摘 要：石门工作面从距突出煤层顶（底）板的最小法向距离不小于10m开始到穿过煤层进入顶（底）板2m（最小法向距离）的过程均属于揭煤作业。揭煤作业应按照探明石门工作面和煤层的位置；在揭煤地点预测石门工作面突出危险性；预测有突出危险时，采取防突措施；实施防突措施效果检验；用远距离放炮揭穿煤层；在巷道和煤层连接处加强支护；穿透煤层进入顶板岩巷程序作业。
　　关键词：石门揭煤，瓦斯，防突，效果检验
　　一、前言
　　2011年4月2日下午，新疆焦煤集团旗下2130煤矿副斜井在延伸过程发生煤与瓦斯突出事故，造成10人遇难重大灾害事故，可见突出煤层对矿井安全生产造成的巨大威胁。1930煤矿改扩建工程与2130煤矿属同一井田范围，井底车场在超前2号煤层探孔施工过程发生喷孔、卡钻等瓦斯动力现象，建设方立即与重庆煤科院签订揭煤专项防突技术协议，进行揭煤消突，确保石门揭煤安全。
　　二、揭煤工程概况
　　1、巷道及煤层情况
　　1930改扩建井底车场在副斜井+1600m水平变坡，方位209°，巷宽5m，巷高3.75m。巷道穿过2号煤层布置，据超前探煤孔资料，2号煤层厚度1.67m，倾角约21°。探测结果如图：
　　2、瓦斯情况
　　2.1原始瓦斯压力测定
　　直接测定煤层原始瓦斯压力按国家安全生产行业标准AQ/T 1407-2007《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》进行。采用注浆封孔、被动式测压方法，封孔材料采用水泥砂浆及膨胀剂。测压装置包括测压管、注浆管、管道附件、闸阀及压力表等，注浆设备为矿用封孔泵。在副斜井迎头及东、西帮硐室共施工5个测压钻孔，揭煤区域2下2煤层原始瓦斯压力为1.48MPa。
　　2.2原始瓦斯含量测定
　　直接法采用施工钻孔现场采取煤样进行煤层瓦斯含量的直接测定，该法具有测定周期短（一般小于24h）、成本低、适用条件广等优点，是煤层瓦斯含量测定的重要方法。煤层瓦斯含量的直接测定按国家标准GB/T 23250-2009《煤层瓦斯含量井下直接测定方法》的规定进行。本次揭煤区域2下2煤层的原始瓦斯含量测定采用煤层瓦斯含量直接测定装置（DGC），通过在副斜井施工钻孔定点取样测定2下2煤层的原始瓦斯含量。测定结果表明该揭煤区域的2下2煤层原始瓦斯含量为14.06m3/t。
　　2.3钻屑瓦斯解析指标测定
　　石门揭煤工作面的突出危险性预测一般选用综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标法或其他经试验证实有效的方法进行。各煤层石门揭煤工作面钻屑瓦斯解吸指标的临界值应当根据试验考察确定，在确定前可暂按规定的临界值预测突出危险性。本次选用突出参数测定仪（WTC），采用钻屑瓦斯解吸指标法对其煤样进行相应测定，该揭煤区域的2下2煤层K1值为0.40mL/g·min1/2。
　　综上所述，揭煤区域的2下2煤层的原始瓦斯压力1.48MPa和原始瓦斯含量14.06m3/t均都超过了《防治煤与瓦斯突出规定》推荐的临界值0.74MPa和8.0m3/t，一九三〇煤矿改扩建工程副斜井揭2下2煤层具有突出危险性倾向，应采取相应的防突措施。
　　三、区域措施设计及钻孔施工
　　1、区域措施设计
　　在掘进工作面退后9m向两边先施工钻场硐室（5m×3m×2.5m），施工完毕后，在巷道迎头和两硐室施工防突措施钻孔，防突措施的钻孔控制巷道轮廓线：上帮13m，下帮13m，左、右两帮各12m。本次设计12排钻孔，共181个钻孔，钻孔直径为75mm。巷道轮廓线外5～12m范围煤体内预抽钻孔间最大垂距设计为1.70～3.70m，5m范围内预抽钻孔终孔间距加密为1.20～3.63m。
　　2、区域措施钻孔施工
　　历时一个月，共施工防突措施钻孔181个，钻孔直径75mm，设计进尺3269.64m，实际施工进尺2648.52m，从实际竣工图可以看出，揭煤局部区域煤层赋存异常，主要表现为局部区域（特别是巷道左侧）工作面与2下2煤层的距离比预计的小。区域防突措施钻孔的控制范围为：上帮22.53m，下帮10.64m，右帮14.71m，左帮8.50m。巷道轮廓线外5～12m范围内煤体内钻孔终孔间距为1.2～3.2m，5m范围内钻孔终孔间距为0.8～2.6m。按照《防突设计》的要求，控制范围未达到设计要求（上帮13m，下帮13m，左、右两帮各12m），且部分钻孔施工过程中发生喷孔。为保证揭煤安全、加快瓦斯释放、缩短预抽时间特设计补充钻孔。施工补充钻孔86个，钻孔直径75mm，设计进尺1992.70mm，实际施工进尺1790.12m，防突措施钻孔的控制范围为：上帮22.51m，下帮20.64m，右帮15.5m，左帮13.04m。巷道轮廓线外5～12m范围内煤体内钻孔终孔间距为0.9～1.8m，5m范围内钻孔终孔间距为0.5～1.2m，符合《防突设计》等的相关要求。
