平煤八礦新副井戊二軌道上山石門揭煤設(shè)計畢業(yè)設(shè)計樣本

平煤八礦新副井戊二軌道上山石門揭煤設(shè)計摘要：在煤與瓦斯突出礦井中，石門揭突出煤層危險性大，時間特別長，是礦井安全技術(shù)重點和采掘布置瓶頸工程。本文闡述了國內(nèi)外關(guān)于煤與瓦斯突出機理綜合學(xué)說，詳細分析了石門揭煤突出原理，涉及其突出影響因素、發(fā)生條件、突出煤體力學(xué)特性與瓦斯流動規(guī)律，之后對通過對平行布孔抽放瓦斯、扇形布孔抽放瓦斯、交叉布孔抽放瓦斯比較，提出平煤八礦戊9-10煤層揭煤方案——石門短導(dǎo)硐、交叉布孔抽放瓦斯和震動放炮相結(jié)合揭煤辦法。并按《防治煤與瓦斯突出細則》制定了“四位一體”防突辦法及有關(guān)安全防護及防突辦法。核心詞：煤與瓦斯突出，石門揭煤，突出機理，短導(dǎo)硐揭煤技術(shù)DesignofCross-cutCrossingSeamatNewAuxiliaryShaftRailRaiseinPingmeiCorporation8MineAbstract：Intheminewhichgushthecoalandgas,rockcrosscutvuncoversthecoalprominentcoalbedseriousrisk,thetimeexepectlong，itistheminesecuritytechnologykeypointandtheexcavationdeploymentbottleneckproject.Thisarticleelaborateddomesticandforeignaboutcoalandgasprominenttheory，multianalysisrockcrosscuthasuncoveredthecoalprominentprinciple,includingitsprominentinfluencefactor,hasthecondition,theprominentcoalbodymechanicscharacteristicandthegasmobilerule,tothroughtoparalleclothKongPullsandputsthegasfan-shapedclothKongPullsoutputsthegas，overlappingclothholepullsoutputthegascomparesafterwards,proposedtheevencoaleightoresfifthheavenlystems9-10coalbeduncoverscoalplan-rockcrosscutshorttoleaduncoversthecoalmeasurewhichhole,overlappingclothholePullsoutputs.Thegasandthevibrationfiresagununifies.Andformulated“afourbody”accordingto“PreventingandcontrollingCoalangGasProminentRegulation”toguardagainstsuddenlythemeasureandthecorrelationsecurityprotectionandguardsagainstsuddenlythemeasure.Keywords：Coalandgasprominent；rockcrosscutuncoversthecoal；prominenttheory；shortholetoleaduncoversthecoalmeasure.