煤矿主要巷道揭穿煤层群设计及应用

煤矿主要巷道揭穿煤层群设计及应用
发布时间：2022-07-10T08:23:56.651Z 来源：《工程建设标准化》2022年第37卷3月第5期作者：王本永
[导读] 煤与瓦斯突出是煤矿的重大灾害
王本永
安徽省淮北矿业集团青东煤矿，安徽淮北濉溪 235000
摘要：煤与瓦斯突出是煤矿的重大灾害，随着煤矿开采深度的增加，煤与瓦斯突出的风险将愈加明显。

特别是石门揭煤工作的往往由于揭煤条件未知，瓦斯压力、各种应力处于原始状态，突出危险性最大。

在突出矿井的新建采区时，新建主要巷道在进入采区前要进行石门揭煤，此时防治煤与瓦斯突出是首要任务。

本文通过青东煤矿七采区轨道大巷揭穿7煤和8煤的揭煤流程具体细节的介绍，更加清晰了新采区石门揭煤的步骤，对其他矿井的主要巷道揭煤施工具有一定的指导意义。

关键词：石门揭煤；煤层群；流程；设计；效果检验；
一、工程概况
（一）井巷工程
七采区轨道大巷位于五、七采区交界，巷道设计全长375m，巷道施工方位为129°，平巷施工，该巷道底板标高为-647.3m～-646.3m。

巷道迎头位于G2点前41m，预计巷道将于G2点前55.8m处揭露7煤层，揭煤处7煤厚约1.2m；预计巷道在G2点前57.2m处距8煤层法距5m，与8煤层最小法距为3.6m。

（二）煤层赋存与断层构造情况
根据《七采区水平轨道大巷揭7、8煤地质说明书》，本巷道将在标高-643.4m（巷道顶板）揭露7煤层，与8煤层最小法距为3.6m。

揭煤区域7煤层厚1.2m，7煤层，黑色，粉末状，为较稳定薄煤层。

揭煤区域8煤层分两层，赋存较稳定。

82煤厚2.1～2.9m/2.5m；81煤厚3.5～4.3m/4.0m，8煤层，黑色，粉末状，为较稳定厚煤层。

（三）煤层瓦斯情况
2022年1月，在七采区轨道大巷实际测得该区域7煤层最大原始瓦斯含量为2.55m3/t（-626.3m），8煤层最大原始瓦斯含量为3.62m3/t （-652.9m）。

（四）局部通风系统
使用2×30kW、2×15kW对旋式局部通风机供风，分别配φ800mm、φ600mm风筒供风。

局部通风机安装在东翼集中轨道石门处，实现双电源供电，主备局部通风机实现自动切换，并安设风电闭锁和瓦斯电闭锁装置，严格执行“三专、三闭锁”的规定。

（五）揭煤施工组织安排
成立七采区轨道大巷揭煤领导小组。

建立专门的揭煤管理和施工队伍。

矿长任揭煤领导小组组长，总工程师、掘进矿长任副组长，成员包括各专业副总、技术科、地测科、瓦斯办、通风区、防突区、掘进单位、机电科、调度室、安监处、救护队等单位相关人员。

揭煤领导小组负责方案编制、组织实施、部门协调及揭煤技术管理等工作。

揭煤流程见下图。

二、前探钻孔设计
在七采区轨道大巷G2点前41m进行地质探查，地质探查距7煤层底板法距14.8m，距8煤层顶板法距12.9m。

共设计钻孔10个，探查揭煤区域巷道前方及两侧煤层赋存情况。

三、区域性突出危险性预测
（一）揭煤地点的突出危险性区域评估情况
根据《青东煤业有限公司七采区32、7、8、10煤层区域突出危险性评估研究报告》结论：七采区7煤层-640m以浅为无突出危险区域，七采区8煤层-670m以浅为无突出危险区域。

-650m水平轨道大巷揭7煤位置标高为-643.4m，处于突出危险区。

8煤最低标高为-661.5m，处于无突出危险区。

（二）煤层突出危险性预测
2022年1月，在七采区轨道大巷实际测得该区域7煤层最大原始瓦斯含量为2.55m3/t（-622.9m），8煤层最大原始瓦斯含量为3.62m3/t
（-653m）；前探及预测钻孔施工过程中，未发生喷孔、顶钻等异常动力现象，且实测指标均小于《防治煤与瓦斯突出细则》规定的临界值，揭煤区域无突出危险。

