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【摘要】鄭州礦區(qū)二 1 煤層屬典型的豫西“三軟”突出煤層， 因此防突任務重、掘進速度慢，嚴重影響了礦井的正常采掘接替。 通過實踐本文結合鄭煤集團某礦 12 采區(qū) 12191 上順槽沿空掘巷介 紹了在鄭州礦區(qū)豫西“三軟”突出煤層中快速沿空掘巷的防突措施 及實踐經驗，它具有防突壓力小、掘進速度快、提高煤柱回收率的 特點，為礦井保持正常的采掘接替有著十分重要的意義，也為以后 沿空掘巷提供了技術經驗。 【關鍵詞】“三軟”突出煤層 ；快速 ；沿空掘巷 ；防突措施 0. 掘進工作面概況 12191 上順槽掘進工作面位于 12 采區(qū)東翼，上鄰 12171 工 作面采空區(qū)，設計走向長度 1020m，掘進斷面 13.6m 2 ，巷道沿 12171 工作面采空區(qū)預留不大于 2m 的煤柱向東掘進，煤層底板標 高 -65.5m ～ -80.5m，地面標高 62m ～ 85m，煤層厚度為 0 ～ 15m， 煤層傾角 8°～ 23°，整體形態(tài)上呈一北傾的單斜構造，受滑動構 造的影響，煤層厚度變化大，具有厚度不均，賦存規(guī)律不明顯和煤 層驟變的特點，該煤層屬典型的豫西“三軟”突出煤層，其煤塵具 有爆炸性，煤層屬于Ⅲ類不易自燃煤層。 1. 沿空掘巷的實施 1.1 沿空掘巷的優(yōu)點 1、沿空掘巷把巷道布置在卸壓區(qū)中，巷道受到的壓力小，巷 道變形小，有利于巷道的支護和維護 ；2、巷道布置在煤體地應力 及瓦斯應力被釋放的區(qū)域（即處于煤層被解放區(qū)），能有效預防煤 與瓦斯突出，節(jié)省了區(qū)域防突措施的執(zhí)行，可以加快巷道的掘進速 度 ；3、巷道布置在煤體地應力及瓦斯應力被釋放的區(qū)域瓦斯大部 分已被卸壓釋放，在掘進過程中瓦斯涌出量將明顯減少 ；4、沿空 掘巷留設距采空區(qū)不大于 2m 的小煤柱，一方面減少了煤柱的留設， 提高了煤柱回收率、另一方面可以作為掘進和回采中防止漏風以及 掘進過程中隔水作用。 1.2 沿空掘巷的可行性 12191 工作面上鄰已回采結束的 12171 工作面，12171 工作面 下部 20m 范圍內的煤層已處于地應力及瓦斯應力被釋放的區(qū)域， 因此為 12191 工作面上順槽沿 12171 工作面采空區(qū)預留不大于 2m 的煤柱掘進提供了沿空掘巷的可行性。 1.3 沿空掘巷的確定 由于沿空掘巷具有防突壓力小、瓦斯涌出量小、掘進速度快、 提高煤柱回收率等優(yōu)點并且現場具有沿空掘巷實施的條件，因此最 終確定 12191 上順槽采用沿空掘巷布置方式。 2. 防突措施的確定 由于礦區(qū)二 1 煤層屬突出煤層，根據《煤與瓦斯突出規(guī)定》中 “區(qū)域防突措施先行、局部防突措施補充”的原則，在開掘巷道前 首先要執(zhí)行區(qū)域防突措施消除突出危險性，但是 12191 工作面上順 槽設計沿 12171 工作面采空區(qū)預留不大于 2m 的煤柱沿空掘進，該 巷道掘進所在二 1 煤層已處于地應力及瓦斯應力被釋放的區(qū)域（即 處于煤層被解放區(qū)）。因此防突措施確定如下 ：1、區(qū)域探測措施， 區(qū)域探測無異常可執(zhí)行連續(xù)性突出危險性預測指標不超方可掘進 ； 2、區(qū)域防突措施，若區(qū)域探測有異常則必須執(zhí)行順層鉆孔預抽煤 巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施。 2.1 防突措施執(zhí)行原則 12191 工作面上順槽掘進所在二 1 煤層已處于地應力及瓦斯應 力被釋放的區(qū)域（即處于煤層被解放區(qū)），在保證防突措施執(zhí)行到 位的前提下為了加快巷道的掘進速度在巷道掘進時首先采區(qū)區(qū)域探 測措施，區(qū)域探測無異常可不執(zhí)行區(qū)域防突措施只需執(zhí)行連續(xù)性突 出危險性預測，指標不超方可掘進 ；若區(qū)域探測出現以下現象 ：1、 鉆孔施工過程中有頂鉆、噴孔、前方煤體應力集中、鉆進困難等異 常情況 ；2、探測區(qū)域內有構造，煤層賦存不穩(wěn)定有異常變化 ；3、 鉆孔成孔后孔口瓦斯?jié)舛却笥?5% ；4、瓦斯解吸量等參數大于臨界 值。則必須執(zhí)行順層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施。 