王江峰

[摘 要]通過現(xiàn)場工作測定石門揭穿各煤層的瓦斯壓力，并收集相關資料、煤樣，根據(jù)礦井實際生產(chǎn)條件和地質條件，進一步總結適合園子溝礦井的石門揭煤工藝流程和突出敏感性綜合指標及臨界值。優(yōu)化后的石門揭煤方案不再施工瓦斯釋放鉆孔，減少費用投資，并提高了掘進速度。

[關鍵詞]石門揭煤 鉆孔 方案優(yōu)化 瓦斯含量

中圖分類號：TE34 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）29-0019-02

1、引言

根據(jù)2013年8月煤炭科學研究總院沈陽研究院出具的《園子溝礦井回風立井井筒揭煤瓦斯防治技術研究》（編號為YCYC20130565-SYCCRI/AQJD）報告結論中指出，通過現(xiàn)場實測及實驗室測定，得出園子溝礦井風井井筒2-1煤和2煤基礎參數(shù)（表1）。

其中最大瓦斯壓力為3.0MPa，瓦斯解吸指標最大為380Pa，均大于突出煤層鑒定的臨界值上限。在進入石門揭煤后，園子溝煤礦均以突出煤層進行石門揭煤管理。由于園子溝煤礦煤層為緩傾斜煤層，石門揭煤時間相當長，結合礦井瓦斯的實際情況，以及前4次石門揭煤時所得到的各種參數(shù)，為達到高效、安全、經(jīng)濟、合理，決定對揭煤方案進行優(yōu)化。

2、石門揭煤工作面概況

東翼一號輔助運輸大巷，用于輔助運輸、行人通風的巷道。巷道設計長度：2060m，服務年限為70年。其相鄰巷道為東翼二號回風大巷，相距97.5米（東翼二號回風大巷于2015年3月已揭穿2號煤層）。巷道于煤層底板以5°進入煤層揭煤并沿2煤層中部掘進，留底煤1～1.5m。煤厚7～8m，煤層頂板為深灰色泥巖、砂質泥巖、細粒砂巖（偶見中粗砂巖），厚度2.00～5.00m。底板為泥巖、砂質泥巖，厚度3.00～5.00m。

3、原石門揭煤方案

原石門揭煤程序，以西翼二號回風大巷石門揭煤方案為例：

在揭煤工作面掘進至距2煤層最小法向距離10m前，應當至少打2個穿透煤層全厚且進入頂板不小于0.5m的前探取芯鉆孔，并詳細記錄巖芯資料，從而準確控制煤層層位，掌握煤層的賦存位置、形態(tài)。在施工前探鉆孔過程中，收集煤樣，現(xiàn)場或送實驗室測定煤層的各突出預測指標，包括鉆屑解吸指標、瓦斯放散初速度、煤的堅固性系數(shù)，以及吸附常數(shù)和工業(yè)分析等。

在距離2煤層最小法向距離7m之前打2個測壓鉆孔，孔深為穿過2煤層，用來測定煤層瓦斯壓力，預測煤層的突出危險性；若無突出危險性，采取安全防護措施繼續(xù)向前掘進，若有突出危險性，則采取區(qū)域揭煤措施進行瓦斯排放，排放規(guī)定時限后，采用鉆屑瓦斯解吸指標法進行措施效果檢驗，直到措施有效。

在距離2煤層最小法向距離5m時再次預測并確定煤層的突出危險性；若無突出危險性，采取安全防護措施繼續(xù)向前掘進，若有突出危險性，則采取局部揭煤措施進行瓦斯排放，排放規(guī)定時限后，采用鉆屑瓦斯解吸指標法和測定煤層瓦斯壓力進行措施效果檢驗，直到措施有效。

在距離2煤層最小法向距離1.5m時，采用局部揭煤的方法進行最后的效果檢驗，若經(jīng)檢驗仍有突出危險性則再次實施工作面揭煤措施，直到檢驗效果為無突出危險工作面。

最后在采取安全防護措施的條件下，采用遠距離放炮揭開煤層。

4、石門揭煤方案優(yōu)化的理論依據(jù)與優(yōu)化內(nèi)容

根據(jù)2014年7月沈陽研究院研究報告，通過現(xiàn)場實測與實驗室測定，得出西翼二號回風大巷2煤層瓦斯參數(shù)測定結果（表2）。

2015年11月，中國礦業(yè)大學在西翼一號回風大巷、西翼二號回風大巷現(xiàn)場實測瓦斯基礎參數(shù)（表3）。

2016年6月，中國礦業(yè)大學通過現(xiàn)場實測與實驗室測定，得出東翼一號輔運大巷瓦斯基礎參數(shù)（表4）。

對以前石門揭煤的參數(shù)進行全面分析，并對揭煤方案進行了優(yōu)化。在東翼一號輔運大巷石門揭煤過程中與中國礦業(yè)大學瓦斯研究院、重慶中環(huán)公司測定各項突出指標。確定沒有突出危險后，在確保安全的前提下，對東翼一號輔助運輸巷石門揭煤方案主要優(yōu)化三點：

（1）距2號煤法向距離10m前測得瓦斯壓力，鉆屑解吸指標，瓦斯含量各項指標都不超臨界值的前提下，不再施工瓦斯釋放鉆孔。

（2）在能保證安全的情況下，由于該巷道一直采用綜掘掘進，不再采用遠距離放炮揭開煤層，繼續(xù)綜掘機掘進。

（3）不再采用開天窗方式揭煤，確保了巷道支護強度。

5、石門揭煤工作面突出敏感性預測指標及臨界值

經(jīng)過前幾次的石門揭煤數(shù)據(jù)分析并結合園子溝礦井的實際情況，確定符合對本礦井突出的綜合指標及其臨界值。現(xiàn)場主要采用瓦斯壓力P、瓦斯含量W和鉆屑瓦斯解吸指標△h2以上三項指標進行揭煤的預測和檢驗。

6、結論

圍繞2煤層的突出危險性，形成了完整煤層揭煤方案流程。優(yōu)化后石門揭煤與其他巷道石門揭煤相比，節(jié)省了鉆孔施工費用，節(jié)約了鉆孔施工時間，加快了巷道掘進速度。

在以前4次石門揭煤中，為了保證煤層有較大的暴露面積，采用在工作面迎頭開天窗的方式。在頂板支護上有一定的不安全因素，而且也是對頂板結構的破壞。采用綜掘后，不再開天窗，避免了支護上的安全隱患。

本礦井建設尚未完成，將來的巷道開拓中還將遇到更多次的石門揭煤。在將來的石門揭煤方案編制時，可以很好的參考和借鑒此次關于石門揭煤的優(yōu)化。

參考文獻

[1] 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局，國家煤礦安全監(jiān)察局.防治煤與瓦斯突出規(guī)定[M].煤炭工業(yè)出版社，2009.

[2] 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局，國家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦安全規(guī)程[M].煤炭工業(yè)出版社，2016.

[3] 俞啟香.礦井瓦斯防治[M]，徐州：中國礦業(yè)大學出版社，1992.

[4] 粟才全，宋振琪.石門揭煤突出的動力特性及實驗的研究.[D].青島：山東科技大學，2011.