煤与瓦斯突出的影响因素与防治措施研究

林广伟

(七台河市黑龙宝清洁煤有限责任公司，黑龙江 七台河 154600)

煤与瓦斯突出的影响因素与防治措施研究

林广伟

(七台河市黑龙宝清洁煤有限责任公司，黑龙江 七台河 154600)

本文对煤与瓦斯突出的影响因素进行了分析，提出了煤与瓦斯突出的预测方法。在治理瓦斯措施中，提出了煤矿采煤生产的瓦斯治理措施和巷道掘进施工中的防突技术等。

煤与瓦斯突出；影响因素；防治措施

1 煤与瓦斯突出的影响因素

A.煤层的埋藏深度。首次发生煤与瓦斯突出的深度称为始突深度。B.构造应力。煤与瓦斯突出受地质构造控制，表现为突出主要发生在某些特殊地质构造带内。如:在强烈挤压的褶皱带、扭折带、倾角变化的转折点、断裂带附近，构造应力集中，容易引起煤与瓦斯突出。C.煤体结构破坏程度。发生煤与瓦斯突出的煤层，多表现为煤体的原生结构受到破坏，成为构造煤。构造煤在宏观上表现为煤的原生条带状结构遭到破坏，层理紊乱，破碎严重，具有滑动镜面、煤体松软易碎等特征。随着构造煤的机械强度降低，煤的孔隙空间和内表面积增大，为瓦斯的积聚创造了条件，使突出的危险程度增高。D.变质程度高的煤比变质程度低的煤瓦斯含量及瓦斯压力大，煤与瓦斯突出的可能性也增大。

2 煤与瓦斯突出的预测方法

煤与瓦斯突出预测的基础是人们对突出过程及其影响因素的认识。根据突出预测过程及其连续性，日常预测又可分为静态(或不连续)和动态(或连续)两类预测方法。静态法是指从现场工作面含瓦斯煤体中提取煤体或瓦斯在某一时刻所处状态的某种量化指标，确定危险性的方法。动态法是指通过动态连续监测能够综合反映含瓦斯煤体所处应力(或变形)状态的某种指标，确定工作面附近煤层危险性的方法。另外，还有突出警报预测等。

3 治理瓦斯措施

3.1 煤矿采煤生产的瓦斯治理措施

A.加强通风管理，按要求配足风量，确保通风系统的安全、合理、可靠。B.加强瓦斯检查。每班配备两名专职瓦斯检查员，一人负责检查上隅角、回风巷和抽排巷内瓦斯，另一人重点跟机检查采煤工作面瓦斯。杜绝假检、漏检，做到井下牌板、检查记录手册、瓦斯台账三对口。C.严格按照《煤矿安全规程》规定和爆破设计说明书进行爆破。爆破时要使用水泡泥，根据规定要求封泥，防止爆破火焰引燃瓦斯。班组长、采煤机司机、电工上岗要随身携带便携式甲烷检测报警仪。班组长所携带的甲烷检测报警仪悬挂在采煤工作面上隅角附近。D.运输机巷进行垛袋封堵，每推进一刀，垛袋一道，要封堵严密，接顶接帮。输送机机头处设挡风障，长度大于30 m，沿支架立柱外侧吊挂且接头搭接严密，风障上沿距支架顶梁小于0.2 m，下沿与架脚接触。E.输送机机尾设四道风障，其中，第一道风障挂在切顶线处。第二道距离第一道500 mm，挡住最后一架四连杆处，形成抽放空间。第三道为机尾风障，从最后一架上帮距离煤壁1 m处至上隅角，末端离上帮和第二道风障1 m，负责吹散上隅角瓦斯。第四道风障为备用风障，即当最后两架间超限时，挂风障吹散架间瓦斯，从倒数第三架下帮电动机后尾处开始吊挂至最后一架内。F.上隅角瓦斯排放管口置于两道挡风障之间，吸风口放置箅子或采取其他有效措施，避免把风障吸入排放管。管口靠回风巷上帮布置，距顶板不大于1 m。为方便生产管理，上隅角抽放管末端使用ф300 mm×4 m的抽拉管，抽拉管与抽放管搭接处套ф300 mm×2 m的骨架风筒，生产中要根据当班进度实时调节长度。抽拉管末端剩余长度不足1 m时，防突队与回采单位相互配合进行掐接，掐接前先做好准备工作，尽可能缩短掐接时间，需要改柱时，要先维护好顶帮，防止片帮掉砟。G.工作面回风巷、运输机巷按规定设置隔爆水棚。隔爆棚距煤壁60～120 m，长度不少于20 m，排距1.2～3 m。每棚4个水袋，水袋容积不小于30 L，水袋总量不少于52个。隔爆棚挂牌管理，专人负责，水棚的尺寸、水质、水量要满足相关规定要求。在工作面回风巷、运输机巷设置压风自救装置。运输机巷压风自救装置距离煤壁不大于100 m，回风巷压风自救装置距离煤壁保持在25～40 m，每组不少于25个自救袋。同时，在回风巷设备道出口10 m范围内设一组压风自救装置，自救袋以5个为宜。H.加强工作面前探卸压抽放注水孔的施工与管理，钻孔密度、深度、注水量瓦斯排放效果要满足设计要求。I.提高工作面支架支护质量，保证支架接顶有效，确保足够的初撑力，以防止工作面片帮、冒顶积聚瓦斯。J.工作面上隅角加设一组喷雾装置，保持上隅角的湿度。上隅角风障应合理吊挂，每班要指定具体人员对上隅角风障和喷雾装置进行管理。

