淮南矿业集团有限责任公司潘二煤矿 淮南 232091
摘要：针对性改进工作面预测，加强底抽巷穿层钻孔瓦斯抽采管理，优化工作面抽采措施孔，提高现场掘进施工瓦斯管理，确保施工瓦斯安全，大幅度提高掘进月度单进水平。
关键词：软分层；抽采效果；瓦斯管理
Abstract：Targeted to improve working face.To strengthen the gas extraction management in the bottom hole.Optimize the working surface of the drawing.To improve the construction gas management.Ensure gas safety in construction.The monthly single entrance level is greatly improved.
Keyword：Soft layers，Drainge effect，The gas management
一、概述
煤与瓦斯突出是一种极其复杂的动力灾害现象，突发性和破坏性极强。国内外大量观测研究表明，在瓦斯突出地点的煤层中都存在有煤质松软、层理紊乱、原生结构遭到严重破坏、呈层状或透镜状分布的软分层，习惯上把这种煤叫做软分层煤，简称软煤，煤质变软是瓦斯突出的一种预兆。然而，突出煤层中的软分层由于赋存不稳定性，必将增加区域瓦斯治理的难度，甚至造成软分层中瓦斯治理不到位，导致在煤巷掘进过程中出现瓦斯浓度超限、煤与瓦斯突出等瓦斯事故。为此，如何防止软分层中瓦斯事故的发生，这是突出煤层掘进过程中在瓦斯治理方面亟待解决的问题。为彻底解决此问题，在局部防突预测、局部排放短孔工艺及局部措施孔的施工不断改进，总结了突出煤层软分层掘进防突关键技术。
二、突出煤层软分层掘进防突关键技术要点
针对性改进工作面预测，提高工作面预测的准确性，并加强底抽巷穿层钻孔瓦斯抽采管理，最大化提高区域措施抽采，再通过优化钻场钻孔设计、钻孔施工及针对性施工工作面抽采措施孔，提高钻孔质量和效率。最后加强现场掘进施工管理，确保施工瓦斯安全，大幅度提高掘进月度单进水平。
三、应用实例
3.1工作面简介
12223 下顺槽标高-493m～-570.5m，块段内1、3 煤合区，3 煤平均厚4.5m，1 煤平均厚3.0m，层间距1m，处于突出危险区，实测1、3 煤综合瓦斯压力1.4～1.82MPa，其中3 煤原始瓦斯含量6.53m3/t，1 煤原始瓦斯含量5.75m3/t。区域防突措施为：从12223 疏水巷施工穿层钻孔预抽，区域效果评价，F203断层以东钻孔间距5m×5m，F203 断层以西钻孔间距8m×7m。下顺槽走向长1490m，实测综合残余瓦斯压力0.4MPa，3 煤残余瓦斯含量3.9m3/t，1 煤残余瓦斯含量3.43m3/t，预抽率为39%，评价合格。工作面掘进期间采用两路2×30KW 局扇供风，回风量为920m3/min，回风平均瓦斯浓度为0.12%，绝对涌出量1.1m3/min。
然而，在12223上顺槽3煤上部1米左右煤层发育紊乱，存在软分层，导致工作面在掘进过程中工作面预抽时指标异常，极大地影响了工作面正常掘进，为此，结合现场深入研究，采取了一系列针对性防突措施，确保工作正常掘进。具体如下：
3.2、针对性进行工作面预测，确保工作面预测真实准确。
在巷道掘进时，采用复合指标法进行循环工作面预测，预测孔数6个，3煤布置两排孔进行预测，上下排各布置3个预测孔，其中各有1个钻孔位于掘进巷道断面中部，并平行于掘进方向，其它两个钻孔开孔口靠近巷道两帮0.5m处，控制巷道轮廓线2～4m处，孔深8～10m，为了确保预测预报的准确性，钻孔必须布置在软分层中，预测指标为qmax、Smax，其突出危险临界值分别为q=5L/min、Smax=6Kg/m。若巷道因断层影响造成工作面煤厚≤3m时，3煤布置一排孔，预测孔数3个，其中有1个钻孔位于掘进巷道断面中部施工，并平行于掘进方向，其它两个钻孔开孔口靠近巷道两帮0.5m处，控制巷道轮廓线2～4m处，孔深8～10m。
图1 工作面上、下排预测钻孔布置图
钻孔每钻进1m收集并测定该1m段全部钻屑量，并在暂停钻进后2min内测定钻孔瓦斯涌出初速度q。其突出危险临界值分别为q=5L/min、Smax=6Kg/m。测定结束后及时填写在防突预测牌板填写数据，现场悬挂防突基点、迎头悬挂允许进尺牌板并用红漆标注防突测点，相关报表及时签字留存。