目錄1緒論 11.1前言 11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 21.2.1煤與瓦斯突出機理研究現(xiàn)狀 21.2.2煤與瓦斯突出預(yù)測研究現(xiàn)狀 41.2.3石門揭煤工作面突出機理 51.2.4石門揭煤研究現(xiàn)狀 62實驗區(qū)概況 102.1礦井概述 102.2實驗區(qū)概況 112.2.1揭煤地點概況 112.2.2瓦斯地質(zhì)狀況 122.2.3瓦斯地質(zhì)分析 133揭煤工作面突出危險性預(yù)測 143.1實驗區(qū)瓦斯地質(zhì)特 143.2前探鉆孔 143.3煤層壓力測定 163.4石門揭煤工作面突出危險性分析 174石門揭煤技術(shù)方案及參數(shù) 184.1石門揭煤預(yù)留巖柱厚度擬定 184.2石門揭煤防突辦法選定 204.3短導(dǎo)硐施工方案 234.4抽放鉆孔布置方式 234.4.1抽放鉆孔布置方式選取 234.4.2交叉鉆孔布孔方式 264.4.3抽放鉆孔施工規(guī)定 264.4.4抽放鉆孔工藝 274.4.5抽放鉆孔安全技術(shù)辦法 284.6揭煤爆破技術(shù)方案 285安全巖柱和效果檢查 325.1突防效果檢查 325.2預(yù)留巖柱厚度控制 335.3炮前防突辦法效果檢查 336防突系統(tǒng)和安全防護 356.1通風(fēng)系統(tǒng) 356.1.1通風(fēng)系統(tǒng)與局部通風(fēng) 356.1.2反向風(fēng)門 356.2監(jiān)測監(jiān)控 356.3安全防護 366.3.1壓風(fēng)自救系統(tǒng) 366.3.2隔爆水槽 366.3.3綜合防塵 366.3.4其他 366.4供電及停電 376.5揭煤放炮眼布置 376.5.1炮眼布置 376.5.2爆破網(wǎng)絡(luò)計算 376.7震動放炮安全技術(shù)辦法 386.7.1爆破器材 386.7.2打眼與裝藥 396.7.3爆破 396.7.4其他 406.8避災(zāi)路線 416.9組織管理 416.10進入煤層掘進期間防突辦法 426.11防瓦斯超限 437過煤門施工辦法 447.1辦法選定 447.2辦法技術(shù)參數(shù)擬定 447.3辦法實行詳細規(guī)定 447.4辦法效果檢查 457.4.1瓦斯涌出初速度q值測試環(huán)節(jié) 467.4.2鉆屑瓦斯解吸量指標測定辦法和環(huán)節(jié) 467.4.3臨界值及判斷 467.4.4效檢時 467.4.5效檢后 46結(jié)論 47道謝 48參照文獻 491緒論1.1前言煤炭是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展基本，在國內(nèi)一次能源生產(chǎn)和消費構(gòu)造中始終占70%左右。據(jù)預(yù)測，到煤炭將占60%左右，2050年將占50％以上，在相稱長時期內(nèi)，煤炭仍將是國內(nèi)重要能源。當(dāng)前迅速增長經(jīng)濟，對煤炭工業(yè)發(fā)展提出了更高規(guī)定。國內(nèi)煤礦重要是井工開采，生產(chǎn)環(huán)境條件復(fù)雜，與其他行業(yè)相比，煤礦安全尤為重要。安全是煤炭生產(chǎn)頭等大事，安全對煤炭生產(chǎn)起著保證、支撐和推動作用，是煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展前提。