掘进工作面防治煤与瓦斯突出技术措施

掘进工作面防治煤与瓦斯突出技术措施1、防治煤与瓦斯突出技术措施我国多数突出矿井执行的是“四位一体”综合防突措施，包括突出危险性预测、防突措施、措施效果检验和安全防护措施。1.1工作面突出危险性预测1）煤巷掘进工作面预测钻孔布置在工作面布置3个预测钻孔，钻孔要求尽量布置在软分层中，一个钻孔位于巷道工作面中部并平行于掘进方向，其它钻孔开孔于距巷帮0.5m处，终孔点位于巷道轮廓线外2～4m，孔深8～10m，孔径Φ42mm（见图1-1）。图1-1煤巷掘进工作面预测孔平面布置示意图2）预测方法及突出危险性预报掘进工作面突出预测可采用钻孔瓦斯涌出初速度法（q）或钻屑指标法（△h2、S）进行预测。各方法的预测步骤和判断突出危险性的准则分述如下。（1）钻孔瓦斯涌出初速度法（q）采用钻孔瓦斯涌出初速度法进行突出预测时，应按下列步骤进行。①在掘进工作面的软分层中，靠近巷道两帮，各打一个平行于巷道掘进方向，直径42mm，深为3.5m的预测钻孔（如图1-2所示）；②用JN-2型胶囊封孔器封孔（如图1-3所示），封孔后测量室长度为0.5m；③用ZLD-2型钻孔多级流量计（如图1-4a所示）测定钻孔瓦斯涌出初速度（q），测定过程必须在2min内完成，并作好预测记录。图1-2钻孔瓦斯涌出初速度法预测钻孔布置图1—煤层巷道2—钻孔3—瓦斯排出管4—封孔器5—测量室预测过程中，一旦出现下列任一情况，工作面应预测为突出危险工作面，否则预测为无突出危险工作面：①qm超过临界指标值即qm≥5.0l/min时；②工作面前方有断层、褶曲等构造破坏带；③工作面前方煤层赋存条件急剧变化；④在进行突出预测过程中，预测钻孔出现喷孔、夹钻、顶钻等动力现象；⑤工作面出现响煤炮、煤壁掉碴、片帮、瓦斯忽大忽小等突出预兆。每执行一次防治突出措施作业循环（包括措施、措施效果检验、采掘作业）后，必须再进行工作面预测，如预测为无突出危险时，还必须再执行防治突出的措施，只有连续两次预测都为无突出危险时，该工作面可视为无突出危险工作面，采取安全防护措施进行掘进作业，每循环留有2m预测超前距。图1-3JN-2型胶囊封孔器1—胶囊2—瓦斯排出管3—充气管4—打气筒5—阀门6—测量室7—钻孔8—压力表(a)ZLD-1型钻孔多级流量计(b)MD-2型钻屑瓦斯解吸仪图1-4多级流量计和钻屑瓦斯解吸仪（2）钻屑指标法采用钻屑指标法进行突出预测时，测定指标为△h2、S。应按下列步骤进行：①预测时，在工作面断面的软分层中水平布置3个直径Φ42mm、孔深10m的预测钻孔，无软分层时，钻孔布置在工作面中央。预测钻孔采用煤电钻和配套麻花钻杆施工。钻孔布置如图1-5所示。图1-5钻屑指标法预测钻孔布置图②预测钻孔布置：1个钻孔位于工作面中部，平行巷道掘进方向；另2个钻孔布置在巷帮，开孔距巷帮0.5m，终孔控制巷道轮廓线外2m，与巷道夹角15°。1-巷道2-钻孔③打钻时，每打1m钻孔用弹簧秤测定一次钻屑量指标S，每间隔2m，即2、4、6、8、10m深度处用MD-2型钻屑瓦斯解吸仪（见图1-4b）测定钻屑解吸指标△h2。④确定所测钻孔的最大钻屑量Sm和钻屑解吸指标△h2m。掘进工作面一旦出现下列任一情况，工作面应预测为突出危险工作面，否则预测为无突出危险工作面：①△h2≥200Pa、S≥6Kg/m；②工作面前方有断层、褶曲等构造破坏带；③工作面前方煤层赋存条件急剧变化；④在进行突出预测过程中，预测钻孔出现喷孔、夹钻、顶钻等动力现象；⑤工作面出现响煤炮、煤壁掉碴、片帮、瓦斯忽大忽小等瓦斯动力现象。每次预测（或效果检验）工作完成后，防突队填写突出预测和效果检验报告单（如表1-1、1-2和1-3所示），待有关人员审查、签字后，分别报有关部门执行或存档。