分段式金属骨架防突技术在中厚煤层石门揭煤中的应 用
刘 伟
（湖南省煤业集团红卫矿业公司龙家山煤矿）
摘要：为了有效的防止石门揭煤中由于煤体冒落引起的煤与瓦斯突出，采用了金属骨架加固煤体的防突
措施
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能够得到有效解决。在中厚煤层石门揭煤过程中受现场施工条件、钻孔方位坡度难把握精确等因素影响，金属骨架一次性穿过煤层进入顶板终孔间距及保护范围很难达到《防治煤与瓦斯突出规定》要求，故推行分段施工金属骨架孔的方法来解决相关问
题
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。该技术应用于276二轨-250m石门揭煤，金属骨架孔保护范围符合《防治煤与瓦斯突出规定》要求，巷道成型好，没有发生煤门上方煤体冒落现象，没有出现空硐瓦斯积聚现象，降低了瓦斯涌出量，确保了石门安全揭煤并掘进到煤层顶板。
关键词：突出煤层；石门揭煤；金属骨架；加固煤体；防突技术
红卫矿业公司龙家山煤矿为煤与瓦斯突出矿井，矿井采用反倾斜多水平开拓方式，矿井
设计
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为-100m、-250m、-400m水平，现开采水平为-250m水平。矿井通风方式为边界式通风，通风方法为机械抽出式。矿井生产能力为15万t/a，主采煤层6煤层，6煤层厚度0～36.4m，平均3.13m，构造地质复杂程度为中等构造，呈单斜构造，煤层倾角30°～33°。2013年矿井瓦斯相对瓦斯涌出量为25.92m3/t，绝对瓦斯涌出量为8.34m3/t。
1、问题的提出
龙家山煤矿自1967年7月建矿以来，共发生煤与瓦斯突出30次，其中在石门揭煤与煤巷掘进过程中共发生煤与瓦斯突出29次，占突出次数的96.67%，故石门、煤巷掘进过程中防突技术的应用尤为重要。金属骨架作为防突辅助工艺，在防突工作中也起到举足轻重的作用。
龙家山煤矿目前开采水平石门埋深均大于300m，瓦斯压力均大于或等于1.63MPa，煤的坚固性系数为0.26左右。由于煤体较软、煤层瓦斯压力大，过去石门揭煤过程中经常出煤岩交接处煤体冒落，给石门施工、掘进工作面掘进带来了很大困难，埋下了煤与瓦斯突出的不安全隐患。
针对中厚煤层石门揭煤除主要采取集中抽放瓦斯措施外，如何采取辅助措施防止煤体冒落、如何将防突辅助措施运用好，是龙家山煤矿急需解决的问题，对石门揭煤预防突出起着重大作用。为此，石门揭煤试验应用分段式金属骨架技术加固煤体。
2、分段式金属骨架的应用
2.1、揭煤地点概况
276二轨-250m石门位于矿井南翼-250m水平， 276二轨溜煤上山以北16m处，方位为115°，开门处巷道标高-234.0m,设计坡度为5‰。该石门揭穿煤层为6煤层，煤层走向12°，倾向102°，顶板倾角34°、底板倾角74°，真厚为7.5m，水平厚度31.3m。煤质为灰黑色、黑色，似金属光泽，粒状结构，条带状、鳞片状及糜棱状构造，阶梯状、参差状断口，裂隙发育，为重胶结煤。
该石门揭煤工作面距地
表
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平均325米，煤层瓦斯含量18.695m3/t，瓦斯压力为1.63Mpa，煤的坚固性系数为0.26。
该石门抽采由地面瓦斯抽采泵集中抽放，地面抽采泵房内安设两台2BEA-303型水环式真空泵，其中一台工作一台备用，抽采能力为33m3/s。石门在掘进至工作面档头距煤层底板法线距离7米后，停掘施工了81个抽采钻孔，历时抽采8个月，累计抽采瓦斯总量352808m3。区域瓦斯预抽率62.2%，效果检验残余瓦斯含量7.9055m3/t。掘进至距离煤层底板5米时，施工了45个排放钻孔，排放时间168h，排放瓦斯总量12658 m3 。石门揭煤区域防突措施效果检验、区域防突措施效果验证、局部防突措施效果验证、局部防突措施效果检验及最后验证孔检测的各项指标均符合《防治煤与瓦斯突出规定》要求。
该石门揭煤工作面具有独立可靠的通风系统，并有专用回风巷道。
2.2、金属骨架断面的施工
石门掘进至距离煤层底板法线距离2m，最后验证该工作面无突出危险后，从工作面档头退后2m分别向左右两帮刷宽1米、向上刷高0.5m，以便钻机的摆放施工金属骨架孔。
2.3、金属骨架孔的施工
由于该石门揭煤工作面正前煤体水平厚度达30米，石门距离煤层底板法线距2m时，成半圆型施工了18m长的金属骨架孔15个，孔与孔开孔间距0.3m、终孔间距0.3m，保护巷道长度18m，保护巷道上方轮廓线外0.8m、左右两帮轮廓线外0.8m。
石门揭煤掘进15m后，留3m公共保护距离再继续施工一组金属骨架孔，两组金属骨架重叠处加强支护，金属骨架孔穿过煤层进入顶板1m，保护巷道长15m，保护巷道上方轮廓线外0.8m，左右两帮轮廓线外0.8m。（详见附图）
3、效果分析
276二轨-250m石门揭煤，采用分段施工金属骨架，加固了长达32m的煤门上方煤体，巷道成型好，为煤门段掘进支护减轻了负担，提高了掘进效率，并有效防止了由煤体冒落引发的煤与瓦斯突出，确保了安全的揭煤及掘进。
276二轨-250m石门揭煤，采用金属骨架技术加固后，远距离放炮一次性揭开煤层，放炮后风流中最大瓦斯浓度0.5%，煤门段掘进过程中风流中最大瓦斯浓度0.3%，减少了瓦斯涌出，杜绝了瓦斯超限。
276二轨-250m石门揭煤，采用分段金属骨架技术加固后，巷道压力小，从揭煤至今煤门段支护未见变形、炸包等现象。
4、结语
（1）、随着矿井开采深度的增加，突出危险性越来越大，石门揭煤难度越来越大，石门综合防突技术还有待深入研究。
（2）、金属骨架防突技术是石门揭煤防突辅助措施，关键措施仍是区域防突措施。
（3）、金属骨架与马丽散结合能够更加有效地防止煤体冒落，是加固煤体的可行措施，在石门揭煤以及煤巷掘进中有推广价值。
浙公网安备 33021202002483