【正文】 2） 煤質(zhì)較軟或有軟分層，煤的堅固性系數(shù) f 值一般小于 。 石門揭煤采用排放鉆孔 石門揭煤采用排放鉆孔措施時，通常應(yīng)滿足以下條件： 1）排放鉆孔應(yīng)控制到石門周界外 3～ 5m 的煤層范圍內(nèi)； ２）排放鉆孔的直徑為 75～ l00mm，鉆孔間距根據(jù)煤層透氣性和允許排放的時間確定，可以參考煤巷超前鉆孔防突措施的有效影響半徑。 （四）抽放瓦斯 抽放瓦斯是石門揭煤采用的一種最有效的防突措施。 金屬骨架防突措施適用于煤質(zhì)松軟的薄和中厚煤層。開采有突出危險的急傾斜厚煤層時，可利用上分層或上階段開采后造成的卸壓作用，保護下分層或下階段，但必須掌握上分層或上階段的卸壓范圍，以確定其保護范圍，使下分層或下階段的采掘工作面布置在這個保護范圍內(nèi)。 ２、采煤工作面防突 采煤工作面的采場應(yīng)力大，主要發(fā)生以壓出類型為主的煤與瓦斯突出。 另一類是在采煤工作面的順槽中沿煤層采用的防突措施。 圖 210 多個超前鉆孔布置圖 1）掘進工作面 超前鉆孔的直徑一般為 75～ 120mm，孔長一般不小于 8m，超前距不小于 5m；超前鉆孔的控制范圍應(yīng)包括巷道斷面內(nèi)和巷道的輪廓線外不小于 2m 的范圍煤體。當煤質(zhì)較軟或受 設(shè)備限制時，可打直徑 75～ 120mm 的超前鉆孔。為此，專門設(shè)計和使用了風(fēng)力排碴系統(tǒng)。鉆孔內(nèi)采用正向裝藥，聯(lián)線采用孔內(nèi)外大串聯(lián)，實行一次起爆。裝藥后應(yīng)裝入長度不小于 的水炮泥，水炮泥外應(yīng)充填長度不小于 2m 的炮泥，在裝藥和充填炮泥時，應(yīng)防止折斷電雷管的腳線。 為了提高深孔松動爆破的防突效果，還可以在爆破孔的兩 側(cè)和中間打一些不裝藥的排放鉆孔，以擴大爆破的自由面和增加瓦斯排放通道。 掘進工作面長鉆孔控制卸壓爆破 在煤巷掘進工作面采用長鉆孔控制卸壓爆破防突措施，措施孔布置如圖 213 所示?？拷ぷ髅娴牡攸c，措施孔布置在距工面 10～ 15m 處，在措施孔旁邊遠離工作面一側(cè)布置一個控制孔，而在靠近工作面一側(cè)，不布置控制孔，利用工作面作為自由面以提高爆破效果，措施孔布置方式和參數(shù)分別見圖 14和表 214所示?！?1． 5176。 炮 泥 用小于 5mm 的顆粒制作炮泥，封孔長度 7～ 10m。 《規(guī)程》對防治突出措施效果的檢驗作了如下規(guī)定： 對采掘工作面實施防治突出措施后，應(yīng)按工作面預(yù)測方法進行措施效果檢驗。 當防突措施無效時，不論措施孔還留有多少超前距，都必須采取防治突出的補充措施，只有經(jīng)措施效果檢驗有效后，方可在采取安全防護措施的前提下進行采掘作業(yè)。當從煤層底板方向揭開時，炮眼布置應(yīng)遵循以下原則：頂部密度小，底部密度大；中間密度小，兩側(cè)密度大，巖眼和煤眼交錯排列。 放炮時，在一次起爆的各雷管中要求最好通過相同的電流值，以免由于電路中各管間電流分配不均造成拒爆事故。與回風(fēng)系統(tǒng)相聯(lián)的風(fēng)門、密閉、風(fēng)橋等通風(fēng)設(shè)施必須堅固可靠，防止突出后的瓦斯涌入其他區(qū)域。 震動放炮應(yīng)一次全斷面揭穿或揭開煤層。