每执行一次防治突出措施作业循环（包括措施、措施效果检验、采掘作业）后，须再进行工作面预测，如预测为无突出危险时，还必须再执行防治突出的措施，只有连续两次预测都为无突出危险时，该工作面可视为无突出危险工作面，采取安全防护措施进行掘进作业，每循环留有2m预测超前距。表1-1钻孔瓦斯涌出初速度qm法预测资料记录表测定日期工作面距主要巷道位置（m）观测钻孔编号瓦斯涌出初速度qm（L/min）预测结论测定人员防突专门机构负责人年月日表1-2钻屑瓦斯解吸指标△h2法预测资料记录表测定日期工作面距主要巷道位置（m）观测钻孔编号钻屑瓦斯解吸指标△h2（Pa）预测结论测定人员防突专门机构负责人年月日表1-3防治突出技术措施效果检验报告单煤层地点检验时间年月日采用的防突技术措施措施名称及方案设计措施施工情况措施效果检验检验方法实测数据检验意见矿总工程师瓦斯专业队队长通风科（区）长检验人1.2防治煤与瓦斯突出措施大量研究和实践表明，煤巷掘进工作面的突出次数最多。为保证施工安全，防止煤与瓦斯突出，在煤巷掘进过程中，应采取行之有效的防突措施。一般在掘进巷道时，采用瓦斯抽放、超前钻孔、松动爆破、水力冲孔等防突措施。（1）超前排放钻孔措施超前排放钻孔措施是目前我国在突出矿井应用最为广泛的煤巷掘进局部防突措施，其防突效果已经得到实践检验。其原理是在工作面前方一定距离的煤体内，始终保持有足够数量的钻孔，由于钻孔的卸压和排放瓦斯的作用，人为地造成并保持工作面前方有一个较长的卸压带，防止突出的发生。超前排放钻孔可采用Φ75直径超前排放钻孔。①掘进工作面经预测有突出危险时，采取Φ75直径超前钻孔局部防突措施。设计防突措施钻孔孔径为Φ75mm，钻孔深度10～15m，钻孔数量视掘进断面而定，钻孔控制到巷道轮廓线外2～5m；②掘进工作面采取防突措施时，每次由防突队编制超前钻孔设计，内容包括钻孔孔径、孔深、孔数、有效排放半径、开孔和终孔位置，报矿总工程师批准。钻孔布置参照图1-6。图1-6掘进工作面排放钻孔布置示意图③施工方法：探水钻、Φ75mm钻头按设计钻孔参数，先上排后下排、由下帮往上帮施工；④防突措施经效果检验后，如无突出危险，则采取安全防护措施进行正常掘进；如仍有突出危险，必须采取补充防突措施，并经措施效果检验有效后，掘进工作面方可施工；～15500断面图钻孔平面图～5⑤补充防突措施为在上下两排钻孔之间增打1~2个排放钻孔，孔深同措施孔，深为12m；⑥每执行一次防治突出措施作业循环（包括措施、措施效果检验、采掘作业）后，须再进行工作面预测，如预测为无突出危险时，还必须再执行防治突出的措施，只有连续2次预测为无突出危险时，该工作面方可视为无突出危险工作面；⑦防突队必须认真填写突出预测和效果检验报告单，并报矿总工程师审批。（2）掘进面边掘边抽措施花宝沟煤矿掘进工作面瓦斯涌出量较大，采取边掘边抽，其优点抽放时不影响掘进，且抽放效果较好。见图1-7，钻场规格尺寸为：宽3.5m，长4m，高2.5m，钻场掘成后，在开口处架设一架抬棚进行支护。封孔工艺与前面的钻孔封孔方法相同。图1-7掘进工作面边掘边抽示意图100m50m15004000250035003500钻场钻孔掘进巷道抽放管路钻场示意图表1-4边掘边抽钻孔技术参数表钻孔类别钻孔与巷道中心线夹角（°）钻孔仰角（°）距钻场地板距离（m）孔深（m）钻孔直径（mm）边掘边抽β10°β25°β310°β415大致同煤层倾角2.0100108注：以上技术参数只供试验参考，须根据效果考察来确定最适合的参数。1、钻孔与抽放管路连接钻孔与抽放管路连接方式见示意图1-8。