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[摘 要]矿井地质构造复杂，小构造尤为发育，石门揭煤无法完全避开地质构造带，加之围岩破碎、地应力大，揭煤距离长、过程复杂，多次连续过“煤门”、石门，增加了石门揭煤难度。为预防石门揭煤过程中发生煤与瓦斯突出事故，根据《防治煤与瓦斯突出规定》及分公司各种防突技术文件规定，结合我矿的实际采用了边探边掘、控制层位、煤层预抽、排放卸压、安全防护的五步局部防突措施并取得了较好的安全效果和经济效益。
[关键词]地质构造；煤与瓦斯；石门揭煤
中图分类号：P618.130.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）23-0261-02
0 前言
石门揭煤是一项危险性大、技术难度高的工作，往往成为制约矿井合理采掘部署的瓶颈。我矿现包括矿建在内的因石门揭煤、揭断层而停工的场子就有7个：我矿原来935施工的三水平矸石暗斜井揭33层煤，原932施工的三水平-486机道石门揭30层煤、西部辅助提升井下部车场揭F7断层和30层煤，原931施工的三水平北三四区-375机道石门揭30层煤；矿建施工的三水平南翼皮带巷揭30层煤、三水平中央1号水仓揭33层煤、三水平清理斜下揭33层煤。如何加快场子安全快速地揭过煤层、断层地质构造带成为我们防突工作重中之重，是确保我矿采掘部署顺利进行的关键，也为我们防突工作提出了要求！
1 復杂地质条件石门揭煤防突措施
1.1 控制煤层层位
开拓掘进过程中必须执行我矿的53155原则：在巷道两帮每隔50m交替开硐室施工三个150m超前地质钻孔，钻孔的终孔位置布置在巷道轮廓线外5m见图1。须留有20米的超前钻孔剩余距离，否则场子停止施工。在最小法向距离突出煤层20 m开始，每循环进尺在石门断面四周轮廓线外10 m范围煤层内布置一定数量的前探钻孔，以保证能够确切地掌握煤层厚度、倾角的变化，地质构造和瓦斯情况等，为石门揭煤做准备。探测出石门附近发育有断层等地质构造时，必须准确探明地质构造情况，制定针对性措施，防止误揭煤层。
1.2 距煤层法距10m处的防突措施
在距煤层及断层法向距离10 m处向煤层施工2个测压钻孔测定煤层原始瓦斯压力，同时在钻孔穿煤过程中收集煤样，测定煤的坚固系数f和钻屑解吸指标值Δh2，据测定的煤层突出指标对石门所揭煤体的突出危险性进行初步评定。
1.3 距煤层法距5m处的防突措施
1.3.1 突出危险性预测
在距煤层法距5 m处首先采用钻屑指标法预测煤层突出危险性，根据要求布置3个预测钻孔，测定瓦斯解吸指标（Δh2或K1），预测指标临界值见表1。
当瓦斯解吸指标超过临界值规定时，工作面即为突出危险工作面，需要采取防突措施。在工作面预测过程中出现喷孔、顶钻等动力现象视为突出危险工作面。
1.3.2 防突措施
在预测有突出危险性后，在垂距5 m的位置需要采用迎头抽放孔和巷帮钻孔抽采煤层瓦斯，降低煤层瓦斯含量，消除该区域内煤层的突出危险性。可充分利用揭煤点附近的已有巷道施工钻孔提前预抽，缩短揭煤时间。迎头抽放孔孔径94 mm，孔底间距2.5 m，控制到巷道周界外10 m范围内的煤层；巷帮抽放钻孔孔径94 mm，孔底间距2.5 m，控制揭煤点周边10～15 m范围内的煤层见图2。
1.3.3 抽放系统
钻孔施工完毕封孔后接入抽放系统抽放，抽放管径不小于250 mm，确保抽放负压不小于13 kPa，在抽放管路上安装FKL孔板流量计，计算煤层瓦斯抽放率，瓦斯预抽率达50%方可实施揭煤（预抽时间一般不少于2M）。
1.4 揭开煤层
揭煤前在距煤层法向距离3 m和1.5 m处对防突措施进行效果检验。经检验无突出危险后，采用远距离放炮，浅进浅掘揭开煤层，并使用金属挡栏等其它综合防护措施。若检验突出指标超标，则需继续采取“四位一体”综合防突措施，待消除突出危险性后再进行揭煤。
1.5 石门穿煤
倾斜煤层不能一次揭开煤层全厚，在有效钻孔控制范围内掘进剩余部分，必须采用边掘边抽和卸压排放孔相结合的防突措施。
（1）在巷道两帮的钻场内施工巷帮抽放孔，进行边掘边抽。两帮钻场间距5 m，钻场规格为4.5 m×3.0 m×2.5 m，每个钻场内布置20-40个孔，孔径94 mm，孔深50 m，两帮钻孔对称布置在巷道两侧的应力集中带内，钻孔控制到巷帮轮廓线12m的范围。
