突出煤層快速施工技術(shù)研究

吳建輝 王運朋

（中國平煤神馬集團平煤股份八礦開掘區(qū)， 河南 平頂山 467000）

煤與瓦斯突出是煤礦在井下生產(chǎn)時經(jīng)常遇到的一種自熱災(zāi)害，它對煤礦的安全生產(chǎn)產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。并且，隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對于煤礦的需求越來越大，因此對于礦井的開采深度加大，礦井的數(shù)量也增多，所以突出礦井的數(shù)量也隨之增多，突出的強度也在不斷加大。目前，石門揭煤采取了水力沖孔、抽排瓦斯等措施進行防突，并且這些措施也有一定的作用，但同時值得注意的是，這些措施的工藝復(fù)雜、揭煤的工期過長，因而影響了礦井的生產(chǎn)以及安全問題。因此，在現(xiàn)階段，需要對突出煤層的石門揭煤技術(shù)進行新的研究，保證礦井安全，縮短揭煤的時間，實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)的快速揭煤。

1 石門揭煤防突技術(shù)分析

1.1 石門突出類型

一般來說，在煤礦生產(chǎn)中，根據(jù)煤層的突出情況的差異，石門突出可分為三種類型：爆破時的突出、過煤門時的突出以及延期突出。就爆破揭開煤門時的突出來說，它是因為在石門巷道在揭開煤層前，一直保持比較高的原始瓦斯的壓力，突出煤層的壓力狀態(tài)被破壞，并且軟煤在壓力差的作用之下被拋向巷道，而煤體在這時也被破壞，被破壞之后又因為瓦斯壓力被拋向巷道，這樣經(jīng)過連鎖的破壞使得煤層的突出像更深層次擴展，造成了煤層的連續(xù)突出。[1]過煤門突出，也就是說在過煤門的時候，有些煤層在底部或者頂部都存在著較為堅硬的巖石，因而，沒發(fā)生突出，但是卻在工作面進入巖石層面之后發(fā)生突出。延期突出指的是，在進行石門揭煤的過程中，對揭開的煤層未進行及時地保護，導(dǎo)致有些有突出危險的煤層被暴露引起突出。

1.2 煤層突出的影響因素

在煤礦生產(chǎn)中，影響煤層突出的主要原因有：地質(zhì)構(gòu)造、煤層影響以及煤體結(jié)構(gòu)。就地質(zhì)構(gòu)造來說，在瓦斯的突出部分，煤層的形狀、地質(zhì)構(gòu)造的大小規(guī)模以及排列組合等與正常情況相比都存在著很大的差異，這些差異對瓦斯的突出都會產(chǎn)生很大的影響。[2]從煤層的影響來看，發(fā)生瓦斯突出的情況主要是在煤層的厚度大以及煤層的厚度變化大的地方。并且值得注意的是，煤層的厚度與瓦斯突出的強弱之間也存在著很密切的關(guān)系。從煤體的結(jié)構(gòu)影響來看，一般來說，煤層突出的預(yù)兆就是煤質(zhì)變軟。[3]

2 煤層突出危險性分析

一般來說，石門揭煤技術(shù)所引起的煤層突出是所有煤層突出中最嚴(yán)重的，同時強度也是最大的，因此，在揭煤之前，進行煤與瓦斯突出的危險性預(yù)測是很有必要的。[4]通過進行此項預(yù)測，可以有效掌握煤層是否有突出的危險，這樣可以對防突工作進行有效指導(dǎo)，還可以對防突的工程量加以減少，并且，通過對煤層突出的危險性進行不斷檢測，從而保證施工人員的安全。

2.1 綜合指標(biāo)法

綜合指標(biāo)法是首先在工作面打至少兩個測壓的鉆孔，用來測量煤層所承受的瓦斯壓力，并以測量的最大瓦斯壓力為標(biāo)準(zhǔn)。測量的具體步驟有：首先，在鉆孔里插入一截接有壓力表的紫銅管；其次，將一些特制的柱狀粘土倒入孔內(nèi)，并保證嚴(yán)實度；再次，當(dāng)粘土每堵一米時應(yīng)該打入一個木塞，并在打入時注意對紫銅管進行保護，防止其折斷；最后在鉆孔口用水泥進行封堵，水泥經(jīng)過一天凝固之后，安上壓力，并注意對壓力上升以及時間之間的關(guān)系進行詳細記錄。等壓力穩(wěn)定之后，穩(wěn)定的壓力就是煤層的瓦斯壓力。[5]

2.2 鉆屑指標(biāo)法

當(dāng)石門的工作面距離煤層的最小距離在3-10米之間時，在煤層里打入兩個預(yù)測鉆孔，。當(dāng)鉆進的煤層到達指定位置的時候，用篩子分鉆屑，并且再用儀器對瓦斯的解吸指標(biāo)進行分析，當(dāng)指標(biāo)值大于臨近值的時候，這個石門的工作面就為有突出危險工作面；反之，此工作面無突出危險。

3 對五步揭煤法進行分析

一般而言，五步揭煤法對于突出煤層中的很多問題都能夠加以解決，與傳統(tǒng)的石門揭煤方法相比，五步揭煤法揭煤的時間變短，預(yù)測準(zhǔn)確性提高，揭煤過程中的危險性降低。五步揭煤法的過程主要有：首先，工作面距煤層10米時，對于煤層的突出危險狀況做出初步的預(yù)測；其次，工作面距煤層5米時，施工兩個預(yù)測鉆孔用來預(yù)測煤層有無突出危險；再次，當(dāng)工作面降至3米時，施工三個鉆孔，對煤層的突出危險進行預(yù)測；第四，當(dāng)工作面垂至1.5米時，在做出三個鉆孔，對煤層的突出危險進行預(yù)測；最后，煤層被揭開之后，但是還沒進行全斷面揭穿煤層全厚時，必須先進行施工五個的順序鉆孔，以此來對煤層的突出危險性進行預(yù)測。

4 結(jié)語

綜上所述，傳統(tǒng)的石門揭煤技術(shù)進行防突需要一定條件才能完成，因此，在現(xiàn)階段中的石門揭煤的防突的安全性低，容易引發(fā)煤層突出。在揭煤的工作面進行完全消突并對其加強防護，在做好安全防護的措施的基礎(chǔ)上使用綜掘掘進，這能夠使得揭煤的過程中能夠化整為零，在進行預(yù)測時分布實施，增加措施的可執(zhí)行性，為我國石門揭煤技術(shù)的發(fā)展提供了新的思路。

[1]單佳勇.深井強突出煤層揭煤下向鉆孔瓦斯抽采成套技術(shù)[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2015,01:66-69.

[2]朱樹來,張峰.極軟突出煤層圍巖破碎帶巷道掘進綜合施工技術(shù)[J].煤炭工程,2015,03:55-57.

[3]閆昕嶺,劉光毅.立井“疏-堵-固”快速揭穿突出煤層綜合施工技術(shù)[J].煤礦安全,2015,04:62-65.

[4]吳愛軍,程國軍,王法凱.高瓦斯突出煤層組井筒快速揭煤關(guān)鍵技術(shù)[J].中國礦業(yè),2015,05:91-95.