【正文】 推過前、后的變化，從而劃定保護(hù)范圍。試驗區(qū)選在N1707和N1709工作面。沿走向在N1707E瓦斯巷內(nèi)，按5590176。的卸壓角布置瓦斯測壓孔25個，測壓不成功的改作測流量孔。傾斜上部邊界，在N1707的預(yù)計采止線位置，布置55－80176。卸壓角的測壓孔15個；傾斜下部邊界，在N1709的預(yù)計始采位置，設(shè)計卸壓角70176。、75176。和80176。的測壓孔共12個。以上鉆孔均穿過12和9煤層，終孔于8煤層頂板。在試驗區(qū)瓦斯壓力觀測過程中，按55176。卸壓角打的測壓孔共4個，7層回采工作面推過1020m時，(殘存瓦斯壓力)。經(jīng)考察，沿走向方向上所有設(shè)計卸壓角5590176。的鉆孔瓦斯壓力都有下降，其原因是層間距小，被保護(hù)層的瓦斯容易排放，如表312所示。其中以55176。、60176。、65176。和70176。卸壓角的孔瓦斯壓力下降最多。即便是卸壓角為90176。的鉆孔，經(jīng)過較長時間的瓦斯排放?？梢姡?層開采后，下部8走向方向上的卸壓角確定為70176。是安全的。表312 瓦斯壓力下降統(tǒng)計卸壓角(度)孔數(shù)(個)最大瓦斯壓力(MPa)瓦斯壓力降到各值(MPa)的孔數(shù)(個)00～～554～226011653～3702～2754～22852～02901～1據(jù)觀察，當(dāng)7層推過8層考察孔最長時間25d、最大距離30m時，瓦斯壓力可降到殘存瓦斯壓力以下。所以，保護(hù)層工作面超前時間應(yīng)不少于1個月、超前距離應(yīng)不小于30m。傾斜方向上，當(dāng)工作面推到采止線(即上部邊界)時，設(shè)計55176。－84176。卸壓角的各個孔，鉆孔的瓦斯流量上升66126倍，被保護(hù)層的透氣性系數(shù)增加達(dá)949020300倍?？梢?，開采7層對55176。84176。卸壓角內(nèi)的8煤層，都有充分的卸壓作用，以75176。卸壓角劃定保護(hù)范圍較為安全可靠。 被保護(hù)層和其他卸壓層抽放瓦斯技術(shù)保護(hù)層開采后，其上、下的煤巖層會產(chǎn)生移動、變形和卸壓，在其影響范圍內(nèi)的鄰近層煤巖中的瓦斯，將會通過由開采而產(chǎn)生的裂隙向采掘空間流動，造成保護(hù)層工作面瓦斯超限，采空區(qū)瓦斯大量積聚，給安全生產(chǎn)帶來威脅。根據(jù)打通二礦N1709保護(hù)層工作面瓦斯涌出資料分析，%，%%；。因此，在開采保護(hù)層的同時，必須利用抽放的方法將鄰近層卸壓瓦斯抽排至地面。開采保護(hù)層同時抽放被保護(hù)層的瓦斯，作為一種綜合性措施的兩個方面是缺一不可的。在保護(hù)層和被保護(hù)層間垂距不同時有不同的作用。當(dāng)層間垂距小于3050m、層間無堅硬巖石時，突出煤層卸壓后，大量瓦斯將通過層間裂縫涌向保護(hù)層的開采空間，從而引起瓦斯超限，在開采近距離保護(hù)層(層間垂距≤10m)時，采區(qū)瓦斯涌出量可達(dá)15m3/min以上。由于保護(hù)層一般都比較薄，這樣大的瓦斯量是難以用通風(fēng)方法來稀釋的。尤其在開采近距離上保護(hù)層時，還有可能發(fā)生采空區(qū)底板鼓起，并伴隨大量瓦斯涌出?？梢姡藭r抽放卸壓瓦斯是為了保護(hù)層回風(fēng)巷瓦斯不超限和不發(fā)生底板鼓起并突然涌出大量瓦斯。