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[摘 要]石门揭煤时，容易形成石门揭煤突出事故，且石门揭煤施工效率低。本文就我矿石门揭穿突出煤层时对预处理钻孔作了改进、提高了掘进速度进行介绍，以便其它类似矿井交流借鉴。
[关键词]石门揭煤 钻孔布置方式 参数优化
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）20-013-01
一.引言
至2012年10月止，同华煤矿共发生煤与瓦斯突出近百次，最大突出强度1000吨（K3b煤层），平均强度80.5t/次。根据统计资料，重庆地区矿井上千吨的特大型煤与瓦斯突出多数发生在石门揭煤工作面，同华煤矿在石门揭煤过程中也曾多次发生煤与瓦斯突出事故，其中最大一次突出事故发生在1960年5月14日，突出煤量1000吨，突出瓦斯量12800m3，煤喷出距离146m，死亡125人。
石门揭煤时的掘进进度较慢一直是个难点，下面就我矿现场改进介绍一下。
二.概况
同华煤矿井田含煤地层为上二迭纪龙潭组，可采和局部可采煤层有3层，即K1、K6、K3b煤层。K3b煤层为主采层，煤层平均厚度为2.5m，煤层平均倾角为24°，属严重煤与瓦斯突出煤层；K1煤层为K3b煤层的下保护层开采，平均厚度为0.65m，平均倾角为27°，属煤与瓦斯突出煤层。
三.预处理钻孔布置优化及效果分析
由于该矿K1煤层属煤与瓦斯突出煤层，掘进期间多次发生煤与瓦斯突出事故，采取防治煤与瓦斯突出事故主要的措施是在碛头施工本煤层深孔预抽，孔深50m，按10m超前距，理论上每轮预抽后可掘进40m，实际平均每轮预抽后掘进25-30m，严重影响K1煤层巷掘进进度，造成采掘部署紧张，也严重影响矿井安全生产。但自从做了以下技术改进后，收到了显著效果。
1.预处理钻孔布置方式及参数优化
为了加快K1煤层巷的掘进，2010年10月初提出在±0水平大巷采取穿层条带预抽对应的K1煤层瓦斯，按K1煤层巷预抽的要求，上帮控制5m，下帮控制3m，钻孔在K1煤层终孔间距6m，在大巷每隔5m设置1个施工点，每个施工点设计3个钻孔，钻孔控制抽放区域按防突预抽要求执行，钻孔参数见表1。
表1 钻孔施工参数表
孔号 夹角 倾角 计孔深 开孔高度 孔性
1 0 3°14′47″ 43.89m 0.9m 正向
2 0 0°30′ 49.12m 0.6m 正向
3 0 -1°42′51″ 54.44m 0.3m 正向
2.预处理钻孔施工
±0水平大巷八石门至皮带下山车场段条带预抽钻孔于2010年10月12日起进行施工，11月10日施工完毕，共施工钻孔54个，钻孔进尺2654.28m，钻孔平均孔深49.15m，对应2117-4运巷S头位置为一区八石门以南136.6m。（其余钻孔由于受运输影响未施工）
3.预处理钻孔抽放
±0水平大巷条带预抽钻孔于2011年10月6日进行始抽，抽放孔数12个（施工4排后形成抽放，之后陆续接抽），始抽浓度11%，始抽负压9975pa，始抽纯量0.58m3/min）。至11月30日止，合计抽放瓦斯246976m3。抽放情况见表2。
表2 ±0水平条带钻孔抽放统计表
时间 抽放负压（pa） 抽放浓度（%） 抽放纯量（m3/min） 抽放量（m3）
10年11月 9975 11 0.58 22204
12月 5320 12 0.40 16416
11年1月 3990 20 0.77 31780
3月 4655 19 0.65 28152
5月 2660 23 0.46 19268
7月 5320 18 0.50 21191
9月 5320 15 0.41 13345
合计 234112
由于±0水平大巷施工的预抽孔在K1煤层底板位置施工，钻孔施工过程中穿过多层岩石，且在八石门以南约80m位置施工过程中遇裂隙，因此±0水平大巷施工抽放钻孔不仅仅是对K1煤层进行抽放，同时在对岩溶瓦斯、裂隙瓦斯和邻近层瓦斯进行抽放，根据以往资料考察，K1煤层本层瓦斯抽出量仅占总抽放量的15-20%，取系数18%计算，±0水平大巷抽放2117-4运巷K1煤层瓦斯量为42140m3，对应煤层瓦斯储量为82018m3（依据巷道走向长136m，煤层厚度0.85m，容重1.5t/m3，钻孔影响范围22m以及煤层瓦斯含量21.5m3/t进行计算），据此计算2117-4运巷煤层瓦斯预抽率为51.37%，达到《防治煤与瓦斯突出实施细则》的规定。
