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摘 要：针对二1煤层瓦斯压力大、含量高的情形，为了确保工作面的安全高效的开采和矿井的采掘平衡，预防瓦斯灾害事故，文章根据11061工作面的实际情况，计算了该工作面的通风量，并确定了11061工作面的区域和局部综合防突措施，通过通风和瓦斯预抽的双管齐下，杜绝矿井瓦斯事故，对防治瓦斯集聚、煤与瓦斯突出，确保矿工生命安全和矿井安全开采具有重要意义。
关键词：煤矿井下工作面区域；综合防突；措施
中图分类号：TD713.2 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）11-0175-02
我国煤炭资源储量丰富，20世纪煤炭在我国一次能源消耗构成中占比达到75%～80%，因此，煤炭在我国能源中的主体地位不会改变，对煤炭安全高效开采的研究仍然具有重要的意义。煤与瓦斯突出是指煤矿地下采掘过程中，在很短的时间内，从煤壁或岩壁内向采掘空间突然喷出大量的煤与瓦斯的现象，煤与瓦斯突出事故不但能够破坏井下设施、掩埋现场工作人员，还可能使风流逆转、瓦斯积聚，造成工作人员窒息死亡，甚至引起瓦斯爆炸事故，是井下严重的自然灾害之一。
方山矿二1煤新井前身是白庙集团方山矿二1煤新井，是方山矿的接替井，随着开采深度的增加，二1煤层的瓦斯含量和压力都在增加，据223勘探线钻孔瓦斯资料计算，甲烷含量变化梯度为54.93 m/m3/t.daf，百米增长率为1.82 m3/t.daf。据2010年3月河南理工大学提交的《河南平禹煤电有限责任公司方山矿二1煤层煤与瓦斯突出鉴定报告》，二1煤层的煤属于Ⅲ～Ⅳ类破坏煤体，煤层坚固性系数（f）为0.12～0.19，瓦斯压力为0.35～1.74 MPa，瓦斯含量为10.74～12.08 m3/t，鉴定方山新井二1煤层为突出煤层。
1 区域措施选取可行性分析
1.1 保护层开采可行性分析
二1煤层顶板岩层为大占砂岩平均厚度为11 m，无法开采。二2煤层下距二1煤层25 m，煤层厚度变化范围为0.10～0.23，不具备保护层开采的条件。二3煤层下距二1煤层34m厚度变化范围为0～0.31 m，平均厚度为0.08 m，不具备保护层开采的条件四4煤层下距二1煤层240 m距离过远起不到卸压的保护作用。一组煤包括一1～一8煤层，在二1煤层以下70m处，煤层赋存不稳定，只有局部可采，因此不选择一组煤作为二1煤层的保护层。
根据上述综合分析，二1煤层不具备开采保护层的条件，只能采用预抽瓦斯的方法进行区域瓦斯治理。
1.2 施工底板预抽巷道可行性分析
我矿水文地质条件较复杂，底板下伏有六个含水层，均属底板进水的灰岩岩溶裂隙含水层。底板直接充水含水层的富水性明显强于顶板含水层，开采二1煤时具有发生底鼓突水的威胁；但是由于近年通过施工疏水降压，底板承压水，水位不断降低，目前水压在2.6 MPa左右，经过计算和论证，采用低抽巷施工预抽煤层钻孔治理瓦斯具备可行性。
1.3 施工高位抽放巷可行性分析
根据矿井开采情况，二1煤层直接顶板多为泥岩及砂质泥岩，偶为粉砂岩或炭质泥岩，老顶一般为中粒长石石英砂岩（Sd），顶板水水量不大，对巷道施工影响不大，且顶板岩性好，便于顶板管理。因此，施工高位抽巷预抽煤层钻孔治理瓦斯条件较充足。
根据上述3种情况结合相关文件规定综合分析后，最后决定采用（底板）穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯的区域防突措施进行区域消突工作。二1-11061回采工作面瓦斯主要来源于本煤层、采空区。煤层瓦斯经采动影响后，下部煤层瓦斯涌入采场、巷道和采空区。
2 区域措施效果检验
2.1 相关规定