當(dāng)前，隨著煤礦開采深度延伸和開采強度加大，地壓和瓦斯涌出量越來越大，突出危險性也不斷加大。在很短時間內(nèi)，從煤(巖)壁內(nèi)部向采掘工作間突然噴出煤(巖)和瓦斯現(xiàn)象，即煤(巖)與瓦斯突出，它是一種伴有聲響和劇烈能效應(yīng)動力現(xiàn)象，能摧毀井巷設(shè)施、破壞礦井通風(fēng)系統(tǒng)，使井巷布滿瓦斯和煤(巖)拋出物，導(dǎo)致人員窒息、煤流埋人，甚至也許引起瓦斯爆炸與火災(zāi)事故，導(dǎo)致產(chǎn)中斷。因而，煤與瓦斯突出是煤礦最嚴重自然災(zāi)害之一，嚴重威脅著煤礦安全生產(chǎn)，制約著國內(nèi)煤炭工業(yè)發(fā)展。從1834年3月22日法國魯阿爾煤田依薩克礦井發(fā)生了世界上有記載第一次突出至今，己發(fā)生過突出國家有法國、前蘇聯(lián)、中華人民共和國、波蘭、日本、美國等20各種國家和地區(qū)。據(jù)不完全記錄，截止1981年發(fā)生突出次數(shù)已超過3萬次，其中強度最大一次突出發(fā)生在1969年7月13日前蘇聯(lián)頓巴斯礦區(qū)加加林礦井，突出煤14200t，噴出瓦斯達250萬m3。國內(nèi)是世界上煤與瓦斯突出最嚴重國家之一，其特點是突出礦井分布面廣，且分布于不同類型煤層，突出礦井始突深度不一，中小型突出占較大多數(shù)，大強度突出次數(shù)也不少；在區(qū)域上體現(xiàn)為南北均有分布，但南強北弱。建國后，第一次煤與瓦斯突出于1950年4月20日發(fā)生在遼源礦務(wù)局富國礦西二坑，此后，隨著國內(nèi)煤炭工業(yè)迅猛發(fā)展，老礦井開采愈來愈深，新礦井又不斷增多，突出礦井也日益增多，不但突出次數(shù)大幅度增長，并且其突出強度也在提高，其中最大一次突出發(fā)生在1975年8月8日天府礦務(wù)局三匯壩一礦主平銅震動性放炮揭穿6號煤層時，突出煤巖12780t，突出瓦斯140萬m3，居世界第二。1988年10月16日南桐魚田堡煤礦二水平東翼三采區(qū)+20m石門，打震動炮眼時發(fā)生自行沖破巖柱突出。突出煤炭8765噸，巖石61m3，瓦斯201萬m3，煤粉堵塞巷道1388m，瓦斯逆流1846m。近些年來，國內(nèi)煤礦安全生產(chǎn)形勢日益嚴峻，煤礦安全事故也層出不窮，80%以上都是瓦斯事故，其中以石門揭煤突出最為嚴重，導(dǎo)致了大量人員傷亡和財產(chǎn)損失。截止，國有重點煤礦中，有高瓦斯礦井152處、煤與瓦斯突出礦井154處，高瓦斯、突出礦井?dāng)?shù)量約占49.8%，煤炭產(chǎn)量約占42%，45戶安全重點監(jiān)控公司中，有高瓦斯、突出礦井250處，其礦井?dāng)?shù)量和產(chǎn)量分別占60.2%.、60.6%3。對于煤與瓦斯突出，特別是石門揭煤突出，各國都投入了大量人力、物力、財力，許多國家還建立了專門研究機構(gòu)，專門研究其機理和防治工作；由于石門揭煤突出強度大，波及范疇廣，導(dǎo)致破壞嚴重，能給礦井帶來毀滅性劫難；同步，由于石門揭煤其施工工藝特殊性，揭穿突出煤層全過程均有突出危險，并也許發(fā)生持續(xù)突出、延期突出和自行揭開突出，比普通類型突出對人身安全危害更大，因此個別突出礦井不惜多掘數(shù)百米煤層巷道來繞過石門直接揭煤這個攔路虎，揮霍了大量工程費用，多數(shù)礦井在嚴重突出煤層石門揭煤過程中，為防治突出，防突辦法步步設(shè)防，執(zhí)行辦法占用時間長，導(dǎo)致生產(chǎn)接替十分緊張，礦井發(fā)展步履維艱，經(jīng)濟形勢特別困難。