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高突礦井石門揭煤防控體系

文檔作者：李玉乾文檔來源：新汶礦業(yè)集團通風安全研究中心		點擊數：	更新時間： 2022年08月31日
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煤礦現代化 2012年第5期 總第1 10期
高突礦井石門揭煤防控體系
李玉乾
(新汶礦業(yè)集團通風安全研究中心，山東新泰271219)
摘要石門揭穿含高聚能瓦斯煤體應嚴格執(zhí)行多排鉆孔排放瓦斯、預先抽放瓦斯、揭
煤時強化支護、安全防護措施等綜合防控體系，才能保證礦井在高瓦斯區(qū)域的作業(yè)安全。
關鍵詞 高突；石門；防控
中圖分類號：TD713 文獻標志碼：B 文章編號：1009—0797(2012)05—0040—03
貴州省處于中國川南黔北黔西高瓦斯區(qū)，近年
來連續(xù)發(fā)生重特大瓦斯事故，給國家和人民生命財
產帶來了巨大的危害，引起了國家領導人和國務院
的高度重視。各級政府和企業(yè)均意識到“瓦斯不治、
礦無寧日”，因此瓦斯是礦井建設和安全生產的最
大隱患，其中石門揭煤是局部防突措施的重中之中。
1 局部防突措施的防突原理
石門揭煤防突措施是隨工作面的推進所采取的
消除和降低附近工作面一定范圍內突出危險性的措
施。其原理是通過卸壓和排放瓦斯(即消除和減小發(fā)
生突出的動力)或加固煤體(增加抵抗突出的能力)
來達到防突的目的(如圖1所示)。
圖1 局部防突措施的防突原理圖
按措施的作用原理分為卸壓排放瓦斯(松動爆
破、預裂爆破、超前鉆孔、鉆孔抽放瓦斯等措施)與固
煤體(金屬骨架、前探支架等措施)兩種類型。
2 多排鉆孑L排放瓦斯措施
石門揭穿突出煤層時常采用震動爆破、水力沖
孔、水力沖刷、金屬骨架、多排鉆孔排放瓦斯等措施。
其中多排鉆孑L排放瓦斯是常用的措施。
多排鉆孔排放瓦斯措施是在石門輪廓線外一定
范圍內的煤層中，打若干排f或圈)排放瓦斯鉆孔，使
排放瓦斯鉆孔網(密集孔)在預定的時間內盡可能地
排出或抽出煤體中的瓦斯，以降低突出煤層中的瓦
斯含量(如圖2)。
多排鉆孔排放瓦斯，核心技術在于排放鉆孔的
施工。對于排放鉆孔施工，鉆孔的布置是考查的核心
內容。孔間距可根據煤層透氣性和允許的排放時間
圖2 多排鉆子L排放瓦斯技術流程圖
確定，一般為1～2m。
當石門工作面掘至距突出煤層6～7m (垂直距
離)處時，應停止掘進，并在石門輪廓線外5～7m的范
圍內，布置2～3排(圈)直徑為75mm或90mm的扇形
預排鉆孔網，鉆孔穿透煤層全厚，孔底間距為2m左
右。打孔順序為先外后內，先上后下。一般先打10～
14個孔后，將鉆機前移3—6m，再打一排f圈)。根據煤
層的突出危險程度，必要時再前進幾米，再打第 排，
共計打20～40個鉆孔，以便在石門周邊外形成一個
寬度為5 8m左右，經卸壓、排放瓦斯后的安全帶。
該帶沿走向寬為14～16m，沿傾斜長為10—12m。
鉆孔的孔數也可以根據石門斷面的大小和石門
處的地質構造及煤層的突出危險程度而定(根據打
鉆時鉆孔噴瓦斯、煤粉的情況來判斷煤層的突出危
