煤掘工作面防治煤与瓦斯突出技术及实践

煤掘工作面防治煤与瓦斯突出技术及实践

发表时间：2019-07-03T10:35:51.197Z 来源：《基层建设》2019年第9期作者：刘利

[导读] 摘要：根据峻德煤矿22-2层煤赋存条件，通过开采21、22-1层煤做为上保护层，同时利用23层煤巷机道、回风道作为抽采巷道，施工穿层钻孔抽采被保护层的瓦斯，有效降低被保护层的瓦斯压力及含量，消除了突出危险，确保22-2层机道安全顺利施工。

黑龙江龙煤鹤岗矿业有限责任公司黑龙江鹤岗 154103

摘要：根据峻德煤矿22-2层煤赋存条件，通过开采21、22-1层煤做为上保护层，同时利用23层煤巷机道、回风道作为抽采巷道，施工穿层钻孔抽采被保护层的瓦斯，有效降低被保护层的瓦斯压力及含量，消除了突出危险，确保22-2层机道安全顺利施工。

关键词：煤掘工作面；防突措施；煤与瓦斯突出

前言

煤与瓦斯突出是指在压力作用下，破碎的煤与瓦斯由煤体内突然向采掘空间大量喷出，是另一种类型的瓦斯特殊涌出的现象。它具有极大的破坏性。峻德煤矿地质构造复杂，瓦斯自然灾害严重，2010年4月27日发生一起煤与瓦斯突出事故，所幸没有造成人员伤亡，峻德煤矿在学习淮南、湖南等防治计划、防治方法的基础上，不断实践、总结、探索创新，形成了峻德煤矿瓦斯突出防治的思想、路线、方法和技术，提高了防治水平和防治效果，有效控制了瓦斯突出等重大事故的发生。峻德煤矿在严格的防突规章制度管理技术上，在全矿各级领导、各个部门共同努力下，矿井已经8年没有发生过煤与瓦斯突出事故。先对矿井煤巷掘进突出经验进行介绍。

1.矿井概况

峻德井田南北走向长最大6.258km，平均为5.426km，东西倾斜长最大为4.088km，平均为3.584km，井田面积为19.5725km2。1989年1月开发二水平（改扩建，设计能力为300万吨/年），于2000年10月1日竣工。2008年该矿进行产业升级改造，2016年矿井生产能力达到400万吨/年。截止2017年末剩余可采储量16927.4万吨，年的生产能力275万吨。2010年沈阳煤科院鉴定22-2层在-300m标高施工抽放钻孔过程中有喷孔等瓦斯动力现象发生，22-2层在-300m标高以下为突出煤层。

峻德井田区域内构造形迹以断裂为主，且断层多属张扭性断裂。由于鹤岗煤田所处位置，整个煤田从中生代末期开始，受北西西、南东东向力而形成断裂，受新华夏系的控制和改造，为一向东倾斜的单斜构造，走向近南北，倾角25°～35°。井田构造形式是一个单斜构造形式，特别是F7、F8、F9、L1等几条弧型主体断层对煤层的错动影响较大。

2.工作面概况

821工作面位于峻德煤矿二水平南一区，本工作面位于二水平南一区22-2层二段，机道开门标高为-287.2长395 m，风道开门标高

为-189.16，长430m，切眼长160m。，平均煤层厚度2.6m，平均煤层倾角34°，本区域位于二水平南一区22-2层二段，上方21层一段正在开采，南北无其它采区。本层煤上覆22-1层煤二段已开采完毕，下伏23层煤二段采面已形成尚未开采，冒落带局部导通22-1层.裂隙带导通21层。

区内构造复杂，有正断层F8、F18、F7、F6正断层走向N20°W，倾向N110°W，倾角15～22°，水平断距：160m。F8正断层走向N16～65°E、倾向N155°W、倾角35～43°水平断距：80m，F18正断层走向N12～36°E、倾向N102°W、倾角35～40°，落差：25m，F6正断层走向N47°E，倾向N137°W，倾角6～13°，水平断距：21～26m，受这些断层影响工作面内会有派生小构造存在。

3.区域消突技术

根据沈阳煤科院在2010年对22-2层煤进行鉴定结果，该煤层为突出煤层，并且在该区域的原始瓦斯压力及含量的测定，已超过《防突规定》的指标临界值，有突出危险性，为防止煤与瓦斯突出，结合二水平南一区22-2层实际情况，采用开采上保护层同时预抽被保护层煤层瓦斯进行综合治理的措施。

3.1 开采保护层技术措施

22-1层距22-2层煤的层间距10m，符合开采上保护层的条件，开采22-1做为上保护层解放22-2层煤，根据煤层倾角及卸压角保护范围计算22-2层被保护层卸压面积：走向长347m，倾斜长为162m，煤层厚度2.5米，面积56214㎡。解放煤量为19.7万t。

保护工作面石门揭煤位置延煤层倾斜方向向下14.4米，符合《防突规定》的区域保护范围要求。

3.2 区域预抽技术

开采保护层的同时在23煤层工作面机道向22-2煤层施工穿层钻孔，抽放22-2煤层被保护层瓦斯。

在二水平南一区23层已经形成工作面，机道、切眼、回风道已经形成系统，利用机道做为底板抽采巷道，机道总长度400m，每6米施工一组抽采钻孔，每组6个钻孔，共施工钻孔360个，采用钻机施工φ94mm钻孔，抽采半径为3m，最长钻孔为136m，最短钻孔为36m，角度从-3°~45°，合计延米为21670.25m。2014年3月开始预抽，共预抽瓦斯131万m³。

4 工作面突出预测技术

局部突出预测以《防突规定》为基础，再结合矿井在长期的防突工作中摸索的实际经验，以钻屑量S及瓦斯钻屑解吸指标△h2为预测指标。

在预测中，掘进工作面施工3个直径42mm、孔深10m的钻孔。钻孔布置在软分层中，沿煤层走向法向施工，1个钻孔位于工作面中部，另外2个钻孔开孔位于工作面两侧，终孔于巷道前方预计轮廓线4m。

钻屑量的测定从钻孔第1m开始，每施工1m用袋子收集孔口钻屑，并用弹簧秤称重，钻屑量的临界值采用《防突规定》的S=6kg/m，

△h2值得测定每2、4、6、8、10m用WD-2型测定装置进行测定，△h2的临界值200Pa（干样）。

5 工作面消突技术

预测指标超过或者施工过程中发生喷孔、顶钻等有瓦斯动力现象的则采取消突排放钻孔措施。消突孔在工作面施工，沿煤层倾向方向布置，钻孔数量11个，钻孔直径75mm，深度12m，打在煤层中间层位。钻孔控制范围：巷道两侧轮廓线外煤层上帮7m、下帮3m。原则是做到终孔位置的孔距小于排放直径，保证控制范围以内的煤体充分、均匀卸压。在施工消突钻孔时，要详细记录瓦斯异常现象，如卡钻、夹钻、喷孔等，发现异常情况立即汇报。

6 工作面消突效果

经过4年多的穿层条带预抽后，工作面煤层瓦斯压力及含量已经下降至《防突规定》的指标值一下，工作面区域效果检验测得最大残余