邵廣印

摘 要：淮南礦區(qū)謝橋煤礦1232（3）煤層具有突出危險(xiǎn)，兩巷掘進(jìn)時(shí)采用頂板高位鉆孔、沿煤層鉆孔和穿層鉆孔等方式進(jìn)行瓦斯抽采，抽采鉆孔的大量布置影響著巷道掘進(jìn)速度。本文在結(jié)合工程條件，對(duì)超前鉆孔有效排放半徑進(jìn)行測(cè)定，在此基礎(chǔ)上提出了鉆孔布置的優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：瓦斯突出 超前鉆孔 有效排放半徑 布置優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TD713 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）08（c）-0085-01

謝橋礦1232（3）工作面為西二與西一西采區(qū)聯(lián)合開采的13-1煤三階段，主采煤層為突出危險(xiǎn)煤層，具有高瓦斯和高沖擊礦壓傾向性。因此，在工作面順槽掘進(jìn)過程中，采取有效的防突措施是至關(guān)重要的，也是十分必要的。

實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐表明，煤層瓦斯預(yù)抽在強(qiáng)制性區(qū)域防突方面可取得良好的效果，在淮南礦區(qū)已作為防突的關(guān)鍵措施得到廣泛采用。由于淮南礦區(qū)煤層普遍具有低滲透性，因此采用了頂板高位鉆孔、沿煤層鉆孔和穿層鉆孔等多種抽采方式確保瓦斯的抽采效果。然而，布置大量的抽采鉆孔雖保障了礦井的安全生產(chǎn)，卻也降低了采區(qū)的準(zhǔn)備速度，制約著工作面的接替。因此，如何在保證抽采效果的同時(shí)，降低鉆孔的布置數(shù)量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)巷道的快速掘進(jìn)顯得尤為重要。

對(duì)于超前鉆孔來說，有效排放半徑是指其在徑向上能夠消除突出危險(xiǎn)的最大范圍。有效排放半徑作為防突措施的重要參數(shù)，指導(dǎo)著超前鉆孔的布置方式。因此，準(zhǔn)確的測(cè)定超前鉆孔的有效排放半徑，可指導(dǎo)超前鉆孔布置方式的優(yōu)化，不僅能夠確保防突效果，同時(shí)能夠加快突出煤層巷道的掘進(jìn)速度。

1 工程概況

謝橋礦1232（3）工作面回風(fēng)順槽煤層底板標(biāo)高為-463.6～-524.4 m，運(yùn)輸順槽煤層底板標(biāo)高為-521.0～-555.3 m。西起F5斷層（礦井邊界），東至F6斷層。工作面北邊1222（3）W、1222（3），東邊1231（3）工作面已回采完畢。開采水平為-610 m，地面標(biāo)高為+21.6～+27.0m。走向長(zhǎng)度為3015.2m，傾斜長(zhǎng)為119.0～234.3m，煤層平均傾角為14.8°，煤厚為0.2～6.0m，平均煤厚為4.65米。老頂為細(xì)砂巖，厚度為5.26m，呈灰白～灰色，局部夾泥巖；直接頂為泥巖及13-2煤，厚度為2.05m，呈淺灰～灰色；13-2煤為黑色；直接底為砂質(zhì)泥巖，厚度為4.1m，呈淺灰～灰色，致密。

1232（3）上順槽為沿空巷道，下順槽為實(shí)體巷道，為滿足回采期間通風(fēng)、運(yùn)輸需要，斷面形狀設(shè)計(jì)為直角梯形，其斷面尺寸：凈寬×中高=5.0m×3.0m，S凈=15.0m2。采用走向長(zhǎng)壁、大采高一次采全高綜合機(jī)械化采煤法，區(qū)內(nèi)后退式回采，全部垮落法處理采空區(qū)。

