超前钻孔在突出煤层掘进过断层期间的应用

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1、超前钻孔在突出煤层掘进过断层期间的应用国投新集生产部　　　　　　　　王仲亚摘要：新集矿区掘进工作面在过断层期间经常出现瓦斯异常涌出现象，甚至发生煤与瓦斯突出。通过采取施工超前卸压钻孔，有效解决了瓦斯防突问题。关键词　煤巷掘进　断层　超前钻孔　防治瓦斯AdvanceboreholesinoutburstcoalseamtunnelingthroughfaultduringapplicationXinjiinvestmentproductiondepartmentWangZhongyaAbstract：InXinjiMineHeadingFaceinfaultfrequentlyoccu

2、rsduringgasabnormalemissionphenomenon,evenincoalandgasoutburst.Bytakingtheconstructionadvancepressurereliefhole,effectivelysolvestheproblemofgasoutburst.Keywords　coallanetunnelingSPECTadvanceboreholegasprevention1　概述新集矿区地质构造复杂，突出煤层多，瓦斯灾害严重。自建矿以来多次发生煤与瓦斯突出，其中71%突出灾害遇见断层、褶皱或煤层突变等地质构造。通过对这些突出事例的分析

3、可以发现，突出与地质构造关系密切，构造带往往也是突出密集带，尤其是在巷道过断层期间更容易发生瓦斯异常涌出和突出现象。随着矿区开采深度的延深，煤层瓦斯压力、瓦斯含量越来越大，特别是在地质构造附近，瓦斯异常涌出严重威胁着安全生产。针对这一状况，在掘进工作面过断层期间，采取以施工超前卸压钻孔为主的综合防突措施，尤为重要。2　巷道过断层期间防突方法的选择2.1　巷道过断层期间易发生突出原因分析通常，影响煤与瓦斯突出的3个主要因素为瓦斯、应力、煤体结构。在断层附近，煤层受构造力的挤压、搓揉、拖拽作用而形成构造煤，煤体结构遭到破坏，煤体强度大大削弱，突出所须的能量大大减少，同时，构造煤往往是瓦斯

4、富集区，构造带内存有大量高压瓦斯，加之采掘活动造成煤体前方承载着较大的集中应力，因而更易突出。2.1　超前钻孔的优点采掘工作面防治突出措施较多，目前主要采用以超前钻孔为主的“四位一体”综合防突措施。超前钻孔分超前排放钻孔和超前抽放钻孔，它具有以下几个优点：一是操作方便，二是无安全隐患，三是瓦斯释放均匀，四是针对性强。在过断层期间，根据现场实际情况科学合理地设计超前钻孔，保证卸压时间，加强效果检验工作，是可以杜绝瓦斯异常涌出和煤与瓦斯突出事故发生的。3　过断层期间超前钻孔的设计3.1　超前钻孔的布孔矿井在生产设计时一般将较大的断层作为设计边界，在采掘工作面揭露的断层主要为中小型断层（一

5、般落差小于5m），这些断层基本上可以分为H（落差）＜h（煤厚）和H＞h两类，对这两类断层分别采取不同的钻孔布孔方式。3.1.1　H

6、工超前钻孔，如图2。这时钻孔应主要布置在对盘煤层中。3.1.2H>h的断层钻孔布置图3　　过提前预测的H＞h断层超前钻孔布置图这类断层多见于薄及中厚煤层，在厚煤层中这类断层通常作为块段边界。当得知掘进工作面前方将揭露这类断层时，一般在距断层10~15m处开始采取专项措施，如图3。钻孔应大部分布置在本盘煤层，同时也应布置少量钻孔控制对盘煤层，以起到卸压和前探作用。对于迎头突然遇到这类断层时，由于迎头断实全岩，断层落差和煤层赋存状况较难判断，一般须先施工探煤钻孔，在探明煤层赋存条件和断层落差后参照巷道揭煤措施来执行，如图4。为减少钻孔穿岩石距离，减少钻孔施工难度，缩短钻孔施工时间，一般在

7、距煤层法距3m位置施工超前卸压钻孔，孔深以保证一次循环进尺为准。图4　　迎头见H＞h断层时超前钻孔布置图3.2　超前钻孔的施工要求钻孔尽可能布置在软分层中，且上排孔见煤顶板，下排孔见煤底板；钻孔数应根据实测有效卸压半径及巷道断面情况确定；平面上钻孔的卸压范围要求控制到巷道断面轮廓线外2~4m。钻孔施工完毕经过一段时间卸压后进行效果检验。如果检验措施无效，就补打钻孔或延长卸压时间，直到检验有效为止。超前钻孔长度一般不得小于10m，钻孔超前于掘进工作面的距离一