浅析防治煤与瓦斯突出措施

乔赵有

(神华宁夏煤业集团安全监察局,宁夏石嘴山 753000)

浅析防治煤与瓦斯突出措施

乔赵有

(神华宁夏煤业集团安全监察局,宁夏石嘴山 753000)

煤与瓦斯突出是煤矿开采过程中的严重自然灾害之一,因其具有突发性,对生产人员的安全危害极大。本文对煤与瓦斯突出的防治措施进行了简要分析。

煤与瓦斯突出 防治措施

我国煤与瓦斯突出矿井多，分布范围广，并且突出频繁，所以防治煤与瓦斯突出是非常必要的，在预测它发生的区域、范围后，采取必要的防治措施，改变其发生突出应具备的基本条件，可以有效保护人民群众生命财产的安全。防治煤与瓦斯突出，一直是煤炭行业研究的课题。

1 煤与瓦斯突出的发生机理及主要影响因素

目前普遍认可的说法，是由于地应力和瓦斯压力共同作用下，大量的煤岩与瓦斯突然涌向采掘空间的动力现象，简单的说，是突出动力大于突出阻力。

主要影响因素有：一是自然因素：煤层和围岩的瓦斯含量、地面大气压变化。二是开采技术：开采规模、开采顺序与采煤方法、生产工艺、通风系统和风量情况等

2 煤与瓦斯突出前的预兆

无声预兆。工作面顶板压力增大，煤壁被挤出、片帮掉渣、顶板下沉或底板鼓起、煤层层理紊乱、煤暗淡无光泽、煤质变软、瓦斯忽大忽小、煤壁发凉，打钻时有顶钻、卡钻、喷瓦斯等现象。

有声预兆。煤层在变形过程中发生劈裂声、闷雷声、机枪声、响煤炮，声音由远到近、由小到大、有短暂的、有连续的、间隔时间长短也不一致，煤壁发生震动和冲击，顶板来压、支架发出折裂声。

3 防治煤与瓦斯突出措施

对于煤与瓦斯突出矿井必须遵循“先抽后采，监测监控，以风定产”的原则，生产中必须按《防治煤与瓦斯突出规定》做好区域性综合防突措施和局部综合防突措施，防止矿井煤与瓦斯突出事故的发生。

区域综合防突措施包括：区域突出危险性预测、区域防突措施、区域措施效果检验、区域验证。

局部综合防突措施包括：工作面突出危险性预测、工作面防突措施、工作面措施效果检验、安全防护措施。

3.1 区域综合防突措施

3.1.1 区域突出危险性预测

突出矿井应当对突出煤层进行区域突出危险性预测。经区域预测后，突出煤层划分为突出危险区和无突出危险区。未进行区域预测的区域视为突出危险区。

3.1.2 区域防突措施

区域防突措施是指在突出煤层进行采掘前，对突出煤层较大范围采取的防突措施。区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类。

3.1.3 区域措施效果检验

(1)开采保护层的保护效果检验主要采用残余瓦斯压力、残余瓦斯含量、顶底板位移量及其他经试验证实有效的指标和方法，也可以结合煤层的透气性系数变化率等辅助指标。(2)对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验时。在确定前可以按照如下指标进行评判：可采用残余瓦斯压力指标进行检验，如果没有或者缺少残余瓦斯压力资料，也可根据残余瓦斯含量进行检验，并且煤层残余瓦斯压力小于0.74MPa或残余瓦斯含量小于8m3/t的预抽区域为无突出危险区，否则，即为突出危险区，预抽防突效果无效；也可以采用钻屑瓦斯解吸指标对穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯的区域防突措施进行检验，如果所有实测的指标值均小于钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性的参考临界值，则为无突出危险区，否则，即为突出危险区，预抽防突效果无效。

但若检验期间在煤层中进行钻孔等作业时发现了喷孔、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100m内的预抽区域判定为措施无效，所在区域煤层仍属突出危险区。

当采用煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量的直接测定值进行检验时，若任何一个检验测试点的指标测定值达到或超过了有突出危险的临界值而判定为预抽防突效果无效时，则此检验测试点周围半径100m内的预抽区域均判定为预抽防突效果无效，即为突出危险区。

3.1.4 区域验证

在石门揭煤工作面对无突出危险区进行的区域验证，应当选用综合指标法或钻屑瓦斯解吸指标法对石门揭煤工作面突出危险性预测进行验证。

在煤巷掘进工作面和采煤工作面分别采用钻屑指标法或复合指标法进行验证，工作面预测方法对无突出危险区进行区域验证时，应当按照下列要求进行：

(1)在工作面进入该区域时，立即连续进行至少两次区域验证；

(2)工作面每推进10m～50m(在地质构造复杂区域或采取了预抽煤层瓦斯区域防突措施以及其他必要情况时宜取小值)至少进行两次区域验证；(3)在构造破坏带连续进行区域验证；(4)在煤巷掘进工作面还应当至少打1个超前距不小于10m的超前钻孔或者采取超前物探措施，探测地质构造和观察突出预兆。当区域验证为无突出危险时，应当采取安全防护措施后进行采掘作业。但若为采掘工作面在该区域进行的首次区域验证时，采掘前还应保留足够的突出预测超前距。