3.2 巷道掘进施工中的防突技术

煤巷掘进防突的技术原理是利用原有卸压带的保护、松动或疏松煤体，创造一个瓦斯易于涌出的条件，形成一个更长的卸压带，防止含有高压瓦斯的煤体突然暴露，以避免突出。

3.2.1 深孔松动爆破防突措施

煤体松动后，裂隙增多，瓦斯泄漏，在工作面前方造成了较长的卸压带，只要人员在卸压带内工作，就能避免突出的发生。采用深孔松动爆破防突措施，在掘进时必须留有大于5 m的超前距。实施深孔松动爆破过程中最困难的是装药，为保证装药到位，一般将药卷与竹片捆绑在一起，形成一个特制药卷，长度为1 m，每个药卷装入一个雷管。深孔松动爆破后，必须进行措施效果检验。如果措施无效，必须采取补救措施。

3.2.2 水力冲孔防突措施

当钻孔在煤层中钻进及高压水射流冲击破坏煤体时，深部煤体不断地暴露出来，钻头前方及周围的煤体应力状态发生了突然改变，在地应力的作用下破碎，初始释放瓦斯膨胀能，如果初始释放瓦斯膨胀能大于其突出的临界值，就有可能在钻孔内发生突出，顺着管道排向巷道。钻孔内的压力降低，产生新的突出。这样钻孔内部越突出越大，形成较大的孔洞。即使停止冲孔，孔洞周围的煤体也会在地应力的作用下产生流变，挤向孔洞，在孔洞周围产生一个较大的卸压圈，为煤体内的瓦斯排放创造了有利的条件。

水射流的作用：一是切割煤体；二是在孔洞中产生极不稳定的流动，时而附着在煤体上，时而在低洼处聚集，时而沿管路流动。在它附着在煤体上及在低洼处聚集时，它阻碍着煤体内部的瓦斯泄漏，使瓦斯局部积聚。在孔洞中的水流与冲出的煤体集中向管路排出时，孔洞中气压降低，使局部瓦斯积聚处产生较大的压差，引起喷煤、喷瓦斯的现象。煤矿中向瓦斯煤层打钻时若用水排渣常引起喷孔。

由于冲孔是通过钻孔进行的，而钻孔排瓦斯、排渣的通道有限，当喷煤、喷瓦斯连续发生一段时间，孔洞中就会压力升高，阻碍突出的发展。在煤渣瓦斯沿管路排出一些后，压力下降，又可能出现新的突出。所以，这种突出是受管路排放煤和瓦斯的能力控制的，是一种人工控制的突出。

当工作面距突出煤体为5 m左右时，先在安全岩柱或煤柱内钻出直径为φ108的钻孔，深度为0.8～1.0 m，然后换成φ90的钻头，打孔到见煤时停止。在孔口处安装固定φ108的防喷套管及三通排煤管，三通管的一端与排煤软管，射流泵，输煤管和煤、水、瓦斯分离器等相连接，上述工作完成后，把逆止钻头插入套管，并用安全密封卡头固定在套管上，后端与钻机上的钻杆相连，边钻进边送入高压水。高压水的压力为3～5 MPa，供水量为40～50 m3/h，在钻头和高压水的作用下，诱发煤体喷出。喷出的煤、水和瓦斯通过钴杆与套管之间的环形空间进入三通，再经排煤软管进入射流泵，在射流泵的作用下经输煤管送入煤、水和瓦斯分离器，分离后瓦斯进入瓦斯抽采管路，煤和水则进入沉淀池。经过高压水在钻孔中的反复冲击，使煤和瓦斯大量喷出，直到停止喷出为止。

[1] 殷元祥，周访玉，朱康华.局部综合防突措施在煤巷掘进工作面的应用[J].科技信息，2010，(05):61-62.

[2] 孙多润，牵帅.双突工作面开采技术实践[J].云南煤炭，2009，(03):43-44.

[3] 钱光东.综采放顶煤工作面防治煤与瓦斯突出危险研究[J].煤炭技术，2006，(10)：86-87.

Study on influencing factors and preventive measures of coal and gas outburst

LIN Guang-wei

(Qitaihe Heilongbao Clean Coal Ltd., Co., Qitaihe 154600, China)

In this paper, the influencing factors of coal and gas outburst are analyzed, and the prediction method of coal and gas outburst is put forward. In the treatment of gas measures, gas control measures and anti-out technology in roadway excavation are put forward.

Coal and gas outburst; Influencing factors; Prevention and control measures

2017-04-19

林广伟(1986-)，男，助理工程师。

TD713

B

1674-8646(2017)14-0072-02