掘進工作面防治煤與瓦斯突出技術探索

訾偉

摘 ?要：煤巷掘進過程中常發的瓦斯災害事故中，以煤與瓦斯突出事故的破壞性最為嚴重，也是礦井災害事故防治的重點。該文從煤與瓦斯突出防治原則出發，對控制煤與瓦斯突出的技術措施進行探討，為礦井有效防治煤與瓦斯突出提供借鑒。

關鍵詞：掘進工作面;煤與瓦斯突出;防治技術

引言 ? ? ?隨著我國煤礦開采深度的逐漸增大，瓦斯突出的現象也逐漸增多，部分低瓦斯礦井也逐漸變成高瓦斯礦井甚至瓦斯突出礦井。瓦斯突出的現象在高瓦斯礦井煤巷掘進過程中表現的尤為突出，給礦井的安全生產帶來了極大的威脅。 國內外煤與瓦斯突出礦井為有效地控制煤與瓦斯突出事故，先后探索應用了多種防治措施。近些年來，煤與瓦斯突出礦井廣泛應用“四位一體”綜合防突措施，一定程度上防止了煤與瓦斯突出事故的發生。但隨著礦井開采深度的逐漸加大，煤層瓦斯含量和瓦斯壓力也隨之升高，煤體受地應力和構造應力的作用更為明顯，煤與瓦斯突出的防治難度不斷增大，因此，進一步探索煤巷掘進工作面的防突措施，對礦井的安全生產有著重要的現實意義。

一、煤與瓦斯突出防治原則

1.卸除煤體壓力原則

部分卸除掘進工作面前方煤體的應力，將集中應力區轉移到煤體深部，從而增加卸壓帶寬度，增強煤體的抗突能力。煤與瓦斯突出礦井應用該原則，采取的防突措施主要有打超前排放鉆孔、開卸壓槽等措施。

2.降低瓦斯壓力原則

部分排放掘進工作面前方煤體中的瓦斯，降低瓦斯壓力，從而有效降低突出概率。煤與瓦斯突出礦井應用該原則，采取的防突措施主要有超前排放鉆孔、邊掘邊抽等措施。

3.改變煤體性質原則

通過改變煤體物理性質，增強煤體穩定性，提高煤體抗突能力。例如，采取煤層注水措施后，可以降低煤體彈性，降低煤層瓦斯放散的初速度，使突出不易發生。煤與瓦斯突出礦井可以通過金屬骨架、馬麗散等方式加固煤體，因為煤體穩定性越高，其抗突能力越強，可以采取低壓濕潤、中高壓注水等措施來達到這一效果。

4.改變采掘工藝條件原則

通過采用水平分層開采、間歇作業等工藝，降低采掘工作面前方煤體的應力和瓦斯壓力，實現煤體排放瓦斯和自我卸壓的目的。其中，排放瓦斯和自我卸壓是降低發生突出的原動力，是解決煤與瓦斯突出最根本的辦法。

二、具體應用工作面概況

潘二煤礦某工作面屬于礦井“三帶劃分”中的突出危險區，所采煤層屬于“三軟”不穩定煤層，煤層瓦斯含量大，透氣性差，工作面形成之后，施工抽采巷期間瓦斯含量高、壓力大，有時出現噴孔、夾鉆現象，且正常掘進期間瓦斯濃度經常處于臨界值狀態，嚴重制約了抽采巷施工進度和接替計劃，影響了正常生產。根據實際情況，順槽施工期間采用了一系列防突技術措施：超前順層預抽，淺孔預抽、煤層注水、深孔卸壓，這些措施大大降低了掘進期間的瓦斯涌出量和瓦斯壓力，保證了第三抽采巷按期按量的完成。下面對這些措施介紹如下。 1.具體防突技術措施

（1）瓦斯抽采量預計

為有效保障瓦斯的抽采效果，現對掘進工作面的瓦斯抽采量進行有效預測。進行區域模塊降量瓦斯抽采時，其瓦斯抽采量預測參考鄰近或者礦井，掘進工作面的瓦斯抽采量具有一定的參考意義。

