石门揭煤钻孔抽放布置形式的对比选择
石门揭煤
-+70西四石门掘进揭煤安全技术措施222采面即将推过+70m西三石门，从而西二2下巷掘进回风会串入222采面，为解决此串风问题，设计由+70水平运输巷穿煤层开掘联巷，因此需进行石门揭煤。
为确保施工安全，特制定如下安全技术措施。
一、揭煤工程概况1、工程概况+70西四石门开口+6°向前掘进施工，巷道设计长度45m，采用锚网喷半圆拱型支护，设计高度3.2m，宽3.6m，设计38m揭露煤层。
（附图1：+70西四石门支护断面图）。
2、揭煤巷道与煤层及周边巷道的相对位置关系（1）与煤层相对位置+70西四石门已由开口位置向前掘进24m，根据实际钻探测得该处煤层实际厚度约3.6m，目前正前距离煤层5m，与煤层法线距离2m。
（附图2：+70西四石门与煤层的相对位置关系图）。
（2）与周边巷道的相对位置在该巷道以东150m近似平行位置有一条巷道为+70m西三石门，以西为+70西五石门；以南是222上巷和32030上巷；以北为222下巷掘进巷道（附图3：+70西四石门巷道布置图）。
3、揭煤的原因巷道设计原因：222采面即将推过+70m西三石门，为解决该采面的通风问题，需掘+70m西四石门，所以需由此揭露煤层。
二、揭煤的条件1、揭煤地质条件根据生产技术科提供地质资料，自开口到二1煤层底板，岩性依次为泥岩、L7灰岩、泥岩、一8煤、泥岩、L8灰岩、泥岩、细砂岩、泥页岩，总厚度约20m。
煤层倾角约为-32°，自石门迎头断面位置距离二1煤层底板法线距离约2.0m。
2、石门揭煤防突设计的执行（1）石门与煤层的相对位置关系确定+70西四石门掘进至距煤层最小法向距离10m（垂距）之前，施工了2个穿透煤层全厚且进入顶底板（穿过厚度大于0.5m）的前探钻孔，确认了巷道与煤层的相对位置关系。
（2）煤层瓦斯参数的测定在石门工作面距离煤层2m（垂距）以外，已经打2个穿透煤层全厚的测压（预测）钻孔，确定煤层钻屑解析值400Pa，瓦斯涌出初速度为2.5L/min，钻屑量为2.8Kg/m。
石门揭煤管理规定
石门揭煤管理规定1、石门和立井、斜井工作面从距突出煤层底（顶）板的最小法向距离5m开始到穿过煤层进入顶（底）板2m（最小法向距离）的过程均属于揭煤作业。
2、突出煤层揭煤作业前，地测部门负责落实地质探查工作，搞好地质探查钻孔设计并监督实施，在揭煤工作面掘进至距煤层最小法向距离10m之前，至少施工两个穿透煤层全厚且进入顶（底）板不小于0.5m的前探取芯钻孔，地质探查钻孔施工结束后及时提交地质探查报告和地质剖面图，报矿总工程师（技术负责人）确认，做到准确控制煤层层位，掌握煤层的赋存位臵、形态。
3、在地质构造复杂、岩石破碎的区域，揭煤工作面掘进至距煤层最小法向距离20m之前必须布臵不少于3个前探钻孔，以保证能确切掌握煤层厚度、倾角变化、地质构造和瓦斯情况。
也可用物探等手段探测煤层的层位、赋存形态和底（顶）板岩石致密性等情况。
3、瓦斯办负责根据地测部门提交的地质探查报告和地质剖面图编制揭煤的专项防突设计（设计应包括文字说明和图纸两部分），经矿技术负责人组织审批后，报集团公司批准。
4、石门和立井、斜井揭穿突出煤层的专项防突设计主要包括以下内容：（一）石门和立井、斜井揭煤区域煤层、瓦斯、地质构造及巷道布臵的基本情况；（二）建立安全可靠的独立通风系统及加强控制通风风流设施的措施；（三）控制突出煤层层位、准确确定安全岩柱厚度的措施，测定煤层瓦斯压力的钻孔等工程布臵、实施方案；（四）揭煤工作面突出危险性预测及防突措施效果检验的方法、指标，预测及检验钻孔布臵等；（五）工作面防突措施；（六）安全防护措施及组织管理措施；（七）加强过煤层段巷道的支护及其他措施。
5、经评估为有突出危险煤层的新建矿井建井期间，以及突出煤层经开拓前区域预测为突出危险区的新水平、新采区开拓过程中的所有揭煤作业，必须采取区域综合防突措施并达到要求指标。
6、经开拓前区域预测为无突出危险区的煤层进行新水平、新采区开拓、准备过程中的所有揭煤作业必须采取局部综合防突措施。
低位施钻巷石门揭煤技术
低位施钻巷石门揭煤技术发布时间：2022-10-27T08:32:42.981Z 来源：《建筑创作》2022年第11期作者：潘铮荣[导读] :石门揭煤穿层钻孔预抽区域防突措施潘铮荣重庆千牛建设工程有限公司，重庆 400700摘要:石门揭煤穿层钻孔预抽区域防突措施，常规设计附孔施工难度大，排水排渣困难，抽放效果难以保证。
本文通过巧妙利用空间几何关系，设计低位施钻巷，变附孔为仰孔进行穿层区域防突治理，避免了附孔的施工，安全顺利完成了区域防突瓦斯治理，还大大减少了治理时间。
关键词：石门揭煤、区域防突、附孔、低位施钻巷1．引言目前石门及巷道揭煤防突与瓦斯治理技术常用穿层钻孔预抽煤层瓦斯作为主要的区域防突措施,针对石门揭煤穿层钻孔预抽区域防突措施，常规设计多采用在巷道左右两帮开设与巷道同一标高的钻场施工预抽钻孔，然后对煤层进行区域预抽。
