掘进工作面防突措施

掘进工作面防治煤与瓦斯突出技术措施

1、防治煤与瓦斯突出技术措施

化乐煤矿严格按照“四位一体”综合防突措施，包括突出危险性预测、防突措施、措施效果检验和安全防护措施。

1.1 工作面突出危险性预测

1）煤巷或半煤岩巷掘进工作面预测钻孔布置

在工作面布置3个预测钻孔，钻孔要求尽量布置在软分层中，一个钻孔位于巷道工作面中部并平行于掘进方向，其它钻孔开孔于距巷帮0.5m处，终孔点位于巷道轮廓线外2～4m，孔深8～10m，孔径Φ42mm（见图1-1）。

图1-1 煤巷掘进工作面预测孔平面布置示意图

2）预测方法及突出危险性预报

掘进工作面突出预测可采用钻孔瓦斯涌出初速度法（q）或钻屑指标法（K1、S）进行预测。各方法的预测步骤和判断突出危险性的准则分述如下。

（1）钻孔瓦斯涌出初速度法（q）

采用钻孔瓦斯涌出初速度法进行突出预测时，应按下列步骤进行。

①在掘进工作面的软分层中，靠近巷道两帮，各打一个平行于巷道掘进方向，直径42mm，深为3.5m的预测钻孔（如图1-2所示）；

②用JN-2型胶囊封孔器封孔（如图1-3所示），封孔后测量室长度为0.5m；

③用ZLD-2型钻孔多级流量计（如图1-4a所示）测定钻孔瓦斯涌出初速度（q），测定过程必须在2min内完成，并作好预测记录。

图1-2 钻孔瓦斯涌出初速度法预测钻孔布置图

1—煤层巷道2—钻孔3—瓦斯排出管4—封孔器5—测量室预测过程中，一旦出现下列任一情况，工作面应预测为突出危险工作面，否则预测为无突出危险工作面：

①q m超过临界指标值即q m≥5.0 L/min时；

②工作面前方有断层、褶曲等构造破坏带；

③工作面前方煤层赋存条件急剧变化；

④在进行突出预测过程中，预测钻孔出现喷孔、夹钻、顶钻等动力现象；

⑤工作面出现响煤炮、煤壁掉碴、片帮、瓦斯忽大忽小等突出预兆。

每执行一次防治突出措施作业循环（包括措施、措施效果检验、采掘作业）后，必须再进行工作面预测，如预测为无突出危险时，还必须再执行防治突出的措施，只有连续两次预测都为无突出危险时，该工作面可视为无突出危险工作面，采取安全防护措施进行掘进作业，每循环留有2m预测超前距。

图1-3 JN-2型胶囊封孔器

（2）钻屑指标法

采用钻屑指标法进行突出预测时，测定指标为K1、S。应按下列步骤进行：

①预测时，在工作面断面的软分层中水平布置3个直径Φ42mm、孔深10m 的预测钻孔，无软分层时，钻孔布置在工作面中央。预测钻孔采用煤电钻和配套麻花钻杆施工。钻孔布置如图1-5所示。

1-巷道 2-钻孔

图1-5 钻屑指标法预测钻孔布置图

②预测钻孔布置：1个钻孔位于工作面中部，平行巷道掘进方向；另2个钻孔布置在巷帮，开孔距巷帮0.5m，终孔控制巷道轮廓线外2m，与巷道夹角15°。

③打钻时，每打1m钻孔用弹簧秤测定一次钻屑量指标S，每间隔2m，即

2、4、6、8、10m深度处用WTC型钻屑瓦斯解吸仪测定钻屑解吸指标K1。

④确定所测钻孔的最大钻屑量S m和钻屑解吸指标K1。

掘进工作面一旦出现下列任一情况，工作面应预测为突出危险工作面，否则预测为无突出危险工作面：

①K1≥0.5，湿煤样K1≥0.4、S≥6Kg/m；

②工作面前方有断层、褶曲等构造破坏带；

③工作面前方煤层赋存条件急剧变化；

④在进行突出预测过程中，预测钻孔出现喷孔、夹钻、顶钻等动力现象；

⑤工作面出现响煤炮、煤壁掉碴、片帮、瓦斯忽大忽小等瓦斯动力现象。

每次预测（或效果检验）工作完成后，防突队填写突出预测和效果检验报告单（如表1-1、1-2和1-3所示），待有关人员审查、签字后，分别报有关部门执行或存档。

每执行一次防治突出措施作业循环（包括措施、措施效果检验、采掘作业）

后，须再进行工作面预测，如预测为无突出危险时，还必须再执行防治突出的措施，只有连续两次预测都为无突出危险时，该工作面可视为无突出危险工作面，采取安全防护措施进行掘进作业，每循环留有2m预测超前距。

表1-1 钻孔瓦斯涌出初速度q m法预测资料记录表

1.2 防治煤与瓦斯突出措施

大量研究和实践表明，煤巷掘进工作面的突出次数最多。为保证施工安全，防止煤与瓦斯突出，在煤巷掘进过程中，应采取行之有效的防突措施。一般在掘进巷道时，采用瓦斯抽放、煤层加固、超前钻孔等防突措施。

（1）超前排放钻孔措施

超前排放钻孔措施是目前我国在突出矿井应用最为广泛的煤巷掘进局部防突措施，其防突效果已经得到实践检验。其原理是在工作面前方一定距离的煤体内，始终保持有足够数量的钻孔，由于钻孔的卸压和排放瓦斯的作用，人为地造成并保持工作面前方有一个较长的卸压带，防止突出的发生。

超前排放钻孔可采用Φ75直径超前排放钻孔。

①掘进工作面经预测有突出危险时，采取Φ75直径超前钻孔局部防突措施。设计防突措施钻孔孔径为Φ75mm，钻孔深度10～15m，钻孔数量视掘进断面而定，钻孔控制到巷道轮廓线外2～5m；

② 掘进工作面采取防突措施时，每次由防突队编制超前钻孔设计，内容包括钻孔孔径、孔深、孔数、有效排放半径、开孔和终孔位置，报矿总工程师批准。钻孔布置参照图1-6。

图1-6 掘进工作面排放钻孔布置示意图

③ 施工方法：探水钻、Φ75~113mm 钻头按设计钻孔参数，先上排后下排、由下帮往上帮施工；

④ 防突措施经效果检验后，如无突出危险，则采取安全防护措施进行正常掘进；如仍有突出危险，必须采取补充防突措施，并经措施效果检验有效后，掘进工作面方可施工；

⑤ 补充防突措施为在上下两排钻孔之间增打 1~2 个排放钻孔，孔深同措施孔，深为12m ；

⑥ 每执行一次防治突出措施作业循环（包括措施、措施效果检验、采掘作业）后，须再进行工作面预测，预测为无突出危险时，该工作面方可视为无突出危险工作面；

⑦ 防突队必须认真填写突出预测和效果检验报告单，并报矿总工程师审批。 （2） 掘进面边掘边抽措施 煤矿掘进工作面瓦斯涌出量较大，采取预抽煤层瓦斯，其优点抽放时不影响掘进，且抽放效果较好。见图1-7，钻场规格尺寸为：宽3.5m ，长4m ，高2.5m ，钻场掘成后，在开口处架设一架抬棚进行支护。封孔工艺与前面的钻孔封孔方法相同。

断面图

钻孔平面图