大型金屬擋欄由槽鋼組成，排列成棚狀框架，棚狀方格的尺寸為 ,槽鋼彼此用卡箍固定 ,使用時將框架撐呈450 斜面，再在框架上鋪上鐵絲網(wǎng)。 二、反向風(fēng)門 反向風(fēng)門是防止突出時瓦斯逆流進入進風(fēng)道而安設(shè)的風(fēng)門。 對通過門垛的風(fēng)筒，設(shè)有隔斷裝置，在逆流時防瓦斯逆流鐵板可隔斷風(fēng)筒，防止逆流的瓦斯進入進風(fēng)側(cè)。每組有 6～ 8個壓風(fēng)自救裝置，壓風(fēng)自救裝置通過支管、四通、球閥與壓風(fēng)管路相連。根據(jù)我國石門揭開煤層時煤拋出的最大距離和人員的 撤離速度，從煤層揭開地點到避難所的距離取 200m為宜。避難硐室內(nèi)應(yīng)根據(jù)避難最多人數(shù)配備足夠數(shù)量的隔離式自救器。系統(tǒng)安裝示意布置圖如圖 219所示。 壓風(fēng)自救裝置安設(shè)在距采掘工作面 25～ 40m的采區(qū)巷道、綜采工作面、高檔普采工作面、放炮員操作放炮器的地點、警戒人員及撤離人員的位置和回風(fēng)巷中有人作業(yè)處。風(fēng)門墻垛用磚或凝土砌筑，墻垛須嵌入巷道周邊的巖石中 以上，墻垛的厚度一般不小于 。 遠距離放炮時，回風(fēng)系統(tǒng)必須停電、撤人。 (3)大型，用于巖巷。爆破母線必須采用專用電纜，并盡可能減少接頭，有條件的可采用遙控發(fā)爆器。 震動放炮工作面，必須具有獨立、可靠、暢通的回風(fēng)系統(tǒng)，爆破時回風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)必須切斷電源，嚴禁人員作業(yè)和通過。串聯(lián)爆破網(wǎng)路中雷管的起爆電流按下式計算： I = V/[RL + n(RO+RK)/c] （ 221） 式中 V—— 起爆器輸出端電壓，在用電容式起爆器時，不能以銘牌電壓直接代入計算，因為電容在放炮時的電壓不是定值，而是隨時間下降的，根據(jù)經(jīng)驗， — 般可將銘牌電壓乘以０ .7代入計算， V； RL—— 放炮母線的總電阻， Ω； RL = 8Lρ/（ πd2） （ 222） L—— 放炮 母線長度，即起爆器到爆破地點的距離， m； ρ—— 母線材料的電阻率， Ω 表 215 不同巖石的堅固性系數(shù) 巖 石名稱 炭質(zhì)泥巖 泥巖 硬泥巖 砂質(zhì)泥巖 軟砂巖 砂巖 硬砂巖 礫巖、火成巖 f 2 3 4 4～ 5 5 6～ 7 8～ 9 10～ 12 巖石的炮眼數(shù)和煤層的炮眼數(shù)比約為 2： 1，各類槽眼及輔助眼數(shù)一般為 4～ 8個。 掘進工作面防治突出措施效果檢驗有效時，允許的進尺量必須同時保證在巷道軸線方向留有不少于 5m的措施孔超前距和不少于 2m的檢驗孔超前距。檢驗防突措施效果，首先應(yīng)檢驗工作面前方煤體的應(yīng)力或瓦斯狀態(tài)的改變程度，以判斷是否已消除了突出危險。 裝藥機 裝藥量 100kg，工作風(fēng)壓 0． 2～ 0． 4MPa，裝藥速度 1． 2～ 2． 0kg／ s，返藥率 3％?？组g距 18～ 25m。 采煤工作面長鉆孔控制卸壓爆破 采煤工作面實施長鉆孔控制卸壓爆破是在采煤工作面的順槽中進行。 