①根据《防治煤与瓦斯突出规定》55条规定：对穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，在煤巷条带每间隔30～50 m至少沿工作面方向布置1个检验测试点。测定残余瓦斯压力和残余瓦斯含量。②根据《防治煤与瓦斯突出规定》53条规定：在效检期间若打钻出现了喷孔，顶钻及其他明显突出预兆时，发生明显突出预兆的位置周围半径100 m内的预抽区域判定为措施无效。③若煤层残余瓦斯压力<0.74 MPa，瓦斯含量<8 m3/t说明措施有效。
若煤层残余瓦斯压力≥0.74 MPa，瓦斯含量≥8 m3/t说明措施无效。继续采取区域措施消。
2.2 效果检验钻孔布置方式
二1-11061机巷效果检验钻孔布置方式：沿二1-11061机巷走向方向，每隔30 m布置3个效果检验点一个布置在巷道中部，另一个布置在巷道两侧轮廓线15 m范围内。
3 区域措施效果验证
3.1 相关规定
根据平禹煤电公司平禹通便[2010]37号便函要求和《防治煤与瓦斯突出规定》第75、76条规定：选用钻屑指标法和复合指标法进行工作面突出危险性预测（效检），预测（效检）两个指标分别为：钻屑瓦斯解吸值△h2、钻屑量S和瓦斯涌出初速度q。
①钻屑瓦斯解吸指标法（△h2），临界值定为干煤180 Pa（湿煤140 Pa）；即△h2<180 Pa无突出危险，△h2≥180 Pa有突出危险；②瓦斯涌出初速度（q值），临界值定为4.5 L/min；即q< 4.5 L/min为无突出危险，q≥4.5 L/min为有突出危险。③钻屑指标（S）临界值定为5 kg/m； 即S<5 kg/m为无突出危险，S≥5 kg/m为有突出危险。④若验证期间煤层钻孔中进行钻孔作业时发现了喷孔、顶钻及其他明显突出预兆时视为具有突出危险性。
3.2 钻孔布置方式
沿工作面掘进方向布置三个验证钻孔，验证钻孔投影长度为10 m，3个钻孔均平行布置在工作面软分层当中，左右两帮钻孔终孔控制到巷道轮廓线外4 m，验证钻孔直径42 mm。
3.3 物探及超前探预测
在执行综合防突措施的基础上为保证消突工作安全进行和掘进及回采期间因地质构造突然出现变化造成的不良影响，首先利用瑞力波进行前探，了解工作面前方地质情况。然后在工作面执行深孔前探，掌握工作面前方实际地质情况，设计钻孔不少于3个，必须保证正前投影孔深不小于80 m，每执行一次超前钻探，允许进尺40 m，保留40 m超前钻探距。前探孔保证在100 m以上，每个循环保留40 m的超前距。在进行前探作业时，如果有迹象表明已经探到地质构造，就要马上中断钻探，汇合技术人员对构造情况进行综合评估并制定出相应的方案后方可恢复钻探工作。
4 应急救援
①发生煤与瓦斯突出后，调度室立即停止灾区的（监测电源外）所有生产电源。②发生突出后，人员立即带上自救器沿避灾路线撤离到新鲜风流中去，来不及撤离的，就近躲避到的压风自救袋下或避难硐室内。③跟班干部、瓦斯检查员和安监员负责组织好灾区人员的安全撤离工作，并及时向有关领导汇报撤离情况。④其他执行《矿井煤与瓦斯突出应急预案》。⑤所在区域内一旦发生灾害事故，负责组织遇险人员自救、互救、安全脱离险区和参加抢险救灾工作。
5 结 语
本研究以方山新井11061工作面为工程背景，对工作面的瓦斯地质情况进行了介绍，结合该工作面瓦斯压力大、含量高的特点，按照防突规定的要求，确定了该工作面的区域防突措施和局部防突措施，为了防止巷道瓦斯积聚，计算了满足要求的需风量，有力的保证了工作面的安全。
参考文献：
[1] 王兆丰.空气、水和泥浆介质中煤的瓦斯解吸规律与应用研究[D].徐州：中国矿业大学，2001.
[2] 国家发展和改革委员会.煤炭工业发展“十一五”规划[EB/OL].发展改革委网站，2007-01-22.