（三）瓦斯含量测定要求
在G2点前41m设计施工4个钻孔，钻孔孔径113mm，见7、8煤层后继续向前施工1～2m，钻孔施工使用定点取样装置，直接测定7、8煤层原始瓦斯含量。

四、区域防突措施
该区域7煤位于突出危险区，执行区域防突措施。

该区域8煤位于无突出危险区，且指标小于临界值，不需要执行区域防突措施，因煤层较厚，为进一步降低煤层瓦斯含量及应力，对该区域施工穿层钻孔进行冲煤卸压预抽煤层瓦斯；该区域共设计42个钻孔，钻孔孔径为113mm，孔间距不大于5m，钻孔控制到巷道两侧轮廓线外不小于12m。

五、区域防突措施效果检验
过断层揭煤区域防突措施效果检验，采用直接测定残余瓦斯含量作为检验指标，效检钻孔施工前停止预抽钻孔的瓦斯抽采，效检钻孔施工时必须同时观察钻孔施工过程中有无喷孔、顶钻及其它突出预兆。

当残余瓦斯含量小于5m3/t时, 且效检钻孔施工过程中未出现夹钻、顶钻、喷孔及其他突出预兆时，方可判定措施有效，否则，将继续执行区域防突措施，直至区域防突措施效检合格。

六、工作面预测
根据地质探查资料及揭煤区域突出危险性预测结果，边探边掘施工至距7煤层法距5m时停止掘进，采用钻屑瓦斯解吸指标法[1]对7、8煤进行工作面预测；探边掘施工至距7煤层法距2m时停止掘进，对7煤层进行工作面预测。

七、工作面防突措施
（一）采取工作面防突措施的依据
根据《防治煤与瓦斯突出细则》要求，工作面防突措施采用施工超前排放钻孔措施。

（二）工作面防突措施方法
当石门揭煤预测有突出危险性时，采取超前排放钻孔措施[2]，排放煤层瓦斯。

钻孔控制范围为巷道两侧和上部轮廓线外至少5m，下部轮廓线外至少3m，钻孔间距为5m，均匀布孔。

排放钻孔孔径113mm，必须穿透煤层并进入岩石不小于1m，排放时间不小于1h。

采取排放措施后，采用钻屑瓦斯解吸指标法进行效果检验。

若工作面仍有突出危险性，补充施工排放钻孔或延长排放时间，直至煤层突出危险性消除。

八、工作面防突措施效果检验
（一）检验方法与指标
排放钻孔施工结束后，采用钻屑瓦斯解吸指标法对巷道揭开突出煤层局部防突措施进行效果检验，检验施工钻孔是否达到设计要求，若不符合要求，补充施工钻孔。

（二）效检要求
检验钻孔数不得少于5个，分别位于巷道的两侧和中部。

根据防突措施钻孔实际施工情况，检验钻孔应布置在措施孔密度相对较小，孔间距相对较大的位置，并远离周围的各防突措施钻孔或尽可能与周围各防突措施钻孔保持等距离。

当实测指标小于临界值且钻孔施工中未出现喷孔、顶钻、吸钻等瓦斯动力现象时，则措施有效；否则认为措施无效，需补充施工排放钻孔或延长排放时间，直至煤层突出危险性消除。

九、安全防护
（一）安全监控
七采区轨道大巷按规定安装了传感器，传感器型号、位置、报警值、断电值及断电范围符合要求，钻孔施工期间，按规定在钻机下风侧5～10m处安设甲烷传感器。

（二）远距离爆破
在距煤层底板最小法向距离5m至揭开煤层，掘进工作面采用远距离爆破。

（三）避难硐室
在东翼集中轨道石门设置了避难硐室，避难硐室建立向外开启的隔离门，硐室内支护良好，并设有与矿调度直通的电话。

在避难硐室内安设压风自救装置、甲烷传感器、人员定位装置，接入供水管路，并放置隔离式自救器。

参考文献：
[1] K1预测值准确性分析及应用考察研究[J].郑广义.山西焦煤科技.?2012(02).
[2]用小直径钻孔防治煤与瓦斯突出[J].张传铭.煤炭工程师.?1997(01).
作者简介：
王本永（1970.11-），安徽天长人，男，工程师，2016年毕业于中国石油（华东）大学，安全工程专业，从事煤矿安全技术管理工作。