論瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查

[摘 要]隨著開采深度增加，煤與瓦斯突出已經(jīng)成為煤礦最嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。由于構(gòu)造異常帶是發(fā)生煤與瓦斯突出的最危險(xiǎn)地帶，因而，及時(shí)發(fā)現(xiàn)采掘工作面前方隱伏的地質(zhì)構(gòu)造，是消除煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的關(guān)鍵。文章提出采用基于瓦斯抽采鉆孔的煤礦瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查來(lái)及時(shí)發(fā)現(xiàn)工作面前方的地質(zhì)構(gòu)造。

[關(guān)鍵詞] 煤礦 煤與瓦斯突出 地質(zhì)構(gòu)造 精細(xì)勘查

中圖分類號(hào) ： TD712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1 前言

煤與瓦斯突出是煤礦開采的一大災(zāi)害，嚴(yán)重影響煤礦的安全生產(chǎn)。在地質(zhì)構(gòu)造異常地帶，這一災(zāi)害更容易發(fā)生。因此，為了有效避免煤與瓦斯突出，應(yīng)該加強(qiáng)地質(zhì)勘探工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工作面前方隱伏的地質(zhì)構(gòu)造，盡可能地減小危害。傳統(tǒng)上，常采用鉆探加物探的手段來(lái)發(fā)現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造，但是實(shí)踐結(jié)果表明，該方法不夠理想，且成本較高。在此，本文提出采用基于瓦斯抽采鉆孔的煤礦瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查來(lái)解決這一問(wèn)題。

2 瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查的定義及其必要性分析

這里所謂的瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查，主要針對(duì)落差較小的隱伏斷層、影響范圍小于100 m 的隱伏褶曲和煤層厚度的異常變化而開展的地質(zhì)勘查，以及對(duì)瓦斯參數(shù)進(jìn)行的連續(xù)觀測(cè)工作。與常規(guī)生產(chǎn)地質(zhì)勘探不同的是，瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查是伴隨采掘過(guò)程和煤層瓦斯抽采鉆孔施工同步進(jìn)行的更加精細(xì)的瓦斯地質(zhì)工作，旨在超前探明瓦斯地質(zhì)異常帶，避免發(fā)生瓦斯災(zāi)害。

由于構(gòu)造的復(fù)雜性，必須實(shí)施大量的勘探工程才能準(zhǔn)確地查明隱伏構(gòu)造帶。因而，充分利用瓦斯抽采鉆孔開展瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查具有重要意義。

3 主要任務(wù)

瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查的目的是為了探明瓦斯地質(zhì)異常帶，為瓦斯均衡抽采提供詳實(shí)可靠的瓦斯地質(zhì)信息，確保煤層安全回采。其主要任務(wù)包括地質(zhì)構(gòu)造和煤層厚度超前探測(cè)，以及瓦斯參數(shù)連續(xù)觀測(cè)。

3.1 地質(zhì)構(gòu)造超前探測(cè)

沿突出煤層頂、底板掘送巷道時(shí)，注意觀察和分析采掘作業(yè)及鉆孔施工過(guò)程中發(fā)生的各種異?，F(xiàn)象，超前探明工作面前方地質(zhì)構(gòu)造，及時(shí)發(fā)現(xiàn)瓦斯地質(zhì)異常變化，實(shí)現(xiàn)工作面突出危險(xiǎn)性的多元信息綜合判斷，進(jìn)而避免瓦斯災(zāi)害的發(fā)生。沿煤層掘進(jìn)的工作面，在煤層產(chǎn)狀急劇變化處，應(yīng)查明導(dǎo)致變化的地質(zhì)構(gòu)造，包括隱伏褶曲和隱伏斷層，為采取必要的防突措施提供瓦斯地質(zhì)依據(jù)。

3.2 煤層厚度超前探測(cè)

煤層厚度發(fā)生變化，往往是構(gòu)造煤形成的標(biāo)志，是發(fā)生煤與瓦斯突出事故的危險(xiǎn)區(qū)，因而，必須進(jìn)行超前探測(cè)。此外，只有查明煤層厚度，才能準(zhǔn)確地確定采掘工作面預(yù)抽瓦斯或超前排放鉆孔的設(shè)計(jì)參數(shù)。因而，煤層厚度變化超前探測(cè)也是瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查的一項(xiàng)重要任務(wù)。

3.3 瓦斯參數(shù)連續(xù)觀測(cè)