[3] 中国煤炭工业劳动保护科学技术学会.瓦斯灾害防治技术[M].北京：煤炭工业出版社，2007.
[4] 于不凡，王佑安.煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手[M].北京：煤炭工业出版社，2005.
关键词：煤矿井下工作面区域；综合防突；措施
中图分类号：TD713.2 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）11-0175-02
我国煤炭资源储量丰富，20世纪煤炭在我国一次能源消耗构成中占比达到75%～80%，因此，煤炭在我国能源中的主体地位不会改变，对煤炭安全高效开采的研究仍然具有重要的意义。煤与瓦斯突出是指煤矿地下采掘过程中，在很短的时间内，从煤壁或岩壁内向采掘空间突然喷出大量的煤与瓦斯的现象，煤与瓦斯突出事故不但能够破坏井下设施、掩埋现场工作人员，还可能使风流逆转、瓦斯积聚，造成工作人员窒息死亡，甚至引起瓦斯爆炸事故，是井下严重的自然灾害之一。
方山矿二1煤新井前身是白庙集团方山矿二1煤新井，是方山矿的接替井，随着开采深度的增加，二1煤层的瓦斯含量和压力都在增加，据223勘探线钻孔瓦斯资料计算，甲烷含量变化梯度为54.93 m/m3/t.daf，百米增长率为1.82 m3/t.daf。据2010年3月河南理工大学提交的《河南平禹煤电有限责任公司方山矿二1煤层煤与瓦斯突出鉴定报告》，二1煤层的煤属于Ⅲ～Ⅳ类破坏煤体，煤层坚固性系数（f）为0.12～0.19，瓦斯压力为0.35～1.74 MPa，瓦斯含量为10.74～12.08 m3/t，鉴定方山新井二1煤层为突出煤层。
1 区域措施选取可行性分析
1.1 保护层开采可行性分析
二1煤层顶板岩层为大占砂岩平均厚度为11 m，无法开采。二2煤层下距二1煤层25 m，煤层厚度变化范围为0.10～0.23，不具备保护层开采的条件。二3煤层下距二1煤层34m厚度变化范围为0～0.31 m，平均厚度为0.08 m，不具备保护层开采的条件四4煤层下距二1煤层240 m距离过远起不到卸压的保护作用。一组煤包括一1～一8煤层，在二1煤层以下70m处，煤层赋存不稳定，只有局部可采，因此不选择一组煤作为二1煤层的保护层。
根据上述综合分析，二1煤层不具备开采保护层的条件，只能采用预抽瓦斯的方法进行区域瓦斯治理。
1.2 施工底板预抽巷道可行性分析
我矿水文地质条件较复杂，底板下伏有六个含水层，均属底板进水的灰岩岩溶裂隙含水层。底板直接充水含水层的富水性明显强于顶板含水层，开采二1煤时具有发生底鼓突水的威胁；但是由于近年通过施工疏水降压，底板承压水，水位不断降低，目前水压在2.6 MPa左右，经过计算和论证，采用低抽巷施工预抽煤层钻孔治理瓦斯具备可行性。
1.3 施工高位抽放巷可行性分析
根据矿井开采情况，二1煤层直接顶板多为泥岩及砂质泥岩，偶为粉砂岩或炭质泥岩，老顶一般为中粒长石石英砂岩（Sd），顶板水水量不大，对巷道施工影响不大，且顶板岩性好，便于顶板管理。因此，施工高位抽巷预抽煤层钻孔治理瓦斯条件较充足。
根据上述3种情况结合相关文件规定综合分析后，最后决定采用（底板）穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯的区域防突措施进行区域消突工作。二1-11061回采工作面瓦斯主要来源于本煤层、采空区。煤层瓦斯经采动影响后，下部煤层瓦斯涌入采场、巷道和采空区。
2 区域措施效果检验
2.1 相关规定