2.2 區(qū)域探測措施 1、掘進方向至少施工 3 個孔徑為 94mm 的瓦斯地質探測鉆孔， 控制到煤層頂底板，探清前方煤層賦存狀況、地質構造、瓦斯、地 應力等情況并測定瓦斯解吸量等相關瓦斯參數。鉆孔夾角指鉆孔與 巷道中心線的夾角，傾角指鉆孔與水平線的夾角，投影孔深設計 60m。（區(qū)域探測鉆孔示意圖見圖一） 圖一 區(qū)域探測鉆孔示意圖 2、區(qū)域探測鉆孔可以作為瓦斯參數測定鉆孔，區(qū)域探測鉆孔 超前距不得小于 20m（以有效投影最短鉆孔深度算）。 3、控制范圍 ：傾斜、急傾斜煤層控制巷道下幫至少 10m，上 幫為采空區(qū)，控制到采空區(qū)邊緣線即可 ；其他煤層為巷道控制輪廓 線外至少 15m。 2.3 區(qū)域防突措施 若區(qū)域探測有異常則必須執(zhí)行順層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯 區(qū)域防突措施，順層鉆孔布置要求如下 ： 1、順層鉆孔的鉆孔深度和間排距 ：鉆孔控制的條帶長度投影 孔深 60m，鉆孔終孔間排距為 3m，距煤層頂（底）板的距離為 1.5m， 控制巷道廓線外 15m（控制范圍均為沿層面的距離）。 2、順層鉆孔超前距：每循環(huán)順層鉆孔超前距不得小于 20m（以 有效投影最短鉆孔深度算）。 3、順層鉆孔控制范圍 ：翻土措施鉆孔控制掘進前方距離不少 于 60m，控制巷道廓線外不小于 15m（采空區(qū)方向控制間隔煤柱， 控制范圍均為沿層面的距離）。（順層預抽瓦斯鉆孔示意圖見圖二） 3. 沿空掘巷的應用 3.1 巷道支護形式 12191 上順槽采用沿空掘巷其圍巖穩(wěn)定性較差，因此選擇合理 的支護形式可以有利的控制巷道圍巖變形對巷道支架的破壞，采用 可縮性支架可以有效的解決巷道支架破壞的問題，理論上講可縮性 支架中環(huán)形支架最好、拱形支架次之、梯形支架較差，在巷道凈斷 面一定的條件下環(huán)形支架增加了巷道掘進斷面并且增加了支護成本而梯形支架不能有效的控制圍巖變形時對支架產生的破壞增加了巷 道的維修量，因此綜合考慮選擇拱形支架即 U 型鋼支護。 3.2 巷道施工方法 由于受滑動構造的影響，煤層厚度變化大，煤層厚度 0 ～ 15m， 具有厚度不均，賦存規(guī)律不明顯和煤層驟變的特點，局部地段會出 現全巖掘進，受地質條件的制約無法采用綜合機械化掘進。因此采 用放炮配合手鎬落煤、人工裝煤、刮板運輸機和皮帶機運煤、人工 架棚的施工方法。 3.3 巷道施工工藝 1、由于巷道采用放炮配合手鎬落煤的施工方法七配套的施工 工藝為 ：交接班→敲幫問頂等安全檢查→輪尺定位→打眼→放炮落 煤→灑水降塵→移前探梁→上梁、鋪網背頂→出煤→挖柱窩、墊木 鞋→站腿上卡纜、拉桿、緊螺栓→背幫→掛線量尺寸→驗收工程。 2、炮眼布置及起爆方式 ：由于受地質條件影響巷道在掘進范 圍內煤厚變化較大因此在掘進時存在煤巷掘進、巖巷掘進，炮眼布 置就分為煤巷炮眼布置與巖巷炮眼布置，炮眼施工采用風煤鉆，1.0m 長中孔麻花鉆桿打眼，裝藥采用正向裝藥的方式，封孔采用水炮皮 黃土封孔，封孔長度不少于炮眼深度的 1/2 ；起爆采用 MFB-100 型 起爆器，毫秒延期雷管，分次打眼，分次裝藥的起爆方式。 4. 結語 1、通過 12191 上順槽沿 12171 工作面采空區(qū)預留不大于 2m 的煤柱掘進的現場實施發(fā)現在掘進過程中執(zhí)行區(qū)域探測基本沒有出 現過瓦斯異常等現象，因此在巷道掘進過程中省去了執(zhí)行區(qū)域防突 措施，這就為巷道的快速掘進贏得了充分的時間，為巷道快速掘進 創(chuàng)造了條件。 2、通過“三軟”突出煤層突出區(qū) 12191 上順槽沿空掘巷區(qū)域 探測防突措施的實踐，可以得出沿空掘巷區(qū)域探測防突措施有現場 操作簡單、用時少、提高煤柱回收率等優(yōu)點，為礦井以后突出區(qū)沿 空掘巷防突措施的確定提供了技術依據。 3、沿空掘巷采用可縮性 U 型鋼支架能有效的控制圍巖變形對 支架產生的破壞，大大的減少了巷道的維修量。 4、通過合理的確定防突措施、巷道支護形式、施工方法以及 施工工藝，實現了“三軟”突出煤層快速沿空掘巷的目的，這不僅 為礦井以后沿空掘巷提供了技術經驗，而且為礦井保持正常的采掘 接替有著十分重要的意義。 參考文獻 [1]《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》，煤炭工業(yè)出版社，2009
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