對(duì)煤層瓦斯參數(shù)進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，也是瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查的重要任務(wù)。常見的瓦斯參數(shù)是煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)指標(biāo)，還可以分別記錄和統(tǒng)計(jì)不同位置和不同方向瓦斯抽采鉆孔的煤層瓦斯壓力、瓦斯含量、瓦斯?jié)舛群屯咚钩椴闪?，結(jié)合回采工作面瓦斯涌出量和風(fēng)流瓦斯?jié)舛鹊茸詣?dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以及工作面地質(zhì)條件和生產(chǎn)條件，分析回采過(guò)程中瓦斯參數(shù)的變化規(guī)律以及與地質(zhì)條件的相關(guān)性，研究瓦斯參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律及其在瓦斯災(zāi)害預(yù)測(cè)和防治工作中的應(yīng)用。

4 勘查設(shè)計(jì)

利用瓦斯抽采鉆孔開展瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查，必須從布孔設(shè)計(jì)開始，注意布設(shè)一些兼具探查煤層厚度和地質(zhì)構(gòu)造的頂?shù)装蹇刂瓶?，并?yōu)先施工，認(rèn)真做好地質(zhì)分析工作。

4.1 掘進(jìn)巷道前方隱伏構(gòu)造探測(cè)

在煤巷掘進(jìn)工作面，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)巷道前方煤層中隱伏的中小型斷層和煤厚變化，可采用圖 1 所示的設(shè)計(jì)方案，對(duì)煤層頂（底）板進(jìn)行連續(xù)控制?？衫贸俺椴摄@孔或防突措施效果檢驗(yàn)鉆孔作為煤層頂（底）板控制孔，以一定的仰角（俯角）向煤層頂（底）板施鉆，確定煤層頂（底）板位置?？刂瓶椎脑O(shè)計(jì)長(zhǎng)度不宜過(guò)大，避免鉆孔過(guò)長(zhǎng)發(fā)生彎曲造成誤差。隨著巷道的掘進(jìn)，每隔一定距離，施工同樣一組鉆孔，以便形成對(duì)煤層頂（底）板的連續(xù)控制。例如，某礦一突出煤層平均厚度為 4.5 m，經(jīng)區(qū)域消突后，在煤層中沿煤層底板掘送巷道。按《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》的要求，此類巷道每掘送10～50 m，必須施鉆進(jìn)行煤層消突效果檢驗(yàn)，因而，可綜合利用消突效果檢驗(yàn)鉆孔進(jìn)行瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查。如圖 1 所示，在掘進(jìn)位置Ⅰ，以 7°仰角布設(shè) 3 個(gè)鉆孔Ⅰ1、Ⅰ2和Ⅰ3 ，在完成消突效果檢驗(yàn)任務(wù)的同時(shí)，使之鉆至煤層頂板，作為煤層頂板控制孔。當(dāng)巷道掘進(jìn)至位置Ⅱ和Ⅲ時(shí)，同樣分別布設(shè) 3個(gè)鉆孔，以此類推。如此布設(shè)的煤層頂板控制孔，能夠完成對(duì)煤層頂板位置的連續(xù)勘測(cè)，如掘進(jìn)前方存在隱伏斷層，即使只有 1 m 落差（圖 1），也能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而為避免隱伏斷層造成的瓦斯積聚和瓦斯災(zāi)害，提前采取局部防突措施，提供了瓦斯地質(zhì)依據(jù)。

4.2 回采工作面隱伏構(gòu)造探測(cè)

按《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》的要求，在具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的煤層中布置的回采工作面，必須在其回采之前實(shí)施瓦斯抽采，以消除安全隱患。當(dāng)回采工作面存在隱伏構(gòu)造（如隱伏斷層或煤厚變化）時(shí)，如不能及時(shí)查清，很可能造成瓦斯抽采不均衡，甚至導(dǎo)致瓦斯災(zāi)害。

綜合利用瓦斯抽采鉆孔開展回采工作面瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確記錄抽采鉆孔施工中遇到的地質(zhì)異常，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱伏構(gòu)造，并在確定隱伏構(gòu)造后，布設(shè)必要的補(bǔ)充抽采鉆孔，保證煤層瓦斯抽采均衡。

5 施工要求

為了以合理的投入和較短的工期，取得最佳的瓦斯地質(zhì)勘查和瓦斯抽采效果，必須從煤礦生產(chǎn)安全和建設(shè)實(shí)際需要出發(fā)，綜合利用瓦斯抽采鉆孔的地質(zhì)勘查功能，在查明瓦斯地質(zhì)異常條帶的基礎(chǔ)上，合理補(bǔ)充布設(shè)瓦斯抽采鉆孔。為此，瓦斯抽采鉆孔施工應(yīng)滿足以下兩個(gè)基本要求。