图1-8掘进面瓦斯抽放钻孔与管路连接示意图1.3防突措施效果检验工作面采取防突措施后，必须进行措施效果检验。掘进工作面每次施工完超前钻孔且瓦斯排放4小时后，进行措施效果检验，检验测定仪器同突出预测，措施效果检验方法同突出预测，测定指标为△h2、S；措施效果检验钻孔孔数3个、孔深10m，两帮孔终孔控制巷道轮廓线外2～4m，钻孔布置与突出预测钻孔布置相同，但检验钻孔应布置在上下左右措施孔之间；措施效果检验指标突出危险临界值为△h2=200Pa、S=6Kg/m。当所有测定指标都小于突出危险临界值时，效果检验为措施有效，工作面检验为无突出危险工作面；当预测指标符合下列条件之一，△h2≥200Pa、S≥6Kg/m，检验措施无效，工作面仍然为突出危险工作面；经措施效果检验为无突出危险工作面的允许进尺深度必须同时保证5m措施孔超前距和2m预测孔超前距。花宝沟矿掘进面防突效果检验在软分层中进行，钻屑量指标往往偏大，指标中应以△h2为主要检验指标。抽放管路软管钻孔封孔材料封孔管阀门但在软分层厚度变化、掘进面瓦斯涌出异常、遇地质构造或打钻过程中有夹、顶吸钻等情况下必须严格执行防突措施。1.4安全防护措施为了防止因预测失误、措施失效且检验失误、发生延期突出等而导致发生人身伤亡事故，在煤巷掘进工作面进行采掘活动时均要采取安全防护措施。1）在工作面所有作业中，都应随时观察突出预兆，若发现煤结构发生变化、煤壁发冷、外鼓、响煤（岩）炮、顶板来压、支架变形、瓦斯忽大忽小、打孔（眼）喷孔、顶钻严重等等突出征兆时，工作面所有人员立即按作业规程中规定的避灾方法和路线撤到新鲜风流中，向矿调度室汇报，听候处理，情况危急时，应立即撤出到地面。2）采区、工作面电气设备必须有专人负责检查维护，并应每旬检查一次防爆性能，严禁使用防爆性能不合格的电气设备。3）如发生突出，突出的煤必须及时清理，以防自燃引起瓦斯爆炸。清理前，必须编制防止煤尘飞扬、杜绝火源、垮塌以及再次发生突出的安全防护措施。对于突出孔洞应充填或支护。发生大型以上突出后，一般不应从孔洞放出松散的煤体，以免造成垮塌引起再次突出，还应及时碹砌或注浆密闭孔洞，以免造成自燃。2.5其它技术管理措施1）在地质构造附近或煤层赋存条件发生急剧变化地带，若预测孔或排放孔达不到预定深度留不够超前距时，应停止作业，向矿调度室汇报，待查明原因后，由总工程师决定下一步措施。2）防突工作面附近应设置防突措施牌、防突控制牌及避灾路线图等。3）工作面应及时支护，严禁空顶。在地质构造带或顶板破碎区域应加强支护。4）在施工预测钻孔、防突钻孔时，应密切观察并记录打钻过程中的各种动力现象（如喷孔、卡钻、顶钻、响煤炮），当这些现象严重时，应停止打钻，停电撤人，并向调度室汇报。5）严禁超掘。6）掘进工作面必须配备专职瓦斯检查员，随时检查瓦斯涌出情况。7）掘进工作面必须实现独立通风，严禁串联风。8）严禁风镐落煤。3。几点要求和建议（1）在煤层软分层厚度增加及地质构造附近掘进时应加强局部防突措施；（2）严格执行“四位一体”综合防突措施；（3）加强地质工作在防突中的作用，地质人员应定期向有关部门提供工作面前方地质构造预报单；（4）所有钻孔均要有设计参数表。施工人员必须严格按照钻孔设计参数施工，施工后应有专人验收，并绘制竣工图；（5）认真落实好各部门、各人员的防突责任制。加强对防突过程的监督检查，严防弄虚作假，留下安全隐患；（6）对突出预测仪应定期进行标定，以保证仪器测定的准确性；（7）未及事项，应严格按《煤矿安全规程》与《防治煤与瓦斯突出细则》的有关规定执行。（8）建议矿井今后应地质探测工作，探明地质构造赋存情况，为以后进行煤与瓦斯突出工作提供保障。