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1煤與瓦斯突出機理研究現(xiàn)狀煤礦開采過程中，直到十六世紀末，在煤礦井工開采中，才遇到有害氣體，到十八世紀初期英國有深井開始發(fā)生甲烷爆炸。隨著工業(yè)發(fā)展，煤炭開采日益加劇，礦井瓦斯事故也日益加劇，引起了世界各采煤國家密切關(guān)注，研究工作也獲得了一定成果，但由于突出機理復(fù)雜多樣性，迄今為止形成了各種假說，國外重要存在三種假說，分別是瓦斯作用說、地應(yīng)力說和綜合伙用說。（1）瓦斯作用說：該學(xué)說以為，煤內(nèi)存儲高壓瓦斯是突出中起重要作用因素，在此類假說中“瓦斯包”說占重要地位，它以為在煤層中存在著瓦斯壓力與瓦斯含量比臨近區(qū)域高得多煤窩，即瓦斯包，其中煤松軟、孔隙與裂隙發(fā)育它具備較大存儲瓦斯能力，被透氣性差煤所包圍，存儲著高壓瓦斯：當(dāng)巷道揭穿“瓦斯包”時，在瓦斯壓力作用下將松軟煤窩破碎并拋出而形成煤與瓦斯突出。另一類瓦斯作用說以為，甲烷在煤中以不穩(wěn)定化合物形式存在，例如有多聚甲烷或結(jié)晶水化物存在，或者煤可以自然地分解并放出大量瓦斯，當(dāng)巷道揭開飽含不穩(wěn)定化合物煤區(qū)時，因溫度上升或瓦斯壓力下降，促使它們急劇地分解，放出大量瓦斯并夾帶著煤噴出。（2）地應(yīng)力說：該學(xué)說以為，突出重要是高地應(yīng)力作用成果。然而對高地應(yīng)力構(gòu)成又有不同說法，一種以為除自重應(yīng)力外還存在著地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力，當(dāng)巷道接近存儲構(gòu)造應(yīng)變能高硬而厚巖層時，后者將像彈簧同樣地伸張，將煤破壞和粉碎，從而引起瓦斯激烈涌出而形成突出；另一種以為采掘工作面前方存在著應(yīng)力集中，當(dāng)彈性厚頂板懸頂過長或突然冒落時，也許產(chǎn)生附加應(yīng)力，在集中應(yīng)力作用下，煤發(fā)生破壞和破碎時，隨著著大量瓦斯涌出而構(gòu)成突出。（3）綜合伙用說：該學(xué)說以為突出是地應(yīng)力、瓦斯、煤力學(xué)性質(zhì)等因素綜合伙用成果。由于它較全面地考慮了動力與阻力兩個方面因素，因而得到各界學(xué)者普遍承認，在綜合伙用說各種說法中又以蘇聯(lián)B.B.霍多特能量假說影響最大，她以為，突出是煤變形潛能W和瓦斯內(nèi)能突然釋放所引起近工面煤體高速破碎，并推斷出激發(fā)突出三個條件，可表述為如下三個公式：：①激發(fā)突出第一條件：對于回采W+Э>F+U(1—1)對于掘進W>F+U(1—2)對于石門揭煤W+Q>F+U(1—3)式中：W——煤變形潛能；Э——頂巖石動能；Q——煤內(nèi)游歷瓦斯所含內(nèi)能；F——煤向巷道移動功；U——煤破碎功。②激發(fā)突出第二條件：Vp>Vx(1—4)式中：Vp—煤破碎速度；Vx—煤裂隙中瓦斯壓力下降速度，取決于煤裂隙性。③激發(fā)突出第三條件：規(guī)定在煤破碎完畢之前，瓦斯壓力應(yīng)保持在比己破碎煤拋出阻力更大水平上，即：P>(m/s)*[g(f*cosasina)+a](1-5)式中：s—煤破碎區(qū)段橫段面積；f—煤沿某一表面移動時該面摩擦系數(shù)；a—煤沿某一表面移動時該面與水平面所成傾角；g—重力加速度；m—煤質(zhì)量；a—為了把煤拋出必要給煤加速度；—煤移動方向向上拋出時取“+”，反之取“一”。