【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 治突出的措施。 一、石門揭開(kāi)突出煤層防治突出的措施 （一）一般規(guī)定 石門揭穿突出煤層，即石門自底 (頂 )板巖柱穿過(guò)煤層進(jìn)入頂 (底 )板的全部作業(yè)過(guò)程。石門揭穿突出煤層前，必須編制設(shè)計(jì)，采取綜合防突措施，報(bào)企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)。 石門揭煤常用的防突措施有多排鉆孔、抽放瓦斯、水力沖孔、水力沖刷、金屬骨架 及擴(kuò)孔鉆卸煤等。 石門應(yīng)盡可能布置在無(wú)地質(zhì)構(gòu)造破壞帶，如果條件允許，石門應(yīng)布置在被保護(hù)區(qū)，可先在石門揭煤地點(diǎn)掘出煤層巷道，然后再用石門貫通。 石門揭穿突出煤層的設(shè)計(jì)必須包括下列主要內(nèi)容： (1)探明煤層賦存情況及預(yù)測(cè)突出危險(xiǎn)。在石門工作面掘至距煤層垂距 10m 之外 ，至少打 2個(gè)穿透煤層全厚且進(jìn)入頂 (底 )板巖石不小于 的前探鉆孔， 掌握煤層賦存條件、地質(zhì)構(gòu)造、瓦斯情況等 ， 并詳細(xì)記錄巖芯資料。在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、巖石破碎的區(qū)域，石門工作面掘至距煤層 20m 之前，必須在石門斷面輪廓線外 5m 范圍的煤層內(nèi)布置一定數(shù) 量的前探鉆孔，以保證能確切地掌握煤層位置、厚度、傾角的變化、地質(zhì)構(gòu)造和瓦斯情況等。如圖25所示。突出預(yù)測(cè)孔可以與前探鉆孔共用，也可以單獨(dú)布置，但兩者見(jiàn)煤點(diǎn)的間距不得小于 5m。 具體預(yù)測(cè)方法可參考有關(guān)規(guī)定。 圖 25 控制突出煤層的前探鉆孔布置示意圖 … — 控煤鉆孔 在工作面距煤層法線距離 5m 以外，至少打 2個(gè)穿透煤層全厚或見(jiàn) 煤深度不少于 10m 的鉆孔，測(cè)定煤層壓力或預(yù)測(cè)煤層突出危險(xiǎn)性。 (2)通風(fēng)要求。建立安全可靠的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)，并加強(qiáng)控制通風(fēng)風(fēng)流設(shè)施的措施。在建井初期，礦井尚未構(gòu)成全風(fēng)壓通風(fēng)時(shí)，在石門揭穿突出煤層的全部作業(yè)過(guò)程中，與此石門有關(guān)的其它工作面都必須停止工作。 (3)確定安全巖柱厚度。工作面與煤層之間的巖柱尺寸應(yīng)根據(jù)防治突出措施的要求、巖石的性質(zhì)、煤層傾角等條件確定。工作面距煤層法線距離的最小值為：抽放或排放鉆孔 3m，金屬 骨架 2m，水力沖孔 5 m，采用震動(dòng)爆破揭開(kāi)急傾斜煤層 2m、傾斜和緩傾斜煤層 。如果巖石松軟 、破碎，還應(yīng)當(dāng)增加垂距。 為了防止石門誤穿突出煤層，在石門工作面距煤層垂距 5m 時(shí)，應(yīng)在石門工作面頂 (底 )部?jī)蓚?cè)打三個(gè)直徑為 42mm 的超前鉆孔，其超前距≦ 2m。為了防止巖巷誤穿突出煤層，當(dāng)巖巷距煤層垂距不足 5m 且大于 2m 時(shí)，必須及時(shí)采取探測(cè)措施，確定突出煤層賦存情況，以保證巖柱厚度符合有關(guān)規(guī)定。 (4)揭穿突出煤層的防突措施。石門揭煤防突措施是在安全巖柱的保護(hù)下，緩慢地釋放煤體及圍巖的突出潛能，達(dá)到預(yù)防突出的目的。石門防突的范圍主要包括石門斷面內(nèi)及其周邊的煤體，通?？刹捎靡糟@孔為主的防突措施使煤體卸壓和排放瓦 斯。