突出危险煤层消突措施研究

2019-09-21孙军军

山西冶金 2019年3期

孙军军

（汾西矿业集团贺西煤矿，山西柳林 033300）

我国煤炭行业相关法律法规规定，突出煤层在采掘之前需采取一定的消突措施，在采取消突措施之后还需对消突措施进行效果检验，只有当效果检验结果符合《防治煤与瓦斯突出规定》要求方能进行正常的采掘作业。消突措施是治理煤与瓦斯突出必不可少的一个环节，突出危险煤层消突措施研究将为建立突出煤层回采工作面消突效果评价奠定理论基础[1-3]。

1 突出危险煤层综合消突措施

我国于2009年颁布了新的《防治煤与瓦斯突出规定》，新《规定》的颁布将有利于进一步指导我国煤矿区的安全生产。

1.1 消突措施分类

回采工作面的消突措施多种多样，根据其消突范围，其主要消突措施可分为两大类，即区域性消突措施和局部消突措施。虽然两种消突措施的应用范围不同，但是其目的均是为了使工作面达到消突的目的。

1.2 消突措施有效性的检验

消突措施效果检验是综合消突措施的第三个环节，也是决定采掘工作面能否进尺的首要条件。工作面在采取消突措施后，需对其消突效果进行评价，根据《规定》，只有当其评价指标均处于临界值以下方能进行正常的采掘作业。因此，对采掘工作面消突措施进行消突效果评价既是遵守我国法律法规的内在要求，也是确保矿井安全生产的必然要求。

2 区域性消突措施研究

区域性消突措施相对于局部消突措施的消突范围较大，在煤矿区的应用较广[4-5]。

2.1 开采保护层

开采保护层分为上保护层和下保护层两种方式。

2.1.1 开采保护层的作用

保护层开采后，由于采空区的顶底板岩石冒落，移动，引起开采煤层周围的应力重新分布，采空区上、下形成应力降低（卸压）区。被保护层内的瓦斯通过已形成的裂隙与孔道大量排放到保护层的采空区内，使得被保护层内的瓦斯含量和瓦斯压力都将明显下降。被保护层的瓦斯涌出后，被保护层煤的强度增加，从而降低在卸压区范围内被保护层的突出危险性。

2.1.2 开采保护层的原理

保护层开采期间，各参数变化次序见图1，开采保护层防治煤与瓦斯突出原理见图2。

图1 保护层各参数变化次序

图2 保护层开采防治煤与瓦斯突出原理

2.2 预抽煤层瓦斯

预抽煤层瓦斯作为区域性消突措施使用于20世纪70年代，经过近50年的实践，消突措施在我国已得到广泛应用。

2.2.1 防突作用原理

防突作用原理见图3。

图3 预抽煤层瓦斯防突作用原理

2.2.2 顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯

顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯就是指钻孔完全顺着煤层倾向钻进，大面积地抽采开采煤层瓦斯，以达到降低煤层瓦斯压力和瓦斯含量的目的。顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯具有抽放效率高、钻孔施工速度快、施工成本低等优点，因此，扩大顺层钻孔的应用对于煤矿降低抽放成本和增大抽放应用规模具有重要意义。

顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯消突措施的优点在于钻孔分别施工于工作面的上下顺槽，操作相对简单方便，并且能有效地降低回采工作面的瓦斯含量和瓦斯压力，消除回采工作面的突出危险性，确保回采工作面的安全回采。

预抽煤层瓦斯是一种适用于回采工作面的实用而经济的消突措施，目前，该措施已在我国的煤矿区得到了广泛应用。顺层钻孔预抽煤层瓦斯的经济效益十分显著，这对于促进高瓦斯、突出矿井的瓦斯治理具有十分重要的意义。

2.3 局部消突措施研究

实施以后可使局部区域（工作面的一部分）消除突出危险性的措施称为局部消突措施。局部消突措施的作用在于使工作面前方小范围煤体丧失突出危险性。目前，我国常见的局部消突措施主要有超前钻孔、卸压爆破、超前支护、卸压槽（缝）、高压注水和浅孔松动爆破等。局部消突措施的缺点是措施施工与采掘作业工艺互相干扰，局部消突措施是仅在没有条件采用区域性消突措施时才采用的一种消突措施。

根据消突措施的使用场所及使用范围，又可将局部消突措施具体分为三种类型，即水力化消突措施、石门揭煤消突措施和采掘工作面消突措施。