嘉峰煤矿33041回风顺槽石门揭煤工作面消突措施研究
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1.引言
对于煤矿井下工程来说，石门揭煤是常见的施工，在岩石巷道施工中经常会遇到揭煤。由于揭煤时发生突出比其它类型的突出破坏性更大，损失严重，甚至造成人员伤亡事故，而特大型突出中绝大多数是在石门揭煤时发生的。所以，准确把握石门揭煤的突出危险性，正确采用突出危险性的测定方法，以及及时制定合适的石门揭煤防突措施和后期应用效果分析工作，可以避免或减少失误所造成的损失，对促进突出矿井的安全生产、提高矿井的经济效益都有重要意义。
2.矿井概况
山西沁水嘉峰煤业有限公司(简称嘉峰煤矿，下同)位于晋城市沁水县东南部嘉峰镇境内。地理坐标为：北纬35°34′31″～35°34′57″，东经112°29′40″～112°30′32″，矿井东西长1.1km，南北宽0.8km，面积0.9006km2。
矿井主体构造形态为单斜构造，地层走向NE，倾向NW，倾角平缓，约3～5°，井田内断层不发育，构造属于简单类。
井田内主要含煤地层为上石炭统太原组和下二叠统山西组。其中，山西组含煤地层厚度48.60m，主要含煤一层(3号煤层)，煤层平均厚度6.13m，含煤系数12.35%;太原组含煤地层厚91.42m，共含煤11层，煤层总厚8.35m，含煤系数为9.13%。现矿井开采3号煤层，其主要特征如下：
3号煤层 位于山西组中下部，煤层平均厚度为6.13m，赋存稳定，结构简单，夹0~3层夹矸，属于稳定可采煤层，是矿井目前唯一开采的煤层。煤层顶板为黑色泥岩，局部为砂质泥岩;底板为粉砂质泥岩或泥岩。原煤水分1.23～7.21%，平均4.10%，灰分14.35～18.93%，平均17.25%，挥发分6.61～8.55%，平均7.71%，为中灰、 特低硫、低磷、高熔灰分、高强度的无烟煤，精煤回收率良，为良好的合成氨用煤和气化用煤。
嘉峰煤矿始建于1990年，1994年简易投产。原设计生产能力150kt/a，核定生产能力300kt/a。
井田内3号煤层共划分为三个采区，分别为北采区、南采区和西采区，其中南采区已采完，北采区大部分已采完，目前正在开采西采区。矿井布置一个回采工作面(33031上分层回采工作面)和两个掘进工作面(33041回风顺槽正、副巷掘进工作面)，回采工作面采用走向长壁式布置，分两层进行开采，先采上分层，后采下分层，放炮落煤，全部垮落法管理顶板。
矿井采用中央分列抽出式通风，回风井安设两台BDK40-6-№19型主扇，一台运行，一台备用，配备电机功率均为2×110kw;矿井总进风量为3795m3/min，总回风量3950m3/min。
2004年之前，矿井批复瓦斯等级均为高瓦斯矿井;2004年4月30日，西采区3300运输巷发生了一次煤与瓦斯突出事故，经国家授权的资质单位鉴定后，矿井升级为煤与瓦斯突出矿井。近年来矿井瓦斯等级鉴定结论见表1-1示。
3.区域消突措施及效果检验
33041回风顺槽副巷掘进工作面在3300回风大巷开口处为煤巷，掘进40米后遇一正断层，由煤巷变为全断面岩巷，再向前掘进50m后仍为全岩工作面。为了防止误揭煤层，在掘进工作面90m处向前施工探煤钻孔，探测到工作面与煤层垂距为12m;考虑到嘉峰煤矿2004年4月30日发生的煤与瓦斯突出与该断层有关，因此，为了防止33041回风顺槽副巷石门揭煤工作面揭3号煤层时发生煤与瓦斯突出，2008年2月，矿井预先在33041回风顺槽正、副巷联络巷和33031轨道顺槽向33041回风顺槽正、副巷石门附近煤体共施工了24个钻孔进行瓦斯预抽，其中，在33031轨道顺槽共施工14个抽放钻孔，在33041回风顺槽正、副巷联络巷共施工10个预抽钻孔，预抽钻孔布置图见图2-1，布置参数见表2-1和表2-2。
项目研究期间，测定了33041回风顺槽正、副巷联络巷和33031轨道顺槽向该区域施工的抽放钻孔自然瓦斯流量，部分测定结果见表2-3。
根据抽放钻孔自然瓦斯流量测定平均值和抽放时间计算，33041回风顺槽正、副巷联络巷抽放总量约1.09×105m3，33031轨道顺槽向该区域施工的抽放钻孔总抽放量约2.91×105m3，两者共抽放瓦斯4×105m3。也就是说，33041回风顺槽副巷石门揭煤工作面附近煤体至少被抽出40万m3的纯瓦斯量。
从表5-7~表5-8可知，在经过预抽和排放后，无论采用综合指标法检验，还是采用钻屑瓦斯解吸指标法检验，截至到2008年6月20日，嘉峰煤矿33041回风顺槽副巷石门揭煤工作面已消除煤与瓦斯突出危险性。
5.结论
统计结果表明， 2008年2月施工钻孔开始预抽瓦斯开始，截至2008年5月3日， 33041回风顺槽正、副巷石门揭煤工作面前方煤体至少被抽出40万m3的纯瓦斯量，瓦斯预抽率达到36.98%。
2008年5月实测结果表明，经过瓦斯预抽的33041回风顺槽副巷石门揭煤工作面，3号煤层最大残余瓦斯含量为12.48 m3/t，最大残余瓦斯压力为0.81MPa，K1实测最大值为0.97ml/g.min1/2，按照钻屑瓦斯解吸指标法和综合指标法进行预测，33041回风顺槽副巷石门揭煤工作面具有发生煤与瓦斯突出的危险性。
2008年6月初，在原有预抽瓦斯钻孔和超前排放钻孔基础上，嘉峰煤矿又施工了10个超前排放钻孔;2008年6月20日实测结果表明，33041回风顺槽副巷石门揭煤工作面，3号煤层最大残余瓦斯含量为11.69 m3/t，最高残余瓦斯压力为0.72MPa，K1实测最大值为0.48ml/g.min1/2，按照钻屑瓦斯解吸指标法和综合指标法进行预测，33041回风顺槽副巷石门揭煤工作面已经消除煤与瓦斯突出的危险性。
⑹33041回风顺槽副巷石门揭煤工作面揭煤时，必须采用远距离震动性放炮方式一次揭开煤层，与此同时，还要按照《防治煤与瓦斯突出细则》、《煤矿安全规程》的相关规定，采取配套的安全防护与管理措施。
参考文献：