石門周邊的控制范圍也應(yīng)根據(jù)煤層厚度、煤層突出危險(xiǎn)性確定。具體措施見(jiàn)表 213所示。 表 213 抽放瓦斯、排放鉆孔、金屬骨架措施、 擴(kuò)孔鉆卸煤 的有關(guān)規(guī)定 措 施 名 稱 適 用 條 件 安全巖柱厚度 (m) 鉆孔控制范圍 (m) 布 孔 參 數(shù) (m) 抽放瓦斯 有足夠的抽放時(shí)間＞ 3 個(gè)月 ≥ 3 在石門周邊外3～ 5m 以內(nèi)的范圍布孔 可根據(jù)煤層透氣性和允許抽放的時(shí)間確定鉆孔間距一般為 2～3m，均勻布孔 排放鉆孔 有足夠的排放時(shí)間 ≥ 3 在距石門周邊3～ 5m 的范圍內(nèi)布孔 可根據(jù)煤層透氣性和允許 抽放的時(shí)間確定鉆孔間距一般為 1～2m 金屬骨架 石門與煤層層面的交角＞450 的薄及中厚煤層 ≥ 2 在巷道上部和兩側(cè)周邊外 ～ 的范圍內(nèi)布置 孔距一般不大于 (單排孔 )和 (雙排孔 )，骨架兩端在頂?shù)装鍘r石內(nèi)的長(zhǎng)度為 以上 擴(kuò)孔鉆卸煤 急傾斜薄及中厚煤層 2～ 3 石門斷面內(nèi)布置鉆孔 孔間距 ，必須與金屬骨架措施相配合 當(dāng)石門工作面揭穿厚度小于 的突出煤層時(shí)，可不采取防突措施，允許直接用震動(dòng)放炮揭穿煤層。 (5)安全防護(hù)措施。當(dāng)預(yù)測(cè)為無(wú)突出危險(xiǎn)時(shí)，可 不采取防突措施，直接采取遠(yuǎn)距離爆破或震動(dòng)爆破揭穿突出煤層。當(dāng)預(yù)測(cè)為有突出危險(xiǎn)工作面時(shí)，必須采取防治突出措施，經(jīng)檢驗(yàn)措施有效時(shí)，可用遠(yuǎn)距離爆破或震動(dòng)爆破揭穿突出煤層；若檢驗(yàn)措施無(wú)效，應(yīng)采取補(bǔ)充防治突出措施直至有效。 （二）水力沖孔 水力沖孔又稱鉆沖法，是利用煤與瓦斯突出煤層所具有的特點(diǎn)，即鉆孔至煤層時(shí)發(fā)生瓦斯和煤自孔內(nèi)噴出，稱為自噴現(xiàn)象。針對(duì)這一現(xiàn)象，采用壓力水鉆沖孔，以激發(fā)噴孔，達(dá)到人為控制條件下釋放突出能量，可消除一定范圍內(nèi)的煤層突出危險(xiǎn)。 水力沖孔的工藝是以巖柱 (穿層沖孔 )或煤柱 (本層沖孔 )作安全屏障， 向有自噴能力的突出危險(xiǎn)煤層打鉆，同時(shí)送入一定壓力的水。通過(guò)鉆頭的切割和水射流的打擊，部分地破碎煤體，破壞煤巖內(nèi)部的應(yīng)力和瓦斯的不穩(wěn)定平衡，激發(fā)潛能的釋放，導(dǎo)致噴孔的發(fā)生和發(fā)展。噴出的煤、水和瓦斯通過(guò)一套包括三通、射流泵和排輸管道組成的裝置排輸?shù)竭h(yuǎn)離工作面的地方進(jìn)行分離。在鉆具上設(shè)置逆止鉆頭，可防止煤粉和瓦斯從鉆桿逆流。由于孔道斷面的限制和巖 (煤 )柱的屏障作用，使噴孔強(qiáng)度受到控制服，從而保障了鉆沖過(guò)程的安全，鉆沖的孔工藝流程，如圖 26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(jī)； 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。 （ 2)鉆沖孔用鉆機(jī)無(wú)特殊要求，一般礦用鉆機(jī)均可，鉆桿直徑 42mm，鉆頭直徑 45mm，帶逆止鉆頭。套管直徑一般為 102mm，插入煤中深度不低于 5m， 三通及排煤管直徑為102mm。 （ 3）鉆沖孔布置 在石門揭煤時(shí)，在石門巷道離煤層≥ 5m 處，停止掘進(jìn)，保持這一巖柱作為安全屏障，鉆沖孔的布置按鉆孔見(jiàn)煤的層面考慮，在巷道周邊外 3m 左右處布置 6～ 8 個(gè)鉆沖孔，石門中間打一個(gè)檢查孔或鉆沖孔。