5.1 由疏到密施工，控制煤層頂?shù)装?/p>

為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)地質(zhì)異常，瓦斯抽采鉆孔的施工，應(yīng)由疏到密，優(yōu)先施工兼具探查煤層厚度和地質(zhì)構(gòu)造的頂?shù)装蹇刂瓶?。要根?jù)瓦斯抽采鉆孔提供的地質(zhì)信息，認(rèn)真做好地質(zhì)分析工作。一旦發(fā)現(xiàn)地質(zhì)異常，要綜合利用更多的瓦斯抽采鉆孔做出更精確的探測(cè)和準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，并根據(jù)探明的地質(zhì)條件，及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)，優(yōu)化瓦斯抽采鉆孔孔位和鉆孔間距，確保煤層瓦斯抽采均衡。

5.2 完善施工記錄，做好瓦斯地質(zhì)異常標(biāo)注

在瓦斯抽采鉆孔的施工過(guò)程中，要由具備一定地質(zhì)鉆探專業(yè)知識(shí)的技術(shù)人員做好施工記錄和地質(zhì)分析工作。記錄中不僅要包括鉆孔位置、鉆孔長(zhǎng)度、鉆進(jìn)方位和鉆孔仰（傾）角等數(shù)據(jù)，還應(yīng)詳細(xì)描述施工過(guò)程中出現(xiàn)的噴孔或響煤炮等瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象，盡可能準(zhǔn)確地標(biāo)明瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象發(fā)生的位置。要注意觀察和記錄單桿鉆屑量、煤巖屑性質(zhì)的變化等，以便通過(guò)地質(zhì)分析，準(zhǔn)確判定地質(zhì)異常發(fā)生的位置。

6 結(jié)束語(yǔ)

瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查主要是針對(duì)落差小于煤層厚度的隱伏中小斷層、影響范圍小于 100 m 的隱伏褶曲和煤厚異常變化開展的煤礦生產(chǎn)地質(zhì)勘查。開展瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和探明煤層中發(fā)育的隱伏構(gòu)造帶，避免采掘巷道跨越隱伏構(gòu)造帶時(shí)發(fā)生瓦斯災(zāi)害事故。

參考文獻(xiàn)：

[1] 國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局. 《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》讀本[M]. 北京： 煤炭工業(yè)出版社，2009： 56 - 72.

[2] 石智軍，姚寧平，葉根飛. 煤礦井下瓦斯抽采鉆孔施工技術(shù)與裝備[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù)，2009，37 （ 7） ： 1 - 4.

作者簡(jiǎn)介：陳品（1977.06），男，安徽省鳳臺(tái)縣人，現(xiàn)供職國(guó)投新集能源股份有限公司劉莊煤礦地測(cè)科.endprint

[摘 要]隨著開采深度增加，煤與瓦斯突出已經(jīng)成為煤礦最嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。由于構(gòu)造異常帶是發(fā)生煤與瓦斯突出的最危險(xiǎn)地帶，因而，及時(shí)發(fā)現(xiàn)采掘工作面前方隱伏的地質(zhì)構(gòu)造，是消除煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的關(guān)鍵。文章提出采用基于瓦斯抽采鉆孔的煤礦瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查來(lái)及時(shí)發(fā)現(xiàn)工作面前方的地質(zhì)構(gòu)造。

[關(guān)鍵詞] 煤礦 煤與瓦斯突出 地質(zhì)構(gòu)造 精細(xì)勘查

中圖分類號(hào) ： TD712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1 前言

煤與瓦斯突出是煤礦開采的一大災(zāi)害，嚴(yán)重影響煤礦的安全生產(chǎn)。在地質(zhì)構(gòu)造異常地帶，這一災(zāi)害更容易發(fā)生。因此，為了有效避免煤與瓦斯突出，應(yīng)該加強(qiáng)地質(zhì)勘探工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工作面前方隱伏的地質(zhì)構(gòu)造，盡可能地減小危害。傳統(tǒng)上，常采用鉆探加物探的手段來(lái)發(fā)現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造，但是實(shí)踐結(jié)果表明，該方法不夠理想，且成本較高。在此，本文提出采用基于瓦斯抽采鉆孔的煤礦瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查來(lái)解決這一問(wèn)題。