2 超前鉆孔布置及防突原理

由于1232（3）工作面煤層具有突出危險(xiǎn)，為抽采瓦斯，結(jié)合淮南礦區(qū)其他煤礦13槽煤兩巷支護(hù)經(jīng)驗(yàn)，參照《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》，兩巷掘進(jìn)過程中的超前鉆孔布置方式為以下幾點(diǎn)。

鉆孔直徑為90 mm，孔深12 m，超前迎頭的距離為5 m以上，為使鉆孔在巷道斷面上的控制范圍達(dá)到其輪廓線外四周5 m以上，參照淮南礦區(qū)其他礦13槽煤的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，每個(gè)斷面布置28個(gè)鉆孔，分4排布置，每排7個(gè)。

根據(jù)礦壓理論，受掘進(jìn)工程擾動(dòng)的影響，掘進(jìn)迎頭前方煤體的應(yīng)力狀態(tài)可分為三種類型，即：卸壓帶、集中應(yīng)力帶以及原始應(yīng)力帶。卸壓帶內(nèi)煤巖體的應(yīng)力降低，瓦斯壓力減小，對(duì)突出防護(hù)工作來說可起到保護(hù)作用；集中應(yīng)力帶內(nèi)煤巖體的應(yīng)力升高，瓦斯壓力增大、滲透性低，是瓦斯突出的危險(xiǎn)地帶。超前鉆孔的作用，就是穿過集中應(yīng)力帶，通過鉆孔的排放，降低集中應(yīng)力帶的瓦斯含量及瓦斯壓力，并通過鉆孔卸壓的作用，增大瓦斯的滲透系數(shù)，同時(shí)超前鉆孔延伸到卸壓帶，可使集中應(yīng)力帶的圍巖應(yīng)力向煤體深部轉(zhuǎn)移，擴(kuò)大卸壓帶的范圍，形成更大范圍的突出保護(hù)區(qū)。這就是超前鉆孔防突的原理。

3 有效排放半徑的測(cè)定

目前，我國(guó)煤礦中普遍采用的超前鉆孔有效排放半徑測(cè)定方法主要有三種，即：瓦斯壓力測(cè)定法、瓦斯流量測(cè)定法以及鉆屑量與鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法。由于謝橋礦13槽煤賦存條件比較穩(wěn)定，結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況，選擇瓦斯流量測(cè)定法對(duì)超前鉆孔的有效排放半徑進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定方法如下。

測(cè)量孔的自然瓦斯涌出流量測(cè)定完成后，用Φ90 mm的鉆頭在選定位置施工考察孔，孔深10 m，施工完畢后再用封孔器和多級(jí)流量計(jì)測(cè)定測(cè)量孔的瓦斯流量，測(cè)量方法相同，連續(xù)測(cè)定2 h。測(cè)量孔瓦斯流量在考察孔施工前后的變化情況如表1所示。

由表1中數(shù)據(jù)可知，測(cè)量孔瓦斯涌出量在施工考察孔后，增加百分比的基本趨勢(shì)為：與距離考察孔的距離成反比，與時(shí)間成反比。

4 超前鉆孔布置優(yōu)化

設(shè)計(jì)超前鉆孔布置的初始方案時(shí)，有效排放半徑按0.8 m計(jì)算，而實(shí)際測(cè)量的結(jié)果顯示，Φ90 mm超前鉆孔的有效排放半徑為1.2 m。因此，可以在保證抽采效果的同時(shí)，減少超前鉆孔的布置數(shù)量。

優(yōu)化布置方式后，超前鉆孔的數(shù)量為15個(gè)，較之前減少了13個(gè)，將近一半。在確保安全的同時(shí)，大大減小了防突工程量，增加了巷道的掘進(jìn)速度。

參考文獻(xiàn)

[1] 方偉.優(yōu)化超前鉆孔布置實(shí)現(xiàn)突出煤層快速掘進(jìn)的探討[J].煤礦安全，2007，7.