為避免各孔相互干擾，可先沖對(duì)角孔，后沖中間孔，再?zèng)_斷面內(nèi)的孔，鉆孔布置如圖 27所示。 圖 27 石門鉆孔布置圖 在煤巷掘進(jìn)時(shí)，在中厚煤層條件下，一般沿煤層層面布置扇形鉆孔 3個(gè)，孔底間距 5m，平巷布孔如圖 28所示。 上山掘進(jìn)同樣布孔 3個(gè)，孔底間距也按 5m 控制。在煤層較厚時(shí)或遇地質(zhì)構(gòu)造和煤層變化處，要適當(dāng)增加鉆孔數(shù)。 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 28 煤巷鉆沖孔布置圖 圖 29 煤工作面鉆沖孔布置圖 適用條件 （ 1） 不同的煤層厚度和傾角，從薄煤層到厚煤層，從緩傾斜到急傾斜煤層均適用。 （ 2） 煤質(zhì)較軟或有軟分層，煤的堅(jiān)固性系數(shù) f 值一般小于 。 （ 3)具有自噴能力，即打鉆進(jìn)入 軟層時(shí)就能噴孔。 注意事項(xiàng) （ 1)鉆沖法是在突出危險(xiǎn)煤層中進(jìn)行，從技術(shù)管理上要認(rèn)真對(duì)待，并建立應(yīng)有的管理制度。 （ 2)鉆沖法的適用條件是有自噴能力的突出煤層，所以鉆沖必須保持在軟分層中，只有在軟分層中的孔道，效果才明顯。 （ 3)本層沖孔時(shí)，保持良好的 5m 安全屏障非常重要，應(yīng)做到套管在煤柱中緊固，煤柱完整不受破壞。 （ 4)一個(gè)孔沖完后，套管暫不拆出，以免鄰近孔鉆沖時(shí)從已沖孔噴出，同時(shí)為減少已沖孔的瓦斯涌出，影響工作面瓦斯超限，可采取接管引排的措施。 （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。該措施是在揭煤前，由工作面向前方煤體打鉆孔，排放煤體瓦斯并使煤體產(chǎn)生卸壓，從而在工作面揭煤時(shí)起到防突的作用。 石門揭煤采用排放鉆孔 石門揭煤采用排放鉆孔措施時(shí)，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(shí)間確定，可以參考煤巷超前鉆孔防突措施的有效影響半徑。鉆孔間距一般為 1～ 2m，要求孔底間距不大于 2m。 排放時(shí)間一般≦ 2～ 3個(gè)月。 ３）鉆孔應(yīng)一次打 穿煤層全厚。對(duì)于緩傾斜厚煤層，當(dāng)鉆孔不能一次打穿煤層全厚時(shí)，可采取分段打鉆，但第一次打鉆的穿煤長(zhǎng)度≦ 15m，進(jìn)入煤層掘進(jìn)時(shí)，必須在煤層范圍內(nèi)留有 5m 最小超前距離。下一次的排放鉆孔參數(shù)應(yīng)與第一次相同。 ４）適用于煤層透氣性較好、有足夠排放時(shí)間的石門工作面。對(duì)于有條件的地點(diǎn)，應(yīng)與瓦斯抽放系統(tǒng)或臨時(shí)抽放泵站相連，進(jìn)行瓦斯抽放。 （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。在煤層透氣性比較小，以及要求時(shí)間短的石門工作面尤其適用。在有條件的礦井應(yīng)優(yōu)先采用。石門揭煤采用抽放瓦斯防突措施是在排放鉆孔措施自然排放瓦斯作用的基礎(chǔ)上，通過(guò)抽放煤層中的瓦斯，加快瓦斯排放和煤體卸壓速度，縮短石門揭煤的時(shí)間。石門工作面揭煤防突采用抽放瓦斯措施時(shí)，一般要求： （ 1）煤層透氣性好，并有足夠的抽放時(shí)間，一般不少于 3個(gè)月； （ 2）抽放瓦斯的鉆孔布置到石門周界外 3～ 5m 的煤層內(nèi)； （ 3）抽放鉆孔直徑為 75～ 100mm，鉆孔孔底間距一般為 2～ 3m。 （五） 金屬骨架 金屬骨架是將鋼管或鋼軌插入預(yù)先在工作面斷面周邊處布置的鉆孔內(nèi)，其前端伸入 煤層的頂或底板巖石中，后端支撐在工作面中的支架上。是用于石門 (井巷 )工作面揭穿突出危險(xiǎn)煤層的一種超前支架。 