①根据《防治煤与瓦斯突出规定》55条规定：对穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，在煤巷条带每间隔30～50 m至少沿工作面方向布置1个检验测试点。测定残余瓦斯压力和残余瓦斯含量。②根据《防治煤与瓦斯突出规定》53条规定：在效检期间若打钻出现了喷孔，顶钻及其他明显突出预兆时，发生明显突出预兆的位置周围半径100 m内的预抽区域判定为措施无效。③若煤层残余瓦斯压力<0.74 MPa，瓦斯含量<8 m3/t说明措施有效。
若煤层残余瓦斯压力≥0.74 MPa，瓦斯含量≥8 m3/t说明措施无效。继续采取区域措施消。
2.2 效果检验钻孔布置方式
二1-11061机巷效果检验钻孔布置方式：沿二1-11061机巷走向方向，每隔30 m布置3个效果检验点一个布置在巷道中部，另一个布置在巷道两侧轮廓线15 m范围内。
3 区域措施效果验证
3.1 相关规定
根据平禹煤电公司平禹通便[2010]37号便函要求和《防治煤与瓦斯突出规定》第75、76条规定：选用钻屑指标法和复合指标法进行工作面突出危险性预测（效检），预测（效检）两个指标分别为：钻屑瓦斯解吸值△h2、钻屑量S和瓦斯涌出初速度q。
①钻屑瓦斯解吸指标法（△h2），临界值定为干煤180 Pa（湿煤140 Pa）；即△h2<180 Pa无突出危险，△h2≥180 Pa有突出危险；②瓦斯涌出初速度（q值），临界值定为4.5 L/min；即q< 4.5 L/min为无突出危险，q≥4.5 L/min为有突出危险。③钻屑指标（S）临界值定为5 kg/m； 即S<5 kg/m为无突出危险，S≥5 kg/m为有突出危险。④若验证期间煤层钻孔中进行钻孔作业时发现了喷孔、顶钻及其他明显突出预兆时视为具有突出危险性。
3.2 钻孔布置方式
沿工作面掘进方向布置三个验证钻孔，验证钻孔投影长度为10 m，3个钻孔均平行布置在工作面软分层当中，左右两帮钻孔终孔控制到巷道轮廓线外4 m，验证钻孔直径42 mm。
3.3 物探及超前探预测
在执行综合防突措施的基础上为保证消突工作安全进行和掘进及回采期间因地质构造突然出现变化造成的不良影响，首先利用瑞力波进行前探，了解工作面前方地质情况。然后在工作面执行深孔前探，掌握工作面前方实际地质情况，设计钻孔不少于3个，必须保证正前投影孔深不小于80 m，每执行一次超前钻探，允许进尺40 m，保留40 m超前钻探距。前探孔保证在100 m以上，每个循环保留40 m的超前距。在进行前探作业时，如果有迹象表明已经探到地质构造，就要马上中断钻探，汇合技术人员对构造情况进行综合评估并制定出相应的方案后方可恢复钻探工作。
4 应急救援
①发生煤与瓦斯突出后，调度室立即停止灾区的（监测电源外）所有生产电源。②发生突出后，人员立即带上自救器沿避灾路线撤离到新鲜风流中去，来不及撤离的，就近躲避到的压风自救袋下或避难硐室内。③跟班干部、瓦斯检查员和安监员负责组织好灾区人员的安全撤离工作，并及时向有关领导汇报撤离情况。④其他执行《矿井煤与瓦斯突出应急预案》。⑤所在区域内一旦发生灾害事故，负责组织遇险人员自救、互救、安全脱离险区和参加抢险救灾工作。
5 结 语
本研究以方山新井11061工作面为工程背景，对工作面的瓦斯地质情况进行了介绍，结合该工作面瓦斯压力大、含量高的特点，按照防突规定的要求，确定了该工作面的区域防突措施和局部防突措施，为了防止巷道瓦斯积聚，计算了满足要求的需风量，有力的保证了工作面的安全。
参考文献：
[1] 王兆丰.空气、水和泥浆介质中煤的瓦斯解吸规律与应用研究[D].徐州：中国矿业大学，2001.
[2] 国家发展和改革委员会.煤炭工业发展“十一五”规划[EB/OL].发展改革委网站，2007-01-22.
[3] 中国煤炭工业劳动保护科学技术学会.瓦斯灾害防治技术[M].北京：煤炭工业出版社，2007.
[4] 于不凡，王佑安.煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手[M].北京：煤炭工业出版社，2005.