采用该区域防突措施时，附孔施工难度大，排水排渣困难，抽放效果难以保证。
根据防突细则的控制范围规定，正常情况附孔施工是不可避免的，但本文通过巧妙利用空间几何关系，变附孔为仰孔进行穿层区域防突治理，尽可能减少附孔的施工，最终不仅安全顺利的完成了区域防突瓦斯治理，还大大减少了治理时间。
2.工程概况松河矿井位于贵州省六盘水市盘县北部松河乡境内,采用斜井开拓，建设规模为240万吨/年。
其中我公司承建的松河煤业公司112专用回风石门位于一采区二区段+1390m标高，巷道以243°0′0″方位、+3‰的坡度掘进。
掘进过程中将斜交揭过18#、17#煤层，煤层走向为303°0′0″，倾角为25°，煤厚为6.5m，煤层本身及其顶底板围岩软弱、破碎，为三软煤层，煤层破坏类型为Ⅲ～Ⅳ，埋深在560m~577m之间；在距18#煤层底板法向距为10.0m时，施工煤层取样孔，通过煤样分析，18#煤层瓦斯含量为13.01m3/t，17#煤层瓦斯含量为18.61 m3/t，瓦斯压力为2.1Mpa，在施钻过程中出现强烈喷孔、卡钻等动力现象。
石门揭煤专项设计
以角煤矿运输石门揭煤专项防突设计编制：赖根华编制时间：二0一一年五月运输石门揭煤专项防突设计一、工程概况1、巷道布置该运输石门在三平巷5#煤顶板开口，巷道标高+1746，方位α：97°。
现已掘95米，期间未揭穿任何煤层。
该巷道采用工字钢梯形棚支护（局部为锚网支护），规格为：上净宽1.8米，下净宽2.8米，高2.0米，棚距0.8米。
2、煤层情况该区段地质构造简单，岩层单斜形态，其走向为N180°E，倾角NW19°，该石门将依次揭穿4#、3#、2#煤。
3、地质构造该区段地质构造简单，岩层呈单斜形态，局部有落差较小的断层。
矿区内出露最老地层为二叠系上统龙潭组（P3l）；三叠系下统（T1），最新地层为第四系（Q）。
含煤地层为龙潭组，主要由浅灰色、灰色及深灰色，薄至中厚层状细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、煤层组成。
4#煤上距3号煤层7m左右，平均厚度1.83m，一般为单一煤层。
顶板岩性：以粉砂质泥岩为主，细砂岩、粉砂岩次之。
底板岩性：直接底板一般为泥岩，间接顶板为细砂岩、粉砂岩及泥质粉砂岩。
3#煤上距2号煤层一般8.0m左右，平均厚度1.59m，结构较简单，一般无夹矸。
顶板岩性：以细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩为主，局部为泥岩、粉砂质泥岩。
底板岩性：直接底板一般为泥岩，间接顶板多为泥质粉砂岩、粉砂岩及细砂岩。
2#煤距飞仙关组底部标1约56.0m左右。
平均厚度1.13m，结构简单，一般含夹矸0～1层，其岩性为泥岩。
顶板岩性：以泥质粉砂岩、泥岩为主，局部为粉砂质。
底板岩性：直接底板一般为泥岩，间接顶板多为泥质粉砂岩。
4、瓦斯情况按照AQ1018-2006《矿井瓦斯涌出量预测方法》，M2煤层工作面经抽放后相对瓦斯涌出量为17.43m3/t，绝对瓦斯涌出量为5.50m3/min。
根据预测结果，工作面瓦斯含量较高，需进行预抽才能达到AQ1018-2006标准要求。
5、通风系统局扇安装在三平巷防突风门以外，型号为FBD No5.6/22，功率为2×11KW，已形成独立的通风系统。
石门揭煤防突抽放瓦斯钻孔合理布置参数的研究
（ ０≤￡ ） ≤Ｔ ，
（ ０≤ ｔ Ｔ ． ≤ ）
（） ２
式 中 ， 为 钻孔 的半 径 ；ｒ为煤 层 深 部 边 缘 点 ；Ｐ 为煤 层 原 始 瓦 斯 压 力 ；Ｐ 为 钻 孔 内 瓦 斯 压 力 ；Ｔ为 总 计 。 。 算时间．
方 程 （ ） 为 非线 性 齐 次抛 物 型 方 程 ．从 理论 上讲 ，只要 给定 了初 始 条 件 和边 界条 件 ，解 是 唯一 的 ， １ 但 其 解 析解 的求 解是 非 常 困难 的 ，利用 数值 方 法 可 以求 其 数 值解 ． 为 了从 具 体 的解 算结 果 中导 出普 遍 的流 动规 律 ，必 须 借 助 于相 似 理论 ，用 相似 准 则数 来 整 理 计算 结 果 ．
出危 险煤 层 低 透气 性 的特点 ，通 过对 抽 放 钻孔 周 围煤 体 瓦斯 渗 流 规律 的研 究 ，现 场 实际 考察 不 同条 件 下 石
门抽 放 瓦斯 钻 孔抽 放 瓦斯 的揭 煤 效 果 ，探 索石 门揭煤 和超 前钻 孔抽 放 瓦 斯 规律 ，找 出符 合我 国突 出煤 层 不
好 的防 突 和综 合 治理 瓦斯 的效 果 ，但 在 实 际 应 用 中 ，在 抽 放 瓦 斯 钻 孔 的 布 置参 数 选 取 上 带 有 一 定 的 经 验
性 ，在抽 放 参 数 （ 放 时 间 、半 径 、负 压 等 ） 的选 取 上 还 没 有形 成 统 一 的认 识 ． 因此 ，针 对 我 国煤 矿 突 抽