險程度)。排放瓦斯鉆孔的布置，還可以根據該煤層
歷次石門突出實際孔洞的尺寸大小而定。在急傾斜
突出煤層中，煤的自重因素影響很大，突出危險主要
來自巷道的上部或中部；在緩傾斜煤層中，突出危險
不僅來自巷道的上部(前方)，巷道兩側和底部也會發(fā)
生突出?？傊?，應根據各礦煤層的實際情況，適當調
整布孑L方式，同時在施工中孔深要到位，石門周圍鉆
孔內的鉆孔問距要均勻。
打鉆過程中遇到鉆孔噴孔，就應以誘導的方式
進行誘導噴孔，以擴大鉆孔的影響范圍，此時，應減
少鉆孔孔數。如不噴孔的則仍按原設計進行布孔。
3 預先抽放瓦斯
3．1 預先抽放瓦斯工藝
預先抽放瓦斯施工較簡便、控制范圍大，并具有
· 40 ·
煤礦現代化 2012年第5期 總第1 10期
較好的防突效果，實施措施時巖層厚度應不小于
3m，其核心技術是對預抽鉆孑L的施工。在石門輪廓
線外一定范圍內的煤層中，打若干排(或圈)抽放瓦斯
鉆孔，鉆孔封堵必須嚴密，封孔深度應不小于3m。然
后對抽放鉆孔進行封孔，并使鉆孔與瓦斯抽放管道
系統(tǒng)相連接。機械真空泵(或礦井的抽放系統(tǒng))所造成
的鉆孔孔口抽放負壓不應小于13kPa，并應使波動
范圍盡可能的降低，其工藝流程如圖3示。
采用抽放方法抽放煤層瓦斯的效率要比自然排
放方法排出煤層中的瓦斯效率大為提高，因而揭開
(穿)突出煤層的時間大為縮短，由過去采取自然排放
措施的1 2年時間縮短到7．5個月(使用抽放瓦斯
措施后)，顯著提高了石門揭開(穿)突出煤層的進度。
圖3 預先抽放瓦斯工藝流程圖
3．2 預先抽放瓦技術參數
(1)煤層透氣性較好，礦井有抽放設備或系統(tǒng)，
并有足夠的抽放時間(一般不應小于3個月)；
(2)抽放鉆孔孔底應布置到石門輪廓線外3～
5m的煤層內；
(3)抽放鉆孑L優(yōu)先選用孔徑75～lOOmm；鉆孔
孔底間距一般為2～3m；
(4)抽放有效影響半徑一般采用1～1．5m；
(5)石門揭開f穿)突出煤層前必須用工作面預測
方法，對措施效果進行檢驗，或用預抽率判斷煤層預
抽效果。只有措施效果檢驗達標及瓦斯壓力小于
0．74MPa后，方能用安全措施揭開突出煤層。
4 揭煤時技術方案
4．1 工作面揭煤期間加強支護措施
現場必須備好各種備用支護材料(鋼帶、錨索、
40mm×3000mm長超前管棚相關材料)。
揭煤期間，采用放小炮施工，多打眼、少裝藥，每
循環(huán)進尺控制在1．6m(頂板破碎時循環(huán)進尺控制在
1．2m)，過煤段采取超前管棚、鋼筋網加錨索、噴漿等
加強支護措施。
在掘進過程中，巖柱小于1．5m時，施工雙排錨
索，錨索問排距為1．6 x 2．4m(可根據情況加密)。巖
柱為lm時，開始施工超前管棚和鋼帶，管棚規(guī)格
為：040 x 3000mm，每一炮施工一排管棚，管棚尾部
固在鋼帶上，管棚支護穿過煤層并進入頂板不小于
0．5m。過煤段噴漿進行封閉，噴厚50mm，進入煤層
· 41·
后沿煤層頂板掘進，若頂板巖石破碎，可根據情況繼
續(xù)施工錨索或鋼帶。管棚間距控制在200mm左右，
角度與巷道頂板夾角為5。。
施工過程中必須確保錨網施工質量，施工單位
要對該施工段的錨桿、錨索拉拔力進行試驗，發(fā)現不
合格必須補打。必須按要求使用好前探梁，接好頂。
