突出矿井煤层底板岩巷煤隔层技术的应用

王治文，张晋泉，闫林秀

（山西煤炭进出口集团左权宏远煤业有限公司，山西左权 032600）

突出矿井煤层底板岩巷煤隔层技术的应用

王治文，张晋泉，闫林秀

（山西煤炭进出口集团左权宏远煤业有限公司，山西左权 032600）

为了防止煤与瓦斯突出矿井的危害，保证煤矿的安全生产，宏远煤业采用“二物探”、“一长探”、“一短探”、“一对照”的综合探测方法，有效的控制了底板岩巷的煤隔层厚度，同时保证了各大巷坡度使用要求，在实践工作中效果良好。

煤与瓦斯突出；综合探测；煤隔层

煤与瓦斯突出是指在压力作用下，破碎的煤与瓦斯由煤体内突然向采掘空间大量喷出，是另一种类型的瓦斯特殊涌出[1]，能在一瞬间向采掘工作面空间喷出巨量的煤与瓦斯流，不仅严重摧毁巷道设施，毁坏通风系统，而且使附近区域的井内全部充满瓦斯与煤粉，造成瓦斯窒息或煤流埋人，甚至会造成煤尘和瓦斯爆炸等严重后果[2-5]。

1 矿井概况

宏远煤业设计生产能力1.2 Mt/a，斜井开拓，采用综采采煤法。矿井位于沁水煤田东北部，井田面积约9.34 km2，批准采煤层为石炭二叠纪太原组的15号煤，平均厚度4.28m，煤层倾角4°～10°，总体为一单斜构造，煤层顶板为泥岩，底板为铝质泥岩及砂质泥岩，局部波状起伏，伴随着一些小的褶曲，二采区揭露一条落差20m的正断层，经物探及实际揭露井田内有24个陷落柱。水文地质类型为中等，矿井通风方式为中央并列式，通风方法为机械抽出式负压通风。

2 控制煤隔层的方法

矿井开拓方案调整后，三条大巷要求全部布置在15号煤底板岩层中，和煤层保持7～10m的隔层。宏远煤业主要通过以下方面进行控制。

2.1 超前物探

首先采用地面三维地震及瞬变电磁的方法，对井田进行了物探，了解井田内断层、陷落柱、褶曲等地质构造的分布及发育特征；其次在井下掘进头做超前物探。根据三条大巷布置的层位，结合该区域井上下物探成果，初步分析出地质构造存在特征及煤层赋存情况，然后确定各条大巷的“理想”坡度。这样一方面保证巷道布置在煤层底板中，且保留7～10m隔层厚度，另一方面满足了各大巷延伸坡度的要求。

由于地面物探及井下物探只能探测到较大型的地质构造，而在实际巷道掘进中，经常会遇到煤岩层结构、坡度起伏局部变化较大，小型断层、陷落柱等地质构造发育，导致隔层厚度突然变大或变小，甚至发生误揭煤现象。因此采用井上下超前物探方法判断掘进前方有无地质构造异常区，有一定的局限性，还需要钻探来验证。

2.2 钻探验证

1）长钻探控制法。长钻探控制法即在工作面掘进前，根据超前物探成果及地质预测预报，科学合理设计钻孔。一般每次布置8～10个钻孔，钻探深度100m，要求探明前方煤层赋存情况，是否存在地质构造，允许掘进控制距离80m。

钻孔参数及要求：a.1号、2号钻孔方位平行于巷道，倾角正角度，终孔穿过煤层，可探测出巷道顶板煤岩层赋存情况及隔层厚度。b.3号、4号钻孔方位平行于巷道，倾角0°，可探测出巷道水平方向煤岩层赋存情况，同时初步分析煤层自然坡度，便于巷道在合理要求范围内调整坡度，保证隔层厚度。c.5号、6号钻孔方位平行于巷道，倾角同巷道掘进坡度，可探测出巷道掘进前方煤岩层赋存情况。d.7号、8号钻孔方位分别向巷道左右各偏9°，倾角同巷道掘进坡度，可探测出巷道两帮15m范围煤岩层赋存情况。

2）短钻探控制法。顶板短钻探控制法即探明巷道距煤层法向距离，方法是巷道开掘后，每10m使用锚索钻机，垂直向巷道顶板施工1个探孔，孔深以探到煤层底板为止。此方法可以随时掌握隔层情况。探测顶板与煤层隔层厚度钻孔布置示意图，见图1。

2）施钻管理。地质钻孔严格按照探放水钻孔规定履行审批程序，由专职钻探队施工，专业技术员跟班，队组提交钻孔验收单。地测部门对钻孔资料进行分析，提交钻探报告，对照煤岩层综合柱状图，绘制探测范围内的煤岩层预测剖面图，确定巷道延伸坡度，下发允许掘进通知单，待掘完允许掘进距离后进行下一循环钻探，短探由施工队组负责。

3 对照煤岩层综合柱状图分析标志层

巷道进入煤层底板岩巷稳定层位后，工作面会揭露出煤线或岩性等比较明显的标志层，通过对照煤岩层综合柱状图，分析实际揭露的标志层与煤岩层综合柱状图中显示的稳定煤岩层是否一致，在巷道施工过程中可以通过观测、分析这些标志层的变化，来判断隔层厚度变化。图2为宏远矿煤岩综合柱状图，15号煤层底板K1粉砂岩与泥岩之间夹一层200mm煤线，泥岩与细砂岩之间夹一层150mm煤线。三条大巷进入底板岩层10m位置后，工作面正好揭露2条煤线，通过对照煤岩层综合柱状图分析，揭露煤线与柱状图显示的煤线较吻合。在巷道施工中通过观测2条煤线的变化，来判断隔层厚度变化，取得了很好的效果。

4 结束语

通过采用“二物探”、“一长探”、“一短探”、“一对照”的综合探测方法，有效的控制了底板岩巷与煤隔层厚度，同时保证了各大巷坡度使用要求，在实践中得到了很好的运用，避免了误揭煤事故。

[1]杨云，程远平，王亮，等.近煤层岩巷掘进中防治煤与瓦斯突出技术研究[J].煤炭科学技术，2009（10）：94-96.

[2]林柏泉，周世宁，张仁贵.煤巷卸压带及其在煤和瓦斯突出危险性预测中的应用[J].中国矿业大学学报，1993（4）：116-118.

[3]王运佳.某矿煤巷掘进时煤与瓦斯突出的防治[J].煤，2013（9）：17-18.

[4]苗建明.煤矿巷道掘进施工组织实施探讨[J].中国高新技术企业，2012（7）：135-137.

[5]孟兆震.巷道掘进施工中的综合探防水技术探讨[J].山东煤炭科技，2013（2）：49-50.

Application of Coal Interlayer Technology of Floor Rock in Outburst Mines

WANG Zhiwen，ZHANG Jinquan，YAN Linxiu
(Zuoquan Hongyuan Coal Co.,Ltd.,Shanxi Coal Import and Export Group,Zuoquan 032600,China)

To protect against outburst of coal and gas inmines and to guarantee the safe production, Hongyuan Mine adopts an integrated explorationmethod,including two-geophysical-prospecting, one-long-prospecting,one-short-prospecting and one-comparison.The thickness of coal interlayer of floor rock was effectively controlled and the operating requirement ofmain roadways'slope was ensured, which showed better effects in practice.

outburst ofcoal and gas;integrated exploration;coal interlayer

TD325

A

1672-5050（2015）05-0006-02

10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2015.05.003

（编辑：樊敏）

2015-06-15

王治文（1966-），男，山西左权人，大学本科，工程师，从事煤矿防治水工作。