只要有一次区域验证为有突出危险或超前钻孔等发现了突出预兆，则该区域以后的采掘作业均应当执行局部综合防突措施。

3.2 局部综合防突措施

3.2.1 工作面突出危险性预测

采掘工作面采用钻屑瓦解吸指标法预测突出危险性，操作步骤和方法为：

(1)在采掘工作面打3个直径为42mm，孔深10m的钻孔，一个钻孔位于巷道工作面的中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的终孔点位于巷道轮廓外2-4米。(2)钻孔每打1m测定钻屑量一次，每隔2m测定一次钻屑解吸指标，根据每个钻孔沿孔长每米的最大钻屑量smax和钻屑解吸指标△h2或k1预测工作面的突出危险性，当最大钻屑量＜6kg/m，k1＜0.5mL(g·mm1/2)则为无突出危险区，否则，即为突出危险区

3.2.2 工作面防突措施

工作面防突措施是针对经工作面预测尚有突出危险的局部煤层实施的防突措施，其有效作用范围一般仅限于当前工作面周围的较小区域。

(1)石门揭煤工作面防治突出措施

在石门和立井揭煤工作面采用预抽瓦斯、排放钻孔防突措施时，钻孔直径一般为75～120mm。石门揭煤工作面钻孔的控制范围是：石门的两侧和上部轮廓线外至少5m，下部至少3m。立井揭煤工作面钻孔控制范围是：近水平、缓倾斜、倾斜煤层为井筒四周轮廓线外至少5m；急倾斜煤层沿走向两侧及沿倾斜上部轮廓线外至少5m，下部轮廓线外至少3m。钻孔的孔底间距应根据实际考察情况确定。揭煤工作面施工的钻孔应当尽可能穿透煤层全厚。当不能一次打穿煤层全厚时，可分段施工，但第一次实施的钻孔穿煤长度不得小于15m，且进入煤层掘进时，必须至少留有5m的超前距离。

(2)煤巷掘进工作面防治突出措施

煤巷掘进工作面在地质构造破坏带或煤层赋存条件急剧变化处不能按原措施设计要求实施时，必须打钻孔查明煤层赋存条件，然后采用直径为Φ42mm～Φ75mm的钻孔排放瓦斯。

若突出煤层煤巷掘进工作面前方遇到落差超过煤层厚度的断层，应按石门揭煤的措施执行。

3.2.3 工作面措施效果检验

(1)各检验指标的测定情况及主要数据。对石门和其他揭煤工作面进行防突措施效果检验时，应当选择钻屑瓦斯解吸指标法或其他经试验证实有效的方法，但所有用钻孔方式检验的方法中检验孔数均不得少于5个，分别位于石门的上部、中部、下部和两侧。如检验结果的各项指标都在该煤层突出危险临界值以下，且未发现其他异常情况，则措施有效；反之，判定为措施无效。(2)当检验结果措施有效时，若检验孔与防突措施钻孔深度相等，则可在留足防突措施超前距并采取安全防护措施的条件下回采。当检验孔的深度小于防突措施钻孔时，则应当在留足所需的防突措施超前距并同时保留有2m检验孔超前距的条件下，采取安全防护措施后实施回采作业。

3.2.4 安全防护措施

安全防护措施可体现在三个层面：一是尽量减少工作人员在落煤时与工作面的接触时间，主要措施有远距离发爆等；二是突出后工作人员应有的一套完整的生命保证系统，主要有避难所、避难窗、隔离式自救器、压风自救装置和急救袋等；三是突出后防止灾害扩大装置，主要有反向风门、挡栏等。

综上所述，瓦斯防突出防治工作，它已不是单一的技术措施，而是一套完整的综合防治措施， 严格执行区域性综合防突措施和局部综合防突措施，可以有效避免突出事故的发生或者将其突出强度降到最低，确保煤矿的安全生产。

[1]国家安全生产监督管理总局国家煤矿安全监,防治煤与瓦斯突出规定,煤炭工业出版社,2010.

[2]梁爱堂,矿井防治煤与瓦斯突出实用措施,煤炭工业出版社,2010.

[3]马雷舍夫.煤与瓦斯突出预测方法和防治措施,煤炭工业出版社,2006.

[4]孙和应,常松岭.矿井瓦斯防治技术,中国矿业大学出版社,2009.

乔赵有,1975年生,1998年毕业于宁夏煤炭工业职业学院计算机及应用专业,2004年毕业于中央电视大学工商管理专业,现在神华宁夏煤业集团安全监察局工作。