明礬溝煤礦近距離煤層群揭煤研究與實踐

徐彬

摘要：根據(jù)明礬溝煤礦煤層賦存特點，結(jié)合《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》要求，分析了煤層揭煤工藝，提出了煤層群揭煤及近距離煤層群揭煤的概念，進而提出了近距離煤層群揭煤時“統(tǒng)一措施、分步檢驗”的方法，并將之與傳統(tǒng)揭煤工藝進行了對比，得出了在揭煤措施工程量及揭煤時間上均優(yōu)于傳統(tǒng)揭煤工藝的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：近距離煤層群；揭煤；研究與實踐

0 引言

按照《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》要求，石門揭煤時應(yīng)執(zhí)行區(qū)域預(yù)測、區(qū)域防突措施效果檢驗（區(qū)域預(yù)測有突出危險時）、區(qū)域驗證。在揭穿近距離煤層群時，不僅要考慮當前煤層的突出危險性，還要考慮鄰近煤層的突出危險性。本文通過對明礬溝煤礦近距離煤層群揭煤過程中的參數(shù)布置進行了考察分析，提出了近距離煤層群揭煤時“統(tǒng)一措施，分步檢驗”的揭煤程序，并與傳統(tǒng)的揭煤程序進行了對比分析，除在安全上達到了揭煤要求外，大大節(jié)省了鉆孔工程量并提高了揭煤速度，縮短了揭煤工期。

1 明礬溝煤礦煤層賦存及瓦斯概況

1.1 煤層賦存情況

明礬溝煤礦主斜井開口標高為+1777.446m（底），巷道方位角為25°，傾角25°，斜長519.68m。主斜井在揭下10煤層處落平，落平處標高為+1550m，落平后沿68°方位掘進10m平巷，然后向北掘進主井井底車場（方位角25°，揭下11、下12等煤層），向南掘進+1550運輸石門（方位角205°，揭下8、下7、下6等煤層），+1550運輸石門掘進至134.8m時施工地質(zhì)探孔，探得工作面前方10m處見下7煤層、17.3m處見下6-2煤層、22.3m處見下6-1煤層、29.2m見一層煤線（含矸石），煤層賦存如圖1所示。

1.2 瓦斯賦存情況

根據(jù)實際測定，下7煤層瓦斯含量為9.36m3/t，下6煤層瓦斯含量為13.4m3/t；由于下6-2煤層太薄（一層0.1m，一層0.09m），未能測定其煤層瓦斯含量；下6-1煤層前方煤線大部分為矸石，也未進行瓦斯含量測定。

2 揭煤程序

眾所周知，按照《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》要求，石門揭煤需要在距離煤層法向距離7m時進行區(qū)域預(yù)測，在法距5m、2m處進行區(qū)域驗證，當掘進至距離煤層法距大于2m處完成揭煤程序。然而在一些煤層間距較小的地方，在前一個煤層尚未完成揭煤程序時后一個煤層揭煤程序又開始了，這樣一來兩個煤層的揭煤程序勢必相互影響，我們可以將兩個煤層的揭煤程序互為影響的煤層群稱之為煤層群揭煤，將前一個煤層執(zhí)行揭煤前的最后驗證時的位置小于后一個煤層執(zhí)行區(qū)域防突措施距離的稱之為近距離煤層群揭煤。由此可見，煤層群揭煤時兩個煤層的層間距必然小于9m（L<0），近距離煤層群揭煤時兩個煤層的層間距必然小于7m（L1<0）。

由于下7、下6煤層為近距離煤層群，嚴格按照揭煤程序進行揭煤（法距7m預(yù)測，法距5m、2m區(qū)域驗證）有一定的難度，經(jīng)過分析，制定了“統(tǒng)一措施、分步檢驗”的煤層群揭煤程序：在距離下7煤層法距7m處進行區(qū)域防突措施鉆孔施工（鉆孔控制下7、下6-2、下6-1煤層），在計算得到煤層殘余瓦斯含量小于7m3/t時分步進行各煤層區(qū)域防突措施效果檢驗、區(qū)域驗證，直至揭開下6-1煤層前方煤線。

