突出礦井煤層底板巖巷煤隔層技術的應用

王治文，張晉泉，閆林秀

（山西煤炭進出口集團左權宏遠煤業有限公司，山西左權 032600）

突出礦井煤層底板巖巷煤隔層技術的應用

王治文，張晉泉，閆林秀

（山西煤炭進出口集團左權宏遠煤業有限公司，山西左權 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，宏遠煤業采用“二物探”、“一長探”、“一短探”、“一對照”的綜合探測方法，有效的控制了底板巖巷的煤隔層厚度，同時保證了各大巷坡度使用要求，在實踐工作中效果良好。

煤與瓦斯突出；綜合探測；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，不僅嚴重摧毀巷道設施，毀壞通風系統，而且使附近區域的井內全部充滿瓦斯與煤粉，造成瓦斯窒息或煤流埋人，甚至會造成煤塵和瓦斯爆炸等嚴重后果[2-5]。

1 礦井概況

宏遠煤業設計生產能力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，批準采煤層為石炭二疊紀太原組的15號煤，平均厚度4.28m，煤層傾角4°～10°，總體為一單斜構造，煤層頂板為泥巖，底板為鋁質泥巖及砂質泥巖，局部波狀起伏，伴隨著一些小的褶曲，二采區揭露一條落差20m的正斷層，經物探及實際揭露井田內有24個陷落柱。水文地質類型為中等，礦井通風方式為中央并列式，通風方法為機械抽出式負壓通風。

2 控制煤隔層的方法

礦井開拓方案調整后，三條大巷要求全部布置在15號煤底板巖層中，和煤層保持7～10m的隔層。宏遠煤業主要通過以下方面進行控制。

2.1 超前物探

首先采用地面三維地震及瞬變電磁的方法，對井田進行了物探，了解井田內斷層、陷落柱、褶曲等地質構造的分布及發育特征；其次在井下掘進頭做超前物探。根據三條大巷布置的層位，結合該區域井上下物探成果，初步分析出地質構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到較大型的地質構造，而在實際巷道掘進中，經常會遇到煤巖層結構、坡度起伏局部變化較大，小型斷層、陷落柱等地質構造發育，導致隔層厚度突然變大或變小，甚至發生誤揭煤現象。因此采用井上下超前物探方法判斷掘進前方有無地質構造異常區，有一定的局限性，還需要鉆探來驗證。

2.2 鉆探驗證

1）長鉆探控制法。長鉆探控制法即在工作面掘進前，根據超前物探成果及地質預測預報，科學合理設計鉆孔。一般每次布置8～10個鉆孔，鉆探深度100m，要求探明前方煤層賦存情況，是否存在地質構造，允許掘進控制距離80m。

鉆孔參數及要求：a.1號、2號鉆孔方位平行于巷道，傾角正角度，終孔穿過煤層，可探測出巷道頂板煤巖層賦存情況及隔層厚度。b.3號、4號鉆孔方位平行于巷道，傾角0°，可探測出巷道水平方向煤巖層賦存情況，同時初步分析煤層自然坡度，便于巷道在合理要求范圍內調整坡度，保證隔層厚度。c.5號、6號鉆孔方位平行于巷道，傾角同巷道掘進坡度，可探測出巷道掘進前方煤巖層賦存情況。d.7號、8號鉆孔方位分別向巷道左右各偏9°，傾角同巷道掘進坡度，可探測出巷道兩幫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，垂直向巷道頂板施工1個探孔，孔深以探到煤層底板為止。此方法可以隨時掌握隔層情況。探測頂板與煤層隔層厚度鉆孔布置示意圖，見圖1。

2）施鉆管理。地質鉆孔嚴格按照探放水鉆孔規定履行審批程序，由專職鉆探隊施工，專業技術員跟班，隊組提交鉆孔驗收單。地測部門對鉆孔資料進行分析，提交鉆探報告，對照煤巖層綜合柱狀圖，繪制探測范圍內的煤巖層預測剖面圖，確定巷道延伸坡度，下發允許掘進通知單，待掘完允許掘進距離后進行下一循環鉆探，短探由施工隊組負責。

3 對照煤巖層綜合柱狀圖分析標志層

巷道進入煤層底板巖巷穩定層位后，工作面會揭露出煤線或巖性等比較明顯的標志層，通過對照煤巖層綜合柱狀圖，分析實際揭露的標志層與煤巖層綜合柱狀圖中顯示的穩定煤巖層是否一致，在巷道施工過程中可以通過觀測、分析這些標志層的變化，來判斷隔層厚度變化。圖2為宏遠礦煤巖綜合柱狀圖，15號煤層底板K1粉砂巖與泥巖之間夾一層200mm煤線，泥巖與細砂巖之間夾一層150mm煤線。三條大巷進入底板巖層10m位置后，工作面正好揭露2條煤線，通過對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。在巷道施工中通過觀測2條煤線的變化，來判斷隔層厚度變化，取得了很好的效果。

4 結束語

通過采用“二物探”、“一長探”、“一短探”、“一對照”的綜合探測方法，有效的控制了底板巖巷與煤隔層厚度，同時保證了各大巷坡度使用要求，在實踐中得到了很好的運用，避免了誤揭煤事故。

[1]楊云，程遠平，王亮，等.近煤層巖巷掘進中防治煤與瓦斯突出技術研究[J].煤炭科學技術，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性預測中的應用[J].中國礦業大學學報，1993（4）：116-118.

[3]王運佳.某礦煤巷掘進時煤與瓦斯突出的防治[J].煤，2013（9）：17-18.

[4]苗建明.煤礦巷道掘進施工組織實施探討[J].中國高新技術企業，2012（7）：135-137.

[5]孟兆震.巷道掘進施工中的綜合探防水技術探討[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，山西左權人，大學本科，工程師，從事煤礦防治水工作。