當(dāng)層間垂距小于3050m、層間又有堅硬致密巖石時，由于瓦斯自然排放條件差、殘余瓦斯壓力高，抽放瓦斯的目的是加速和擴大保護(hù)作用。當(dāng)層間垂距大于3050m時，瓦斯自然排放條件更差，殘余瓦斯壓力增高，保護(hù)作用削弱。在離保護(hù)層某一距離處，卸壓程度少到僅僅依靠應(yīng)力降低不足以消除突出危險，此時為了防突必須配合抽放瓦斯；另一方面由于瓦斯排放可以導(dǎo)致應(yīng)力進(jìn)一步降低，對卸壓作用起到補充作用，從而達(dá)到綜合防止突出的目的。研究還表明，開采保護(hù)層同時抽放被保護(hù)層的瓦斯，而且可以大大增加被保護(hù)層的瓦斯排放程度。抽放鉆孔的布置(包括鉆場鉆孔的空間位置、孔徑、孔數(shù)、孔深、孔間距、鉆孔角度等)應(yīng)根據(jù)保護(hù)層與被保護(hù)層之間的相對位置、層間巖性、煤層的透氣性、鉆孔的有效作用范圍等因素確定，既要避免鉆孔、特別是封孔段受保護(hù)層開采的影響，又要保證盡可能多的抽出被保護(hù)層卸壓瓦斯。尤其是在近距離保護(hù)層開切眼附近，初次卸壓瓦斯大量涌出，并在瓦斯壓力和地應(yīng)力雙重作用下可能發(fā)生突然底鼓或冒頂現(xiàn)象，給安全生產(chǎn)帶來威脅，因此必須加強開采初期瓦斯抽放工作。二 預(yù)抽煤層瓦斯雖然開采保護(hù)層是最有效的區(qū)域性防突措施，但其應(yīng)用是有一定條件的。一方面有的礦井并無保護(hù)層可采，或保護(hù)層與被保護(hù)層間間距過大，保護(hù)效果不明顯；另一方面作為保護(hù)層開采的煤層本身就有突出危險性，隨開采深度的增加其突出危險將越來越嚴(yán)重。因此必須尋求一種替代保護(hù)層開采的區(qū)域性防治突出措施。松藻礦區(qū)防突實踐證明，預(yù)抽煤體瓦斯基本能夠代替保護(hù)層，達(dá)到區(qū)域性防止突出的目的。(一) 預(yù)抽瓦斯防突機理預(yù)抽煤層瓦斯的防突作用原理及評價方法。預(yù)抽煤層瓦斯的防突作用原理：施工抽放孔排放部分瓦斯，排出一定煤粉而釋放一定的地應(yīng)力；通過長時間抽放，抽出部分瓦斯，從而釋放一定的地應(yīng)力，增高煤體強度。最終可達(dá)到消除或減少采掘過程中煤與瓦斯突出危險。作用原理圖示如下： 應(yīng)力降低、煤層卸壓瓦斯（抽）排出煤體強度增加激發(fā)突出作用減小發(fā)展突出作用減小增強了煤體抗破壞能力消除或減小采掘過程中煤與瓦斯突出危險按照煤礦安全規(guī)程規(guī)定，預(yù)抽煤層瓦斯的有效性指標(biāo)是煤層瓦斯預(yù)抽率大于30％。在實際工作中，由于煤層不是均質(zhì)體，在不同的區(qū)段預(yù)抽效果不同，在地質(zhì)構(gòu)造帶，受構(gòu)造應(yīng)力影響，煤層透氣性差，預(yù)抽效果要差些；在裂隙帶，巖石段抽放漏氣，預(yù)抽效果較差；在煤層厚的地帶，煤層瓦斯貯量相應(yīng)要大。為了準(zhǔn)確評價預(yù)抽區(qū)域煤層瓦斯預(yù)抽率，我們采取100－200m分段測定抽放瓦斯流量，并進(jìn)行抽放流量平差，用抽放泵房的抽放流量為準(zhǔn)，逐級平差到抽放地點；同時測定預(yù)抽鉆孔的瓦斯?jié)舛?，可對局部鉆場進(jìn)行進(jìn)行預(yù)抽率進(jìn)行評價。在施工鉆孔時，要在回風(fēng)側(cè)安裝瓦斯監(jiān)測傳感器，計量鉆孔施工時排放瓦斯量，納入計算預(yù)抽率。