2 瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查的定義及其必要性分析

這里所謂的瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查，主要針對(duì)落差較小的隱伏斷層、影響范圍小于100 m 的隱伏褶曲和煤層厚度的異常變化而開展的地質(zhì)勘查，以及對(duì)瓦斯參數(shù)進(jìn)行的連續(xù)觀測(cè)工作。與常規(guī)生產(chǎn)地質(zhì)勘探不同的是，瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查是伴隨采掘過(guò)程和煤層瓦斯抽采鉆孔施工同步進(jìn)行的更加精細(xì)的瓦斯地質(zhì)工作，旨在超前探明瓦斯地質(zhì)異常帶，避免發(fā)生瓦斯災(zāi)害。

由于構(gòu)造的復(fù)雜性，必須實(shí)施大量的勘探工程才能準(zhǔn)確地查明隱伏構(gòu)造帶。因而，充分利用瓦斯抽采鉆孔開展瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查具有重要意義。

3 主要任務(wù)

瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查的目的是為了探明瓦斯地質(zhì)異常帶，為瓦斯均衡抽采提供詳實(shí)可靠的瓦斯地質(zhì)信息，確保煤層安全回采。其主要任務(wù)包括地質(zhì)構(gòu)造和煤層厚度超前探測(cè)，以及瓦斯參數(shù)連續(xù)觀測(cè)。

3.1 地質(zhì)構(gòu)造超前探測(cè)

沿突出煤層頂、底板掘送巷道時(shí)，注意觀察和分析采掘作業(yè)及鉆孔施工過(guò)程中發(fā)生的各種異常現(xiàn)象，超前探明工作面前方地質(zhì)構(gòu)造，及時(shí)發(fā)現(xiàn)瓦斯地質(zhì)異常變化，實(shí)現(xiàn)工作面突出危險(xiǎn)性的多元信息綜合判斷，進(jìn)而避免瓦斯災(zāi)害的發(fā)生。沿煤層掘進(jìn)的工作面，在煤層產(chǎn)狀急劇變化處，應(yīng)查明導(dǎo)致變化的地質(zhì)構(gòu)造，包括隱伏褶曲和隱伏斷層，為采取必要的防突措施提供瓦斯地質(zhì)依據(jù)。

3.2 煤層厚度超前探測(cè)

煤層厚度發(fā)生變化，往往是構(gòu)造煤形成的標(biāo)志，是發(fā)生煤與瓦斯突出事故的危險(xiǎn)區(qū)，因而，必須進(jìn)行超前探測(cè)。此外，只有查明煤層厚度，才能準(zhǔn)確地確定采掘工作面預(yù)抽瓦斯或超前排放鉆孔的設(shè)計(jì)參數(shù)。因而，煤層厚度變化超前探測(cè)也是瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查的一項(xiàng)重要任務(wù)。

3.3 瓦斯參數(shù)連續(xù)觀測(cè)

對(duì)煤層瓦斯參數(shù)進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，也是瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查的重要任務(wù)。常見的瓦斯參數(shù)是煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)指標(biāo)，還可以分別記錄和統(tǒng)計(jì)不同位置和不同方向瓦斯抽采鉆孔的煤層瓦斯壓力、瓦斯含量、瓦斯?jié)舛群屯咚钩椴闪?，結(jié)合回采工作面瓦斯涌出量和風(fēng)流瓦斯?jié)舛鹊茸詣?dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以及工作面地質(zhì)條件和生產(chǎn)條件，分析回采過(guò)程中瓦斯參數(shù)的變化規(guī)律以及與地質(zhì)條件的相關(guān)性，研究瓦斯參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律及其在瓦斯災(zāi)害預(yù)測(cè)和防治工作中的應(yīng)用。

4 勘查設(shè)計(jì)

利用瓦斯抽采鉆孔開展瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查，必須從布孔設(shè)計(jì)開始，注意布設(shè)一些兼具探查煤層厚度和地質(zhì)構(gòu)造的頂?shù)装蹇刂瓶?，并?yōu)先施工，認(rèn)真做好地質(zhì)分析工作。

4.1 掘進(jìn)巷道前方隱伏構(gòu)造探測(cè)

