煤矿超前钻孔防灾害保安全的应用贾焕福

煤矿超前钻孔防灾害保安全的应用
贾焕福
（龙煤集团鹤岗分公司兴山煤矿，黑龙江鹤岗154105）
摘要必须在矿区内打超前钻孔，进行抽放、探放瓦斯、稀释CO等有毒有害气体，探放水，煤岩体注水、注浆，防突水疏水降压，预防煤岩体突出，预防冲击地压破坏
关键词超前钻孔钻孔布置预抽瓦斯高压注水
中图分类号TD7文献标识码A
随着矿井开采深度逐步延伸，井田内煤层厚度不稳，煤层倾角变化大，煤质松软破碎，煤与瓦斯突出、有毒有害气体腐蚀，水害，火灾，煤尘超标，顶板支护薄弱，冲击地压显现和矿压显现，邻区邻层破坏等等。

必须在矿区内打超前钻孔，进行抽放、探放瓦斯、稀释CO 等有毒有害气体，探放水，煤岩体注水、注浆，防突水疏水降压，预防煤岩体突出，预防冲击地压破坏。

穿层超前预支护，采空区及邻区邻层钻探，开拓反立井钻孔校正煤仓中心，采空区及上隅角预埋抽放钢管，长深孔预裂松动爆破等，矿井使用防灾害超前钻孔，可提高煤矿安全生产水平。

1打钻注化学浆加固围岩裂隙
煤矿瓦斯大，水大，矿压大，在钻探施工中，经常出现钻孔未到终孔位置时，上部套管便在强大压力下断裂现象，又因孔内出水量较大，采用双液化学浆对注浆管双环状空间及围岩裂隙加固，具有高效、充填均匀、结石体稳定性好等优点，效果良好。

化学浆注浆法对钻孔折断进行加固给压进入受注层，把围岩裂隙或松散岩层黏结在一起，形成一个具有一定抗压强度和不透水的密实整体，采用化学浆液处理钻孔套管折断及钻孔周围漏浆情况时，浆液扩散均匀，结石率高，结石体不透水，可对钻孔周围松散煤岩体进行有效黏结，增强围岩整体性及抗压强度。

2打钻探含水层富水区
煤层底板薄层灰岩注浆以斜孔为主，打钻探含水层富水区注黏土水泥浆，少量水玻璃。

若揭露含水层时，须注意防突水，控制突水水源。

3矿区成立专业打钻抽放区队预防灾害
*收稿日期：2011－06－03
作者简介：贾焕福，男，汉族，（1968－），河北唐山人，黑龙江科技大学采矿工程本科毕业，工程师，哈尔滨理工大学在读工程硕士研究生，现从事煤矿技术工作。

煤矿瓦斯抽采不仅降低矿井风排瓦斯量，同时也是防止瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出灾害的重要措施。

煤矿建立各种抽放区，抽采区，提高工作面瓦斯抽采率，缓解通风压力，增大安全生产系数。

采空区岩体膨胀成裂隙，产生应力、透气性、瓦斯压力位移等变化，瓦斯涌出量激增，打钻抽放形成卸压保护，提高安全性。

4煤体高压注水
煤体高压注水措施就是向煤体内部打钻孔，注入高压水利用高压水所具有的切割、压裂特性，压裂破坏煤体，降低煤体硬度，提高煤炭可采性。

注水对压裂的煤体起到软化（渗润）作用；融解煤体生成过程中的胶解物，降低煤体的脆性。

钻孔布置：煤体打钻钻孔间距为20m左右；上下两道注水钻孔间距为15m，回风道钻孔长10m，机道钻孔长20m，间距15m。

注水还可以通过疏松和湿润煤体，引起卸压、释放瓦斯。

5顶板垂直钻孔抽放采空区内瓦斯治理技术
顶板垂直钻孔抽放采空区瓦斯。

抽放钻孔布置在采空区、工作面上隅角，钻入岩层裂隙内，裂隙带中的裂隙与工作面上隅角构成了一个连通系统。

裂隙钻孔的抽采负压大大高于工作面处的风流负压，同时瓦斯又会升浮流入裂隙内，然后流入顶板裂隙内的大量瓦斯就会被裂隙钻孔抽出去，从而降低了工作面上隅角和回风巷的瓦斯浓度。

6长钻杆超前钻孔控制煤岩冒落
掘进石门和上下山时，如果遇到厚度和倾角较大、松软易垮以及有淋水的煤层时，往往迎头容易发生煤层冒落。

如冒落严重，则必将影响施工进度，增加施工成本，并对安全造成很大的威胁。

如果在巷道还未揭露煤层之前，先对煤层超前进行控制，必然能够较顺利地穿过煤层，对提高经济效益和安全效果具有现实意义。

长钻杆超前控制煤岩是将一定数量的钻杆先行打入煤岩中控制煤岩的技术。

根据实际情况，准备一定数量、长度合适的打钻钻杆，采用打超（下转第205页）
式中：q i －采区平均每采1t 煤第i 瓦斯源所涌出的瓦
斯分量，
m 3
/t ；
m i
m 1－分子为瓦斯源所在煤层厚度，分母为开采厚度；
x －瓦斯源所在煤层的原始瓦斯含量，m 3/t ；x 1－运到地面煤的残余瓦斯含量，m 3/t ；c i －第i 瓦斯源的瓦斯涌出率，即吨煤瓦斯涌出
总量占（x －x 1）的百分比，%。