突出煤層預(yù)抽后，瓦斯壓力降低，產(chǎn)生突出的主要能源—－壓縮瓦斯?jié)撃艽蟛糠直会尫拧Ｔ陬A(yù)抽過程中，初期瓦斯預(yù)抽量一般較大，以后迅速衰減，并逐步趨于穩(wěn)定，鉆孔瓦斯補給源隨著時間增加不斷外移，預(yù)抽初期瓦斯源來自鉆孔壁周圍松動卸壓的煤體，由于孔壁松動，透氣性上升，該范圍內(nèi)瓦斯大量解吸，形成了預(yù)抽初期較大的瓦斯流量，但是由于打鉆造成的鉆孔周圍卸壓范圍小，所以流量急劇下降。一般在抽放3月后，孔壁周圍2m范圍的煤體基本上不再解吸瓦斯；而鉆孔獲得長期穩(wěn)定流量是補給源外移的結(jié)果。隨著抽放時間的增長，煤層內(nèi)瓦斯被抽放越多，發(fā)生收縮變形量就越大；同時煤層透氣性系數(shù)逐漸增大，瓦斯壓力梯度逐步下降，進(jìn)而降低了地層應(yīng)力，減少了形成突出的另一個能源。生產(chǎn)實踐表明，煤體排放瓦斯后，強度增加，煤體變硬，增強了抗破碎能力，起到了阻止突出發(fā)生的作用。經(jīng)考察，煤層經(jīng)預(yù)抽瓦斯后，其相關(guān)參數(shù)都發(fā)生了變化。注：。 預(yù)抽煤層瓦斯相關(guān)參數(shù)變化情況（二）預(yù)抽煤層瓦斯防突技術(shù)應(yīng)用松藻礦區(qū)所有可采或局部可采煤層均為突出煤層。在一般突出煤層中危險性較大的區(qū)域和未受保護(hù)的嚴(yán)重突出煤層、地質(zhì)構(gòu)造帶，都要采取預(yù)抽煤層瓦斯措施(即預(yù)處理措施)來減輕突出危險。在應(yīng)用預(yù)抽防突技術(shù)后，仍按常規(guī)“四位一體”綜合防突措施進(jìn)行采掘活動。1 石門揭煤預(yù)抽揭穿突出煤層是一項十分困難的工作，過去一個石門揭一層煤需要數(shù)月甚至一年，揭煤時還容易發(fā)生放炮誘導(dǎo)突出。采取穿層鉆孔條帶預(yù)抽，結(jié)合“漸進(jìn)式快速揭煤技術(shù)”，現(xiàn)揭煤只需7－25d，同時還保證了揭煤期間的安全。石門揭煤條帶預(yù)抽多由下部的專用瓦斯巷施工鉆孔，沒有瓦斯巷的地方，將石門工作面預(yù)先掘到距突出煤層較近的位置(通常為5m垂距)再施工抽放鉆孔（）。預(yù)抽鉆孔一般控制揭煤點周邊5－10m，孔間距3－5m。預(yù)抽時間視生產(chǎn)部署確定，一般為3－6個月。鉆孔瓦斯巷上山瓦斯巷鉆孔上山突出煤層 石門揭煤預(yù)抽孔布置圖2 掘進(jìn)條帶預(yù)抽根據(jù)區(qū)域突出危險性預(yù)測劃分出的危險區(qū)域，在掘進(jìn)煤層下部的茅口專用瓦斯巷施工穿層條帶抽放鉆孔，直接與礦井抽放系統(tǒng)連接。抽放鉆孔孔徑φ6587 mm，鉆孔穿透掘進(jìn)煤層，布孔34排，巷幫控制1520 m。抽放時間612個月(7號層6個月以上，8號層一年以上)。 掘進(jìn)條帶預(yù)抽鉆孔布置圖3 回采網(wǎng)格預(yù)抽在回采工作面下部茅口專用瓦斯巷施工穿層網(wǎng)格預(yù)抽鉆孔，形成網(wǎng)格狀抽放，抽放孔徑φ6587 mm，孔間距1010m(構(gòu)造帶58m)，抽放時間612個月(7層6個月以上，8層1年以上)。 回采網(wǎng)格預(yù)抽鉆孔布置圖穿層鉆孔能夠提供足夠的抽放時間和空間，但鉆孔工程量大，鉆孔的利用率低。