同条 件 下 的合 理 布孔 参数 和抽 放 参数 ，对 提高 抽 放 瓦斯 措施 的 防突效 果 、缩短 防突措 施 的 时 间和 实现 矿 井
安 全 生 产具 有 重要 的现 实意 义 ．
１ 煤层钻 孔周 围煤体 瓦斯流 动数学模 型和数 值计算 方法
石门揭煤施工安全措施
一、编制说明因本矿井-570m石门揭煤为矿井南一采区煤层，而本上山石门揭煤为矿井北翼采区煤层，无瓦斯资料，属首次揭煤，根据技改工程设计安全专篇补充说明要求，必须按《煤矿安全规程》第199条的规定编制揭煤综合防突措施。
二、揭煤防突设计1、根据目前石门施工在煤层顶板矽钙质页岩段底部，距C煤层法线距离约10m，根据《煤矿安全规程》第200条规定，打两个前探钻孔。
钻孔1方位、倾角、斜长约10m；钻孔2方位、倾角、斜长约13m。
钻孔目的：掌握煤层赋存条件，地质构造、瓦斯情况等。
因此要求钻孔施工时注意瓦斯变化，如未见煤层必须取终孔岩性。
2、根据第一次钻孔施工掌握的煤层情况，确定掘进距离，在距煤层法线5m 以外打两个穿透煤层全厚的钻孔，并按要求测定煤层瓦斯压力、预测煤层突出危险性以及瓦斯含量等进行检测，检测工作可请合肥煤炭科学研究所协助进行，为今后安全生产提供依据。
3、根据第二次钻孔施工以及检测煤层是否突出等资料，确定石门揭煤办法：⑴、当预测为突出工作面时必须采取防突措施①、根据《规程》第200条规定，工作面迎头距煤层法线距离3m时，停止掘进。
采用钻孔排放挖，释放压力，届时补充排放瓦斯钻孔。
如果排放效果不明显时采用抽放瓦斯方法，届时编制抽放瓦斯设计。
②、进行防治突出措施效果检验，检验指标采用钻层指标法。
③、根据检验效果确定无突出危险时，方可下达允许掘进通知单。
⑵、预测无突出危险时，直接采用远距离爆破或震动爆破揭穿煤层。
三、施工安全技术措施1、掘进队要严格按照矿给定施工距离进行施工，严禁超掘。
2、钻探施工前准备工作⑴、施工地点支护完好，无杂物，做到“三无一畅通”，支架紧跟迎头，严禁空顶。
⑵、掘进队在迎头附近挖一水池，安好潜水泵。
⑶、该面所有电器设备严禁失爆，保持设备完好。
⑷、安设一部直通矿值班室的电话，并确保通讯畅通。
3、通风及瓦斯、防尘管理要求⑴、掘进队及通风队要将风筒接至打钻地点不大于5m的地点，保证正常供风，掘进区域必须设专职局扇司机，保证局扇的正常开启。
浅谈石门揭煤的突出机理及揭煤方式的选择
３ 选 用综合 指 标法 、 屑 瓦斯 解 吸 指标 法 或 ） 钻 其他经试验证实有效的方法进行工作面预测。经预 测若有危险则执行工作面防突措施 ， 若无危 险， 继续 向前施 工 。 ４ 石 门工 作 面施 工至 法距 １５ｍ 时 ， ） ． 放炮 揭 开或穿 过煤层 。
３ 震 动爆破揭煤分析
２ 石门揭煤的施工顺 序
正常施工揭煤过程采取分步实施 ， 从石 门工作 面距煤层顶（ ） １ 底 板 ０ｍ垂距开始至石 门工作面进
入煤层底（ 板 ２ｍ止 。 顶）
合达到突出的临界值时 ， 煤层已具备突出的能力 ， 尤 其是采用一次性多打眼、 多装药放炮的揭煤 ， 更大地
破坏 了瓦斯的卸压带 ， （ 下转第 １０页） １
１ 石门揭煤与突出机理
１ １ 煤与 瓦斯 突 出机理 ．
施 工 步骤如 下 ：
煤与瓦斯突出（ 以下简称 “ 突出” 是一 种极其 ） 复杂 的矿 井动 力灾 害 ， 于 突 出 发 生 的原 因 至今 还 对 没有统一的认识 ， 研究者提出了许多假说 ， 前 国内 目 外大多数学者认 为综合作用说更切合实际。“ 综合 作用 说 ” 为 ， 出是 地 压 、 斯 、 认 突 瓦 重力 和煤 的物 理
随着我 国煤 矿机械 设备 和科 学技术 的不断 改进 和发展 ， 由机 械化 向半 自动 化和 自动化 的方 向迈 进 ， 对 人 的智力 和技 术 水 平 的要 求 也 更 高 、 严 格 。为 更
收稿 日期 ：０ １ ８３ ２ １ － －１ ０ 作者简介 ： 王建斌 （ ９２一） 男 ， １７ ， 山西长治人 ， 硕士 ， 工程师 ， 从事矿井通风技术管理工作 。
ｌ ０ｌ
朱前进 ： 浅谈煤矿机械 安全
石门揭煤防突措施
石门揭煤“四位一体”防突措施距煤层法距为10m（若该处煤层赋存不稳定时为20m）时施工探煤孔，距煤层法距5m时进行危险性预测。
若预测有突出危险，当法距为3m时候，开始打排放孔（若煤层顶板破碎，法距5m时打排放孔）并进行效果检验，若措施孔无效，继续补打措施孔，并进行效果检验，直到措施有效时方可掘进，当法距为2m时进入远距离放炮阶段，直至揭煤结束。
一、石门揭煤措施（1）、前探钻孔在石门工作面掘至煤层顶板法距10m（若该处煤层赋存不稳定时为20m）之前，打三个穿透煤层全厚且进入顶板不小于0.5m的前探钻孔，其中2个钻孔水平向前，1个钻孔与煤层垂直，并详细记录岩芯资料。