[2] 閔瑞.超前鉆孔有效排放半徑的測(cè)定技術(shù)應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，1.endprint

摘 要：淮南礦區(qū)謝橋煤礦1232（3）煤層具有突出危險(xiǎn)，兩巷掘進(jìn)時(shí)采用頂板高位鉆孔、沿煤層鉆孔和穿層鉆孔等方式進(jìn)行瓦斯抽采，抽采鉆孔的大量布置影響著巷道掘進(jìn)速度。本文在結(jié)合工程條件，對(duì)超前鉆孔有效排放半徑進(jìn)行測(cè)定，在此基礎(chǔ)上提出了鉆孔布置的優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：瓦斯突出 超前鉆孔 有效排放半徑 布置優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TD713 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）08（c）-0085-01

謝橋礦1232（3）工作面為西二與西一西采區(qū)聯(lián)合開采的13-1煤三階段，主采煤層為突出危險(xiǎn)煤層，具有高瓦斯和高沖擊礦壓傾向性。因此，在工作面順槽掘進(jìn)過程中，采取有效的防突措施是至關(guān)重要的，也是十分必要的。

實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐表明，煤層瓦斯預(yù)抽在強(qiáng)制性區(qū)域防突方面可取得良好的效果，在淮南礦區(qū)已作為防突的關(guān)鍵措施得到廣泛采用。由于淮南礦區(qū)煤層普遍具有低滲透性，因此采用了頂板高位鉆孔、沿煤層鉆孔和穿層鉆孔等多種抽采方式確保瓦斯的抽采效果。然而，布置大量的抽采鉆孔雖保障了礦井的安全生產(chǎn)，卻也降低了采區(qū)的準(zhǔn)備速度，制約著工作面的接替。因此，如何在保證抽采效果的同時(shí)，降低鉆孔的布置數(shù)量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)巷道的快速掘進(jìn)顯得尤為重要。

對(duì)于超前鉆孔來說，有效排放半徑是指其在徑向上能夠消除突出危險(xiǎn)的最大范圍。有效排放半徑作為防突措施的重要參數(shù)，指導(dǎo)著超前鉆孔的布置方式。因此，準(zhǔn)確的測(cè)定超前鉆孔的有效排放半徑，可指導(dǎo)超前鉆孔布置方式的優(yōu)化，不僅能夠確保防突效果，同時(shí)能夠加快突出煤層巷道的掘進(jìn)速度。

1 工程概況

謝橋礦1232（3）工作面回風(fēng)順槽煤層底板標(biāo)高為-463.6～-524.4 m，運(yùn)輸順槽煤層底板標(biāo)高為-521.0～-555.3 m。西起F5斷層（礦井邊界），東至F6斷層。工作面北邊1222（3）W、1222（3），東邊1231（3）工作面已回采完畢。開采水平為-610 m，地面標(biāo)高為+21.6～+27.0m。走向長(zhǎng)度為3015.2m，傾斜長(zhǎng)為119.0～234.3m，煤層平均傾角為14.8°，煤厚為0.2～6.0m，平均煤厚為4.65米。老頂為細(xì)砂巖，厚度為5.26m，呈灰白～灰色，局部夾泥巖；直接頂為泥巖及13-2煤，厚度為2.05m，呈淺灰～灰色；13-2煤為黑色；直接底為砂質(zhì)泥巖，厚度為4.1m，呈淺灰～灰色，致密。

1232（3）上順槽為沿空巷道，下順槽為實(shí)體巷道，為滿足回采期間通風(fēng)、運(yùn)輸需要，斷面形狀設(shè)計(jì)為直角梯形，其斷面尺寸：凈寬×中高=5.0m×3.0m，S凈=15.0m2。采用走向長(zhǎng)壁、大采高一次采全高綜合機(jī)械化采煤法，區(qū)內(nèi)后退式回采，全部垮落法處理采空區(qū)。