為了提高抽放率，減少鉆孔工程量，在網(wǎng)格抽放的基礎(chǔ)上，還在本煤層進(jìn)、回風(fēng)巷每間隔515m施工順層鉆孔。（三）預(yù)抽防突效果考察打通二礦N2801是直接開采嚴(yán)重突出煤層(8)的試驗工作面。8煤層為復(fù)合型煤，煤層傾角5－7176。，層位較穩(wěn)定；實測瓦斯壓力2MPa左右，d。試驗工作面N2801地面標(biāo)高+700－+739m，煤層底板標(biāo)高+254－+341m，埋深398－446m；工作面沿傾向布置，傾向斜長485－490m，走向?qū)?20m，采用上行條帶開采。該工作面區(qū)域性防治突出措施采用底板穿層鉆孔與煤層順層鉆孔抽放瓦斯相結(jié)合的方法。掘進(jìn)利用底板穿層鉆孔條帶預(yù)抽；回采前主要采用順層鉆孔，必要時補充網(wǎng)格式穿層鉆孔對回采區(qū)域的煤層進(jìn)行預(yù)抽，大幅度降低或基本消除了回采工作面的突出危險。1 穿層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯試驗工作面穿層預(yù)抽鉆孔按6m5m網(wǎng)格布置(即傾斜方向鉆場間距為6m，走向方向鉆孔間距為5m)；孔徑75mm。鉆孔自煤系地層底部茅口瓦斯巷內(nèi)開孔，穿透8層下部所有不可采煤層至8層頂板止。在煤巷兩側(cè)的預(yù)抽鉆孔控制條帶的寬度，參照煤層賦存條件相似的六枝局化處礦選取，即條帶兩側(cè)鉆孔孔底的距離為15m，在條帶內(nèi)垂直巷道方向布置4排鉆孔。后來，運輸巷在條帶穿層鉆孔的基礎(chǔ)上還補打了鉆孔，縮小了孔間距和加寬了條帶控制寬度。 N2801工作面穿層條帶鉆孔布置示意圖同時，由于8煤層特別松軟，為避免出現(xiàn)順層鉆孔可能由于施工技術(shù)等原因不能有效控制回采區(qū)域煤層，而給回采造成較大突出威脅的情況，在N2801工作面還向回風(fēng)和運輸巷中間的回采區(qū)域煤層布置了網(wǎng)格式穿層鉆孔鉆孔，其中在距切割巷100m范圍內(nèi)的網(wǎng)格式鉆孔間距為6m10m（傾斜方向6m、走向方向10m），其余為12m10m（傾斜方向12m、走向方向10m）。 N2801工作面穿層網(wǎng)格鉆孔布置示意圖2 順層鉆孔預(yù)抽順層鉆孔布置在N2801工作面回風(fēng)巷、新切割巷及運輸巷內(nèi)，采用ZSM250型鉆機和ZYG150型鉆機鉆進(jìn)、壓風(fēng)排粉。鉆孔間距：在回風(fēng)巷距新切割巷60m范圍內(nèi)的孔間距為6m，距新切割巷60m~87m段孔間距為8m，回風(fēng)巷其它區(qū)域和運輸巷為10m；鉆孔方向垂直于巷道，即沿煤層走向布置。新切割巷內(nèi)鉆孔間距為5m，鉆孔沿煤層傾斜方向?；仫L(fēng)巷共施工順層鉆孔36個，；運輸巷共25個鉆孔，最大孔深為82m；新切割巷共施工鉆孔12個。施工中多是因打到煤層的頂?shù)装鍘r石而終孔。3 預(yù)抽效果考察⑴ 穿層條帶鉆孔預(yù)抽瓦斯效果分析和鉆孔參數(shù)確定N2801工作面采用穿層條帶鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯，對工作面軌道巷、回風(fēng)巷、運輸巷、切割巷等各條巷道對應(yīng)的條帶進(jìn)行了瓦斯預(yù)抽。經(jīng)過6~8個月的抽放，％~％，按《防突細(xì)則》規(guī)定的指標(biāo)，已基本消除煤層的突出危險。