地质构造复杂、岩石破碎的区域，石门工作面掘至距煤层20m（垂距）之前，必须在石门断面四周轮廓线外5m范围煤层内布置一定数量的前探钻孔，以保证能确切地掌握煤层厚度、倾角的变化、地质构造和瓦斯情况等。
1、前探钻孔具体操作方法：1）当石门工作面距煤层垂距10m（若该处煤层赋存不稳定时为20m）时，打3个穿透煤层全厚且进入顶板不小于0.5m的前探钻孔。
探煤钻孔布置在巷帮钻场或者工作面，开孔位置在钻场中部，1#和2#开孔间距为0.5m，使用ZY--650液压钻机，其参数及钻孔位置应根据实际情况在施工钻孔前确定。
2）前探钻孔施工完毕后，3号孔测瓦斯压力，将1、2号孔填实。
（2）突出危险性预测1、主要预测方法为：测定瓦斯压力、放散初速度△P、煤的坚固性系数f值，最后以综合指标判断。
在前探钻孔施工后，可先利用垂直于煤层的3号钻孔测定煤层瓦斯压力。
2、当距煤层垂距为5m时，工作面应停止掘进，进行突出危险性预测。
此时向工作面前方施工2个测压钻孔，然后封孔测定瓦斯压力。
在施工测压孔时，用取芯钻头取煤芯，采集煤样2Kg左右，每孔各取一份，送实验室测定放散初速度△P、煤的坚固性系数f。
3、工作面揭煤突出危险性预测，采用综合指标法。
在试验地点采取煤样，测定该地点煤的瓦斯放散初速度指标△P及煤坚固性系数f值，采用综合指标D、K值对该地点的突出危险性进行预测，D、K值按下式计算：()()74.0f=PHD.0--30075=K∆fP式中 D —突出危险性预测综合指标之一；K —突出危险性预测综合指标之二；H —煤层埋藏深度，m；由于该矿为在建矿井，尚无明确的突出预测指标临界值，故其指标临界值选用《突出规定》规定的临界值。
石门揭煤钻孔布置优化分析及应用
石门揭煤钻孔布置优化分析及应用在煤矿开采过程中，石门揭煤是一个重要的生产环节。
为了提高开采效率、降低成本并确保煤矿安全，对石门揭煤钻孔布置进行优化分析具有重要意义。
本文将围绕这一主题展开讨论，分析优化石门揭煤钻孔布置的目标、影响优化的因素以及应用实践与展望。
石门揭煤是煤矿开采过程中的一项重要任务，其目的是在岩层和煤层之间构建一条人工通道，以便于煤炭的开采和运输。
然而，这一过程中存在诸多技术难题，如煤层厚度不均、瓦斯含量高、地层条件复杂等。
为了解决这些问题，对石门揭煤钻孔布置进行优化分析显得尤为重要。
优化石门揭煤钻孔布置的目标包括提高钻进效率、降低成本、提高煤矿安全系数等。
通过合理的钻孔布置，可以缩短揭煤时间，提高生产效率；同时降低人力物力消耗，节约成本；还能有效降低揭煤过程中的安全隐患，提高煤矿安全生产水平。
影响石门揭煤钻孔布置优化的因素主要包括地质条件、煤层厚度和瓦斯含量。
地质条件：石门揭煤区域的地质条件，包括岩层分布、岩石强度、地质构造等，对钻孔布置有重要影响。
根据地质条件差异，合理调整钻孔深度、角度和方位，有助于提高钻进效率。
煤层厚度：煤层厚度决定了钻孔的深度和揭煤的难度。
较薄的煤层需要布设更多的钻孔，而较厚的煤层则可适当减少钻孔数量。
针对不同厚度的煤层，优化钻孔布置方案，有助于实现高效开采。
瓦斯含量：瓦斯含量过高是石门揭煤过程中的一大安全隐患。
针对不同瓦斯含量的煤层，合理布置钻孔，既能确保安全生产，又能提高开采效率。
例如，高瓦斯含量的煤层可采用加密钻孔、增加抽放孔等方式降低瓦斯压力，确保揭煤过程的安全性。
通过对某矿井石门揭煤钻孔布置进行优化分析，采用数值模拟方法对多种钻孔布置方案进行比选，最终确定了一种最优方案。
实施后，取得了以下成果：提高了钻进效率：通过优化钻孔布置方案，该矿井的揭煤时间缩短了20%，显著提高了生产效率。
降低了成本：优化的钻孔布置方案在保证生产效率的同时，降低了钻孔施工数量和时间，人力物力消耗减少了15%，实现了成本控制目标。
31616石门揭煤措斯
31616石门揭露煤层时的安全技术措施一、概况：31616石门开门点在十六采区主下山，顶板标高-550m。
掘进方位磁方位97º,设计全长65m，需要穿过三煤层位进入二煤层位。
31616石门掘进至三煤层位时，由于煤层厚、倾角大、松软易片冒，瓦斯含量大等原因，导致发生倾出形成高冒区，影响了正常掘进。
现采用铁棚支护已过此高冒区，但迎头遇到火成岩，经技术分析会研究继续向前掘进，为确保安全特制定如下安全技术措施：二、计划采取措施：1、使用MK-150钻机至少打2个前探钻孔，掌握煤层赋存条件、地质构造、瓦斯情况等。
2、使用岩石电钻至少打2个穿透煤层全厚的钻孔，测定煤层瓦斯压力和预测突出危险性。
3、当预测为有突出危险时，必须采取防治突出措施：抽放瓦斯、水力冲孔、密集排放钻孔、水力冲刷、间歇作业等。
4、当预测为无突出危险时，采用炮掘继续向前掘进，使铁硼支护，里口2.0米、底叉2.6米、中高2.0米，棚距0.5米，直至过三煤层位3.0米。
5、过三煤层位3.0米以后，打拱形，采用锚喷支护，规格净宽2.4米、净高2.2米（拱高0.6米、墙高1.6米）。
