突出礦井煤層底板巖巷煤隔層技術(shù)的應(yīng)用

王治文，張晉泉，閆林秀

（山西煤炭進(jìn)出口集團(tuán)左權(quán)宏遠(yuǎn)煤業(yè)有限公司，山西左權(quán) 032600）

突出礦井煤層底板巖巷煤隔層技術(shù)的應(yīng)用

王治文，張晉泉，閆林秀

（山西煤炭進(jìn)出口集團(tuán)左權(quán)宏遠(yuǎn)煤業(yè)有限公司，山西左權(quán) 032600）

為了防止煤與瓦斯突出礦井的危害，保證煤礦的安全生產(chǎn)，宏遠(yuǎn)煤業(yè)采用“二物探”、“一長(zhǎng)探”、“一短探”、“一對(duì)照”的綜合探測(cè)方法，有效的控制了底板巖巷的煤隔層厚度，同時(shí)保證了各大巷坡度使用要求，在實(shí)踐工作中效果良好。

煤與瓦斯突出；綜合探測(cè)；煤隔層

煤與瓦斯突出是指在壓力作用下，破碎的煤與瓦斯由煤體內(nèi)突然向采掘空間大量噴出，是另一種類型的瓦斯特殊涌出[1]，能在一瞬間向采掘工作面空間噴出巨量的煤與瓦斯流，不僅嚴(yán)重摧毀巷道設(shè)施，毀壞通風(fēng)系統(tǒng)，而且使附近區(qū)域的井內(nèi)全部充滿瓦斯與煤粉，造成瓦斯窒息或煤流埋人，甚至?xí)斐擅簤m和瓦斯爆炸等嚴(yán)重后果[2-5]。

1 礦井概況

宏遠(yuǎn)煤業(yè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1.2 Mt/a，斜井開拓，采用綜采采煤法。礦井位于沁水煤田東北部，井田面積約9.34 km2，批準(zhǔn)采煤層為石炭二疊紀(jì)太原組的15號(hào)煤，平均厚度4.28m，煤層傾角4°～10°，總體為一單斜構(gòu)造，煤層頂板為泥巖，底板為鋁質(zhì)泥巖及砂質(zhì)泥巖，局部波狀起伏，伴隨著一些小的褶曲，二采區(qū)揭露一條落差20m的正斷層，經(jīng)物探及實(shí)際揭露井田內(nèi)有24個(gè)陷落柱。水文地質(zhì)類型為中等，礦井通風(fēng)方式為中央并列式，通風(fēng)方法為機(jī)械抽出式負(fù)壓通風(fēng)。

2 控制煤隔層的方法

礦井開拓方案調(diào)整后，三條大巷要求全部布置在15號(hào)煤底板巖層中，和煤層保持7～10m的隔層。宏遠(yuǎn)煤業(yè)主要通過(guò)以下方面進(jìn)行控制。

2.1 超前物探

首先采用地面三維地震及瞬變電磁的方法，對(duì)井田進(jìn)行了物探，了解井田內(nèi)斷層、陷落柱、褶曲等地質(zhì)構(gòu)造的分布及發(fā)育特征；其次在井下掘進(jìn)頭做超前物探。根據(jù)三條大巷布置的層位，結(jié)合該區(qū)域井上下物探成果，初步分析出地質(zhì)構(gòu)造存在特征及煤層賦存情況，然后確定各條大巷的“理想”坡度。這樣一方面保證巷道布置在煤層底板中，且保留7～10m隔層厚度，另一方面滿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測(cè)到較大型的地質(zhì)構(gòu)造，而在實(shí)際巷道掘進(jìn)中，經(jīng)常會(huì)遇到煤巖層結(jié)構(gòu)、坡度起伏局部變化較大，小型斷層、陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育，導(dǎo)致隔層厚度突然變大或變小，甚至發(fā)生誤揭煤現(xiàn)象。因此采用井上下超前物探方法判斷掘進(jìn)前方有無(wú)地質(zhì)構(gòu)造異常區(qū)，有一定的局限性，還需要鉆探來(lái)驗(yàn)證。

2.2 鉆探驗(yàn)證

1）長(zhǎng)鉆探控制法。長(zhǎng)鉆探控制法即在工作面掘進(jìn)前，根據(jù)超前物探成果及地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，科學(xué)合理設(shè)計(jì)鉆孔。一般每次布置8～10個(gè)鉆孔，鉆探深度100m，要求探明前方煤層賦存情況，是否存在地質(zhì)構(gòu)造，允許掘進(jìn)控制距離80m。