在煤巷掘進(jìn)工作面，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)巷道前方煤層中隱伏的中小型斷層和煤厚變化，可采用圖 1 所示的設(shè)計(jì)方案，對(duì)煤層頂（底）板進(jìn)行連續(xù)控制?？衫贸俺椴摄@孔或防突措施效果檢驗(yàn)鉆孔作為煤層頂（底）板控制孔，以一定的仰角（俯角）向煤層頂（底）板施鉆，確定煤層頂（底）板位置?？刂瓶椎脑O(shè)計(jì)長(zhǎng)度不宜過(guò)大，避免鉆孔過(guò)長(zhǎng)發(fā)生彎曲造成誤差。隨著巷道的掘進(jìn)，每隔一定距離，施工同樣一組鉆孔，以便形成對(duì)煤層頂（底）板的連續(xù)控制。例如，某礦一突出煤層平均厚度為 4.5 m，經(jīng)區(qū)域消突后，在煤層中沿煤層底板掘送巷道。按《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》的要求，此類巷道每掘送10～50 m，必須施鉆進(jìn)行煤層消突效果檢驗(yàn)，因而，可綜合利用消突效果檢驗(yàn)鉆孔進(jìn)行瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查。如圖 1 所示，在掘進(jìn)位置Ⅰ，以 7°仰角布設(shè) 3 個(gè)鉆孔Ⅰ1、Ⅰ2和Ⅰ3 ，在完成消突效果檢驗(yàn)任務(wù)的同時(shí)，使之鉆至煤層頂板，作為煤層頂板控制孔。當(dāng)巷道掘進(jìn)至位置Ⅱ和Ⅲ時(shí)，同樣分別布設(shè) 3個(gè)鉆孔，以此類推。如此布設(shè)的煤層頂板控制孔，能夠完成對(duì)煤層頂板位置的連續(xù)勘測(cè)，如掘進(jìn)前方存在隱伏斷層，即使只有 1 m 落差（圖 1），也能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而為避免隱伏斷層造成的瓦斯積聚和瓦斯災(zāi)害，提前采取局部防突措施，提供了瓦斯地質(zhì)依據(jù)。

4.2 回采工作面隱伏構(gòu)造探測(cè)

按《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》的要求，在具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的煤層中布置的回采工作面，必須在其回采之前實(shí)施瓦斯抽采，以消除安全隱患。當(dāng)回采工作面存在隱伏構(gòu)造（如隱伏斷層或煤厚變化）時(shí)，如不能及時(shí)查清，很可能造成瓦斯抽采不均衡，甚至導(dǎo)致瓦斯災(zāi)害。

綜合利用瓦斯抽采鉆孔開展回采工作面瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確記錄抽采鉆孔施工中遇到的地質(zhì)異常，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱伏構(gòu)造，并在確定隱伏構(gòu)造后，布設(shè)必要的補(bǔ)充抽采鉆孔，保證煤層瓦斯抽采均衡。

5 施工要求

為了以合理的投入和較短的工期，取得最佳的瓦斯地質(zhì)勘查和瓦斯抽采效果，必須從煤礦生產(chǎn)安全和建設(shè)實(shí)際需要出發(fā)，綜合利用瓦斯抽采鉆孔的地質(zhì)勘查功能，在查明瓦斯地質(zhì)異常條帶的基礎(chǔ)上，合理補(bǔ)充布設(shè)瓦斯抽采鉆孔。為此，瓦斯抽采鉆孔施工應(yīng)滿足以下兩個(gè)基本要求。

5.1 由疏到密施工，控制煤層頂?shù)装?/p>

為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)地質(zhì)異常，瓦斯抽采鉆孔的施工，應(yīng)由疏到密，優(yōu)先施工兼具探查煤層厚度和地質(zhì)構(gòu)造的頂?shù)装蹇刂瓶?。要根?jù)瓦斯抽采鉆孔提供的地質(zhì)信息，認(rèn)真做好地質(zhì)分析工作。一旦發(fā)現(xiàn)地質(zhì)異常，要綜合利用更多的瓦斯抽采鉆孔做出更精確的探測(cè)和準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，并根據(jù)探明的地質(zhì)條件，及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)，優(yōu)化瓦斯抽采鉆孔孔位和鉆孔間距，確保煤層瓦斯抽采均衡。