（2）在迎头施工部分卸压排放孔，孔径75～120mm，孔底间距1.5～2 m，孔长12 m，控制到巷道轮廓线12m范围内，巷道每循环掘进必须保证足够的卸压孔超前距。
2 三水平北一石门揭30层突出煤层实例
三水平北一石门布置在-500m水平，共穿17、21、22、23、24、25、26、27、30层煤，其中17层煤邻矿兴安矿为突出煤层，27层煤有瓦斯动力现象，30层煤为突出煤层，是矿井的主要运输巷道，巷道断面为12.4m2（宽3.4m、高2.9 m）。
自煤层法向距离20 m开始就采用了超前探测措施，掌握煤层赋存情况和地质构造发育情况。在巷道距煤层垂距10 m处，利用探明煤层赋存情况的钻孔进行突出危险性预测，测定的瓦斯解吸指标Δh2最大为440 Pa，远远大于200 Pa的突出临界值。施工至距煤层垂距5 m处停头，迎头布置了72个抽放钻孔，同时在巷道两帮施工抽采卸压钻场每个钻场布置40个钻孔，在钻场内向巷道法向轮廓线内5-12m范围内的煤层施工穿层抽放钻孔，钻孔施工结束封孔后抽放。经过3 M的瓦斯预抽，瓦斯抽放量38650 m3，预抽率为80%。然后采用测压和钻屑解吸法对防突措施进行效果检验，施工了4个效果检验孔，测定压力0Mpa最大解吸指标值为50 Pa，工作面已消除了突出危险。经效果检验无突出危险后，巷道采用远距离放炮、反向风门、避难硐室、压风自救等安全防护措施揭穿煤层，向前施工10 m全部揭开30层煤。顺利完成三水平北一石门与北翼轨道大巷的贯通工作，完成了我矿三水平北部区的系统的构建。煤揭露煤层构造破坏严重，煤体呈粉末状，强度低。穿煤过程中采用边探边掘和工作面浅孔排放的煤巷掘进防突管理程序。穿煤后向巷道底板的煤层中施工了部分卸压排放钻孔，确保石门揭煤的安全。整个揭煤巷道长度10m，共施工抽放钻场3个，钻孔工程量为5400 m，揭煤过程中未出现动力现象。
结语：
边探边掘、控制层位、煤层预抽、排放卸压、安全防护的五部局部防突措施的执行效果，关键在于预抽钻孔的合理布置和预抽钻孔的抽采效果，而这些又依赖于矿井各煤层的煤层透气性和合理的抽采半径，这就要求我矿加大科研投入深入地展开与科研院校的合作，对各煤层透气性和抽采半径进行实验与研究，从而缩短煤层预抽时间，这样才能缩短石门揭煤的周期，保证全矿采掘布署的顺利进行，为矿安全生产提供可靠保证。
[关键词]地质构造；煤与瓦斯；石门揭煤
中图分类号：P618.130.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）23-0261-02
0 前言
石门揭煤是一项危险性大、技术难度高的工作，往往成为制约矿井合理采掘部署的瓶颈。我矿现包括矿建在内的因石门揭煤、揭断层而停工的场子就有7个：我矿原来935施工的三水平矸石暗斜井揭33层煤，原932施工的三水平-486机道石门揭30层煤、西部辅助提升井下部车场揭F7断层和30层煤，原931施工的三水平北三四区-375机道石门揭30层煤；矿建施工的三水平南翼皮带巷揭30层煤、三水平中央1号水仓揭33层煤、三水平清理斜下揭33层煤。如何加快场子安全快速地揭过煤层、断层地质构造带成为我们防突工作重中之重，是确保我矿采掘部署顺利进行的关键，也为我们防突工作提出了要求！
1 復杂地质条件石门揭煤防突措施
1.1 控制煤层层位
开拓掘进过程中必须执行我矿的53155原则：在巷道两帮每隔50m交替开硐室施工三个150m超前地质钻孔，钻孔的终孔位置布置在巷道轮廓线外5m见图1。须留有20米的超前钻孔剩余距离，否则场子停止施工。在最小法向距离突出煤层20 m开始，每循环进尺在石门断面四周轮廓线外10 m范围煤层内布置一定数量的前探钻孔，以保证能够确切地掌握煤层厚度、倾角的变化，地质构造和瓦斯情况等，为石门揭煤做准备。探测出石门附近发育有断层等地质构造时，必须准确探明地质构造情况，制定针对性措施，防止误揭煤层。
1.2 距煤层法距10m处的防突措施
在距煤层及断层法向距离10 m处向煤层施工2个测压钻孔测定煤层原始瓦斯压力，同时在钻孔穿煤过程中收集煤样，测定煤的坚固系数f和钻屑解吸指标值Δh2，据测定的煤层突出指标对石门所揭煤体的突出危险性进行初步评定。