鉆孔參數(shù)及要求：a.1號(hào)、2號(hào)鉆孔方位平行于巷道，傾角正角度，終孔穿過(guò)煤層，可探測(cè)出巷道頂板煤巖層賦存情況及隔層厚度。b.3號(hào)、4號(hào)鉆孔方位平行于巷道，傾角0°，可探測(cè)出巷道水平方向煤巖層賦存情況，同時(shí)初步分析煤層自然坡度，便于巷道在合理要求范圍內(nèi)調(diào)整坡度，保證隔層厚度。c.5號(hào)、6號(hào)鉆孔方位平行于巷道，傾角同巷道掘進(jìn)坡度，可探測(cè)出巷道掘進(jìn)前方煤巖層賦存情況。d.7號(hào)、8號(hào)鉆孔方位分別向巷道左右各偏9°，傾角同巷道掘進(jìn)坡度，可探測(cè)出巷道兩幫15m范圍煤巖層賦存情況。

2）短鉆探控制法。頂板短鉆探控制法即探明巷道距煤層法向距離，方法是巷道開掘后，每10m使用錨索鉆機(jī)，垂直向巷道頂板施工1個(gè)探孔，孔深以探到煤層底板為止。此方法可以隨時(shí)掌握隔層情況。探測(cè)頂板與煤層隔層厚度鉆孔布置示意圖，見圖1。

2）施鉆管理。地質(zhì)鉆孔嚴(yán)格按照探放水鉆孔規(guī)定履行審批程序，由專職鉆探隊(duì)施工，專業(yè)技術(shù)員跟班，隊(duì)組提交鉆孔驗(yàn)收單。地測(cè)部門對(duì)鉆孔資料進(jìn)行分析，提交鉆探報(bào)告，對(duì)照煤巖層綜合柱狀圖，繪制探測(cè)范圍內(nèi)的煤巖層預(yù)測(cè)剖面圖，確定巷道延伸坡度，下發(fā)允許掘進(jìn)通知單，待掘完允許掘進(jìn)距離后進(jìn)行下一循環(huán)鉆探，短探由施工隊(duì)組負(fù)責(zé)。

3 對(duì)照煤巖層綜合柱狀圖分析標(biāo)志層

巷道進(jìn)入煤層底板巖巷穩(wěn)定層位后，工作面會(huì)揭露出煤線或巖性等比較明顯的標(biāo)志層，通過(guò)對(duì)照煤巖層綜合柱狀圖，分析實(shí)際揭露的標(biāo)志層與煤巖層綜合柱狀圖中顯示的穩(wěn)定煤巖層是否一致，在巷道施工過(guò)程中可以通過(guò)觀測(cè)、分析這些標(biāo)志層的變化，來(lái)判斷隔層厚度變化。圖2為宏遠(yuǎn)礦煤巖綜合柱狀圖，15號(hào)煤層底板K1粉砂巖與泥巖之間夾一層200mm煤線，泥巖與細(xì)砂巖之間夾一層150mm煤線。三條大巷進(jìn)入底板巖層10m位置后，工作面正好揭露2條煤線，通過(guò)對(duì)照煤巖層綜合柱狀圖分析，揭露煤線與柱狀圖顯示的煤線較吻合。在巷道施工中通過(guò)觀測(cè)2條煤線的變化，來(lái)判斷隔層厚度變化，取得了很好的效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)采用“二物探”、“一長(zhǎng)探”、“一短探”、“一對(duì)照”的綜合探測(cè)方法，有效的控制了底板巖巷與煤隔層厚度，同時(shí)保證了各大巷坡度使用要求，在實(shí)踐中得到了很好的運(yùn)用，避免了誤揭煤事故。

[1]楊云，程遠(yuǎn)平，王亮，等.近煤層巖巷掘進(jìn)中防治煤與瓦斯突出技術(shù)研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2009（10）：94-96.

[2]林柏泉，周世寧，張仁貴.煤巷卸壓帶及其在煤和瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1993（4）：116-118.

[3]王運(yùn)佳.某礦煤巷掘進(jìn)時(shí)煤與瓦斯突出的防治[J].煤，2013（9）：17-18.

[4]苗建明.煤礦巷道掘進(jìn)施工組織實(shí)施探討[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2012（7）：135-137.

[5]孟兆震.巷道掘進(jìn)施工中的綜合探防水技術(shù)探討[J].山東煤炭科技，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

（編輯：樊敏）

2015-06-15

王治文（1966-），男，山西左權(quán)人，大學(xué)本科，工程師，從事煤礦防治水工作。