5.2 完善施工記錄，做好瓦斯地質(zhì)異常標(biāo)注

在瓦斯抽采鉆孔的施工過(guò)程中，要由具備一定地質(zhì)鉆探專業(yè)知識(shí)的技術(shù)人員做好施工記錄和地質(zhì)分析工作。記錄中不僅要包括鉆孔位置、鉆孔長(zhǎng)度、鉆進(jìn)方位和鉆孔仰（傾）角等數(shù)據(jù)，還應(yīng)詳細(xì)描述施工過(guò)程中出現(xiàn)的噴孔或響煤炮等瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象，盡可能準(zhǔn)確地標(biāo)明瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象發(fā)生的位置。要注意觀察和記錄單桿鉆屑量、煤巖屑性質(zhì)的變化等，以便通過(guò)地質(zhì)分析，準(zhǔn)確判定地質(zhì)異常發(fā)生的位置。

6 結(jié)束語(yǔ)

瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查主要是針對(duì)落差小于煤層厚度的隱伏中小斷層、影響范圍小于 100 m 的隱伏褶曲和煤厚異常變化開展的煤礦生產(chǎn)地質(zhì)勘查。開展瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和探明煤層中發(fā)育的隱伏構(gòu)造帶，避免采掘巷道跨越隱伏構(gòu)造帶時(shí)發(fā)生瓦斯災(zāi)害事故。

參考文獻(xiàn)：

[1] 國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局. 《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》讀本[M]. 北京： 煤炭工業(yè)出版社，2009： 56 - 72.

[2] 石智軍，姚寧平，葉根飛. 煤礦井下瓦斯抽采鉆孔施工技術(shù)與裝備[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù)，2009，37 （ 7） ： 1 - 4.

作者簡(jiǎn)介：陳品（1977.06），男，安徽省鳳臺(tái)縣人，現(xiàn)供職國(guó)投新集能源股份有限公司劉莊煤礦地測(cè)科.endprint

[摘 要]隨著開采深度增加，煤與瓦斯突出已經(jīng)成為煤礦最嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。由于構(gòu)造異常帶是發(fā)生煤與瓦斯突出的最危險(xiǎn)地帶，因而，及時(shí)發(fā)現(xiàn)采掘工作面前方隱伏的地質(zhì)構(gòu)造，是消除煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的關(guān)鍵。文章提出采用基于瓦斯抽采鉆孔的煤礦瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查來(lái)及時(shí)發(fā)現(xiàn)工作面前方的地質(zhì)構(gòu)造。

[關(guān)鍵詞] 煤礦 煤與瓦斯突出 地質(zhì)構(gòu)造 精細(xì)勘查

中圖分類號(hào) ： TD712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1 前言

煤與瓦斯突出是煤礦開采的一大災(zāi)害，嚴(yán)重影響煤礦的安全生產(chǎn)。在地質(zhì)構(gòu)造異常地帶，這一災(zāi)害更容易發(fā)生。因此，為了有效避免煤與瓦斯突出，應(yīng)該加強(qiáng)地質(zhì)勘探工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工作面前方隱伏的地質(zhì)構(gòu)造，盡可能地減小危害。傳統(tǒng)上，常采用鉆探加物探的手段來(lái)發(fā)現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造，但是實(shí)踐結(jié)果表明，該方法不夠理想，且成本較高。在此，本文提出采用基于瓦斯抽采鉆孔的煤礦瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查來(lái)解決這一問(wèn)題。

2 瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查的定義及其必要性分析

這里所謂的瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查，主要針對(duì)落差較小的隱伏斷層、影響范圍小于100 m 的隱伏褶曲和煤層厚度的異常變化而開展的地質(zhì)勘查，以及對(duì)瓦斯參數(shù)進(jìn)行的連續(xù)觀測(cè)工作。與常規(guī)生產(chǎn)地質(zhì)勘探不同的是，瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查是伴隨采掘過(guò)程和煤層瓦斯抽采鉆孔施工同步進(jìn)行的更加精細(xì)的瓦斯地質(zhì)工作，旨在超前探明瓦斯地質(zhì)異常帶，避免發(fā)生瓦斯災(zāi)害。

由于構(gòu)造的復(fù)雜性，必須實(shí)施大量的勘探工程才能準(zhǔn)確地查明隱伏構(gòu)造帶。因而，充分利用瓦斯抽采鉆孔開展瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查具有重要意義。

3 主要任務(wù)

瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查的目的是為了探明瓦斯地質(zhì)異常帶，為瓦斯均衡抽采提供詳實(shí)可靠的瓦斯地質(zhì)信息，確保煤層安全回采。其主要任務(wù)包括地質(zhì)構(gòu)造和煤層厚度超前探測(cè)，以及瓦斯參數(shù)連續(xù)觀測(cè)。

3.1 地質(zhì)構(gòu)造超前探測(cè)

