高瓦斯突出矿井掘进防突钻孔设计分析

技术应用与研究

Modern Chemical Research

当代化工研究

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高瓦斯突出矿井掘进防突钻孔设计分析

＊赵永强

（山西阳煤五矿 山西 045209）

摘要：煤和瓦斯突出事故本身是在巷道掘进过程中非常容易出现的安全事故。本文结合实际煤矿的经验和瓦斯突出预兆的经验，介绍了

煤矿瓦斯突出危险性预测的办法和注意要点，并在之后分析有效地防止瓦斯突出事故的相关方法，从而才能够保证煤矿更好地进行安全 生产。

关键词：高瓦斯突出；矿井掘进技术；钻孔设计

中图分类号：TD 文献标识码：A

Design and Analysis of Outburst Prevention Drilling in High Gas Outburst Mine Excavation

Zhao Yongqiang

(Shanxi Yangmei No.5 Mine, Shanxi, 045209)

Abstract：Coal and gas outburst accidents are very easy to occur in the process of roadway excavation. Combining the experience of actual

coal mine and gas outburst omen, this paper introduces the methods and matters needing attention of gas outburst risk prediction in coal mine, and then analyses the relevant methods to effectively prevent gas outburst accidents, so as to better ensure the safety production of coal mine.

Key words：high gas outburst；mine excavation technology；drilling design

引言

煤矿采掘活动不仅会破坏整个煤层的原岩应力和瓦斯内部的平衡力，而且还会让煤炭和瓦斯内部产生强烈的对流。而采掘工作面在工作的过程中将会受到煤炭和瓦斯强烈流变性的影响，进而引发煤炭和瓦斯事故。瓦斯事故的发生会让整个采掘工作面喷出大量的煤和瓦斯，进而造成严重的人员伤亡和设备损坏，最终也就会严重威胁煤矿的安全生产。本文主要就高瓦斯突出矿井掘进防突钻孔设计进行全面的分析。

工作面的瓦斯涌出突然变得忽大忽小，且煤体的厚度发生了巨大的变化，软硬的分层也变得更为明显。不仅煤质变得非常松软，而且整体的光泽也会变得相当暗淡，工作面的温度将会有明显的变化，从而煤体的温度得以降低。

煤体内存在从小到大的闷雷声、放炮声和机关枪的声音，且整个过程的声音从单响到连响不断地在变化。

4.确定钻孔技术的参数

采用浅孔来针对皮带巷主巷口更好地进行瓦斯超前排放，每个钻孔的孔径将保持在75mm，每一排10个孔，一共布1.煤与瓦斯突出的概念

煤与瓦斯突出是一种特殊的瓦斯涌出现象。在内部压力置3排。第一排孔、第二排孔和第三排孔距离顶板的位置分

别为0.8m、1.6m和2.5m。的作用下，破碎的煤和瓦斯会从煤体内部突然向裁决空间内

之后再采用ZQS-65手持式的气动钻机配合麻花钻杆，再大量地喷出，进而造成严重的煤炭灾害。整体来说，煤和瓦

更好地进行压风排渣钻进的活动。斯突出是煤矿井下产生的强大的自然灾害，不仅具有很大的

尤其注意要将煤矿巷道掘进的正前方控制在15m左右，破坏性，而且也会严重威胁煤矿的安全生产。每次煤与瓦斯

并将巷帮控制在5m左右。而只有让应力集中带前移和煤体内突出发生之前都会出现相关预兆，且每一种预兆的时间和种

的瓦斯得以均匀的释放，才能够在降低煤体潜能的基础上更类都会有所不同。因此，掌握相关预兆的种类和特征对于预

好地进行煤体高压注水的工作。防煤与瓦斯事故的发生和减少伤亡都有很重大的意义。

注意在钻孔的过程中按照从上往下的方式进行钻孔。此2.五矿概况

五矿的地质构造复杂，水文条件中等，只开采15#煤外，每打一个孔都需要将孔内部的煤粉真正排干净。等到钻

孔工作完成之后，再在适当的实际向煤体内部注水，注意整层，15#煤层位于太原组下部，是区内最主要可采煤层。钻

孔揭露煤厚平均6.24m，可采性指数为1，煤厚变异系数为体注水封孔的深度都需要不小于2m，注水的压力也将被控制12.38%，属稳定煤层。在生产采区揭露煤厚较为稳定，在 在不小于8MPa的范围内，一直到临近的孔渗水为止。5～7m之间，俗称丈八煤，一般含夹矸1～7层，平均3层，夹5.防突措施

目前来说，为了有效地防止高瓦斯出现突出矿井的作石厚度多在0.1～0.2m之间，最大可达2m以上，属复杂结构

用，尤其需要采用以下的方法进行设计和分析：第一，只有煤层。直接顶板为黑色泥岩，厚度变化较大，平均厚5m左

有效地释放煤体瓦斯压力工作，才能够更好地保证巷道掘进右。老顶为细粒砂岩，底板为砂质泥岩或泥岩，老底为浅灰

工程更加安全地进行。此外，也尤其需要在巷道的两边进行色细粒砂岩。经北京煤科院对我矿15#煤层瓦斯基础参数测

超前预抽，并更好地使用锚网喷支护沿着巷道进行掘进，并定结果显示，煤层瓦斯含量值为3.0917～6.0757m³/t之间，

煤层瓦斯压力最大为0.22～0.26Mpa，2015年7月28日山西省在整个过程中有效地控制支护的长度；第二，如果一旦在施煤炭工业厅晋煤瓦发[2015]666号文件确定五矿贵石沟井由工的过程中发现存在突出危险工作面的情况，则应该立即就

