探索適應(yīng)嚴(yán)重突出煤層條件的綜合防突技術(shù)，在保證安全的前提下大幅度提高掘進(jìn)速度，已成為緩解采掘緊張局面、改變礦井經(jīng)濟(jì)與安全面貌的當(dāng)務(wù)之急。
　　
　　一、水力掏槽防突機(jī)理研究
　　
　　水力掏槽措施實(shí)質(zhì)就是外力在較短時(shí)間內(nèi)破壞煤體的原有平衡穩(wěn)定狀態(tài)，部分煤體破碎被沖出，槽洞周邊煤體向外發(fā)生位移，促使所受應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，有效應(yīng)力降低，并釋放大量瓦斯的過(guò)程。煤體在掏槽期間是漸進(jìn)的被破碎，煤體的應(yīng)力和瓦斯?jié)撃芤彩菨u進(jìn)的釋放，掏槽過(guò)程中排出了大量瓦斯和一定數(shù)量的煤炭，因此在煤體中形成一定的卸壓、排放瓦斯區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，破壞了突出發(fā)生的基本條件，起到有效防治或抑制突出的效果。通過(guò)ANSYS數(shù)值模擬，槽孔底部的煤體和頂板發(fā)生了位移，位移模式分別為底部煤體鼓起和頂板下沉。在地應(yīng)力作用下，煤層具有塑性變形位移流動(dòng)的特征，即流變性能。掏槽期間，掏出了很大的孔洞，在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)孔洞的體積明顯減小，甚至被周圍煤體的位移所充填。煤體位移的作用緩慢地由孔洞壁向周圍煤體傳播，也就不斷地?cái)U(kuò)大了掏槽的卸壓排瓦斯范圍，掏槽時(shí)和掏槽后的瓦斯排放量可達(dá)掏槽有效影響區(qū)域內(nèi)瓦斯總量50％左右。預(yù)防突出效果顯著。理論研究與分析表明：水力掏槽措施在提高煤體透氣性、改善煤層應(yīng)力狀態(tài)以及措施后煤體物理性質(zhì)變化都具有非常積極的影響，對(duì)突出的防治具有針對(duì)性和可行性。
　　
　　二、水力掏槽防突措施實(shí)驗(yàn)
　　
　?。ㄒ唬┧μ筒鄯劳淮胧┯行詸z驗(yàn)
　　水力掏槽防突措施采用預(yù)測(cè)、防突措施、措施效果檢驗(yàn)和安全防護(hù)措施“四位一體”綜合防突技術(shù)思路，即首先進(jìn)行突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)，突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)及效檢指標(biāo)均采用R值指標(biāo)法，其zNc6K6OLx0u88bvj2c6HbQ==臨界值RM為6。當(dāng)預(yù)測(cè)無(wú)突出危險(xiǎn)時(shí)，留出預(yù)測(cè)超前距，直接采用遠(yuǎn)距離放炮安全防護(hù)措施進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)；預(yù)測(cè)有突出危險(xiǎn)時(shí)采取水力掏槽綜合防突措施，然后進(jìn)行效果檢驗(yàn)，措施效果檢驗(yàn)有效后，留出效檢超前距采用遠(yuǎn)距離放炮安全防護(hù)措施進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)。
　?。ǘ┧μ筒鄞胧┘夹g(shù)參數(shù)
　　1、措施超前距。在礦區(qū)煤層條件下，當(dāng)正前水力掏槽斷面積小于1.0m2時(shí)，措施超前距保留5.0m；考慮到頂板支護(hù)因素，當(dāng)正前水力掏槽斷面積大于1.0m2時(shí)而又小于2.0m2時(shí)，措施超前距保留3.0m；當(dāng)正前水力掏槽斷面積大于2m2時(shí)，措施超前距保留1.0m。
　　2、泵壓、流量。通過(guò)理論計(jì)算和實(shí)際掏槽效果，水力掏槽泵壓確定為16～20MPa，流量150m3／h。
　　3、水力掏槽尺寸。水力掏槽13～20min后，形成一道寬800～1200mm，高1.2～1.7m，深10～32m。超前卸壓槽