　　四、防突措施效果检验
　　1、控制范围的确定
　　按照《防治煤与瓦斯突出规定》第五十四条的规定：对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行效果检验时，均应当首先分析、检查预抽区域内钻孔的分布等是否符合设计要求，不符合设计要求的，不予检验。 根据实际区域防突措施钻孔和补充钻孔的资料，绘制副斜井揭2下2钻孔竣工图，实际施工的钻孔控制范围巷道轮廓线外为：左帮至少13m；右帮至少15.5m；上帮至少22.5m；下帮至少20.6m。控制范围的外边缘到巷道轮廓线外的最小距离至少13m。
　　各钻孔的实际施工资料与设计进行对比，均符合设计要求，符合《防治煤与瓦斯突出规定》第四十九条有关石门揭煤防突措施的相关规定（钻孔的最小控制范围是：石门和立井、斜井揭煤处巷道轮廓线外12m，同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线外的最小距离不小于5m），可进行区域措施效果检验。 　　2、效果检验指标
　　按照《防治煤与瓦斯突出规定》第五十二条、五十三条、五十五条、五十六条的相关规定，本次区域措施效果检验方法以实测残余瓦斯含量为主，以测定钻屑瓦斯解吸指标K1值为辅。如施工过程中出现喷孔、顶钻等动力现象，则不管效果检验的指标是否超限，均判断为措施无效。
　　根据现场实际情况进行区域措施效果检验，分别在预抽区域内的上部、中部、下部和两侧布置效果检验孔。检验测试结果相应参数见表。
　　由表内可以看出，区域措施效果检验指标残余瓦斯含量在3.92～7.53 m3/t范围内，钻屑瓦斯解吸指标K1值在0.08～0.19mL/g·min1/2范围内，相对于原始的瓦斯含量14.06 m3/t和瓦斯解吸指标K1值0.4 mL/g·min1/2均有大幅度的下降，小于《防治煤与瓦斯突出规定》推荐的临界值8 m3/t和0.5 mL/g·min1/2；另外，残余瓦斯压力最大为0.18 MPa；且在区域措施效果检验孔施工过程中，无动力现象。
　　五、结论及建议
　　1、结论
　　通过对1930煤矿改扩建工程副斜井井揭穿2下2煤层进行区域预测、区域防突措施以及区域措施效果检验，得出以下结论：
　　①通过对2下2煤层瓦斯基本参数的测定，钻屑瓦斯解吸指标K1值0.4 mL/g·min1/2，原始瓦斯压力1.48MPa和原始瓦斯含量14.06m3/t，其中原始瓦斯压力和瓦斯含量均超过了《防治煤与瓦斯突出规定》推荐的临界值0.74MPa和8m3/t，揭煤区域的2下2煤层具有突出危险性倾向，应采取相应的防突措施。
　　②以巷道掘进方向轮廓线为基准，区域防突措施钻孔的实际控制范围为左帮至少13.0 m；右帮至少15.5 m；上帮至少22.5 m；下帮至少20.6 m，满足《防治煤与瓦斯突出规定》规定的控制范围。巷道轮廓线外5～12m范围内煤体内钻孔终孔间距为0.9～1.8m，5m范围内钻孔终孔间距为0.5～1.2m，符合设计要求，可进行区域措施效果检验。
　　③测定2下2煤层原始瓦斯压力的1～5号孔，现最大残余瓦斯压力为0.18 MPa，并采用残余瓦斯含量和钻屑瓦斯解析指标K1值进行区域措施效果检验。实测残余瓦斯含量最大7.53 m3/t，K1值最大0.19 mL/g·min1/2，均小于《防治煤与瓦斯突出规定》规定的临界值。另外，在区域措施效果检验孔施工过程中，无动力现象。综上所述，副斜井揭煤防突措施有效，可进行下一步揭煤工作。
　　2、建议
　　①考虑到目前掘进巷道的迎头和顶部已揭露部分煤体，需在石门上部和两侧布置金属骨架孔，插入骨架材料后，应向孔内灌注水泥砂浆等不燃性固化材料，加强煤体固化。
　　②石门揭煤工程中，需建立独立的通风系统，采用“弱爆破、短进尺、勤预测、快支护”措施，每次放炮进尺保持在1m左右。在整个揭煤过程中，仍采用“U”型钢棚进行支护，并在放炮后快速进行支护、喷浆等工作，减少煤层暴露面积。
　　③未尽事宜参照《煤矿安全规程》和《防治煤与瓦斯突出规定》执行。
　　作者简介：税醒（1985.1），男，汉族，本科，助理工程师，现任新疆焦煤集团1930煤矿生产技术部专业工程师，从事工程管理及采掘技术管理工作。