突出危險區，預抽防突效果無效。

但若檢驗期間在煤層中進行鉆孔等作業時發現了噴孔、頂鉆及其他明顯突出預兆時，發生明顯突出預兆的位置周圍半徑100m內的預抽區域判定為措施無效，所在區域煤層仍屬突出危險區。

當采用煤層殘余瓦斯壓力或殘余瓦斯含量的直接測定值進行檢驗時，若任何一個檢驗測試點的指標測定值達到或超過了有突出危險的臨界值而判定為預抽防突效果無效時，則此檢驗測試點周圍半徑100m內的預抽區域均判定為預抽防突效果無效，即為突出危險區。

3.1.4 區域驗證

在石門揭煤工作面對無突出危險區進行的區域驗證，應當選用綜合指標法或鉆屑瓦斯解吸指標法對石門揭煤工作面突出危險性預測進行驗證。

在煤巷掘進工作面和采煤工作面分別采用鉆屑指標法或復合指標法進行驗證，工作面預測方法對無突出危險區進行區域驗證時，應當按照下列要求進行：

(1)在工作面進入該區域時，立即連續進行至少兩次區域驗證；

(2)工作面每推進10m～50m(在地質構造復雜區域或采取了預抽煤層瓦斯區域防突措施以及其他必要情況時宜取小值)至少進行兩次區域驗證；(3)在構造破壞帶連續進行區域驗證；(4)在煤巷掘進工作面還應當至少打1個超前距不小于10m的超前鉆孔或者采取超前物探措施，探測地質構造和觀察突出預兆。當區域驗證為無突出危險時，應當采取安全防護措施后進行采掘作業。但若為采掘工作面在該區域進行的首次區域驗證時，采掘前還應保留足夠的突出預測超前距。

只要有一次區域驗證為有突出危險或超前鉆孔等發現了突出預兆，則該區域以后的采掘作業均應當執行局部綜合防突措施。

3.2 局部綜合防突措施

3.2.1 工作面突出危險性預測

采掘工作面采用鉆屑瓦解吸指標法預測突出危險性，操作步驟和方法為：

(1)在采掘工作面打3個直徑為42mm，孔深10m的鉆孔，一個鉆孔位于巷道工作面的中部，并平行于掘進方向，其他鉆孔的終孔點位于巷道輪廓外2-4米。(2)鉆孔每打1m測定鉆屑量一次，每隔2m測定一次鉆屑解吸指標，根據每個鉆孔沿孔長每米的最大鉆屑量smax和鉆屑解吸指標△h2或k1預測工作面的突出危險性，當最大鉆屑量＜6kg/m，k1＜0.5mL(g·mm1/2)則為無突出危險區，否則，即為突出危險區

3.2.2 工作面防突措施

工作面防突措施是針對經工作面預測尚有突出危險的局部煤層實施的防突措施，其有效作用范圍一般僅限于當前工作面周圍的較小區域。

(1)石門揭煤工作面防治突出措施

在石門和立井揭煤工作面采用預抽瓦斯、排放鉆孔防突措施時，鉆孔直徑一般為75～120mm。石門揭煤工作面鉆孔的控制范圍是：石門的兩側和上部輪廓線外至少5m，下部至少3m。立井揭煤工作面鉆孔控制范圍是：近水平、緩傾斜、傾斜煤層為井筒四周輪廓線外至少5m；急傾斜煤層沿走向兩側及沿傾斜上部輪廓線外至少5m，下部輪廓線外至少3m。鉆孔的孔底間距應根據實際考察情況確定。揭煤工作面施工的鉆孔應當盡可能穿透煤層全厚。當不能一次打穿煤層全厚時，可分段施工，但第一次實施的鉆孔穿煤長度不得小于15m，且進入煤層掘進時，必須至少留有5m的超前距離。

(2)煤巷掘進工作面防治突出措施

煤巷掘進工作面在地質構造破壞帶或煤層賦存條件急劇變化處不能按原措施設計要求實施時，必須打鉆孔查明煤層賦存條件，然后采用直徑為Φ42mm～Φ75mm的鉆孔排放瓦斯。

若突出煤層煤巷掘進工作面前方遇到落差超過煤層厚度的斷層，應按石門揭煤的措施執行。

3.2.3 工作面措施效果檢驗

(1)各檢驗指標的測定情況及主要數據。對石門和其他揭煤工作面進行防突措施效果檢驗時，應當選擇鉆屑瓦斯解吸指標法或其他經試驗證實有效的方法，但所有用鉆孔方式檢驗的方法中檢驗孔數均不得少于5個，分別位于石門的上部、中部、下部和兩側。如檢驗結果的各項指標都在該煤層突出危險臨界值以下，且未發現其他異常情況，則措施有效；反之，判定為措施無效。(2)當檢驗結果措施有效時，若檢驗孔與防突措施鉆孔深度相等，則可在留足防突措施超前距并采取安全防護措施的條件下回采。當檢驗孔的深度小于防突措施鉆孔時，則應當在留足所需的防突措施超前距并同時保留有2m檢驗孔超前距的條件下，采取安全防護措施后實施回采作業。

3.2.4 安全防護措施

安全防護措施可體現在三個層面：一是盡量減少工作人員在落煤時與工作面的接觸時間，主要措施有遠距離發爆等；二是突出后工作人員應有的一套完整的生命保證系統，主要有避難所、避難窗、隔離式自救器、壓風自救裝置和急救袋等；三是突出后防止災害擴大裝置，主要有反向風門、擋欄等。

綜上所述，瓦斯防突出防治工作，它已不是單一的技術措施，而是一套完整的綜合防治措施， 嚴格執行區域性綜合防突措施和局部綜合防突措施，可以有效避免突出事故的發生或者將其突出強度降到最低，確保煤礦的安全生產。

[1]國家安全生產監督管理總局國家煤礦安全監,防治煤與瓦斯突出規定,煤炭工業出版社,2010.

[2]梁愛堂,礦井防治煤與瓦斯突出實用措施,煤炭工業出版社,2010.

[3]馬雷舍夫.煤與瓦斯突出預測方法和防治措施,煤炭工業出版社,2006.

[4]孫和應,常松嶺.礦井瓦斯防治技術,中國礦業大學出版社,2009.

喬趙有,1975年生,1998年畢業于寧夏煤炭工業職業學院計算機及應用專業,2004年畢業于中央電視大學工商管理專業,現在神華寧夏煤業集團安全監察局工作。