第二是在爆破孔附近打了不裝藥的控制孔，以擴大爆破自由面和增加瓦斯排放通道，提高松動爆破的卸壓和瓦斯排放效果。松動爆破孔沿采煤工作面每隔 2～ 3m 打一個，孔深一般為 5～ 8m，炮泥封孔長度不得小于 lm。 圖 211 深孔松動爆破鉆孔布置 圖 212 松動爆破孔裝藥和封孔結(jié)構(gòu)圖 4— 本次循環(huán)爆破孔； 1— 炮泥； 2— 水炮泥； 3— 雷管； 4— 炸藥筒； 5— 鉆孔 1ˊ ˊ 、 2ˊ ˊ 、 3ˊ ˊ 、 4ˊ — 下次循環(huán)爆破孔 深孔松動爆破的裝藥長度為孔長減去 5m 左右，一般為 3～ 5m。通常使用電煤鉆打爆破孔，麻花鉆桿直徑為 38mm，鉆頭直徑為 42mm。為了使工作面中部得到卸壓和排放，通常這種鉆孔的深度要在 40m～ 50m 以上。 上山工作面的超前鉆孔防突措施工藝和要求與平巷工作面的基本相同。超前鉆孔數(shù)量及布置方式應(yīng)根據(jù)鉆孔有效半徑和所需控制范圍確定，當煤層賦存條件變化時，超前鉆孔數(shù)量應(yīng)隨之相應(yīng)增減。通常沿工作面布置措施鉆孔，鉆孔一般順煤層成單排布置，間距大于 lm，鉆孔深度不小于 5m。當工作面靠近或處于地質(zhì)構(gòu)造破壞和煤層賦存條件急劇變化地帶時，都應(yīng)認真檢驗防突措施的效果，若措施無效果及時采取補充措施?！兑?guī)程》規(guī)定，在同一突出煤層的同一區(qū)段的集中應(yīng)力影響范圍內(nèi)，不得布置 2個工作面相向回采或掘進。是用于石門 (井巷 )工作面揭穿突出危險煤層的一種超前支架。 ４）適用于煤層透氣性較好、有足夠排放時間的石門工作面。 （三）排放鉆孔 排放鉆孔是石門 (井巷 )揭 煤的一種常用防突措施。 采煤工作面可沿煤層傾斜或走向平行布孔，孔間距 8～ 10m， 如圖 29所示。 圖 26 鉆沖孔法工藝流程示意圖 1— 逆止鉆頭； 2— 套管； 3— 鉆 桿； 4— 三通； 5— 安全密封卡頭； 6— 鉆機； 7— 尾水管接頭； 8— 排煤膠管； 9— 2 寸膠管； 10— 閥門； 11— 壓力表； 12— 供水管； 13— 射流管； 14— 排煤管； 15— 煤壁 工藝參數(shù) （ 1)鉆沖孔的供水條件，一般是水壓 3～ 4MPa，水量 30～ 35m3／ h，其中射流泵用水約15～ 20m3／ h。當預(yù)測為有突出危險工作面時，必須采取防治突出措施，經(jīng)檢驗措施有效時，可用遠距離爆破或震動爆破揭穿突出煤層；若檢驗措施無效，應(yīng)采取補充防治突出措施直至有效。 (4)揭穿突出煤層的防突措施。建立安全可靠的獨立通風(fēng)系統(tǒng)，并加強控制通風(fēng)風(fēng)流設(shè)施的措施。 石門揭穿突出煤層的設(shè)計必須包括下列主要內(nèi)容： (1)探明煤層賦存情況及預(yù)測突出危險。正在開采的保護層采煤工作面，必須超前于被保護層的掘進工作面，其超前距離不得小于保護層與被保護層之間法線距離的 2倍，并不得小于 30m。 （ 216） 式中 δ δ2 —— 分別為開采下保護層時的下部和上部卸壓角， 176。相當于 ～。 圖 22 確定保護層臨界厚度 M1的曲線圖 a— 采煤工作面長度，如 a，則取 a=， 但不大于 250m 保護層沿走向的最小超前距離 被保護層的最大膨脹變形是充分卸壓的標志，應(yīng)該用最大膨脹變形沿走向的分布來確定最小超前距。 （ 二 ）保護范圍的確定 開采保護層后，保護層對其周圍的巖層及煤層產(chǎn)生采動影響，并在其中的一定范圍內(nèi)出現(xiàn)保護作用，在該范圍內(nèi)突出煤層的應(yīng)力變形狀態(tài)和瓦斯動力參數(shù)發(fā)生重大變化，由此而喪失或降低突出危險性，對于這樣的范圍稱之為 保護范圍。 保護層的分類 1）按保護層與被保護層的位置分類 保護層位于被保護層上方的叫上保護層；保護層位于被保護層下方的叫下保護層。 R1=（ Smax－ ） (qmax－ 4) （ 27） R2=Smax＋ （ 28） 式中 Smax—— 每個鉆孔沿孔深最大鉆屑量， L/ m， qmax—— 每個鉆孔沿孔深最大瓦斯涌出初速度， L/ min． m 3）指標值 根據(jù)計算結(jié)果，參考表 28的數(shù)值作為突出預(yù)測指標。 m 臨界值 RM應(yīng)根據(jù)實測資料確定，無實測資料時 ,取 RM=6。根據(jù)每個鉆孔沿孔深每米的最大鉆屑量 Smax和鉆屑解吸指標 K1或△ h2預(yù)測工作面突出危險性。 圖 2 1 ZJ3型充氣式膠囊封孔 1— 壓力表； 2— 逆止閥； 3— 充氣軟管； 4— 快速接頭 5— 測量管 6— 快速接頭； 7— 銅管； 8— 螺帽； 9— 卡頭； 10— 膠囊； ll— 卡套； 12— 進氣管 （二） 煤巷掘進工作 面突出危險性預(yù)測 鉆孔瓦斯涌出初速度法 （ 1）工藝與要求 用該法進行煤巷突出危險性預(yù)測時，應(yīng)在距巷道兩幫 ，各打 1個平行于巷道掘進方向、直徑 42mm、深 6～ 10m的鉆孔。封孔后先測第 lmin的瓦斯涌出初速度 gH，第 2min測定解吸瓦斯壓力Pd，如果 gH值超過預(yù)定的工作指標，還需測定第 5min的鉆孔涌出速度 g5，以便算出瓦斯涌出衰減系數(shù) α 。 鉆屑瓦斯解吸指標法 采用該法時，當石門工作距煤層最小垂距 3～ 5m時，至少向煤層打 2個直徑 50～75mm的預(yù)測鉆孔，用 1～ 3mm的篩子篩分鉆屑，測定其瓦斯解吸指標 (△ h2或 K1)。它是一種利用瓦斯地質(zhì)資料進行的一種類比推斷法。只有全部指標達到或超過其臨界值時方可劃為突出煤層。當預(yù)測為突出危險工作面時，應(yīng)采取防治突出措施，只有經(jīng)措施效果檢驗證實措施有效后，方可在采取安全防護措施的情況下進行采掘作業(yè)。 （二） 突出危險性劃分 根據(jù)地質(zhì)勘探、新建礦井、礦井生產(chǎn)時期的預(yù)測結(jié)果，將煤層的突出危險性劃分為突出煤層和非突出煤層兩類。因此，突出預(yù)測具有重大的實際 意義 。進行煤與瓦斯突出預(yù)測，不僅能指導(dǎo)防 突措施的科學(xué)運用，減少防突措施工程量，且由于對工作面突出危險性進行不間斷地檢查，還能保證突出煤層作業(yè)人員的人身安全。工作面預(yù)測是依據(jù)突出的三個主要因素在工作面前方的分布狀態(tài)及其隨工作面推進的變化。 根據(jù)采掘工作面預(yù)測的結(jié)果，將工作面突出危險性劃分為兩類： （ 1）突出危險工作面。無實測資料可參考表 21所列數(shù)據(jù)。 （三）瓦期地