1、1多种防突技术在煤巷掘进中的综合应用实践摘要: 瓦斯突出对于煤矿生产危害巨大，如何防止瓦斯突出是瓦斯突出矿井必须应对的问题。某煤矿在煤巷掘进中综合应用顺层预抽、浅孔排放、煤层注水和超前预抽卸压技术，有效地降低了巷道煤体瓦斯含量和压力，保障了掘进的顺利推进，保障了安全生产。 关键词: 煤巷掘进; 瓦斯突出; 防突技术； 综合应用 中图分类号： TU74 文献标识码： A 文章编号： Ab 、前言 某煤矿 32031 工作面属于矿井“三带划分”中的突出危险区，所采煤层属于“三软”不稳定煤层，煤层瓦斯含量大，透气性差，工作面形成之后，施工抽采巷期间瓦斯含量高、压力大，有时出现喷孔、夹钻现象，且正常掘
2、进期间瓦斯浓度经常处于临界值状态，严重制约了抽采巷施工进度和接替计划，影响了正常生产。根据实际情况，在 32031 第三抽采巷施工期间采用了一系列防突技术措施：超前顺层预抽，浅孔预抽、煤层注水、深孔卸压，这些措施大大降低了掘进期间的瓦斯涌出量和瓦斯压力，保证了第三抽采巷按期按量的完成。下面对这些措施介绍如下。一、顺层预抽 （1） 钻孔设计。巷道抽门施工前从上副巷巷道下帮垂直上副巷向2下施工预抽钻孔，超前控制抽采巷轮廓线外 8m 范围，每隔 1. 8m 布置高低 2 个孔，孔深为 20m，高孔距底为 1. 5m，坡度与抽门联巷平行; 底孔距底 1m，坡度向下与高孔夹角 2，预抽钻孔布置如图 1
3、所示。 （2） 施工要求。采用 ZQS 65 /2. 5 手持式气动钻机施工，孔径直径为 69mm，用麻花钻杆排粉。钻孔施工完成后，应立即封孔并联网抽采，确保“打一个、封一个，封一个、联一个” 。 二、浅孔排放 （1）钻孔设计: 施工过程中边掘边抽，按断面布置钻孔不少于 2 个/m2 ( 钻孔布置的具体数量应视煤体结构破坏类型、掘进面应力分布控制范围、有效半径和瓦斯含量而定) ，孔深为 13m，中孔控制巷道轮廓线以外 8m 的范围( 包括巷道断面内的煤层) ，控制全煤厚，浅孔排放钻孔布置如图 2 所示 （2） 施工要求: 采用 ZQS 65 /2. 5 手持式气动钻机施工，孔径为 69mm，用
4、麻花钻杆排粉。每掘进循环留不少于 5m 的超前安全距离( 以有效最短钻孔水平投影距为准) 。按照“两生产，一排放”进行施工管理。 三、煤层注水 （1） 措施原理。被水湿润的煤体力学性能发生很大变化，塑性提高，弹性模量减小，从而使地应力分布均匀化，地应力和瓦斯压力梯度都有所减小，弹性潜能降低，其释放的速度变小，并大大减小了突出释3放弹性潜能的功率水平。水进入煤的孔隙，降低了瓦斯放散初速度，增加了瓦斯流动阻力，从而降低瓦斯压力和瓦斯含量。 （2） 钻孔布置。在掘进巷道中心，距顶 0. 5m 处布置一个注水孔，直径为 42mm，长为 8m，倾角为 20，煤层注水钻孔布置如图 3 所示。 （3） 注水
5、参数。采用专用注水泵提供高压水，注水泵泵站压力 P 用下式进行计算: P rH + PC( 1) 式中 P注水泵出口压力，MPa; r上覆岩层平均密度，t /m; 煤层倾向应力系数; H注水管路的压力，m; PC注水管路的压力损失，MPa。 根据式( 1) 进行计算可以计算出所在地点的注水压力。单孔注水量按下面式( 2) 计算： Q = ktLDH ( 2) 式中 k漏水系数，取 1.3; t湿润系数，取 2.5%; L钻孔长度，m; D钻孔间距，m; H煤层厚度，m。 根据经验，在 1m 钻孔注水长度内，水的单位体积流量达到 0. 5 410 3 m3 /s 时，煤体注水效果最好，注水泵流量
6、不超过 1. 67 10 3m3 /s。注水过程中必须保证靠近迎头的那棚不能空顶，当注水泵站压力比正常值降低 30% 以上时或水从煤体向外大量渗出，说明注水已达饱和。 四、超前预抽卸压 （1） 钻孔设计。终孔控制巷道轮廓线以外 8m 范围的煤层( 包括巷道断面内的煤层) ，上下控制到顶底板，钻孔数量不少于 9 个，孔深设计为 30m。 （2） 施工要求。采用 150D 型液压钻机施工，采用 75mm 钻头，压风排粉。每掘进循环留不少于 10m 的超前安全距离( 以有效最短钻孔水平投影距为准) 。 五、抽采效果 防突技术在 32031 工作面实施后取得了显著的防突效果。320321 第二抽采巷与
7、第三抽采巷的各项指标见表 1。 表 1 32031 工作面抽采效果 六、结束语 采用超前顺层预抽配合常用的浅孔预抽、深孔卸压能够极大的降低瓦斯压力和瓦斯含量，尤其是采用煤体高压注水更是可以有效地改善工作面前方应力分布和瓦斯赋存情况，增强煤体抵抗瓦斯突出的能力，其施工工艺简单，使用快捷，可有效消除和降低掘进面的突出危险性，并5降低煤体瓦斯含量减轻风排瓦斯压力。 参考资料： 【l】包剑影，苏燧，李贵贤.阳泉煤矿瓦斯治理技术【M】 北京：煤炭工业出版社，1996 【2】胡殿明，林柏泉煤层瓦斯赋存规律及防治技术【M】 徐州：中国矿业大学出版社，2006 【3】于不凡，王佑安煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手册【M】 北京：煤炭工业出版社，2000.