2 超前鉆孔布置及防突原理

由于1232（3）工作面煤層具有突出危險(xiǎn)，為抽采瓦斯，結(jié)合淮南礦區(qū)其他煤礦13槽煤兩巷支護(hù)經(jīng)驗(yàn)，參照《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》，兩巷掘進(jìn)過程中的超前鉆孔布置方式為以下幾點(diǎn)。

鉆孔直徑為90 mm，孔深12 m，超前迎頭的距離為5 m以上，為使鉆孔在巷道斷面上的控制范圍達(dá)到其輪廓線外四周5 m以上，參照淮南礦區(qū)其他礦13槽煤的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，每個(gè)斷面布置28個(gè)鉆孔，分4排布置，每排7個(gè)。

根據(jù)礦壓理論，受掘進(jìn)工程擾動(dòng)的影響，掘進(jìn)迎頭前方煤體的應(yīng)力狀態(tài)可分為三種類型，即：卸壓帶、集中應(yīng)力帶以及原始應(yīng)力帶。卸壓帶內(nèi)煤巖體的應(yīng)力降低，瓦斯壓力減小，對(duì)突出防護(hù)工作來說可起到保護(hù)作用；集中應(yīng)力帶內(nèi)煤巖體的應(yīng)力升高，瓦斯壓力增大、滲透性低，是瓦斯突出的危險(xiǎn)地帶。超前鉆孔的作用，就是穿過集中應(yīng)力帶，通過鉆孔的排放，降低集中應(yīng)力帶的瓦斯含量及瓦斯壓力，并通過鉆孔卸壓的作用，增大瓦斯的滲透系數(shù)，同時(shí)超前鉆孔延伸到卸壓帶，可使集中應(yīng)力帶的圍巖應(yīng)力向煤體深部轉(zhuǎn)移，擴(kuò)大卸壓帶的范圍，形成更大范圍的突出保護(hù)區(qū)。這就是超前鉆孔防突的原理。

3 有效排放半徑的測(cè)定

目前，我國(guó)煤礦中普遍采用的超前鉆孔有效排放半徑測(cè)定方法主要有三種，即：瓦斯壓力測(cè)定法、瓦斯流量測(cè)定法以及鉆屑量與鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法。由于謝橋礦13槽煤賦存條件比較穩(wěn)定，結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況，選擇瓦斯流量測(cè)定法對(duì)超前鉆孔的有效排放半徑進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定方法如下。

測(cè)量孔的自然瓦斯涌出流量測(cè)定完成后，用Φ90 mm的鉆頭在選定位置施工考察孔，孔深10 m，施工完畢后再用封孔器和多級(jí)流量計(jì)測(cè)定測(cè)量孔的瓦斯流量，測(cè)量方法相同，連續(xù)測(cè)定2 h。測(cè)量孔瓦斯流量在考察孔施工前后的變化情況如表1所示。

由表1中數(shù)據(jù)可知，測(cè)量孔瓦斯涌出量在施工考察孔后，增加百分比的基本趨勢(shì)為：與距離考察孔的距離成反比，與時(shí)間成反比。

4 超前鉆孔布置優(yōu)化

設(shè)計(jì)超前鉆孔布置的初始方案時(shí)，有效排放半徑按0.8 m計(jì)算，而實(shí)際測(cè)量的結(jié)果顯示，Φ90 mm超前鉆孔的有效排放半徑為1.2 m。因此，可以在保證抽采效果的同時(shí)，減少超前鉆孔的布置數(shù)量。

優(yōu)化布置方式后，超前鉆孔的數(shù)量為15個(gè)，較之前減少了13個(gè)，將近一半。在確保安全的同時(shí)，大大減小了防突工程量，增加了巷道的掘進(jìn)速度。

參考文獻(xiàn)

[1] 方偉.優(yōu)化超前鉆孔布置實(shí)現(xiàn)突出煤層快速掘進(jìn)的探討[J].煤礦安全，2007，7.