如果实测得到的q、Smax的测定值均小于临界值，且预测打钻时未发现喷孔和夹钻等其他突出预兆，并且未发现其他异常情况，则该工作面预测为无突出危险工作面，在采取安全防护措施后，保留 2 m预测孔超前距后方可掘进作业。当预测指标q≥5L/min或Smax≥6kg/m时，或出现顶钻、喷孔等突出预兆时，立即停止掘进并执行局部综合防突措施，待局部措施效检合格后方可恢复掘进。
3.3、加强底抽巷穿层钻孔瓦斯抽采管理，确保区域措施钻孔抽采最大化。
12223下顺槽采取底板穿层钻孔预抽区域性瓦斯治理措施，穿层钻孔在疏水巷施工，按5m×5m网格布置，覆盖下顺槽掘进巷道上侧15m、下侧15m范围内的1、3煤煤体。如图2所示
然而为了确保抽采最大化，及抽采钻孔防火问题，严格对照掘进迎头施工位置，滞后两组钻孔进行抽采，而将滞后两组以后失效的钻孔甩掉并进行有效封堵，避免抽采负压浪费，有效确保其他有效钻孔高负压进行抽采。
3.3、针对性施工工作面抽采措施孔，提高钻孔质量和效率。
在工作面采取巷帮钻场加迎头钻孔边抽边掘的施工方式时，传统的施工方式只是在巷道两边施工对帮抽采钻场后，再施工迎头抽采钻孔，且往往不会进行点位定向，钻孔施工质量和掘进施工效率低。根据现场实际情况，我们改进了传统边抽边掘的施工工艺，采取一系列措施提高钻场钻孔的施工质量和效率，降低钻孔施工影响时间，提高巷道掘进施工进度。
3.3.1优化钻场钻孔设计
采用迈步式钻场，即前后钻场相隔9米，具体如图3所示，这样确保第一个钻场施工后，施工9米巷道及钻场时，第一个钻场钻孔也同时施工，实现平行施工，有效节约8小班钻孔施工时间，有效地增加掘进月度掘进单进20米。
同时所有钻孔必须设计在距离巷道顶部0.8以内，确保所有钻孔能有效地布置在软分层中，确保抽采最大化。
3.3.2 加强现场钻孔施工管理
由于软分层位于巷道顶部1米范围内，为了确保所有钻孔都能施工到软分层内，在巷道内施工1.5米高，5米长钻孔施工平台，确保钻场及巷道迎头施工高度在2米左右，同时将钻机马达旋转90度安装，防止马达手轮碰到巷顶而降低钻孔开孔高度。
同时在施工过程中，采用压风排渣，确保干燥煤渣顺畅排出。经常提动钻杆，加速排渣，起钻时，带风起钻，确保钻孔畅通，并在最短的时间内对钻孔全程下套管护孔，最后做到“打一、封一、合一”，确保最大限度进行抽采。
3.3.3及时进行钻孔反演及钻孔测斜，确保钻孔施工达到设计要求
以前，在所有钻孔施工结束后，才进行钻孔反演工作，这样严重滞后于钻孔施工，甚至有时钻机已经挪移至别的钻场后，再挪移回来进行补孔，这样增加钻孔施工强度，降低钻机台效，鉴于此，为了使实际施工的钻孔符合设计要求，并且减少钻机挪移距离，降低钻孔施工强度，在钻孔验收结束后24小时内，必须进行钻孔反演，通过钻孔见煤止煤点的位置来确定是否符合要求，如差别较大时，及时对钻孔进行测斜，根据钻孔测斜及反演结果，有针对性进行增补钻孔，确保钻孔施工达到设计要求。
此外，通过措施孔的施工，能够准确地控制巷道前方地质情况，为后期掘进施工提高准确的地质资料。
3.4、加强现场掘进施工管理，确保施工瓦斯安全。
迎头切割时，严格执行“一刀一排”切割方式，先切割巷道高帮再切割低帮。每次切割进刀最大不得超过400mm。巷道高帮滞后迎头不得超过1排，且每次切割前必须施工高帮肩窝眼处锚杆并挂好金属网，以超前护帮。
迎头采用台阶法方式施工时，每次切割期间，先切割巷道上半部分，底部先预留一部分（800mm-1000mm），防止迎脸超前片帮。顶板支护齐全进行下一茬作业时，对上一排预留部分进行切割，如此进行循环施工。
四、安全评价
1、确保巷道施工瓦斯安全。通过采取上述一系列安全技术措施，有效地治理了3煤软分层瓦斯问题，防治因软分层造成迎头复合指标法预测指标超限，回风流瓦斯浓度也保持在0.2%以下，
2、有效地提高了巷道施工月度单进施工，潘二矿A组煤首采面11223工作面上下顺槽采取传统的巷帮钻场边抽边掘施工方式，月度巷道单进60米，而由于改进施工方式，12223下顺槽月度单进进尺150米，提高了2.5倍。
五、结论
通过针对性工作面预测预报、区域措施钻孔抽采、工作面局部措施钻孔施工及掘进施工管理等各个环节，形成了突出煤层软分层掘进防突关键技术，大幅度提高了12223工作面下顺槽月度单进水平，为下一步A组煤的工作面安全回采提供积累了宝贵经验。
作者简介：
曾春贵（1985-），男，江西抚州人，2007年黑龙江科技大学毕业，现于淮南矿业集团从事瓦斯防治工作
论文作者:曾春贵
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/5/24
标签：钻孔论文; 瓦斯论文; 工作面论文; 巷道论文; 措施论文; 煤层论文; 月度论文; 《基层建设》2018年第7期论文;