6、采用炮掘时，只准放小炮，炮眼深度定为0.8—1.0米，必须使用三级乳化炸药，每个炮眼装药量不准超过两管，炮眼主要布臵在中下部。
挖腿窝、扩帮时借助风镐并用水不间断地喷洒施工地点。
7、在火成岩中打探眼如果见煤，必须采取措施防高冒，例如：减少装药量、于迎头2.0米高处打一层钎棍或用岩石电钻打一层钻孔插进管子控制顶煤冒落等。
三、密集钻孔排放、深孔爆破、瓦斯抽放防治技术措施：1、采用密集钻孔排放，钻孔直径42mm，腰平线为底板以上1.0m，腰平线及上下孔平行距0.3m，倾角依次为±0°，±4°，±8°。
，孔深分别为10m、10.1m、10.2m、。
巷道中心线为正方位线、正方位线及左右开孔排距0.35m，方位依次为±0°±3.7°±7.4°.......，孔深分别分别穿过三煤层位，孔数20个，5行4排，钻孔布臵如图（附图），打完钻自然排放24小时以上。
石门揭煤钻孔布置优化分析及应用_卢义玉
)
则射流作用于单位面积的作用力为
第2 期
卢义玉等： 石门揭煤钻孔布置优化分析及应用
285
F' =
F π（ 0. 22 H）
2
（ 11 ）
根据库伦准则有 流冲击煤体时认为是单轴受力状态， （ 16 ） τ = c + σtan φ 式中， τ 为剪切强度； c 为黏结力； σ 作用于煤体的正 应力； φ 为内摩擦角。 煤体应变超过峰值应力后， 当所受剪切力超过其 抗剪强 度 时， 煤 体 便 发 生 破 坏， 将 式 （ 15 ） 代 入 式 （ 16 ） ， 可得煤体发生损伤破坏的有效应力值为 （ τ － c） σ = tan φ｛ 1 － h［ D0 + C 1 ε β ｝ p + C2 （ ε － ε p ） ］ （ 17 ） 式中， τ 为煤体发生破坏的临界剪切应力 。 将式 （ 17 ） 代入式（ 13 ） ， 可得煤体发生损伤破坏 的门槛值为 σ = tan φ 1 － h D0 + C1 ε β p + C2 （ ε － ε p ） （ τ － c） （ 1 － hD0 ）
对于不同 x / H 处的速度剖面， 其速度分布具有 ， u 相似性 以速度比尺 m 和速度半值宽 b u 无量纲化后， 速度剖面可以表示成 u = exp（ － 0. 693 η2 u） um （ 7）
式中， η u = r / b u ； r 为径向距离， 夏特实验表明 b u / x = 0. 169 6 。 将式（ 6 ） 代入式（ 7 ） 可得射流剖面的速度分布 u0 u = 6. 2exp（ － 0. 639 η2 （ 8） u） d x 1. 3 射流对煤体的作用力 忽略紊动射流冲击煤体时流量的变化 ， 并认为射 流垂直作用于煤体， 当射流与煤体接触时速度降为 0 。根据动量定理， 径向距离为 r 时， 射流作用于煤体 的作用力可以表示为 F r = － ρ［ π（ r + d r）
石门揭煤
最后验证与揭煤。《规定》第六十二条：掘进至远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置，采用工作面预测或措施效果检验的方法进行最后验证；采取安全防护措施并用远距离爆破揭开或穿过煤层。
4
区域措施效果检验。《规定》第五十二条：穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，必须依据实际测定的残余瓦斯压力或残余瓦斯含量值。也可参照第七十三条的方法采用钻屑瓦斯解吸指标进行措施效果检验。
《规定》第五十五条（三）对穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行验证时，至少布置4个检验测试点，分别位于要求预抽区域的上部、中部和两侧，并且至少有1个检验测试点位于要求预抽区域内距边缘不大于2m的范围。经检验，若为危险区，继续执行区域防突措施，若为无危险区，进行工作面预测或区域验证。
3
采取穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施。《规定》第四十九条第（四）款：穿层钻孔预抽石门揭煤区域瓦斯区域防突措施应当在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m以前实施（构造破坏带应适当加大距离）。钻孔的最小控制范围是：揭煤巷道轮廓线外12m（沿层面距离，急倾斜煤层底部或下帮为6m），同时还应当保持控制范围外沿到巷道轮廓线最小距离不小于5m，且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时，应当保持煤孔最小超前距15m。
石门揭煤基本程序
1
开拓前预测（评估）
若为有突出危险煤层则采取区域综合防突措施，反之，采取局部综合防突措施。
2
