反揭煤安全技术研究及实践

反揭煤安全技术研究及实践

刘松涛

淮浙煤电有限责任公司顾北煤矿 安徽淮南 232151

摘要：顾北煤矿为开采煤层群煤与瓦斯突出矿井，石门揭煤无法开采保护层，仅能采取预抽煤层瓦斯的区域防突措施，因此，石门揭煤经常给矿井安全生产带来很大威胁。因此，我们进行了石门突出煤层反揭煤的实践，取得了较好的效果。

关键词：突出煤层;石门;反向揭煤

随着矿井开采向深部延伸，瓦斯压力、瓦斯含量逐渐增大，突出的几率及强度愈来愈大，石门揭煤的突出危险性尤显严重。进行石门揭煤仅能通过预抽煤层瓦斯来处理各待揭煤层，因此，矿井在实施石门揭煤时经常出现控制范围内预测超标、喷孔等异常晴况，给矿井安全生产带来很大威胁,为此我们拟采用反向揭煤。

1概述

顾北煤矿北翼1煤矸胶联巷主要在1煤层中施工，继续向前施工进入1煤底板，施工期间执行远距离爆破。2017年7月，经重庆研究院鉴定，顾北矿1煤层为突出煤层。根据地质勘探资料显示，该区域1煤在-648m以上其瓦斯含量为0.31～6.97m³/t，平均瓦斯含量为3.64m³/t；-648m以下其瓦斯含量为2.06～11.7877m³/t，平均瓦斯含量为5.46m³/t。2018年7月，在-580m～-630m北翼1煤回风斜巷揭1煤测压时，实测最大原始瓦斯压力1.32 MPa（有水），实测最大原始瓦斯含量4.43 m³/t，测定处1煤层底板标高-635m。

2防治突出措施

2.1区域防突措施及效果检验

穿层钻孔最小控制范围是巷道轮廓线外15m，且控制范围边缘到巷道轮廓线最小法距不小于5m，揭煤段单孔抽采半径按4m布置，孔径103mm。钻孔施工过程中执行“打一、封一、合一、抽一”规定，全程下套管，煤段下花管。

效果检验时，在北翼1煤胶带机斜巷揭煤高抽巷内共施工了6个效果检验孔，分别位于预抽区域内的上、中、下部及两侧。测得最大残余瓦斯压力0.33MPa＜0.74MPa，最大残余瓦斯含量为2.63 m³/t＜8 m³/t，且钻孔施工过程中未出现其他异常动力现象，因此确定该区域防突措施有效。

2.2工作面防突措施

该巷道掘进期间执行循环预测防突措施。

2.2.1循环预测

自巷道施工至巷道贯通，每循环在迎头施工4个循环预测孔，直径42mm，深度10m，巷道掘进保留2m循环预测检验孔超前投影距；钻孔尽量分布在掘进工作面的软分层中。其中：中部钻孔位于迎头中部，平行于掘进方向；施工时与巷道中线夹角为14.5～26.7°，终孔点位于巷道轮廓线外2～4m；第4个钻孔根据煤厚、巷道所在层位向巷道上方或下方施工。

2.2.2循环预测方法为复合指标法S_max值和q_max值。

（1）预测钻孔从第2m深度开始，每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S，并在暂停钻进后2min内测定钻孔瓦斯涌出初速度q。测定钻孔瓦斯涌出初速度时，测量室的长度为1.0m。

（2）钻孔钻屑量S值的临界值：6.0kg/m，瓦斯涌出初速度q值的临界值：5 L/min。

2.2.3工作面突出危险性判定

（1）若实测得到的Smax、qmax测定值均小于临界值，且各类钻孔施工和工作面回采过程中均未出现突出预兆、瓦斯动力现象时，该工作面为无突出危险工作面。

（2）若实测得到的Smax、qmax值大于临界值，必须采取局部防突措施，并进行局部防突措施效果检验。

（3）若工作面出现明显突出预兆，或出现喷孔、顶钻现象，则采取区域防突措施并进行效果检验。

2.3局部综合防突措施

工作面预测有突出危险性，必须采取工作面防突措施，并进行措施效果检验。经检验证实措施有效后，即判定为无突出危险工作面；当措施无效时，必须采取补充防突措施，并再次进行措施效果检验，直到措施有效。