測算表白，在瓦斯礦井中，激發(fā)突出第二與第三條件事實上總是可以滿足，故能否滿足第一條件便成為發(fā)生突出重要而必須條件?；舳嗵匾詾?，只有當(dāng)煤中應(yīng)力狀態(tài)突然變化時，煤層也許產(chǎn)生高速破碎，下述因素可以引起煤中應(yīng)力狀態(tài)突然變化：煤層中堅硬區(qū)段或堅硬包裹體承載能力以脆性破壞形式消失了；圍巖作用于煤層動載荷；放炮落煤時，巷道迅速進入煤層；放炮揭開煤層。地應(yīng)力與瓦斯壓力在上述過程中起到本質(zhì)作用，而煤和圍巖構(gòu)造非勻質(zhì)性是突出最普遍因素。1.2.2煤與瓦斯突出預(yù)測研究現(xiàn)狀各國對于突出預(yù)測研究，重要是以突出綜合伙用假說來進行，環(huán)繞地應(yīng)力、煤層瓦斯壓力與含量及煤地力學(xué)性質(zhì)等因素開展實驗和現(xiàn)場實驗工作。其中，前蘇聯(lián)在煤與瓦斯突出防治方面做了大量研究工作，并且研究成果居世界領(lǐng)先水平，建立了較完善突出危險性預(yù)測體系，涉及區(qū)域性預(yù)測、局部性預(yù)測以及工作面預(yù)測，頓涅茲克工學(xué)院研究運用煤體兩個重要變形指標彈性模量E和剪切模量G來擬定煤層突出危險性，研究對180個煤層進行了采樣，涉及頓涅茲克、馬凱耶夫、蘇維埃和奧爾忠尼啟澤等幾種煤炭聯(lián)合公司所屬礦井65個突出危險煤層。關(guān)于煤樣縱向和橫向彈性波傳播速度測定，則運用煤層中涌出氦體積或氖濃度變化預(yù)測，此外，前蘇聯(lián)重要煤田還研究出了石門揭煤預(yù)測突出危險性指標，如沃爾庫京斯基、諾里利斯基、薩哈林以及近海某些煤田，當(dāng)測定瓦斯壓力高于1Mpa時則以為揭煤處有危險。在不斷完善突出跟蹤預(yù)測基本上，有些國家已經(jīng)開展了研究瓦斯突出動態(tài)預(yù)測技術(shù)和突出危險區(qū)域預(yù)測技術(shù)。如：俄羅斯己建立了區(qū)域預(yù)測預(yù)報專家系統(tǒng)，將突出煤層劃分為突出危險區(qū)(占突出煤層面積20%～30%)和非突出危險區(qū)(占突出煤層面積70%～80%)，從而解放了一大片煤層，減少了防突工作量；德國應(yīng)用V30等瓦斯涌出動態(tài)參數(shù)持續(xù)預(yù)報突出，己有較成熟經(jīng)驗總來說對瓦斯突出預(yù)測已初步形成了某些卓有成效辦法，并在實際使用中獲得了一定地成效。將其按預(yù)測范疇大小可歸納為三類：一是區(qū)域性預(yù)測，它重要是擬定煤田、井田、煤層和采掘區(qū)域突出危險性；二是局部性預(yù)測，它是在區(qū)域性預(yù)測基本上，依照鉆探或物探、采掘工程等資料，進一步對局部地區(qū)或地點突出危險性做出評價；三是工作面預(yù)測，它是在區(qū)域性預(yù)測和局部性預(yù)測基本上，依照突出預(yù)兆各種異常效應(yīng)，如聲、電、磁、熱等，對突出危險性進行警報。國內(nèi)突出危險性預(yù)測辦法分為區(qū)域突出危險性預(yù)測和工作面預(yù)測兩種，區(qū)域突出危險性預(yù)測，即區(qū)域預(yù)測，用于預(yù)測煤層和煤層區(qū)域(涉及井田、新水平和新采區(qū))突出危險性，在地質(zhì)勘探、新井建設(shè)、新水平和新采區(qū)開拓和準備時進行；工作面預(yù)測又叫點預(yù)測、尋常預(yù)測，用于工作面煤(巖)層突出危險性預(yù)測，它涉及石門揭煤、煤巷掘進和回采工作面突出危險性預(yù)測。