沿突出煤層頂、底板掘送巷道時(shí)，注意觀察和分析采掘作業(yè)及鉆孔施工過(guò)程中發(fā)生的各種異常現(xiàn)象，超前探明工作面前方地質(zhì)構(gòu)造，及時(shí)發(fā)現(xiàn)瓦斯地質(zhì)異常變化，實(shí)現(xiàn)工作面突出危險(xiǎn)性的多元信息綜合判斷，進(jìn)而避免瓦斯災(zāi)害的發(fā)生。沿煤層掘進(jìn)的工作面，在煤層產(chǎn)狀急劇變化處，應(yīng)查明導(dǎo)致變化的地質(zhì)構(gòu)造，包括隱伏褶曲和隱伏斷層，為采取必要的防突措施提供瓦斯地質(zhì)依據(jù)。

3.2 煤層厚度超前探測(cè)

煤層厚度發(fā)生變化，往往是構(gòu)造煤形成的標(biāo)志，是發(fā)生煤與瓦斯突出事故的危險(xiǎn)區(qū)，因而，必須進(jìn)行超前探測(cè)。此外，只有查明煤層厚度，才能準(zhǔn)確地確定采掘工作面預(yù)抽瓦斯或超前排放鉆孔的設(shè)計(jì)參數(shù)。因而，煤層厚度變化超前探測(cè)也是瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查的一項(xiàng)重要任務(wù)。

3.3 瓦斯參數(shù)連續(xù)觀測(cè)

對(duì)煤層瓦斯參數(shù)進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，也是瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查的重要任務(wù)。常見的瓦斯參數(shù)是煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)指標(biāo)，還可以分別記錄和統(tǒng)計(jì)不同位置和不同方向瓦斯抽采鉆孔的煤層瓦斯壓力、瓦斯含量、瓦斯?jié)舛群屯咚钩椴闪浚Y(jié)合回采工作面瓦斯涌出量和風(fēng)流瓦斯?jié)舛鹊茸詣?dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以及工作面地質(zhì)條件和生產(chǎn)條件，分析回采過(guò)程中瓦斯參數(shù)的變化規(guī)律以及與地質(zhì)條件的相關(guān)性，研究瓦斯參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律及其在瓦斯災(zāi)害預(yù)測(cè)和防治工作中的應(yīng)用。

4 勘查設(shè)計(jì)

利用瓦斯抽采鉆孔開展瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查，必須從布孔設(shè)計(jì)開始，注意布設(shè)一些兼具探查煤層厚度和地質(zhì)構(gòu)造的頂?shù)装蹇刂瓶?，并?yōu)先施工，認(rèn)真做好地質(zhì)分析工作。

4.1 掘進(jìn)巷道前方隱伏構(gòu)造探測(cè)

在煤巷掘進(jìn)工作面，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)巷道前方煤層中隱伏的中小型斷層和煤厚變化，可采用圖 1 所示的設(shè)計(jì)方案，對(duì)煤層頂（底）板進(jìn)行連續(xù)控制?？衫贸俺椴摄@孔或防突措施效果檢驗(yàn)鉆孔作為煤層頂（底）板控制孔，以一定的仰角（俯角）向煤層頂（底）板施鉆，確定煤層頂（底）板位置?？刂瓶椎脑O(shè)計(jì)長(zhǎng)度不宜過(guò)大，避免鉆孔過(guò)長(zhǎng)發(fā)生彎曲造成誤差。隨著巷道的掘進(jìn)，每隔一定距離，施工同樣一組鉆孔，以便形成對(duì)煤層頂（底）板的連續(xù)控制。例如，某礦一突出煤層平均厚度為 4.5 m，經(jīng)區(qū)域消突后，在煤層中沿煤層底板掘送巷道。按《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》的要求，此類巷道每掘送10～50 m，必須施鉆進(jìn)行煤層消突效果檢驗(yàn)，因而，可綜合利用消突效果檢驗(yàn)鉆孔進(jìn)行瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查。如圖 1 所示，在掘進(jìn)位置Ⅰ，以 7°仰角布設(shè) 3 個(gè)鉆孔Ⅰ1、Ⅰ2和Ⅰ3 ，在完成消突效果檢驗(yàn)任務(wù)的同時(shí)，使之鉆至煤層頂板，作為煤層頂板控制孔。當(dāng)巷道掘進(jìn)至位置Ⅱ和Ⅲ時(shí)，同樣分別布設(shè) 3個(gè)鉆孔，以此類推。如此布設(shè)的煤層頂板控制孔，能夠完成對(duì)煤層頂板位置的連續(xù)勘測(cè)，如掘進(jìn)前方存在隱伏斷層，即使只有 1 m 落差（圖 1），也能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而為避免隱伏斷層造成的瓦斯積聚和瓦斯災(zāi)害，提前采取局部防突措施，提供了瓦斯地質(zhì)依據(jù)。