停止向前掘进的工作，并在之后采用合适的防突措施来进行高瓦斯矿井变更为煤与瓦斯突出矿井。

施工；第三，在采用防突措施的过程中，也尤其需要按照规3.瓦斯突出的预兆

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当代化工研究

Modern Chemical Research

技术应用与研究

2019·07

反底拱在构造应力作用巷道中加固底板的研究

＊王海龙

（山西汾西瑞泰正中煤业 山西 031300）

摘要：本文结合某煤矿具体巷道底鼓问题，基于该工程项目进行了支护加固研究，提出采用钢筋混凝土桁架反底拱进行加固方案。关键词：反底拱；构造应力；底板加固中图分类号：T 文献标识码：A

Study on Reinforcing Floor in Mining Roadway with Inverted Arch under Structural Stress

Wang Hailong

(Fenxi Ruitai Zhengzhong Coal Industry, Shanxi Province, Shanxi, 031300)

Abstract：In this paper, based on the problem of the bottom drum of a specific mine, the support reinforcement research based on the project is

carried out, and the reinforcement scheme of the reinforced concrete truss anti-bottom arch is proposed.

Key words：inverted arch；tectonic stress；floor reinforcement

1.工程概况

某矿工作面轨道顺槽沿5煤层掘进，位于+980m水平，5煤北翼采区北部，工作面标高为912～965m，地面标高1301～1308m，巷道长度1600m。

掘进工作面西部为11505胶带顺槽，东部为未开采区，南部为轨道石门保护煤柱，北部为井田北部边界保护煤柱。

煤层走向近南北，倾向东，倾角6°～10°。煤层厚度3.6～4.26m，平均厚度4m，煤层厚度较稳定。煤层结构简上接第99页

定的情况等到确认没有危险的时候才能够全面进行施工，并确保整体施工的过程能够变得更加安全；第四，施工过程一旦完成就要及时进行封孔工作，普通情况下都需要从孔内的4m处开始封孔，并需要根据实际的施工情况采用合适的封孔方法来进行封孔。

单，不含夹矸。

煤为褐黑色条痕，沥青光泽，参差状断口，含黄铁矿，中厚层状，视密度为1.49t/m3，煤岩类型为亮暗型煤，煤质牌号为低中灰、低中硫不粘煤。工作面地质构造简单，为一倾向东的单斜构造，倾角6°～10°，煤岩层产状较平缓，无较大起伏。工作面在172m处将揭露F9断层，该断层为正断层，走向57°，倾角80°，落差0～5m。

巷道顶底板压力较大，巷道底鼓变形严重，淋水段局部

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速度控制在0.5m/min左右。第二，尤其需要在测定的过程中每米都测定一次钻屑量，并有效地收集钻杆每打1m所排的煤粉，尤其需要弹簧称出每米钻孔所需要排出的煤粉质量。第三，每钻进2米测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1值，并进行有效测定。

6.防突效果的检验

五矿在皮带巷掘进期间尤其可以采用如下几个指标来预测巷道掘进期间煤与瓦斯突出之间的危险性。这几个指标主要是由钻屑量S和钻屑瓦斯解吸指标K1值这2个预测指标组成。为的是更好地预测在巷道掘进的过程中，煤矿与瓦斯突出存在的危险性。由于我矿现采掘范围内均为无突出危险区，因此每掘进50m来验证至少2次。

在瓦斯超前排放钻孔工作完成，并满足相应的注水要求之后，就尤其需要在巷道内部布置3个孔径约为42mm，孔深约为10m左右的预测钻孔技术。其中，中孔掘进的方向和预测布置的参数大体如表1所示：

孔号1、32

距中线距离/m

1.60

孔深/m1010

与中线夹角/度

240

倾斜角/度

00

7.结束语

掘进期间的煤与瓦斯突出所产生的危险会对矿井的安全生产工作造成非常大的威胁。而通过在巷道施工的过程中有效地采用瓦斯综合防治技术往往能够更好地防止煤矿掘进过程中出现的瓦斯含量超过限制的情况，煤炭与瓦斯突出的危险性也能够更好地被控制。而其实造成矿井煤与瓦斯突出的因素相对比较复杂，尤其需要采用有效的措施来加强对矿井安全生产的管理，并在之后尽可能地减少煤矿井瓦斯突出事故的发生，只有这样才能够提高矿井的经济效益。

•【参考文献】

[1]崔曙光.双巷掘进技术在高瓦斯矿井掘进中的应用[J].煤炭天地,2015(5):125-128.

[2]苗六县,三软突出煤层掘进防突钻孔设计[J].煤炭科学技,2016(7):53-56.

•【作者简介】

赵永强（1987-），男，山西阳煤五矿；研究方向：煤矿一通三防技术及管理。

表1 预测钻孔布置参数

在进行工作面突出预测的过程中尤其需要注意如下几点问题：第一，所有的预测孔都需要尽可能地布置在软煤分层的过程中，且布置的距离孔不能够小于0.4m，并将钻进的