其相應(yīng)地機理為：區(qū)域性預(yù)測多以瓦斯地質(zhì)動力因素、現(xiàn)場測定瓦斯壓力及實驗室測定煤突出傾向性參數(shù)，采掘集中應(yīng)力等作為判斷突出危險性和劃分突出危險性重要手段；在工作面預(yù)測方面，重要以當(dāng)時地應(yīng)力、瓦斯與煤(巖)物理力學(xué)性質(zhì)分布狀態(tài)作為判斷根據(jù)在石門揭煤瓦斯突出危險性預(yù)測上，國內(nèi)重要采用綜合指標法和鉆屑瓦斯解吸指標法來實既有效突出危險性預(yù)測。此外，尚有用于區(qū)域性預(yù)測所采用單項指標法和綜合指標法，在煤巷掘進工作面采用鉆孔瓦斯涌出初速度法、R值指標法和鉆屑指標法等等，這些都需要現(xiàn)場實突出臨界值，有依賴現(xiàn)場經(jīng)驗?zāi)承?.2.3石門揭煤工作面突出機理瓦斯對煤巖體變形有很大影響。一是含瓦斯煤巖體骨架變形是由有效應(yīng)力控制，瓦斯壓力使煤巖體產(chǎn)生拉伸變形，瓦斯影響煤巖體骨架內(nèi)部裂紋及孔隙張開、閉合。二是瓦斯使煤巖體應(yīng)力——應(yīng)變關(guān)系發(fā)生變化，從而使煤巖體彈模及抗壓強度等發(fā)生變化。煤體中瓦斯以游離和吸附兩種形態(tài)存在于空隙空間中，吸附量占總量80～90%以上，因而瓦斯解吸將影響瓦斯流動狀況。依照近代巖石變形破壞機理，煤巖變形破壞過程是其內(nèi)部裂紋裂縫發(fā)生發(fā)展起主導(dǎo)作用過程，因而圍壓作用是制止巖石裂紋裂縫發(fā)生發(fā)展，也即制止巖石破壞，而瓦斯壓力力學(xué)作用也相稱于圍壓作用，只但是瓦斯壓力增長相稱于圍壓減少。實驗室宏觀實驗得出瓦斯壓力對煤巖力學(xué)響應(yīng)和力學(xué)性質(zhì)影響涉及了吸附和游離瓦斯共同作用，對于單一煤種吸附量受瓦斯壓力影響。煤巖體強度將隨瓦斯壓力增長而減少；瓦斯壓力越高，彈性模量越低。通過以上理論分析研究，石門揭煤工作面由巖巷向煤層掘進時，集中應(yīng)力帶逐漸前移至煤巖交界處，爆破作業(yè)使集中應(yīng)力帶處在巨大載荷作用下，導(dǎo)致了疊加于原蠕變變形上流變變形波，煤巖體變形處在峰值強度后，當(dāng)這一變形持續(xù)時間足夠長時，在某方向變形將有也許發(fā)動大強度突出；若巖體局部破碎或巖柱厚度局限性時，甚至?xí)_破巖柱及某些煤體自行揭開突出。如果在震動放炮后，煤體內(nèi)突出準備階段并未完結(jié)，煤層內(nèi)應(yīng)變發(fā)生不穩(wěn)定蠕變，新暴露面附近煤內(nèi)產(chǎn)生能量積累，經(jīng)一定流變時間煤體或未爆巖體處在過載應(yīng)力狀態(tài)時，突然破碎而發(fā)生延期突出。此外，緩傾斜煤層煤門巷道較長，由于煤、巖強度明顯差別，揭開巖蓋后，煤層承受很高應(yīng)力，如果卸壓不充分，含高壓瓦斯煤體強度很低，集中應(yīng)力區(qū)域煤體加速蠕變變形破壞，推垮松弛區(qū)域煤體而發(fā)動持續(xù)突出。依照突出煤層石門揭煤特點，控制石門揭煤各種類型瓦斯突出，一方面必要采用高強度瓦斯抽排辦法，使石門工作面正前全段煤門范疇充分卸壓，這樣，雖然煤巖體變形處在峰值后，進入加速破壞蠕變階段，由于瓦斯充分釋放，煤巖體強度增長，承載能力增強，突出也不能發(fā)生，只能產(chǎn)生片幫等現(xiàn)象；另一方面要控制石門工作面兩側(cè)向正前補給瓦斯，以控制延期突出和過煤門持續(xù)突出。而在震動放炮揭開煤層前一方面要防止石門自行揭開突出，必要通過研究煤巖體力學(xué)性能、煤巖體變形場與瓦斯賦存之間關(guān)系，擬定足夠厚度（即強度）預(yù)留巖柱。