准确控制煤层层位，掌握煤层赋存位置、形态。《规定》六十一条：在揭煤工作面掘进至距煤层最小法向距离10m之前（地质构造复杂、岩石破碎区域为20m），应当至少打2个穿透煤层全厚且进入顶（底）板不小于0.5m的前探取芯钻孔，并记录岩芯资料。测瓦斯压力（做到心中有数）。
揭煤工作面防突措施效果检验。《规定》第九十九条：对石门揭煤工作面进行防突措施效果检验时，应当选择第七十一条所列的钻屑瓦斯解吸指标法或其他经试验证实有效的方法，但所有用钻孔方式检验的方法中检验孔数均不得小于5个，分别位于石门的上部、中部和两侧。经检验，若为突出危险工作面，继续执行或补充工作面防突措施，若为无突出危险工作面，采取安全防护措施后掘进至远距离放炮位置。
8257运煤石门揭煤防突前探钻孔及瓦斯释放钻孔施工设计
8257运煤石门揭煤防突前探钻孔及瓦斯释放钻孔施工设计8257运煤石门揭煤防突前探钻孔及瓦斯释放钻孔施工设计主管矿长：总工：安全副总：开掘副总：设计副总：瓦斯治理科：生产技术部：抽防区：编制：单位：日期：鲁建广景魁英杨海生赵志军陈红祥李彦军孔玉宽任金生郭金刚抽防区2022年.10.078257运煤石门揭煤防突前探钻孔及瓦斯释放钻孔施工设计8257运煤石门开口于41皮带下山79测点，自开口掘进25m 时巷道顶板与大煤煤层底板垂距为10m，掘进50m时，巷道顶板与大煤煤层底板垂距为5m。
根据《防治煤与瓦斯突出细则》规定，需施工前探钻孔以探明煤层产状及释放煤层中的瓦斯保证巷道安全揭露煤层。
一、概述：1、井上下位置及范围该工作面地面位于苗庄村之北800m，磨屋村西南600m。
地面标高140.9-148.2，地表为农田覆盖，无其它建筑物。
井下位于下41区，上部（西部）与8253采空区隔8255相望，北止以羊东辅助下山实见的陷落柱煤柱为界，西南以41下山煤柱线为界，东以8457溜子道垂直投影上切为技术边界。
工作面走向长平均400m，倾斜长平均115m，可采储量36万吨。
2、煤层结构及顶底板岩性工作面煤层为二叠系山西组2#煤，煤厚5.2-6.0m，平均厚度5.7m，煤层稳定，其结构复杂，普遍含三层夹石，其中顶、底夹石较稳定。
顶夹石厚0.05m，为炭质粉砂岩，距顶板1.0m，底夹石厚0.15m，为炭质粉砂岩，距底板1.2m，煤层走向N5°W-N25°E，倾角平均为18°。
煤层顶底板情况见下表。
3、地质构造情况8257工作面呈一单斜构造，其走向为N5°W-N25°E，倾向SE，倾角12°--28°，平均倾角18°。
该工作面构造极为复杂，f571断层将横贯该工作面。
上部F17号断层是该工作面与8255工作面的分界断层。
该工作面下伏野青煤层实际揭露有4255的陷落柱，并留有防水煤柱。
联合煤矿石门揭煤措施
联合煤矿石门揭煤措施石门揭煤是指由煤层底板(顶板)进入煤层的全过程。
联合煤矿属煤与瓦斯突出矿井，根据煤与瓦斯突出重点分布规律，石门揭煤区域极有可能诱导煤与瓦斯突出，防止揭煤过程中煤与瓦斯突出是防突工作的重要一环。
一、探明石门距煤层的相对位置1、根据井巷工程布置，按所处高程及岩层岩性对应煤层底板板等高线预计大致相距位置，上高，确定采取前探钻进的位置。
2、当石门施工至停掘前探位置时，按下列方法确定：①距煤层法线距离10米(垂直距)打两个穿透煤层全厚且进入煤层顶(底)板不小于0．5m的地质前探孔，并详细记录前方岩性及厚度。
②在石门工作面距煤层5m(垂距)时再打2个穿透煤层全厚的测压孔，测定煤层瓦斯压力，煤的放散初速度指标和钻屑瓦斯解吸指标，测压孔与前探孔不能共用时，两者见煤点之间的距离不得小于5m，③为防止误穿煤层，在石门工作面距煤层5m垂距时，应在石门工作面顶(底)部两侧补打3个小直径(42mm)超前钻孔，其超前距不得小于2米。
3、前探钻孔布置如图A--A B--B说明：①前探钻孔仰角据煤层倾角确定。
②钻孔垂直见面。
4、石门揭穿煤层前所留岩柱必须保持足够一槽炮爆破能量所需距离，同时也必须保证一槽炮能够全断面揭穿煤层，根据我矿底板岩性特征由煤钻孔不进入煤巷顶至巷底全断面留设 1.2～1.5m岩距最为适宜。
揭层留设100～200m,岩柱。
二、当前探钻孔或检测钻孔检测为有突出危险，放散速度较大，瓦斯压力较高，打钻时顶钻，有突出等现象时应采取大口经排放瓦斯与卸压措施。
排放卸压钻孔布置如图：说明：①排放卸压钻孔选择直径75-100mmTL径排放。
②卸压排放时间不得小于30天。
③排放钻孔孔底间距不大于2米。
2、当长时间排放不能降低突出危险时，应进行瓦斯抽放，抽放时间不少于3个月。
三、石门揭煤爆破1、揭煤钻孔不得利用检测孔和排放孔、抽放孔。
2、揭煤钻孔孔底距煤底板保持100～200mm的岩石距离。
3、石门揭煤炸药较正常岩石断面用药量适量增加，即每眼增加一筒药。
石门揭煤抽采方案优化及增透消突技术实践