前探梁上要用鋼筋網、背板、及木剎接實頂板，若遇
到巖性較差、頂板破碎、壓力增大時，應密背板，吊環(huán)
必須上實上牢上滿絲，嚴禁空頂作業(yè)。嚴格堅持“五
前二后”(即：打眼前、打錨桿前、噴漿前、裝藥前、交
接班前，交接班后、放炮后)的敲幫問頂制度。此項工
作必須由一名有經驗的老工人或班長帶領，兩人進
行，一人觀察，一人找頂，而且由外向里逐段進行。
為防止冒頂事故，每一茬炮后，必須及時臨時支
護，臨時支護采用錨網配合前探梁。
嚴禁用支護錨桿作為耙裝機回頭輪的吊點，吊
耙裝機回頭輪時，要補打錨桿進行吊掛。施工錨索
時，要及時的對錨索進行預緊，防止錨索松動達不到
設計預緊力。
4．2 遠距離爆破
通防部門必須將井下所有能直接進入石門揭煤
受影響區(qū)域附近進行加固并揭示“禁止入內” 的警
標，并每天檢查一次，發(fā)現損壞要及時修復，嚴禁人
員在揭煤期間進入此區(qū)域。凡下井人員必須每人佩
戴隔離式自救器并能熟練掌握使用方法。
如打眼時有噴孔現象或發(fā)現有突出征兆時必須
立即停電撤人，待采取措施消除隱患、瓦斯?jié)舛刃∮?
1％后，班長和瓦檢員檢查無異常時方可進入施工。
爆破時所使用煤礦許用毫秒延期電雷管，最后
一段的延期時間不得超過130ms。不同廠家生產的
或不同品種的電雷管，不得摻混使用。每班必須對現
場的電器設備檢查，杜絕失爆。
放炮前現場放炮員、瓦檢員必須向調度室匯報，
執(zhí)行放炮雙匯報制度。監(jiān)控室值班人員必須認真監(jiān)視
風機運轉情況和炮前炮后瓦斯情況，當放炮前瓦斯?jié)?
度超過1．0％或風機運轉不正常時，及時匯報調度室；
未經調度室同意不得放炮，放炮過程中嚴格執(zhí)行“一
炮三檢”、“三人聯鎖”、“三保險”放炮制度。
在揭煤遠距離放炮時，所有不裝藥的眼、孔都要
進行充填，充填深度應不小于爆破孔深度的1．5倍
(當所要充填的眼、孔為俯孔時可用水充填，當所要
充填的眼、孔為水平、仰孔時采用炮泥充填)。揭煤放
炮30rain后，現場待機監(jiān)護的救護隊員方可利用調
度電話向調度室詢問瓦斯傳感器情況，只有在石門
揭煤區(qū)域附近的瓦斯降到1．0％以下，且通風正常
時，救護隊員方能佩帶氧氣呼吸器進入偵察，并及時
煤礦現代化 2012年第5期 總第1 10
橫河煤礦煤層自燃發(fā)火因素分析及防治措施
吳博，鞏振榮
(宏河礦業(yè)集團橫河煤礦，山東濟寧273500)
摘要本文結合橫河煤礦的實際情況，依據煤炭自然發(fā)火機理，總結了該礦井的自燃
發(fā)火規(guī)律，對不同區(qū)域煤層自燃發(fā)火的因素進行了分析，然后，采取針對性技術措施進行防
治，保證礦井無自燃隱患。
關鍵詞橫河煤礦；煤層；自燃發(fā)火防治；技術措施
中圖分類號：TD75~．2 文獻標志碼：B 文章編號：1009—0797(2012)05—0042—03
1 煤層自燃發(fā)火機理及危害防治
1．1 煤層自燃發(fā)火機理
煤炭自燃發(fā)火的過程實質就是煤炭氧化放熱和
周圍介質散熱這對矛盾運動發(fā)展的過程。煤體氧化
生熱大于周圍介質散熱的時候，熱量得以積聚，煤溫
就能不斷升高，煤體氧化生熱與周圍介質散熱強度