1.3 距煤层法距5m处的防突措施
1.3.1 突出危险性预测
在距煤层法距5 m处首先采用钻屑指标法预测煤层突出危险性，根据要求布置3个预测钻孔，测定瓦斯解吸指标（Δh2或K1），预测指标临界值见表1。
当瓦斯解吸指标超过临界值规定时，工作面即为突出危险工作面，需要采取防突措施。在工作面预测过程中出现喷孔、顶钻等动力现象视为突出危险工作面。
1.3.2 防突措施
在预测有突出危险性后，在垂距5 m的位置需要采用迎头抽放孔和巷帮钻孔抽采煤层瓦斯，降低煤层瓦斯含量，消除该区域内煤层的突出危险性。可充分利用揭煤点附近的已有巷道施工钻孔提前预抽，缩短揭煤时间。迎头抽放孔孔径94 mm，孔底间距2.5 m，控制到巷道周界外10 m范围内的煤层；巷帮抽放钻孔孔径94 mm，孔底间距2.5 m，控制揭煤点周边10～15 m范围内的煤层见图2。
1.3.3 抽放系统
钻孔施工完毕封孔后接入抽放系统抽放，抽放管径不小于250 mm，确保抽放负压不小于13 kPa，在抽放管路上安装FKL孔板流量计，计算煤层瓦斯抽放率，瓦斯预抽率达50%方可实施揭煤（预抽时间一般不少于2M）。
1.4 揭开煤层
揭煤前在距煤层法向距离3 m和1.5 m处对防突措施进行效果检验。经检验无突出危险后，采用远距离放炮，浅进浅掘揭开煤层，并使用金属挡栏等其它综合防护措施。若检验突出指标超标，则需继续采取“四位一体”综合防突措施，待消除突出危险性后再进行揭煤。
1.5 石门穿煤
倾斜煤层不能一次揭开煤层全厚，在有效钻孔控制范围内掘进剩余部分，必须采用边掘边抽和卸压排放孔相结合的防突措施。
（1）在巷道两帮的钻场内施工巷帮抽放孔，进行边掘边抽。两帮钻场间距5 m，钻场规格为4.5 m×3.0 m×2.5 m，每个钻场内布置20-40个孔，孔径94 mm，孔深50 m，两帮钻孔对称布置在巷道两侧的应力集中带内，钻孔控制到巷帮轮廓线12m的范围。
（2）在迎头施工部分卸压排放孔，孔径75～120mm，孔底间距1.5～2 m，孔长12 m，控制到巷道轮廓线12m范围内，巷道每循环掘进必须保证足够的卸压孔超前距。
2 三水平北一石门揭30层突出煤层实例
三水平北一石门布置在-500m水平，共穿17、21、22、23、24、25、26、27、30层煤，其中17层煤邻矿兴安矿为突出煤层，27层煤有瓦斯动力现象，30层煤为突出煤层，是矿井的主要运输巷道，巷道断面为12.4m2（宽3.4m、高2.9 m）。
自煤层法向距离20 m开始就采用了超前探测措施，掌握煤层赋存情况和地质构造发育情况。在巷道距煤层垂距10 m处，利用探明煤层赋存情况的钻孔进行突出危险性预测，测定的瓦斯解吸指标Δh2最大为440 Pa，远远大于200 Pa的突出临界值。施工至距煤层垂距5 m处停头，迎头布置了72个抽放钻孔，同时在巷道两帮施工抽采卸压钻场每个钻场布置40个钻孔，在钻场内向巷道法向轮廓线内5-12m范围内的煤层施工穿层抽放钻孔，钻孔施工结束封孔后抽放。经过3 M的瓦斯预抽，瓦斯抽放量38650 m3，预抽率为80%。然后采用测压和钻屑解吸法对防突措施进行效果检验，施工了4个效果检验孔，测定压力0Mpa最大解吸指标值为50 Pa，工作面已消除了突出危险。经效果检验无突出危险后，巷道采用远距离放炮、反向风门、避难硐室、压风自救等安全防护措施揭穿煤层，向前施工10 m全部揭开30层煤。顺利完成三水平北一石门与北翼轨道大巷的贯通工作，完成了我矿三水平北部区的系统的构建。煤揭露煤层构造破坏严重，煤体呈粉末状，强度低。穿煤过程中采用边探边掘和工作面浅孔排放的煤巷掘进防突管理程序。穿煤后向巷道底板的煤层中施工了部分卸压排放钻孔，确保石门揭煤的安全。整个揭煤巷道长度10m，共施工抽放钻场3个，钻孔工程量为5400 m，揭煤过程中未出现动力现象。
结语：
边探边掘、控制层位、煤层预抽、排放卸压、安全防护的五部局部防突措施的执行效果，关键在于预抽钻孔的合理布置和预抽钻孔的抽采效果，而这些又依赖于矿井各煤层的煤层透气性和合理的抽采半径，这就要求我矿加大科研投入深入地展开与科研院校的合作，对各煤层透气性和抽采半径进行实验与研究，从而缩短煤层预抽时间，这样才能缩短石门揭煤的周期，保证全矿采掘布署的顺利进行，为矿安全生产提供可靠保证。