（2）順層預抽 巷道抽門施工前從上副巷巷道下幫垂直上副巷向下施工預抽鉆孔，超前控制抽采巷輪廓線外8m 范圍，每隔1.8m 布置高低2個孔，孔深為20m，高孔距底為1.5m，坡度與抽門聯巷平行; 底孔距底1m，坡度向下與高孔夾角2°。 （3）巷旁鉆場超前抽放

巷道掘進過程中，在巷道兩幫每隔50m施工一組鉆場，鉆場深5m，傾角75°，且兩幫交替布置，采用錨網支護。每個鉆場布置12個鉆孔，孔深60m，孔徑不小于79mm。值得注意的是，如果鉆孔位于巷道卸壓區，那么抽放效果很不明顯，為了充分利用鉆場，控制靠近巷幫的鉆孔離巷道輪廓線1.5m以上。

（4）鉆墻邊掘邊抽

在對煤巷進行掘進時，涌出的瓦斯主要來源于煤壁，而該技術主要是在卸壓帶內布置抽采的鉆孔，將其形狀設置成扇形，進而將涌出的瓦斯阻隔，該屏障被成為鉆墻。與此同時，使用瓦斯抽采系統將鉆墻阻擋的瓦斯抽出，以此來達到減少瓦斯的目的。該技術目前已經應用到了我國的大部分地區，同時經過在實踐過程中不斷地優化，也取得了良好的效果。

（5）淺孔排放

在深孔卸壓和巷旁鉆場抽放的基礎上，巷道掘進過程中在迎頭布置深度為8m的淺孔進行瓦斯釋放。淺孔直徑不小于79mm，鉆孔的間排距為800mm×800mm，鉆孔傾角要保證鉆孔超前迎頭5m以上，以確保掘進工作面前方煤體內的瓦斯得到充分的釋放。

（6）中高壓注水

中高壓注水措施是利用煤、水、瓦斯三者之間的相互作用關系，一是防止煤層中吸附瓦斯向游離瓦斯的轉換，降低了作業過程中瓦斯的涌出量;二是部分卸除采掘工作面前方煤體的應力，破壞瓦斯突出的條件。在實際應用過程中，該措施具有操作簡單、安全高效的優點，只要在掘進工作面提前打好施工鉆孔，裝入煤層注水器后，施工人員便可以遠離施工現場進行遠距離操作。煤層注水后，不僅能起到降塵效果，同時還可以降低瓦斯放散初速度，有效防治煤與瓦斯突出。

2.效果檢驗

對煤壁的瓦斯涌出效果進行判定時，可以利用在具體的掘進期間，風排瓦斯量以及回風流瓦斯濃度作為判斷的標準進行評判。通過對之前的方案進行檢測，可得出在具體的掘進過程中，其回風流的瓦斯體積接近0.90%，而風排瓦斯量的值為0.70-2.05m3/min，平均值的為1.33m3/min，而使用綜合防突技術后，對其進行掘進回風流的瓦斯體積為0.34%，具體的風排瓦斯量為0.35-1.02m3/min，平均值的為0.68m3/min。其相較之前下降了48.9%，因此說明了使用該技術進行掘進，其具體的效果顯著。

三、 ? 結語

總體來說，礦井掘進過程中的煤與瓦斯突出的防治，得到了越來越多的重視。面對更加多樣化的影響因素，要采取更加多樣化和針對性的措施來進行處理和防治，來更好地提高安全掘進效果。

參考文獻：

[1]王恩義.煤與瓦斯突出機理研究[J].焦作工學院學報（自然科學版），2004（5）.

[2]劉立平，王海東.煤巷掘進工作面CO2相變致裂防治煤與瓦斯突出技術[J].中國煤層氣，2018，15（06）：29-33.

[3]李博英.煤與瓦斯突出礦井建井期間掘進工作面瓦斯防治技術及應用[J].礦業裝備，2018（05）：66-67.

[4]何璐翔.掘進工作面瓦斯治理技術現狀分析及治理措施研究[J].科技風，2017（19）：61.