1.2.4石門揭煤研究現(xiàn)狀在煤礦生產(chǎn)中，石門揭穿煤層比煤層平巷、上下山和采煤工作面具備最有助于突出發(fā)生與發(fā)展條件，因而它危險性也最大，不但突出強度大、概率高并且典型突出次數(shù)最多，國內(nèi)外最大突出均發(fā)生在石門揭煤時，即在爆破揭開煤層瞬間，由于表層突然破碎，煤體應(yīng)力狀態(tài)和瓦斯賦存狀態(tài)突然變化，富含瓦斯煤層在瓦斯壓力和應(yīng)力作用下，急劇向巷道空間拋出大量煤巖和瓦斯而導(dǎo)致石門揭煤突出嚴重影響了礦井和采區(qū)順利接替，因而始終是防突研究重點。依照石門條件下發(fā)生突出狀況不同，石門突出可分為：爆破揭開石門時突出、延期突出、過煤門時突出和自行沖破巖柱突出，其中以放炮揭開煤層時突出所占比例最大。在這些石門揭煤研究過程中，國內(nèi)外都獲得了寶貴技術(shù)成果。(1)石門揭穿煤層前，必要遵循：①必要打預(yù)測煤層突出危險性鉆孔，控制突出煤層層位前探鉆孔和測定煤層瓦斯壓力鉆孔。預(yù)測煤層突出危險性鉆孔可以和測定瓦斯壓力鉆孔合并，規(guī)定可以確切掌握煤層突出危險性、煤層層位、傾角、厚度、頂?shù)装鍘r性、地質(zhì)構(gòu)造等煤層賦存狀況，為安全巖柱設(shè)計尺寸和安全迅速揭穿煤層提供可靠資料；②前探鉆孔，在石門工作面掘至距煤層(垂距)10m之前，至少打兩個穿透煤層全厚，并進入頂(底)板不少于0.5m鉆孔，詳細記錄巖芯資料。如果遇到地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、巖石破碎地區(qū)，在石門工作面掘至距煤層20m之前，就必要在石門四周外緣5m范疇內(nèi)布置一定數(shù)量鉆孔，保證確切掌握煤層厚度、傾角變化、地質(zhì)構(gòu)造和瓦斯?fàn)顩r等。同步，為防止誤穿煤層，在距煤層垂距5m以上時，可在石門工作面頂(底)部兩側(cè)補打3個直徑為42mm底超前鉆孔，但其超前距離不得不大于2m；③測壓鉆孔，可兼作預(yù)測孔。在石門工作面距煤層5m以外，至少打兩個穿透煤層全厚鉆孔，測定鉆屑量和鉆屑瓦斯解吸指標、煤瓦斯涌出初速度和結(jié)實性系數(shù)等；為精確測到瓦斯壓力值，測壓孔應(yīng)布置在巖層致密完整處，并且測壓孔見煤點與前探鉆孔見煤點之間間距不得不大于5m，否則應(yīng)將后者密封。在近距離煤層群內(nèi)，層間距不大于5m或?qū)娱g巖層破碎時，可測得這些煤層綜合瓦斯壓力；④石門掘進工作面與煤層之間必要留設(shè)一定厚度安全巖柱，巖柱尺寸應(yīng)依照防止突出辦法規(guī)定、巖石性質(zhì)、煤層傾角和地應(yīng)力大小等擬定。但兩者間底最小垂厚應(yīng)為：急傾斜煤層不不大于3m，緩傾斜煤層不得不大于2m；采用震動放炮辦法時，最小垂厚是：急傾斜煤層2m，緩傾斜煤層1.5m.如果巖石松軟、破碎，還應(yīng)當(dāng)恰當(dāng)增長垂距；⑤石門揭穿突出煤層前，若預(yù)測有突出危險時，必要采用防止突出辦法，并經(jīng)效果檢查有效后，方可用震動放炮揭穿煤層；當(dāng)預(yù)測無突出威脅時，可不采用防止突出辦法，但必要采用震動放炮揭穿煤層和安全防護辦法；⑥石門揭穿突出煤層前，經(jīng)預(yù)測有突出危險性或瓦斯壓力不不大于1MPa時，必要采用抽放瓦斯、水力沖孔、排放鉆孔、金屬骨架或其她經(jīng)實驗有效防止突出辦法，并配以震動放炮揭穿煤層；如果煤層瓦斯壓力小1MPa或煤層厚度不大于0.3m時，可采用震動放炮揭穿煤層。