3解决办法及途径
3．1
松动预裂爆破在掘进期间，为了减弱或改变顶底板间的应力作用，增强煤体的透气性，采取了松动预裂爆破措施。

加强炮前炮后的洒水工作，能有效减少瓦斯的释放量。

在放炮过程中，严格执行“一炮三检制”和“三人连锁”
放炮制，并进行远距离爆破。

3．2
加强瓦斯监测监控系统管理
做到定期校正，定期进行断电试验，保证灵敏可
靠。

3．3加强监督管理
指派责任心强，素质高的专职瓦斯检查员和安全检查员，进行现场检查监督管理。

3．4
做好预测预报
对地质结构复杂、构造发育的区域做好“四位一体”防突指标的预测预报，加强该区域的掘进管理，做
到短掘短架，严禁空帮空顶，增加支架强度，并增打超前钻孔，保证覆盖整个断面及巷道四周，保留足够超前距离。

4
结论
在防治瓦斯灾害中掘进工作面瓦斯的防治尤为重
要，因为掘进工作面首先揭露煤层，瓦斯涌出量大，在掘进巷道中极易发生瓦斯积聚，导致瓦斯事故。

因此，掌握掘进工作面的瓦斯压力分布和瓦斯涌出规律，准确预测掘进工作面的瓦斯涌出量，对矿井有效地治理瓦斯灾害具有重要的意义。

参考文献：
［1］周世宁．瓦斯在煤层中的流动机理［J ］．煤炭学报，1990，15（1）：15 24．
［2］周世宁，林柏泉．煤层瓦斯赋存与流动理论［M ］．北京：煤炭工业出版社，
1999．69．［3］王晓亮，郭永义，吴世跃．煤层瓦斯流动的计算机模拟［J ］．太原理工大学学报，
2003，34（4）：402 405．［4］聂韧，赵旭生．掘进工作面瓦斯涌出动态指标预测突出危险性的探讨［
J ］．矿业安全与环保，2004，31（4）：27．［5］俞启香．矿井瓦斯防治［M ］．徐州：中国矿业大学出版社，1992：（79）．
［6］张铁岗．矿井瓦斯综合治理技术［M ］．煤炭工业出版社，2001．3：31－41．
（上接第203页）前钻孔密集穿楔的办法，将钻杆由底板打到顶板，超前支护，以防止冒顶事故的发生。

7
超前钻孔探测
超前钻孔探断层、煤层，探水、探空巷、采空区，探瓦斯等有毒有害气体，以提高煤矿采掘施工安全。

（1）底板岩巷打上仰钻孔，穿入具有突出危险的松散煤层，抽采煤层中的瓦斯；（2）回风巷打上仰钻孔，确保掘进工作面回采工作面瓦斯不超限，不突出，掘进方向探断层、煤层，探水、探空巷、采空区，探瓦斯；（3）下山巷道下斜钻穿层钻孔；（4）风排，使用高压风吹排钻孔内粉尘，易产生大量粉尘，可保证抽放效果；（5）水排，用一定压力水冲刷孔内粉尘，此法易造成煤层局部钻孔垮孔，抽放效果差；（6）开拓巷道工作面施工超前钻孔，探断层、煤、水、瓦斯和其它有毒有害气体。

即在开拓巷道施工四个超前钻孔，四个钻孔布置在巷道前方的上、下、左、右5m 范围内，利用超前钻孔探断层、煤、瓦斯，消除煤与瓦斯突出危险性；（7）在实施开拓超前钻孔探断层、煤、瓦斯同时，利用钻孔边打边抽释放其附近煤层的瓦斯，
使其达到安全生产的条件。

在巷道两侧钻机峒室打超前钻孔，掘进与超前钻孔同时进行，并保证钻孔终孔点超过工作面不小于20m ；（8）打超前钻孔的进度与探明的煤岩情况由打钻人员详细记录并整理备案，
瓦斯员随时对钻孔瓦斯进行检查，地质人员根据见断层、煤的记录，修正剖面和平面的地质资料，通过超前钻孔进一步对瓦斯进行预测，消除煤与瓦斯突出的危险性。

8
打钻消防火
注浆钻孔利用井下移动灌浆装置，注黄泥浆和粉煤灰，彻底隔绝向老巷、老空供氧，消除自燃条件。

9
LM —120型反井钻机用超前钻孔定位定中心使用小直径钻头打Φ244mm 导向钻孔，然后用Φ1200mm 反井钻头打透，最后扩刷到设计断面成标准工程。

该钻机使用超前钻孔定位定中心，提高工程进度，效率高，成本低，安全系数增大。

超前钻机安装方便，工作效益高，钻孔成型率高，作业安全可靠，降低工人劳动强度，在煤矿有较高的推广使用价值。