高瓦斯矿井掘进期间防突技术

高瓦斯矿井掘进期间防突技术

王峰

淮河能源集团煤业公司顾桥煤矿 安徽淮南 232001

摘要：叙述了高瓦斯矿井煤巷掘进地质状况及煤与瓦斯突出危险性预测方法及指标,提出并分析了防突预警措施,以确保高瓦斯矿井煤巷挖掘过程中的安全、高效,提高工作效率,实现社会效益与经济效益的双丰收。

关键词：高瓦斯；掘进；防突技术

概况

淮河能源集团顾桥煤矿是高瓦斯矿井，该矿施工1311（1）运顺巷道，采用综掘掘进，巷道为矩形锚梁网支护，1311（1）运顺掘进绝对瓦斯涌出量预计在2.0m3/min左右。工作面11-2煤层赋存较稳定，黑色，以块状为主，局部粉末状。揭露11-2煤层厚度2.54～2.84m，平均厚度2.70m，断层等煤层厚度变化比较大。煤层结构复杂。煤层正常倾角30～40，受断层和褶曲等构造影响煤层倾角变化较大，局部反倾。巷道后期煤岩层产状较大，倾角达到50～80。根据瓦斯地质图瓦斯含量等值线分析,工作面瓦斯含量在2.70～3.75m3/t；根据瓦斯地质图瓦斯压力等值线分析，工作面瓦斯压力为0.47～0.23 m3/t；在构造和异常区附近瓦斯压力、含量可能会有所增加；煤层破坏类型为Ⅱ-Ⅲ类。

1 区域综合防突措施

1.1 区域突出危险性预测

根据《关于顾桥矿北二采区11-2、13-1煤层区域突出危险性预测结果的批复》，北二采区11-2煤层（南至F87断层组、北至F86断层、东至北二11-2盘区煤层回风大巷、西至井田边界）预测区域为无突出危险区。1311（1）运顺属于无突出危险区沿空（巷）掘进。

1.2 区域防突措施及区域措施效果检验

因1311（1）运顺属于无突出危险区，工作面不执行区域防突措施及效果检验。

2 工作面突出危险性预测

工作面掘进期间沿巷段及应力集中区前后10m范围执行循环预测，沿空段执行区域验证。

工作面突出危险性预测采用K1值和Smax两个指标。循环预测时，每次保留不少于2m的预测孔超前距。

工作面煤层赋存发生变化或巷道断面发生变化时，钻孔参数根据实际情况进行调整。当迎头有软煤、碎煤时，钻孔布置在软煤、碎煤中，两帮钻孔终孔位置控制在巷道两帮轮廓线外2～4m。

2.1 k1值测定

在工作面煤层内至少施工3个孔径为42mm、孔深为8～10m的测定钻孔（存在软分层时钻孔布置在软分层中）。

工作面左边测定钻孔（1#）和右边测定钻孔（3#）开孔位置距巷道左帮和右帮均为0.5m，终孔位置距巷道两帮轮廓线外2～4m。（详见瓦斯参数测定钻孔布置示意图 ）。

工作面中间测定钻孔（2#）开孔位置位于巷道中线位置。

钻孔施工采用Φ42mm的钻头钻进,钻进速度要保持均匀。

每钻进2m测定1次k1值，k1值采用WTC瓦斯突出参数仪严格按操作规程进行测定。

取测定的最大值记为该钻孔的钻屑瓦斯解吸值。

2.2 Smax测定

利用k1测定孔同时进行Smax测定。

使用弹簧秤测定Smax。

钻孔每施工1m测定一次钻屑量，取测定的最大值作为该钻孔的钻屑量测定值。

2.3 当实测的任一指标Smax 或K1值大于或等于临界值时，该工作面预测为突出危险工作面。

突出危险性预测指标临界值

3 工作面防突措施

掘进工作面预测指标达到矿规定的预警值（4.3kg/m≤Smax＜6kg/m）时，预警钻孔附近施工至少20个卸压钻孔，孔径不小于42mm，孔深8～10m。

如预测指标Smax＞6 kg/m或K1≥0.2 mL/（g·min1/2），或在钻孔施工过程中有喷孔、顶钻、夹钻等异常现象时，必须立即停止掘进，执行局部防突措施。

①煤厚≥3m时，施工两排抽采孔，每排9个，共18个；当煤厚<3m时，施工一排抽采孔，共9个，钻孔孔径113mm，终孔间距不大于3m。

②措施孔施工两茬，第一茬钻孔孔深约40m，第二茬钻孔孔深约30m，两茬措施孔均控制到巷道两帮轮廓线5.0m外。钻孔施工必须严格按设计参数进行。

③钻孔采用聚氨酯封孔，封孔长度不小于2m，全程下套管。

④钻孔必须打一、封一、合一、抽一，孔口负压不得低于13kpa。

4工作面防突措施效果检验

工作面防突措施效果检验方法同工作面预测方法，检验临界指标同工作面预测临界指标。采用钻孔钻屑指标法检验防突措施的效果，措施孔全部施工完毕后方可进行效果检验，检验孔不少于3个，左右两个孔距巷道两帮500mm，钻孔终孔控制到掘进两帮轮廓线外2～4m。

检验孔布置在工作面软分层中，预测孔和措施孔不得兼作检验孔，检验孔不得和预测孔、措施孔及其他孔相透。检验孔孔深应小于或等于措施孔，并布置在两个措施孔之间。

检验指标均小于指标临界值，且未发现其他异常情况，则措施有效；否则，判定为措施无效，需继续采取工作面防突措施，直至效检合格。

若检验指标为无突出危险，则只有当上一循环的检验指标也是无突出危险时，方可确定为无突出危险工作面，并在采取安全防护措施、保留检验孔和措施孔在巷道掘进方向投影超前距分别不少于2m和5m（在地质构造破坏严重地带保留检验孔和措施孔在巷道掘进方向投影超前距分别不少于2m和7m的）的条件下进行掘进作业；否则，仍要执行一次工作面防突措施和措施效果检验。

5 防突预警

5.1 防突预警机制。

凡出现下列情况之一，启动防突预警机制，必须立即停止作业，矿调度接到井下汇报后，通知相关单位。由生产技术一科牵头，通防科、地测科、安监处现场会诊，根据现场资料拿出恢复施工的措施。

①迎头应力集中、矿压增大或异常，煤层片帮顶；

②煤层层理紊乱、煤厚、倾角急变，煤层硬度变软；

③有煤炮声；

④煤巷掘进工作面瓦斯浓度波动50%及以上；

⑤煤巷掘进回风流瓦斯浓度达到0.4%或瓦斯浓度达到正常值的2倍及以上；

⑥预测（效检）指标K1达到0.2mL/（g·min1/2）或者Smax达到4.3kg/m及以上；

⑦打钻过程中出现夹钻、顶钻、喷孔现象。

5.2 预警程序

地质人员、掘进二区跟班队长或安监员发现上述第①～③种情况立即汇报矿调度，由矿调度通知相关部门；测气员发现上述第④种情况立即汇报矿调度、通风部门；地面监控中心站、通风部门调度值班人员发现上述第⑤种情况立即汇报矿调度；防突员预测出现上述第⑥种情况立即汇报矿调度；钻孔施工单位跟班干部或机长发现上述第⑦种情况立即汇报矿调度、通防部门。

6 结束语

由于我们采取措施得当，避免了瓦斯超限及瓦斯突出等事故，实现了该巷道的安全施工。

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