該防突措施的作用有兩方面：一是通過(guò)安裝金屬骨架的鉆孔排放煤體中的一部分瓦斯，使一定范圍內(nèi)的煤體卸壓；二是依靠金屬骨架加強(qiáng)工作面前方煤體的穩(wěn)定性。 金屬骨架防突措施適用于煤質(zhì)松軟的薄和中厚煤層。尤其適用于煤層傾角大于 450、鉆孔穿煤時(shí)不堵鉆、不噴孔的突出煤層。 石門采用金屬骨架防突措施時(shí)，應(yīng)符合下列要求： （ 1）對(duì)于突出危險(xiǎn)性較小的煤層，可在石門頂部及兩幫布置單排金屬骨架，對(duì)于突出危險(xiǎn)性較大或者 瓦斯壓力大、煤質(zhì)松軟的急傾斜煤層應(yīng)采用雙排金屬骨架； （ 2）在石門斷面外上部和兩側(cè) ～ 范圍內(nèi)布置骨架孔，以避免受到震動(dòng)放炮破壞； （ 3）金屬骨架鉆孔穿過(guò)煤層并進(jìn)入煤層頂 (底 )板至少 、鉆孔間距不得大于 ，對(duì)于軟煤要布置兩排金屬骨架，鉆孔間距應(yīng)小于 ； （ 4）打完骨架孔后，應(yīng)及時(shí)清除鉆孔內(nèi)的煤屑和巖渣，然后立即插入金屬骨架； （ 5）金屬骨架材料可選用 8kg／ m 的鋼軌、型鋼或直徑不小于 50mm 鋼管，其伸出孔外端用金屬框架支撐或砌入碹內(nèi)； （ 6）揭開(kāi)煤 層后，嚴(yán)禁拆除金屬骨架，以防止因懸煤垮落而引起的突出； （ 7）金屬骨架安裝后至少經(jīng)過(guò)一晝夜才能開(kāi)始揭煤； （ 8）采用金屬骨架防突措施時(shí)，應(yīng)與排放鉆孔、抽放瓦斯和水力沖孔等措施配合使用。 二、采掘工作面防止突出的措施 （一）一般規(guī)定 在突出煤層中進(jìn)行掘進(jìn)和開(kāi)采時(shí)，如果預(yù)測(cè)工作面有突出危險(xiǎn)，應(yīng)根據(jù)煤層的突出危險(xiǎn)性和具體條件，選擇和采取合適的防突措施。防突措施參數(shù)應(yīng)根據(jù)礦井實(shí)際測(cè)定的結(jié)果或參照有關(guān)資料確定，并報(bào)企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)。 合理布置采掘工作面，采用合理的采掘工藝，可以減少發(fā)生突出的可能 性。《規(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(gè)工作面相向回采或掘進(jìn)。突出煤層的掘進(jìn)工作面，應(yīng)避開(kāi)本煤層或鄰近煤層采煤工作面的應(yīng)力集中范圍。開(kāi)采有突出危險(xiǎn)的急傾斜厚煤層時(shí)，可利用上分層或上階段開(kāi)采后造成的卸壓作用，保護(hù)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(hù)范圍，使下分層或下階段的采掘工作面布置在這個(gè)保護(hù)范圍內(nèi)。 急傾斜突出煤層厚度大于 時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用偽傾斜正臺(tái)階或掩護(hù)支架采煤法。急傾斜突出煤層倒臺(tái)階采煤工作面，各個(gè)臺(tái)階高度應(yīng)盡量加大，臺(tái)階寬 度應(yīng)盡量縮小，每個(gè)臺(tái)階的底腳必須背緊背嚴(yán)，落煤后必須及時(shí)緊貼煤壁支護(hù)。 在突出煤層的煤巷中更換、維修或回收支架時(shí)，必須采取預(yù)防煤體垮落而引起突出的措施。在突出煤層中，不得使用綜合機(jī)械化放頂煤采煤法，特殊情況下必須制定安全技術(shù)措施，報(bào)主管部門批準(zhǔn)。 煤巷掘進(jìn)工作面防突 突出煤層的掘進(jìn)工作面，不得進(jìn)入本煤層或鄰近煤層采煤工作面的應(yīng)力集中區(qū)。當(dāng)工作