对防突安全屏障的思考.docVIP

对防突安全屏障的思考 　　近年来，矿井深部水平突出煤层中施工防突钻孔过程中，多次发生在安全屏障内打孔突出的事故，根据对突出事故的调查，均没有发现明显违背《防治煤与瓦斯突出细则》的现象，这说明有必要对防突安全屏障的可靠性进行再思考。 　　某矿N2702东回风立眼用天井钻机施工为φ1m，两年后用放炮方式将断面扩大到φ2m。立眼从上向下扩大到突出危险煤层处，用电煤钻施工φ42mm预测孔在孔深2m处发生喷孔后，按0.2m的排放半径在煤层中均匀施工φ42mm排放钻孔，设计孔深4m。1998年8月23日当第17个钻孔施工到2.6m时，发生了346t的突出。该处煤层厚度2.4m，煤层倾角5。。 　　某矿3417工作面开切眼用ZF-100型风动钻机施工了8个φ80mm、深11m的超前排放钻孔，因在施工过程中煤层松软、钻孔垮孔严重，孔口处直径达200～300mm，故改用ZFS-15型风煤钻施工了13个深度9m的φ42mm排放钻孔，2000年8月30日施工第10个φ42mm排放钻孔到7m时，发生了70t的突出。该处煤层倾角34。，煤层厚度0.74m。突出前已经在安全屏障内施工了25个钻孔。 　　某矿xx年4月9日E1824二次切割巷在未保护区施工φ87mm排放钻孔时，发生了490t的突出。根据事故调查，发生突出之前已经在掘进工作面施工了33个排放钻孔、地质孔等。该处煤层厚度1.98m，煤层倾角8°。 　　某矿3504E2段运输巷掘进期间，措施孔控制巷道轮廓线上部的范围是2～４m。巷道形成后采用风煤钻施工φ42mm的真倾斜上向钻孔，设计孔深10m，孔间距1.6m，目的是制造采煤工作面采前本层深钻孔施工的安全屏障。xx年7月20日施工φ42mm钻孔，开孔点在煤层的软分层中，此处巷道顶板的煤层已经垮落1m左右，钻进到孔深3.5m左右发生喷孔。从瓦斯监测曲线上看，钻孔发生喷孔后7min发生了突出，突出煤量343t。该处煤层倾角55。，煤层厚度近1m。 　　以上突出事故都说明，执行措施孔前，安全屏障的物理机械强度都不足。 　　3.1对防突措施实质的认识 　　采取防突措施排除原始煤体中部分固体和气体物质，促使煤体产生塑性、蠕动变形，从而消除措施控制范围内煤体的突出潜能，通常采取的措施是钻孔排放或钻孔抽放。从这个意义上讲，防治突出的措施就是要多打钻孔。 　　相同的机具和工艺，由于煤层赋存条件的不同，钻孔排出的固体物质数量、钻孔的有效排放半径也不同，钻孔对屏障物理机械强度的影响程度也不同，安全屏障的机械强度与屏障内钻孔排出的固体物质的数量成反比。从这个意义上讲，防治突出又不能打多余的钻孔。 　　在设计钻孔的数量时，通常依据已经考察的钻孔排放半径和需要控制的范围而确定。在实际工作中，应该掌握每个钻孔排除固体和气体物质的数量，并以此修定钻孔的数量，不宜在煤层中打多余的钻孔，以确保安全屏障的可靠性。 　　3.2辨证理解和执行《防治煤与瓦斯突出细则》的相关规定 　　《防治煤与瓦斯突出细则》第一版是1988年颁发的，新版《细则》从1995年5月1日开始执行。《细则》是根据12年前开采条件下，对已经获得素材的归纳。12年来随着矿井开采深度的增加，煤层的瓦斯含量、瓦斯压力和地应力也随之增加，客观条件变化而引起突出因素的变化，是12年前修定《细则》时没有收集到的，所以要辨证理解和执行《细则》。 　　3.2.1如何防止出现《细则》第69条的前置条件？ 　　《细则》第69条规定，“……在第一次执行上述措施或无措施超前距时，必须采用浅孔排放或其它防治突出措施，在工作面前方形成5m的执行措施的安全屏障后，方可进入正常防突措施施工，确保执行措施的安全。” 　　但是，“采用浅孔排放”后再“进入正常防突措施施工”的过程，必定是在5m屏障内重复打孔，从而降低或破坏了安全屏障的物理机械强度。如果出现第69条的前置条件，应该采取远距离的措施而不是短兵相接的措施。远距离的措施主要包括穿层钻孔抽放、退后掘进工作面在煤层顶底板岩层开口向屏障施工抽放钻孔等。 　　3.2.2关于煤巷掘进工作面防治突出效果检验超前距的思考 　　《细则》第43条规定，“……当检验孔深等于措施孔深时，经检验措施有效后，必须留有5m投影孔深的超前距。当检验孔深小于措施孔孔深，且两孔投影孔深的差值不小于3m时，经检验措施有效后，可采用2m投影孔深的超前距。” 　　这里有一个概念需要商榷，就是措施孔已经控制的、但还没有经过检验有效的范围是否已经完全消除了突出危险？第43条的规定中似乎没有肯定也没有否定。但是作者认为，凡是没有经过检验证明已经消除突出危险的范围，都不能认定为是已经消除突出危险的范围，都不能视为是有效的安全屏障。过去在执行这条规定的过程中，许多矿井已经出现在下轮施工预测孔或措施孔时，钻孔深度超过2m后就发生超标甚至喷孔的现