4.防突预测效果分析
由于预抽达到《防治煤与瓦斯突出实施细则》的规定，因此直接采取预兼排技术措施进行煤层突出危险性预测和消除突出威胁。2117-4运巷S头自2012年10月3日起进行掘进，施工防突预测17次，预测孔68个，最大K1值0.56，最大S值9.5kg/m，2个钻孔出现喷孔，钻孔进尺831.3m，预测超标孔2个（含喷孔），预测孔超标率2.94%；2117-4运巷N头自2012年10月4日进行掘进，施工预测孔14次，预测孔56个，最大K1值0.68，最大S值9.1kg/m，钻孔进尺684.6m，其中8个预测孔出现喷孔现象。防突预测效果详见表3。
表3 防突预测效果比较表
地点 预测次数（次） 预测孔数（个） 钻孔进尺（m） 超标个数（个） 超标率（%）
2117运巷S头 17 68 831.3 2 2.94
2117运巷N头 14 56 684.6 8 14.28
合 计 31 124 1515.9 10
5.掘进效果分析
2117运巷S头自2012年10月3日起进行掘进，施工防突预测17次，安全掘进巷道110.4m，平均每天掘进1.84m；2117运巷N头自10月4日进行掘进，施工预测孔14次，安全掘进巷道88.2m，平均每天掘进1.35m。
四.结论
通过预处理钻孔布置方式及参数优化研究，可以得出以下结论：
K1煤层穿层条带预处理钻孔布置方式及参数优化技术，有效地防止煤与瓦斯突出，减少了防突预抽工程量，掘进进度提高36%，预测钻孔超标率降低11.34%，能够实现安全掘进。
參考文献：
[1] 松河矿石门揭煤防突措施及效果分析[J]；《中州煤炭》；2008年第5期；聂国洪 李青松
[2] 泉水沟煤矿石门快速揭煤防突技术的研究[D]；河南理工大学；许江涛；2011年
作者简介：
刘健（1976-），男，山东济宁人，本科，助工，任职于重庆工程职业技术学院。
[关键词]石门揭煤 钻孔布置方式 参数优化
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）20-013-01
一.引言
至2012年10月止，同华煤矿共发生煤与瓦斯突出近百次，最大突出强度1000吨（K3b煤层），平均强度80.5t/次。根据统计资料，重庆地区矿井上千吨的特大型煤与瓦斯突出多数发生在石门揭煤工作面，同华煤矿在石门揭煤过程中也曾多次发生煤与瓦斯突出事故，其中最大一次突出事故发生在1960年5月14日，突出煤量1000吨，突出瓦斯量12800m3，煤喷出距离146m，死亡125人。
石门揭煤时的掘进进度较慢一直是个难点，下面就我矿现场改进介绍一下。
二.概况
同华煤矿井田含煤地层为上二迭纪龙潭组，可采和局部可采煤层有3层，即K1、K6、K3b煤层。K3b煤层为主采层，煤层平均厚度为2.5m，煤层平均倾角为24°，属严重煤与瓦斯突出煤层；K1煤层为K3b煤层的下保护层开采，平均厚度为0.65m，平均倾角为27°，属煤与瓦斯突出煤层。
三.预处理钻孔布置优化及效果分析
由于该矿K1煤层属煤与瓦斯突出煤层，掘进期间多次发生煤与瓦斯突出事故，采取防治煤与瓦斯突出事故主要的措施是在碛头施工本煤层深孔预抽，孔深50m，按10m超前距，理论上每轮预抽后可掘进40m，实际平均每轮预抽后掘进25-30m，严重影响K1煤层巷掘进进度，造成采掘部署紧张，也严重影响矿井安全生产。但自从做了以下技术改进后，收到了显著效果。
1.预处理钻孔布置方式及参数优化
为了加快K1煤层巷的掘进，2010年10月初提出在±0水平大巷采取穿层条带预抽对应的K1煤层瓦斯，按K1煤层巷预抽的要求，上帮控制5m，下帮控制3m，钻孔在K1煤层终孔间距6m，在大巷每隔5m设置1个施工点，每个施工点设计3个钻孔，钻孔控制抽放区域按防突预抽要求执行，钻孔参数见表1。