2.3.1工作面预测指标超标时

在迎头施工12个排放孔，孔径不小于94mm，钻孔控制到巷道轮廓线外5m。排放8小时后进行效检，检验有效后保留2m检验孔超前距进尺，如果检验无效，继续施工补充排放钻孔或延长排放时间，直到检验有效。

2.3.2 巷道掘进期间

假如出现明显突出预兆，或出现喷孔、顶钻现象，则采取区域防突措施并进行效果检验。

2.3.3工作面执行防突措施后

必须对防突措施效果进行检验（检验方法及指标同工作面循环预测方法）。如果工作面措施效果检验结果均小于指标临界值，且未发现其他异常情况，则措施有效；否则必须重新执行局部综合防突措施。

2.3.4煤层赋存状况发生变化时

施工单位必须及时向矿调度信息中心和地测防治水管理部汇报。地测防治水管理部应及时掌握其变化情况并提供详细相关资料，以便发生瓦斯异常时，分析原因并采取措施处理。

2.3.5过地质构造异常带防突措施

在巷道过地质异常带期间，经地质测量部门探明有煤层赋存状况异常变化时，为做好施工防突安全，采用施工前探兼卸压钻孔掩护巷道掘进。

3远距离爆破安全技术

3.1 远距离爆破执行范围

自巷道开始施工至巷道贯通处执行远距离爆破。

3.2 爆破管理

当工作面出现预测超标、打钻喷孔、顶钻或瓦斯涌出异常等突出预兆时，严禁装药放炮，并立即汇报，采取局部综合消突措施。

每次放炮后，测气员必须向监控室了解瓦斯传感器的瓦斯浓度情况，确定瓦斯浓度不超限。且待30分钟炮烟吹散后，先由放炮员、班队长、瓦斯检查员进入迎头进行验炮工作，确认一切正常，撤出警戒，恢复送电。

4 安全防护及技术管理

4.1 隔爆设施、压风自救、反向风门

4.1.1隔爆设施

距迎头60～200m内设置一组隔爆水袋（其水量按巷道断面计算不得少于200L/m²）。

4.1.2压风自救装置

距本掘进工作面25～40m的巷道内、放炮地点、警戒人员所在的警戒位置以及掘进巷道回风系统有人作业处等均要安设压风自救装置；其中第一组和放炮地点压风自救装置，必须满足12个人同时使用，其它压风自救装置必须满足5个人同时使用；压缩空气供给量，每人不得少于0.1m³/min。

4.1.3正反向风门安设

在-625m～-640m北翼1煤矸石胶带机斜巷、轨回联巷一、北翼1煤区域变电所、12326胶带机顺槽底抽巷外段、-660m～-560m北翼回风上山（下段）、北一6-2采区-648m～-495m煤层胶带机上山（下段）安设正反向风门，确保揭煤通风系统的独立性、稳定性和可靠性。

4.2 抽采系统

该处揭煤抽采系统采用地面永久抽采系统，用于预抽钻孔瓦斯抽采和揭煤预抽钻孔施工过程中防喷装置及辅助抽采。揭煤期间抽采系统保持连续抽采。

5 注意事项

施工人员作业不得损坏通风设施，加强防护。通风设施前后5m范围内严禁存放物料、设备，严禁停放车辆；局扇距地高度不小于0.5m，不得出现循环风；风筒必须使用抗静电阻燃风筒，风筒要吊挂平直、逢环必挂、逢口必补；执行瓦斯巡回检查制度和请示汇报制度，作业人员必须服从专职瓦斯检查员的指挥，专职瓦斯检查员发现瓦斯超限时，有权停止瓦斯超限地点及受威胁区域内的一切工作，切断电源，撤出人员，并汇报相关部门，同时采取有效措施进行处理。

6 结束语

通过采取合理的反向揭煤治理措施，在揭煤过程中未发生瓦斯超限事故及预测临界值现象，掘进过程中回风流瓦斯浓度0.02～0.1%，揭煤完成比预计提前5天完成，达到了安全、快速揭煤的效果，该项措施和技术值得在同类矿井中推广应用。

参考文献：

[1]曹佩永;程浩;千米深井突出煤层群揭煤区域防突技术研究[A];2010年安徽省科协年会——煤炭工业可持续发展专题研讨会论文集[C];2010年