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 摘要:据统计,石门揭煤是国内外发生最大的突出,不仅是因为石门揭穿煤层在煤与瓦
斯突出矿井中,较其他方式揭穿煤层突出危险性大,同时也因为其突出强度也较其他方式
大。一直以来石门揭煤都是防突研究的重点。本文简要介绍了几种石门揭煤法防突的方法,
为研究和完善石门揭煤防突消突手段提供依据和借鉴。
  关键词:石门揭煤

 防突措施 方法

  

0 引言

  我国是煤与瓦斯突出最严重的国家之一。据统计,我国目前突出矿井已达

250 余个,总

突出次数超过万次。就我国目前多起突出事故来看,石门揭煤工作面突出强度最大,达
316t/次。强度在千吨级以上的特大型突出事故中,石门揭煤工作面突出就占 77%[1]。在石门
揭煤时,因为岩石强度比媒体大,但透气性比煤体差,这样在石门即将揭开煤层之间,煤
层中只有少量瓦斯泄露,瓦颠压力几乎不会受到影响。同时,在石门揭煤过程中,煤巷尺寸
往往比石门巷道的尺寸小,突出时突出口处的气压不至于过高,突出阵面可在煤体内发展
但突出强度一般都不会太小。突出的大量瓦斯波及范围广,造成的破坏严重,能给矿井带来
毁灭性的灾难。一旦揭开煤层,煤体内就会释放出大量的初始释放瓦斯膨胀能,从而引起突
出。正因为如此,同一地点的煤层用石门揭煤的方式揭开时具有较大的突出危险性,而采用
煤巷掘进的方式揭露时,其突出危险性则要低一些,甚至消失。同时,由于石门揭煤施工工
艺的特殊性,揭穿突出煤层的全过程都有危险,并可能发生连续突出、延续突出和自行揭开
突出,比一般的突出造成的人身伤亡财产损失要大。另一方面,新水平,新采区的准备又不
能避免石门揭煤,同时防突措施又占用时间长,造成矿井生产接替紧张。因而,能安全,快
速的揭开煤层,对突出矿井的安全生产具有十分重要意义。
  

1 现存石门揭煤消突措施

  我国

20 世纪 50 年代初首次成功采用密闭巷道和钻孔预抽了开采层瓦斯。20 世纪 50 年

代后期,成功实现邻近层瓦斯抽采技术,进行了开采保护层的区域性防突措施以及石门揭
煤、煤巷掘进工作面局部性防突措施的研究。

20 世纪 60 年代中期至 70 年代末,在全国广泛

推广了开采保护层结合瓦斯抽放,使保护层开采技术更加完善。近

40 年来全国普遍推广了

开采保护层技术以及抽瓦斯、打超前钻孔、注水、松动爆破、金属骨架和水力压裂等技术措施,

10 年来大力推广了突出煤层大面积抽瓦斯和控制卸压爆破等防突措施。在总结了国内外

防突经验的基础上,提出了突出预测、防治突出措施、效果检验与安全防护措施的四位一体
防突综合措施

[2]。

  自

20 世纪 60 年代以来,石门揭煤防突措施先后采用了水力冲孔、金属骨架、钻孔抽排

放、煤层注水和煤体固化等防突措施。
  

1.1 水力冲孔斜压法 水力冲孔是在进行采掘之前,以岩柱或煤柱作为安全屏障,利用

钻机打孔,通过钻头的切割和高压水射流冲击煤体,激发煤层发生可控制的喷煤和喷瓦斯。
当部分煤体和瓦斯从形成的孔洞中排出后,孔洞周围的煤体内发生变形,地应力降低,透
气性增高,大量的瓦斯从中掺流出来,一定范围内的煤层中瓦斯压力及瓦斯含量降低,强
度提高,相应的初始释放瓦斯膨胀能降低,从而使煤体失去突出能力。
  

1.2 金属骨架法 金属骨架是用于石门揭穿煤层防止突出的一种超前支架。当石门距煤层

一定距离时,暂停掘进,在其顶部及两帮上侧打眼,钻孔穿过煤层全厚,进入岩层

0.5m 时

终孔,孔间距一般为

0.2m 左右。布置钻孔的方式可依据本煤层的突出危险性而定。一般在项

部和两侧周边外

0.5-1.0m 的范围内布置单排或双排钻孔,两帮也布置部分钻孔,孔径一般

75-108mm。

  由于地应力一般要比支架的支撑力大得多,依靠金属骨架不能抵挡,金属骨架只有顺
着煤体发生向巷道的变形。当暴露面的煤体位移到一定位置后,煤体作用在金属骨架上的力