[2] 閔瑞.超前鉆孔有效排放半徑的測(cè)定技術(shù)應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，1.endprint

摘 要：淮南礦區(qū)謝橋煤礦1232（3）煤層具有突出危險(xiǎn)，兩巷掘進(jìn)時(shí)采用頂板高位鉆孔、沿煤層鉆孔和穿層鉆孔等方式進(jìn)行瓦斯抽采，抽采鉆孔的大量布置影響著巷道掘進(jìn)速度。本文在結(jié)合工程條件，對(duì)超前鉆孔有效排放半徑進(jìn)行測(cè)定，在此基礎(chǔ)上提出了鉆孔布置的優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：瓦斯突出 超前鉆孔 有效排放半徑 布置優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TD713 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）08（c）-0085-01

謝橋礦1232（3）工作面為西二與西一西采區(qū)聯(lián)合開采的13-1煤三階段，主采煤層為突出危險(xiǎn)煤層，具有高瓦斯和高沖擊礦壓傾向性。因此，在工作面順槽掘進(jìn)過程中，采取有效的防突措施是至關(guān)重要的，也是十分必要的。

實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐表明，煤層瓦斯預(yù)抽在強(qiáng)制性區(qū)域防突方面可取得良好的效果，在淮南礦區(qū)已作為防突的關(guān)鍵措施得到廣泛采用。由于淮南礦區(qū)煤層普遍具有低滲透性，因此采用了頂板高位鉆孔、沿煤層鉆孔和穿層鉆孔等多種抽采方式確保瓦斯的抽采效果。然而，布置大量的抽采鉆孔雖保障了礦井的安全生產(chǎn)，卻也降低了采區(qū)的準(zhǔn)備速度，制約著工作面的接替。因此，如何在保證抽采效果的同時(shí)，降低鉆孔的布置數(shù)量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)巷道的快速掘進(jìn)顯得尤為重要。

對(duì)于超前鉆孔來說，有效排放半徑是指其在徑向上能夠消除突出危險(xiǎn)的最大范圍。有效排放半徑作為防突措施的重要參數(shù)，指導(dǎo)著超前鉆孔的布置方式。因此，準(zhǔn)確的測(cè)定超前鉆孔的有效排放半徑，可指導(dǎo)超前鉆孔布置方式的優(yōu)化，不僅能夠確保防突效果，同時(shí)能夠加快突出煤層巷道的掘進(jìn)速度。

1 工程概況

謝橋礦1232（3）工作面回風(fēng)順槽煤層底板標(biāo)高為-463.6～-524.4 m，運(yùn)輸順槽煤層底板標(biāo)高為-521.0～-555.3 m。西起F5斷層（礦井邊界），東至F6斷層。工作面北邊1222（3）W、1222（3），東邊1231（3）工作面已回采完畢。開采水平為-610 m，地面標(biāo)高為+21.6～+27.0m。走向長(zhǎng)度為3015.2m，傾斜長(zhǎng)為119.0～234.3m，煤層平均傾角為14.8°，煤厚為0.2～6.0m，平均煤厚為4.65米。老頂為細(xì)砂巖，厚度為5.26m，呈灰白～灰色，局部夾泥巖；直接頂為泥巖及13-2煤，厚度為2.05m，呈淺灰～灰色；13-2煤為黑色；直接底為砂質(zhì)泥巖，厚度為4.1m，呈淺灰～灰色，致密。

1232（3）上順槽為沿空巷道，下順槽為實(shí)體巷道，為滿足回采期間通風(fēng)、運(yùn)輸需要，斷面形狀設(shè)計(jì)為直角梯形，其斷面尺寸：凈寬×中高=5.0m×3.0m，S凈=15.0m2。采用走向長(zhǎng)壁、大采高一次采全高綜合機(jī)械化采煤法，區(qū)內(nèi)后退式回采，全部垮落法處理采空區(qū)。