石门揭煤抽采方案优化及增透消突技术实践冉永进【摘要】矿井揭煤区域单纯的以2倍有效抽采影响半径的终孔间距来布置抽采钻孔,导致抽采钻孔工程量大、施工时间长.笔者依据抽采钻孔有效影响半径,以2倍抽采钻孔有效影响半径的垂距偏移前一个钻孔,来确定下一个钻孔的方式对钻孔布置方案进行了优化,使得抽采钻孔工程量减少了约50％.同时,为了实现安全、快速消突,当抽采管路中瓦斯体积分数下降到2.5％时,通过液态二氧化碳致裂增透措施,安全揭煤时间缩短了33％,抽采浓度增加了3.4倍,有效地提高了抽采效率,实现了安全、快速消突揭煤的目标.【期刊名称】《煤矿爆破》【年(卷),期】2019(037)002【总页数】4页(P25-27,38)【关键词】石门揭煤;增透;钻孔布置;抽采影响半径;钻孔工程量;消突【作者】冉永进【作者单位】中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆400037【正文语种】中文【中图分类】TD713煤矿灾害主要有煤与瓦斯突出、火灾、水灾、煤尘灾害、顶板灾害、冲击地压灾害等,其中煤与瓦斯突出是发生次数最多、危害最大的,会严重破坏井下设备,威胁井下工人生命安全,极易诱发瓦斯爆炸事故的发生。
在各类突出事故中,以石门揭煤发生突出的概率最高,突出强度也最大[1-4]。
国内外学者[5-10]针对石门揭煤突出机理和防治措施开展了研究,提出了各类防突方法,其中预抽煤层瓦斯区域防突措施应用最广。
在实际工作中,我们发现许多煤矿在揭煤工作中,对以抽采有效影响半径为指导的抽采钻孔布置存在认识误区,即在抽采钻孔设计时,单纯的以2 倍有效抽采半径的终孔间距来布置抽采钻孔,导致抽采钻孔工程量和钻孔施工时间增加,造成资金和时间上的浪费。
因此,现在以抽采钻孔垂距小于或等于2 倍有效抽采影响半径的原则来进行抽采钻孔的合理布置,以此来减少抽采钻孔的工程量,节约施工钻孔时间。
同时采用致裂增透措施来增加煤层透气性,提高抽采效率,实现安全、快速消突揭煤的目的。
石门揭煤钻孔设计施工原则
钻孔设计原则
• 从左向右第二列各孔方位确定 • （1,2）方位＝Za－Za/y； • （2,2）方位＝（Za +Za1/y）－ （Za +Za1/y）/y; • （3,2）方位＝（Za +2×Za1/y） －（Za +2×Za1/y）/y; • (4,2)方位= (Za +3×Za1/y) － （Za +3×Za1/y）/y; • ……….; • (i,2) 方位= [Za +( i-1) ×Za1/y)] －（Za +( i-1)3×Za1/y）/y。
钻孔设计原则
• （三）钻孔设计附表要求 • 孔号按行列式进行编号，补孔也要按所在行列式位置编号 并在其后加“补”作后缀（或者用b作后缀,若第二补孔， 则用b2作后缀，------）。实现，由孔号知孔位。
钻孔施工流程
钻孔施工原则
一、钻机、钻具选择关键事项 • （一）要根据设计需要选择相 应的钻机，绝不能凑合。 • （二）强突出煤层操作台与动 力部分,必须实现分离；钻机功 率大、转速高、起拔力大的钻 机。 • （三）钻杆强度高、钻具级配 合理、对孔壁扰动小。 • （四）若采用螺旋钻杆，螺旋 叶片应适当降低，芯杆应适当 加大，钻头与钻杆级配应视煤 层松软情况确定，煤层越软级 差应越小。 • 二、钻孔标定原则 • （一）钻孔方位、仰俯 角要精准，孔口位置可 小范围调整的原则。 • （二）钻孔标定顺序 • 先标定方位，再稳固钻 机，最后调整仰、俯角。
钻孔设计原则
• 确定左右钻 场顶底孔方 位
• 分别测量Lz、 Lzd、Ly、 Lyd与巷道中 轴线的夹角， Za、Za1、 Ya、Ya1， 可绘右图。
钻孔设计原则
• 七）确定顶、底排特征 钻孔方位
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石门揭煤钻孔抽放布置形式的对比选择
薛岚华
（永煤集团永贵能源，贵州贵阳550023）
摘要自上世纪60年代以来，石门揭煤防突措施先后采用了水力冲孔、金属骨架结合扩孔钻具卸煤措施、煤层固化措施和钻孔抽排瓦斯措施，相比之下钻孔抽放措施更能有效地排放煤层中的瓦斯，使煤体充分卸压，增强煤体的强度，因此应作为石门揭煤的首选防突措施。
关键词消突石门揭煤钻孔抽放
中图分类号TD712+．62文献标识码A
黔金煤矿是河南煤业化工集团永煤公司的生产矿井。
矿井开拓方式为斜井片盘开拓，主要开采煤层为4、9煤层。
4煤层平均厚度为1．30m，9煤层平均厚度为1．87m。
目前回采工艺方式为炮采和综采。
本矿井属高瓦斯矿井，煤层标高在+1450 +1350m之间，瓦斯具有突出危险性。
而石门揭煤的瓦斯突出危险性一直是制约石门揭煤速度的主要原因，经过多次实践并结合该矿自身情况现将石门揭煤的布置方式进行综合对比分析。
1钻孔的布置形式
石门揭煤工作面采取抽放瓦斯的防突措施，其抽放钻孔的布置形式可以有平行、扇形及巷道旁截流等几种。
1．1平行钻孔抽放
在石门揭煤工作面巷道两侧各掘进一个钻场，在钻场及石门正前平行布置钻孔，如图1所示。