相同時，氧化帶就會停滯在一定溫度下的暫時動平
衡狀態(tài)，當外界條件改變，其動平衡狀態(tài)被打破，氧
化區(qū)溫度也隨之發(fā)生變化；如果煤體氧化生熱小于
周圍介質散熱自燃現象就不會發(fā)生。煤炭之所以能
夠自燃，主要原因是氧化區(qū)氧化生熱長期大于等于
周圍介質散熱能力而造成的。
1．2 煤層自燃的危害及防治
煤層火區(qū)形成后，積聚了大量熱能，熄滅火區(qū)即
要控制煤炭繼續(xù)燃燒又要將其中積存的熱能疏散，
這個過程至少需要兩三個月，嚴重時，可能使工作面
長期封閉，造成礦井接續(xù)緊張，生產秩序紊亂。大量
煤炭資源被燒毀或封閉，熄滅火區(qū)又需要相當大的
投資，使財產造到重大損失。更嚴重的是煤在燃燒過
程中產生大量毒害和燃爆性氣體，有時還能出現明
火，大大提高窒息、中毒、爆炸和再生火災等重特大
事故的幾率。煤炭自然發(fā)火嚴重威脅礦井安全生產，
煤礦必須強化自然發(fā)火防治工作，杜絕自燃現象發(fā)
生。但是，盲目追求加大防火投資，必然造成噸煤成
本增加和不必要的浪費，又不利于煤礦經濟效益的
提高。因此，白燃防治工作應堅持安全、經濟、效益原
則，做到分析全面、方向明確、投資到位、措施有效。
2 橫河煤礦生產狀況及自燃發(fā)火情況
橫河煤礦為低瓦斯礦井且無高瓦斯區(qū)，中央并
列抽出式通風。核定能力0．78Mda。主采煤層為3
將偵察情況匯報調度室，只有偵察證實無安全隱患
時，匯報調度室同意后救護隊員方可升井。調度室確
認無隱患后通知撤崗，通知井下中央變電所配電工
送動力電，其它人員方能進入施工。
5 安全防護措施
5．1 壓風自救系統(tǒng)
在揭煤前必須在石門工作面40m范圍內、站崗
警戒地點及操縱放炮地點處安裝壓風自救裝置。工
作面4Om范圍內的壓風自救呼吸袋個數不得少于
核定人數，每個站崗警戒崗點及操縱放炮地點安裝
的壓風自救呼吸袋不得少于核定人數。壓風自救裝
置的每個呼吸袋的供風量不得小于0．1m3／min。必須
保證在使用過程中呼吸袋能罩住避災人員的上半
身。并加強維護，保證其完好及方便使用。
揭煤期間井下壓風系統(tǒng)嚴禁停壓風，調度室必須
在地面壓風機正常運行的狀況下方能同意揭煤放炮。
5．2 防突風門
揭煤前通防部門必須對石門揭煤區(qū)域附近的防
突風門防逆流裝置進行檢查，發(fā)現不完好的及時進
行修復，嚴禁風門在不完好狀態(tài)下使用。放炮期間，
由各崗點站崗負責人檢查一次防突風門的防逆流裝
置，并將防逆流擋板關閉，放炮結束后方能打開。防
止揭煤期間突出后發(fā)生風流逆轉擴大災變范圍。
通防部門在石門揭煤區(qū)域附近的防突風門正、
反向風門上安裝開停傳感器，每次放炮前必須將正、
反向風門關閉，調度室只有在監(jiān)控系統(tǒng)上確認正、反
向風門關閉的前提下，方能同意揭煤放炮。
作者簡介：
李玉乾，男，1997年畢業(yè)于淮南礦業(yè)學院礦山通風與安
全專業(yè)，本科學歷?，F任新汶礦業(yè)集團公司通風安全研究中
心技術科科長。
(收稿日期：2012—5—15)
· 42 ·

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