其中在回風(fēng)巷和切割巷掘進(jìn)過程中，最高達(dá)98m；而在運輸巷的掘進(jìn)中，由于地質(zhì)構(gòu)造的影響和煤層厚度的變化，掘進(jìn)比較困難，最高月進(jìn)度為58m。從掘進(jìn)施工預(yù)測K1值統(tǒng)計資料分析，預(yù)抽效果較好的區(qū)域K1值普遍較小，反之則較大()。 運輸巷掘進(jìn)預(yù)測K1max變化趨勢圖經(jīng)考察分析，穿層鉆孔條帶預(yù)抽是煤巷安全快速掘進(jìn)的前提。在煤層賦存比較正常的條件下，鉆孔直徑75mm，孔底間距5m，條帶寬度15m（即巷道兩幫控制寬度為6m），在預(yù)抽時間不少于6個月的情況下，煤層瓦斯的預(yù)抽效果能達(dá)到基本消除煤層突出危險，為煤巷的安全、快速掘進(jìn)創(chuàng)造條件。而在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的地段，還需采取加密鉆孔、加大鉆孔控制條帶的寬度、采用水力擴孔等技術(shù)以提高預(yù)抽瓦斯效果。（2）穿層網(wǎng)格鉆孔抽放瓦斯效果分析 從N2801工作面穿層網(wǎng)格預(yù)抽情況來看，西瓦斯巷預(yù)抽鉆孔間距為1210m，抽放時間20~29個月；東瓦斯巷孔間距66m，預(yù)抽時間15~26個月，%。經(jīng)穿層網(wǎng)格預(yù)抽后，在工作面施工順層鉆孔過程中，出現(xiàn)噴孔、卡鉆等瓦斯動力現(xiàn)象的情況較少，施工過程也比較順利，鉆孔沒有因出現(xiàn)瓦斯動力現(xiàn)象而終孔。而在工作面回采過程中，工作面瓦斯涌出量較小，未發(fā)生回風(fēng)流瓦斯超限、煤與瓦斯突出等事故。因此，在合理布置鉆孔參數(shù)的前提下，穿層網(wǎng)格鉆孔預(yù)抽工作面區(qū)域瓦斯的措施能夠達(dá)到消除或降低煤層突出危險性的效果。在順層長鉆孔施工技術(shù)得到較好掌握后，通過增加順層鉆孔數(shù)量和密度，可以將穿層網(wǎng)格鉆孔的間距加大，以減少穿層鉆孔的工程量。（3）順層鉆孔抽放瓦斯效果分析由于順層鉆孔施工時間較晚而使其抽放瓦斯的時間較短，同時鉆孔布置間距較大，加之該區(qū)域的煤層已經(jīng)過穿層網(wǎng)格鉆孔長時間預(yù)抽，因此，順層鉆孔的瓦斯預(yù)抽率并不是很高。％，％；順層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯在穿層網(wǎng)格預(yù)抽的基礎(chǔ)上對回采工作面的防突效果起到了一定的加強作用。同時，采用順層鉆孔進(jìn)一步抽放煤層瓦斯也可以降低回采工作面的瓦斯涌出。在順層長鉆孔技術(shù)得到較好的應(yīng)用后，適當(dāng)加密鉆孔的布置間距，延長鉆孔抽放煤層瓦斯的時間，順層長鉆孔抽放瓦斯技術(shù)作為區(qū)域性防突的作用將得到進(jìn)行一步加強。(四) 提高預(yù)抽煤層瓦斯效果的措施突出煤層透氣性普遍都很小，靠縮小孔間距、延長抽放時間提高預(yù)抽效果是有條件的，一是受采掘部署的影響，多數(shù)情況下不可能給預(yù)抽鉆孔施工及抽放瓦斯留有足夠的時間和空間；二是受人力物力的影響，無限制地縮小預(yù)抽鉆孔間距，勢必影響其它鉆孔的施工，并可能造成人財物的浪費，降低礦井經(jīng)濟效益。因此，應(yīng)盡可能采取其它有效的措施，提高預(yù)抽