煤巷掘進(jìn)工作面煤與瓦斯突出防治措施探討

王艷群

摘 要：煤巷掘進(jìn)過(guò)程中常發(fā)的瓦斯災(zāi)害事故中，以煤與瓦斯突出事故的破壞性最為嚴(yán)重，也是礦井災(zāi)害事故防治的重點(diǎn)。該文從煤與瓦斯突出防治原則出發(fā)，對(duì)控制煤與瓦斯突出的措施進(jìn)行探討，為礦井有效防治煤與瓦斯突出提供借鑒。

關(guān)鍵詞：煤與瓦斯 突出 防治 措施

中圖分類(lèi)號(hào)：TD82 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）07（a）-0229-01

國(guó)內(nèi)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(yīng)用了多種防治措施。近些年來(lái)，煤與瓦斯突出礦井廣泛應(yīng)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(fā)生。但隨著礦井開(kāi)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(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)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(jìn)一步探索煤巷掘進(jìn)工作面的防突措施，對(duì)礦井的安全生產(chǎn)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 煤與瓦斯突出防治原則

基于對(duì)煤與瓦斯突出機(jī)理的認(rèn)識(shí)，煤與瓦斯突出的主要原動(dòng)力是地應(yīng)力和瓦斯壓力，是突出的內(nèi)因。在突出過(guò)程中，煤層是受力體，是被破碎和拋出的對(duì)象。而采掘工藝條件是突出發(fā)生的外因。目前掘進(jìn)工作面防突措施遵循的基本原則主要有：

（1）卸除煤體壓力原則。部分卸除掘進(jìn)工作面前方煤體的應(yīng)力，將集中應(yīng)力區(qū)轉(zhuǎn)移到煤體深部，從而增加卸壓帶寬度，增強(qiáng)煤體的抗突能力。煤與瓦斯突出礦井應(yīng)用該原則，采取的防突措施主要有打超前排放鉆孔、開(kāi)卸壓槽等措施。

（2）降低瓦斯壓力原則。部分排放掘進(jìn)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(yīng)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(zhì)原則。通過(guò)改變煤體物理性質(zhì)，增強(qiáng)煤體穩(wěn)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(fā)生。煤與瓦斯突出礦井可以通過(guò)金屬骨架、馬麗散等方式加固煤體，因?yàn)槊后w穩(wěn)定性越高，其抗突能力越強(qiáng)，可以采取低壓濕潤(rùn)、中高壓注水等措施來(lái)達(dá)到這一效果。

（4）改變采掘工藝條件原則。通過(guò)采用水平分層開(kāi)采、間歇作業(yè)等工藝，降低采掘工作面前方煤體的應(yīng)力和瓦斯壓力，實(shí)現(xiàn)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(fā)生突出的原動(dòng)力，是解決煤與瓦斯突出最根本的辦法。

2 煤與瓦斯突出防治措施

煤與瓦斯突出礦井防治煤與瓦斯突出，大致可以分為三個(gè)階段：第一階段是安全型防突措施階段，第二階段是工程型防突措施階段，第三階段是綜合型防突措施階段。近些年來(lái)，隨著開(kāi)采條件的變化，煤與瓦斯突出的影響因素仍然十分復(fù)雜，防突工作還需要不斷的研究與實(shí)踐。這就要求煤與瓦斯突出礦井轉(zhuǎn)變防突理念，不斷研究深化防突措施，致力于提高防突能力，構(gòu)建具有自身特色的防突體系。

2.1 安全型防突措施

（1）水力掏槽技術(shù)措施

水力掏槽適用于突出煤層，是一項(xiàng)有利于提高掘進(jìn)效率的措施工藝。其基本原理是在采掘工作開(kāi)始前，使用高壓水流直接沖擊突出危險(xiǎn)煤層，直到?jīng)_出直徑較大的孔洞。在掏槽過(guò)程中，煤層會(huì)排放出部分煤炭和大量的瓦斯，從而達(dá)到煤體卸壓、排放瓦斯的效果。該技術(shù)不僅能夠有效防治煤與瓦斯突出，而且安全效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。由于措施實(shí)施時(shí)間較短，增加了掘進(jìn)的作業(yè)時(shí)間，有效地提高巷道掘進(jìn)速度，而且能夠大幅降低掘進(jìn)期間瓦斯超限的次數(shù)，充分證明了水力掏槽技術(shù)措施的有效性和可靠性。

（2）中高壓注水措施

中高壓注水措施是利用煤、水、瓦斯三者之間的相互作用關(guān)系，一是防止煤層中吸附瓦斯向游離瓦斯的轉(zhuǎn)換，降低了作業(yè)過(guò)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(yīng)力，破壞瓦斯突出的條件。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，該措施具有操作簡(jiǎn)單、安全高效的優(yōu)點(diǎn)，只要在掘進(jìn)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(yuǎn)離施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離操作。煤層注水后，不僅能起到降塵效果，同時(shí)還可以降低瓦斯放散初速度，有效防治煤與瓦斯突出。

2.2 工程型防突措施

隨著礦井采深的不斷加大，煤層突出危險(xiǎn)性也逐漸增加，僅僅采用安全型防突措施，不能夠滿(mǎn)足防突的需要。因此，在煤與瓦斯突出防治上，有必要樹(shù)立工程型防突理念，采用工程型防突措施。工程型防突措施，就是通過(guò)預(yù)先抽采，降低掘進(jìn)期間煤與瓦斯突出的危險(xiǎn)性，增加工作面煤層瓦斯的有效抽采時(shí)間，降低煤層瓦斯涌出量，從而起到有效防突的目的。

2.3 區(qū)域性防突措施

區(qū)域性防突措施主要有開(kāi)采保護(hù)層和預(yù)抽煤層瓦斯等。但迄今為止，開(kāi)采保護(hù)層是防治煤與瓦斯突出最有效的區(qū)域性防突措施。保護(hù)層開(kāi)采，也叫解放層開(kāi)采，主要是通過(guò)開(kāi)采與突出煤層鄰近而又無(wú)突出危險(xiǎn)的煤層，大幅降低突出煤層的瓦斯壓力和瓦斯含量，提高煤層的透氣性，使大量高壓瓦斯得到釋放，從而消除突出煤層的突出危險(xiǎn)。近年來(lái)，瓦斯抽放技術(shù)得到進(jìn)一步改進(jìn)，特別是瓦斯被作為一種新能源進(jìn)行開(kāi)發(fā)和利用，使預(yù)抽煤層瓦斯措施得到了快速發(fā)展。

雖然煤巷掘進(jìn)中采取了多種防突技術(shù)措施，并取得了較好的安全效果，但在現(xiàn)有的措施條件下，并不能完全地防止煤與瓦斯突出的發(fā)生，如何更好地加強(qiáng)對(duì)煤與瓦斯突出的預(yù)防和防治，還需要在實(shí)踐中不斷努力和探索。

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