表1 钻孔施工参数表
孔号 夹角 倾角 计孔深 开孔高度 孔性
1 0 3°14′47″ 43.89m 0.9m 正向
2 0 0°30′ 49.12m 0.6m 正向
3 0 -1°42′51″ 54.44m 0.3m 正向
2.预处理钻孔施工
±0水平大巷八石门至皮带下山车场段条带预抽钻孔于2010年10月12日起进行施工，11月10日施工完毕，共施工钻孔54个，钻孔进尺2654.28m，钻孔平均孔深49.15m，对应2117-4运巷S头位置为一区八石门以南136.6m。（其余钻孔由于受运输影响未施工）
3.预处理钻孔抽放
±0水平大巷条带预抽钻孔于2011年10月6日进行始抽，抽放孔数12个（施工4排后形成抽放，之后陆续接抽），始抽浓度11%，始抽负压9975pa，始抽纯量0.58m3/min）。至11月30日止，合计抽放瓦斯246976m3。抽放情况见表2。
表2 ±0水平条带钻孔抽放统计表
时间 抽放负压（pa） 抽放浓度（%） 抽放纯量（m3/min） 抽放量（m3）
10年11月 9975 11 0.58 22204
12月 5320 12 0.40 16416
11年1月 3990 20 0.77 31780
3月 4655 19 0.65 28152
5月 2660 23 0.46 19268
7月 5320 18 0.50 21191
9月 5320 15 0.41 13345
合计 234112
由于±0水平大巷施工的预抽孔在K1煤层底板位置施工，钻孔施工过程中穿过多层岩石，且在八石门以南约80m位置施工过程中遇裂隙，因此±0水平大巷施工抽放钻孔不仅仅是对K1煤层进行抽放，同时在对岩溶瓦斯、裂隙瓦斯和邻近层瓦斯进行抽放，根据以往资料考察，K1煤层本层瓦斯抽出量仅占总抽放量的15-20%，取系数18%计算，±0水平大巷抽放2117-4运巷K1煤层瓦斯量为42140m3，对应煤层瓦斯储量为82018m3（依据巷道走向长136m，煤层厚度0.85m，容重1.5t/m3，钻孔影响范围22m以及煤层瓦斯含量21.5m3/t进行计算），据此计算2117-4运巷煤层瓦斯预抽率为51.37%，达到《防治煤与瓦斯突出实施细则》的规定。
4.防突预测效果分析
由于预抽达到《防治煤与瓦斯突出实施细则》的规定，因此直接采取预兼排技术措施进行煤层突出危险性预测和消除突出威胁。2117-4运巷S头自2012年10月3日起进行掘进，施工防突预测17次，预测孔68个，最大K1值0.56，最大S值9.5kg/m，2个钻孔出现喷孔，钻孔进尺831.3m，预测超标孔2个（含喷孔），预测孔超标率2.94%；2117-4运巷N头自2012年10月4日进行掘进，施工预测孔14次，预测孔56个，最大K1值0.68，最大S值9.1kg/m，钻孔进尺684.6m，其中8个预测孔出现喷孔现象。防突预测效果详见表3。
表3 防突预测效果比较表
地点 预测次数（次） 预测孔数（个） 钻孔进尺（m） 超标个数（个） 超标率（%）
2117运巷S头 17 68 831.3 2 2.94
2117运巷N头 14 56 684.6 8 14.28
合 计 31 124 1515.9 10
5.掘进效果分析
2117运巷S头自2012年10月3日起进行掘进，施工防突预测17次，安全掘进巷道110.4m，平均每天掘进1.84m；2117运巷N头自10月4日进行掘进，施工预测孔14次，安全掘进巷道88.2m，平均每天掘进1.35m。
四.结论
通过预处理钻孔布置方式及参数优化研究，可以得出以下结论：
K1煤层穿层条带预处理钻孔布置方式及参数优化技术，有效地防止煤与瓦斯突出，减少了防突预抽工程量，掘进进度提高36%，预测钻孔超标率降低11.34%，能够实现安全掘进。
參考文献：
[1] 松河矿石门揭煤防突措施及效果分析[J]；《中州煤炭》；2008年第5期；聂国洪 李青松
[2] 泉水沟煤矿石门快速揭煤防突技术的研究[D]；河南理工大学；许江涛；2011年
作者简介：
刘健（1976-），男，山东济宁人，本科，助工，任职于重庆工程职业技术学院。