3 鉆孔布置

在下7煤層底板法向距離7m處按照《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》要求布置區(qū)域防突措施鉆孔，鉆孔控制巷道輪廓線外上幫12m、下幫6m、左右兩幫各12m，鉆孔控制到下6-1煤層，鉆孔穿過下6-1煤層時見煤間距為3m。

4 揭煤效果

下7、下6近距離煤層群自2014年8月10開始揭煤以來，共施工區(qū)域預(yù)測鉆孔9個，區(qū)域防突措施鉆孔224個，區(qū)域防突措施效果檢驗鉆孔27個，區(qū)域驗證鉆孔15個，局部預(yù)測鉆孔6個，金屬骨架鉆孔32個，鉆孔工程量4747.32m，截止到10月19日，巷道掘進到煤線前方3m處，順利完成揭煤工作，整個揭煤工作耗時70天。

在揭煤期間，工作面風量為210m3/min，下7煤層揭開后最大瓦斯?jié)舛葹?.93%，下6-2煤層揭開后最大瓦斯?jié)舛葹?.85%，下6-1煤層揭開后最大瓦斯?jié)舛葹?.88%，煤線揭開后最大瓦斯?jié)舛葹?.74%，揭煤期間未發(fā)生瓦斯超限事故及突出預(yù)兆。

5 傳統(tǒng)揭煤程序揭煤

為了對比“統(tǒng)一措施、分步檢驗”的煤層群揭煤程序，在副斜井井底車場按照《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》要求的程序進行了揭煤考察：首先在距離下7煤層底板法距7m處施工區(qū)域防突措施鉆孔（鉆孔控制下7煤層），在區(qū)域防突措施效果檢驗達標的情況下掘進至距離煤層法距5m處進行區(qū)域驗證，驗證無危險時掘進至距離煤層底板法距2m處進行揭煤前的最后驗證，同時施工下6-2煤層區(qū)域防突措施鉆孔，在下7煤層揭煤前的最后驗證為無突出危險及下6-2煤層區(qū)域防突措施效果達標的情況下揭開下7煤層，揭開下7煤層后進行局部預(yù)測及進行下6-2煤層的區(qū)域驗證，在下7煤層局部預(yù)測及下6-2煤層區(qū)域驗證均無突出危險性的情況下揭穿下7煤層至下6-2煤層底板法距2m。在距離下6-2煤層底板法距2m處進行下6-1煤層區(qū)域防突措施鉆孔施工，在下6-2煤層揭煤前的最后驗證無突出危險及下6-1煤層區(qū)域防突措施效果檢驗達標的情況下揭開下6-2煤層，下6-2煤層揭開后進行下6-1煤層區(qū)域驗證（5m法距和2m法距處），在驗證為無突出危險時揭開下6-1煤層。

副斜井井底車場采用《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》要求的程序進行揭煤過程，自2014年8月27日開始區(qū)域防突措施鉆孔施工以來，共施工區(qū)域防突措施鉆孔297個，區(qū)域防突措施效果檢驗鉆孔27個，區(qū)域驗證鉆孔29個，局部預(yù)測鉆孔6個，金屬骨架鉆孔32個，鉆孔工程量6732.48m，截止到12月4日巷道掘進到煤線前方3m處，順利完成揭煤工作，整個揭煤工作耗時96天。

6 結(jié)論

通過對比+1550運輸石門和副斜井井底車場下7、下6近距離煤層群揭煤情況，可以得出如下結(jié)論：

（1）采用“統(tǒng)一措施、分步檢驗”的煤層群揭煤程序，能夠確保揭煤安全；

（2）明礬溝煤礦采用“統(tǒng)一措施、分步檢驗”的煤層群揭煤程序揭開下7、下6煤層群時，與傳統(tǒng)的揭煤程序相比，鉆孔工程量減少了近30%，縮短揭煤時間近27%，取得了較好的經(jīng)濟效益；

（3）減小的鉆孔工程量與煤層間距有關(guān)，縮短的揭煤時間與煤層厚度及瓦斯含量有關(guān)。