2 超前鉆孔布置及防突原理

由于1232（3）工作面煤層具有突出危險(xiǎn)，為抽采瓦斯，結(jié)合淮南礦區(qū)其他煤礦13槽煤兩巷支護(hù)經(jīng)驗(yàn)，參照《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》，兩巷掘進(jìn)過程中的超前鉆孔布置方式為以下幾點(diǎn)。

鉆孔直徑為90 mm，孔深12 m，超前迎頭的距離為5 m以上，為使鉆孔在巷道斷面上的控制范圍達(dá)到其輪廓線外四周5 m以上，參照淮南礦區(qū)其他礦13槽煤的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，每個(gè)斷面布置28個(gè)鉆孔，分4排布置，每排7個(gè)。

根據(jù)礦壓理論，受掘進(jìn)工程擾動(dòng)的影響，掘進(jìn)迎頭前方煤體的應(yīng)力狀態(tài)可分為三種類型，即：卸壓帶、集中應(yīng)力帶以及原始應(yīng)力帶。卸壓帶內(nèi)煤巖體的應(yīng)力降低，瓦斯壓力減小，對(duì)突出防護(hù)工作來說可起到保護(hù)作用；集中應(yīng)力帶內(nèi)煤巖體的應(yīng)力升高，瓦斯壓力增大、滲透性低，是瓦斯突出的危險(xiǎn)地帶。超前鉆孔的作用，就是穿過集中應(yīng)力帶，通過鉆孔的排放，降低集中應(yīng)力帶的瓦斯含量及瓦斯壓力，并通過鉆孔卸壓的作用，增大瓦斯的滲透系數(shù)，同時(shí)超前鉆孔延伸到卸壓帶，可使集中應(yīng)力帶的圍巖應(yīng)力向煤體深部轉(zhuǎn)移，擴(kuò)大卸壓帶的范圍，形成更大范圍的突出保護(hù)區(qū)。這就是超前鉆孔防突的原理。

3 有效排放半徑的測(cè)定

目前，我國(guó)煤礦中普遍采用的超前鉆孔有效排放半徑測(cè)定方法主要有三種，即：瓦斯壓力測(cè)定法、瓦斯流量測(cè)定法以及鉆屑量與鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法。由于謝橋礦13槽煤賦存條件比較穩(wěn)定，結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況，選擇瓦斯流量測(cè)定法對(duì)超前鉆孔的有效排放半徑進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定方法如下。

測(cè)量孔的自然瓦斯涌出流量測(cè)定完成后，用Φ90 mm的鉆頭在選定位置施工考察孔，孔深10 m，施工完畢后再用封孔器和多級(jí)流量計(jì)測(cè)定測(cè)量孔的瓦斯流量，測(cè)量方法相同，連續(xù)測(cè)定2 h。測(cè)量孔瓦斯流量在考察孔施工前后的變化情況如表1所示。

由表1中數(shù)據(jù)可知，測(cè)量孔瓦斯涌出量在施工考察孔后，增加百分比的基本趨勢(shì)為：與距離考察孔的距離成反比，與時(shí)間成反比。

4 超前鉆孔布置優(yōu)化

設(shè)計(jì)超前鉆孔布置的初始方案時(shí)，有效排放半徑按0.8 m計(jì)算，而實(shí)際測(cè)量的結(jié)果顯示，Φ90 mm超前鉆孔的有效排放半徑為1.2 m。因此，可以在保證抽采效果的同時(shí)，減少超前鉆孔的布置數(shù)量。

優(yōu)化布置方式后，超前鉆孔的數(shù)量為15個(gè)，較之前減少了13個(gè)，將近一半。在確保安全的同時(shí)，大大減小了防突工程量，增加了巷道的掘進(jìn)速度。

參考文獻(xiàn)

[1] 方偉.優(yōu)化超前鉆孔布置實(shí)現(xiàn)突出煤層快速掘進(jìn)的探討[J].煤礦安全，2007，7.

[2] 閔瑞.超前鉆孔有效排放半徑的測(cè)定技術(shù)應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，1.endprint