　?。ㄈ┰囼?yàn)情況
　　采取水力掏槽消突措施后突出指標(biāo)效檢超標(biāo)率為5.83％，遠(yuǎn)低于常規(guī)的30％措施超標(biāo)率，效檢不突出準(zhǔn)確率為100％，充分顯示了水力掏槽消突措施的有效性和可靠性：平均月進(jìn)尺達(dá)到126m，最高達(dá)到165m／月，較排放鉆孔等常規(guī)防突措施掘進(jìn)速度提高到2倍以上。采取水力掏槽消突措施后，在爆破作業(yè)時(shí)，瓦斯涌出強(qiáng)度降低，炮后瓦斯超限率急劇下降，由其它防突措施炮后瓦斯超限的50％以上降至目前的18.9％，并且炮后瓦斯?jié)舛纫话阍?.3％～0.9％之間，低于排放鉆孔防突措施爆破后0.9～7％的瓦斯?jié)舛龋ㄍL(fēng)量下比較），因此采取水力掏槽措施是掘進(jìn)爆破作業(yè)安全的重要保證，同時(shí)試驗(yàn)表明，措施后杜絕了爆破作業(yè)誘導(dǎo)突出或出現(xiàn)瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象。
　　工程試驗(yàn)表明，掏槽后形成較大面積的槽洞對(duì)減少爆破工程量、材料費(fèi)用、提高爆破效果和增加一次爆破深度均有顯著作用，新的掘進(jìn)工藝使掘進(jìn)速度提高到原來(lái)的2倍以上，達(dá)到全公司平均掘進(jìn)水平的2-4倍。
　　
　　三、措施分析
　　
　　（一）適應(yīng)性
　　實(shí)驗(yàn)礦區(qū)煤巷掘進(jìn)突出統(tǒng)計(jì)表明，在采用排放鉆孔等常規(guī)措施期間，平均年掘進(jìn)4000米巷道突出4～6次。采用水力掏槽措施在礦區(qū)試驗(yàn)期間掘進(jìn)2000余米，共發(fā)生突出2次，其中1次為考察水力掏槽措旌安全距離誘發(fā)突出，1次為措施期間突出（掘進(jìn)工作面遇到成組斷層，煤層全部為軟分層，采用排放鉆孔打鉆時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重噴孔現(xiàn)象后，為保證施工安全，而采用水力掏槽措施發(fā)生的突出），從千米巷道突出次數(shù)看，基本與采用常規(guī)措施相當(dāng)，采用水力掏槽措施并沒(méi)有增加突出的概率。因此，水力掏槽措施能夠很好的適應(yīng)于礦區(qū)的嚴(yán)重突出煤層掘進(jìn)消突。
　?。ǘ┯行?br/>　　1、措施重復(fù)率低、采取水力掏槽措施，一般可以一次成槽，不需要反復(fù)的沖刷，過(guò)程簡(jiǎn)單。
　　2、措施執(zhí)行時(shí)間短。和其它防突措施相比，水力掏槽消突措施施工時(shí)間短，措施僅需10～30min，瓦斯在措施期間大量釋放，措施后瓦斯?jié)舛纫话阍?0min內(nèi)降低到0.1％～0.4％，保證了有效掘進(jìn)時(shí)間。
　　3、掘進(jìn)速度大幅度提高。
　　4、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。
　　
　　四、結(jié)論
　　
　　1、理論研究分析表明，水力掏槽措施在瓦斯、應(yīng)力及煤體物理性質(zhì)改變等突出主導(dǎo)因素方面具有明顯的防突作用；通過(guò)嚴(yán)重突出掘進(jìn)工作面工業(yè)試驗(yàn)，充分證明水力掏槽防突措施具有廣泛的適應(yīng)性、顯著的有效性和可靠的安全性，措施后有效解除了掘進(jìn)期間突出危險(xiǎn)性，大幅度提高了掘進(jìn)速度和掘進(jìn)的安全性。
　　2、確定了適合礦區(qū)煤層條件的水力掏槽防突措施參數(shù)。
　　3、采取水力掏槽消突措施，每米進(jìn)尺措施時(shí)間是超前排放鉆孔的1／14，是注水防突措施的1/7。因此進(jìn)一步深入研究、完善掘進(jìn)工藝和裝備，掘進(jìn)速度還有大幅度提高的潛力，將會(huì)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。
　　（作者單位：雞西礦業(yè)集團(tuán)平崗煤礦）