平行钻孔布置方式的优点在于设计、施工简便，但钻孔工程量大，增加辅助岩巷工程，抽放与导硐掘进不能平行作业，抽放时间长。
图1平行钻孔布置抽放
1．2扇形钻孔抽放
在石门揭煤工作面正前布置钻孔，钻孔排布呈扇
*收稿日期：2011－08－16
作者简介：薛岚华（1986－），男，河南开封人，本科，助理工程师，矿井安全。
形分开，如图2所示。
扇形钻孔布置方式的优点在于施工简便、无辅助岩巷工程，但钻孔工程量大，抽放不均匀，抽放与导硐掘进不能平行作业，抽放时间长。
图2扇形钻孔布置抽放
1．3巷道旁截流
巷道内交叉钻孔抽放。
在石门揭煤工作面巷道两侧各掘进一个钻场，在钻场布置空间交叉钻孔，一方面截流巷道两帮瓦斯，另一方面抽排导硐下部煤层瓦斯，如图3所示。
交叉钻孔布置方式的优点在于瓦斯抽放均匀不留空白带，抽放与导硐掘进可以平行作业，巷旁截流钻孔能截流抽放巷道两帮煤体的瓦斯，并且在揭煤全程可以连续抽放，但增加辅助岩石巷工程。
图3巷旁截流、巷内交叉钻孔布置抽放
2结束语
从石门揭煤突出机理研究及以上抽放形式对比可以看出，巷旁截流、巷内交叉钻孔抽放的钻孔布置方式，尽管多开挖钻场，增加岩巷工程，但瓦斯抽放强度
LFM轻型充填材料在综放面防灭火的应用
刘文斌，肖恩超
（黑龙江省龙煤集团鹤岗分公司南山煤矿，黑龙江鹤岗）
摘要LFM轻型充填材料最显著的特征是高膨胀率，充填用水量小，泡沫反应迅速，常温下20 30s即可反应完毕，3 5min内膨胀结束，并在20min内硬化，不需要防漏支架，有较好的抗压能力（0．3 1MPa左右），经得起岩层的运动。
关键词LFM轻型充填材料工艺流程经济效益
中图分类号TD75+2．2文献标识码B
1LFM轻型充填材料防灭火机理和特征
LFM轻型充填材料防灭火技术是一项新型的防灭火技术，该技术可用于煤矿井下密闭、防灭火充填、封堵煤层裂缝、构筑防火墙等。
利用该技术能及时有效地防治矿井煤层自然火灾，它具有灭火速度快，安全性能好，火区复燃性低，工艺简单等特点。
LFM轻型充填材料是高分子材料，遇水发生快速反应生成泡沫，接着会快速膨胀到原来体积的20 25倍。
膨胀后，在几分钟内硬化。
其具有的快速、高膨胀率，良好的抗压能力以及突出的抗静电性能，可以取得经济的、快速的、安全的填充效果。
凭借其耐火等级，LFM轻型充填材料适用于地下热源的密闭和矿井的防灭火。
2LFM轻型充填材料的适用范围、特征、工艺流程
2．1适用范围
可用于煤矿密闭、防灭火高冒充填、封堵煤层裂隙、构筑防火墙等，不蔓延火焰，适用于井下灭火。
2．2特征和工艺流程
LFM轻型充填材料最显著的特征是高膨胀率，充填用水量小，泡沫反应迅速，常温下20 30s即可反应完毕，3 5min内膨胀结束，并在20min内硬化，不需要防漏支架，有较好的抗压能力（0．3 1MPa左右），经得起岩层的运动。
LFM轻型充填材料的充填工艺简单，对充填设备要求很低，无需矿方另行购买专用充填设备，只需配置一台压力大于1．5 2MPa，流量大于3m3/h，单吸单出
*收稿日期：2012－02－09
作者简介：刘文斌（1962－）男，中级工程师，1987年毕业于鹤岗市矿务局职工大学采矿工程专业，现工作于黑龙江省龙煤集团鹤岗分公司南山煤矿掘进二区技术科长。
的泥浆泵和矿井的高压风，注浆现场需要水箱3 4个，水箱体积0．15 0．2m3。
水和LFM轻型充填材料的配比为1：0．4 0．6，充填1m3空间只需100 120kg干粉料，需要6 8min，1tLFM轻型充填材料可充填7 12m3的空间，充填体耐压强度0．3 1MPa。
工艺流程：用木板封闭预填充区—连接压风管至泥浆泵—高压胶管连接注射枪和注射泵—将两根吸液管分别插入填充材料桶和水桶内—开泵填充—填充结束—用溶有火碱的水洗泵—用水冲洗机具—停泵卸压—拆卸注射枪。
示意图如图1。
图1LFM材料充填工艺流程
3LFM轻型充填材料防灭火技术的应用及效果
3．1应用实例
南山煤矿综采二队开采的西二区18层五分段，采用综采放顶煤工艺一次采全高，日生产能力为5000t。
该工作面于2011年1月1日正式投产，2月10日在该工作面高抽巷出现CO，随后在工作面内发现CO，且灾情迅速升级。
此时工作面剩余煤量143万t。
针对具体情况，通过采用LFM轻型充填材料封堵漏风源、调整采空区压力平衡关系等手段，有效地控制并逐渐消除灾情，确保了该工作面的正常回采。
3．2经济效益
由于隐患地点的条件限制，不适合注凝胶、双灰，采用了填充LFM轻型充填材料方法。
如果按照以往的灭火方式，首先局部封闭，再施工钻孔进行注凝胶或
大，效果好，不仅可以强化石门工作面正前范围的抽放效果，而且能截流抽放巷到两帮煤体的瓦斯，在揭煤全过程可以连续抽放，可有效控制揭煤时的大强度突出、延期突出的过煤门连续突出；抽放和导硐掘进、煤门掘进平行作业，缩短了抽放时间，综合考虑技术、经济、安全三方面因素，抽放钻孔布置方式确定为巷旁截流、巷内交叉钻孔抽放。