4.2 回采工作面隱伏構(gòu)造探測(cè)

按《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》的要求，在具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的煤層中布置的回采工作面，必須在其回采之前實(shí)施瓦斯抽采，以消除安全隱患。當(dāng)回采工作面存在隱伏構(gòu)造（如隱伏斷層或煤厚變化）時(shí)，如不能及時(shí)查清，很可能造成瓦斯抽采不均衡，甚至導(dǎo)致瓦斯災(zāi)害。

綜合利用瓦斯抽采鉆孔開展回采工作面瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確記錄抽采鉆孔施工中遇到的地質(zhì)異常，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱伏構(gòu)造，并在確定隱伏構(gòu)造后，布設(shè)必要的補(bǔ)充抽采鉆孔，保證煤層瓦斯抽采均衡。

5 施工要求

為了以合理的投入和較短的工期，取得最佳的瓦斯地質(zhì)勘查和瓦斯抽采效果，必須從煤礦生產(chǎn)安全和建設(shè)實(shí)際需要出發(fā)，綜合利用瓦斯抽采鉆孔的地質(zhì)勘查功能，在查明瓦斯地質(zhì)異常條帶的基礎(chǔ)上，合理補(bǔ)充布設(shè)瓦斯抽采鉆孔。為此，瓦斯抽采鉆孔施工應(yīng)滿足以下兩個(gè)基本要求。

5.1 由疏到密施工，控制煤層頂?shù)装?/p>

為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)地質(zhì)異常，瓦斯抽采鉆孔的施工，應(yīng)由疏到密，優(yōu)先施工兼具探查煤層厚度和地質(zhì)構(gòu)造的頂?shù)装蹇刂瓶?。要根?jù)瓦斯抽采鉆孔提供的地質(zhì)信息，認(rèn)真做好地質(zhì)分析工作。一旦發(fā)現(xiàn)地質(zhì)異常，要綜合利用更多的瓦斯抽采鉆孔做出更精確的探測(cè)和準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，并根據(jù)探明的地質(zhì)條件，及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)，優(yōu)化瓦斯抽采鉆孔孔位和鉆孔間距，確保煤層瓦斯抽采均衡。

5.2 完善施工記錄，做好瓦斯地質(zhì)異常標(biāo)注

在瓦斯抽采鉆孔的施工過(guò)程中，要由具備一定地質(zhì)鉆探專業(yè)知識(shí)的技術(shù)人員做好施工記錄和地質(zhì)分析工作。記錄中不僅要包括鉆孔位置、鉆孔長(zhǎng)度、鉆進(jìn)方位和鉆孔仰（傾）角等數(shù)據(jù)，還應(yīng)詳細(xì)描述施工過(guò)程中出現(xiàn)的噴孔或響煤炮等瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象，盡可能準(zhǔn)確地標(biāo)明瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象發(fā)生的位置。要注意觀察和記錄單桿鉆屑量、煤巖屑性質(zhì)的變化等，以便通過(guò)地質(zhì)分析，準(zhǔn)確判定地質(zhì)異常發(fā)生的位置。

6 結(jié)束語(yǔ)

瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查主要是針對(duì)落差小于煤層厚度的隱伏中小斷層、影響范圍小于 100 m 的隱伏褶曲和煤厚異常變化開展的煤礦生產(chǎn)地質(zhì)勘查。開展瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和探明煤層中發(fā)育的隱伏構(gòu)造帶，避免采掘巷道跨越隱伏構(gòu)造帶時(shí)發(fā)生瓦斯災(zāi)害事故。

參考文獻(xiàn)：

[1] 國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局. 《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》讀本[M]. 北京： 煤炭工業(yè)出版社，2009： 56 - 72.

[2] 石智軍，姚寧平，葉根飛. 煤礦井下瓦斯抽采鉆孔施工技術(shù)與裝備[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù)，2009，37 （ 7） ： 1 - 4.

作者簡(jiǎn)介：陳品（1977.06），男，安徽省鳳臺(tái)縣人，現(xiàn)供職國(guó)投新集能源股份有限公司劉莊煤礦地測(cè)科.endprint