在實行防止突出辦法時，必要進行實際考察得出符合本礦井實際關(guān)于參數(shù)。采用排放鉆孔辦法防止石門揭穿緩傾斜煤層突出時，當(dāng)鉆孔不也許一次打穿煤層全厚時，可采用分段打鉆，但第一次打鉆鉆孔穿煤長度不得不大于15m，見煤后掘進必要留5m煤內(nèi)鉆孔超前距離。采用金屬骨架辦法時，必要與抽放瓦斯、水力沖孔或排放鉆孔等辦法配合使用；(2)從石門工作面距突出煤層垂距不不大于10m處開始，直至穿過煤層進入頂(底)板2m全過程作業(yè)中，都必要采用防突辦法，并須編制專門設(shè)計；(3)石門揭穿突出煤層專門設(shè)計必要涉及：①預(yù)測有突出危險鉆孔布置，控制突出煤層層位和測定煤層瓦斯壓力鉆孔布置；②建立安全可靠獨立通風(fēng)系統(tǒng)，并加強控制通風(fēng)風(fēng)流設(shè)施辦法；③揭穿突出煤層時防止突出辦法；④精確擬定安全巖柱厚度辦法；⑤制定石門揭穿突出煤層所有作業(yè)過程中防治突出和保證人員安全辦法。石門揭煤詳細防突技術(shù)也有很大發(fā)展，有水力沖孔、排放鉆孔、金屬骨架、震動放炮等，當(dāng)前在國內(nèi)揭煤技術(shù)上存在著某些問題重要有：(1)預(yù)測精確性不高：由于受地層條件，施工條件限制以及操作技能影響，很難精確測定瓦斯壓力，并且所費時間很長，并且鉆孔指標測試是隨孔徑、孔深、取樣辦法不同而不同隨機變量，很難真實反映揭煤點突出狀況；此外還缺少煤構(gòu)造因素考慮，有時浮現(xiàn)鉆屑解吸值很大而沒有突出危險，卻盲目增長了防突工程量，有時又浮現(xiàn)鉆屑解吸指標很小卻發(fā)生突出狀況；(2)震動性放炮易誘發(fā)突出：震動放炮是一項安全辦法，是在沒有把握消除突出危險狀況下，采用多打眼，多裝藥辦法，一次性揭開煤層讓該突煤層在放炮時突出，不傷害人員，但由于裝藥量大，極易誘發(fā)突出，且突出強度很大，孔洞解決困難，且因震動放炮震動強烈而致煤層暴露面積大，易導(dǎo)致巷道兩幫浮現(xiàn)集中應(yīng)力急升，后續(xù)施工中在刷齊巷道時常導(dǎo)致突出；(3)安全揭煤巖柱很難精確控制：放炮施工受打眼、裝藥、巖柱等條件變化，不易控制得恰到好處，為了保證揭煤安全，往往巖柱留得偏大(按規(guī)定需有1.5-－2m安全巖柱)，經(jīng)常揭不開煤；(4)揭煤時間長：不論采用何種防突辦法，普通都需幾種月時間，甚至幾年時間，揭煤時全井?dāng)嚯姵啡?，影響全礦井幾種班生產(chǎn)，難以進行安全生產(chǎn)管理；(5)耗費大：放一次震動炮普通耗炸藥130～50Kg，雷管100發(fā)左右，由于震動大，巷道跨落、冒頂維護等都增長了支護材料消耗，如果發(fā)生突出解決孔洞時材料消耗更大，這些都使得掘進成本相應(yīng)增長。2實驗區(qū)概況2.1礦井概述平煤八礦位于平頂山市區(qū)東部，一九八一年投產(chǎn)，設(shè)計生產(chǎn)能力300萬噸/年。八礦井田東以沙河為界，西以21勘探線與十礦相鄰，南以煤層露頭線為界，北部12勘探線東以白石溝斷層為界，12勘探線以西以丁5.6煤層-650m等高線為界，井田東西走向長12.5km，南北傾斜寬3.36km，面積41.24km2。八礦采用立井多水平采區(qū)上下山開拓方式開發(fā)，采用走向長壁所有垮落采煤工藝，一水平標高-430m，二水平標高為-693m。八礦是個多煤層同步開采嚴重突出礦井，回采煤層共有四層：丁5.6、戊9.10、己15和己16.17，其中戊9.10和己15煤層為突出煤層，至今發(fā)生大小突出共35次，突出煤量3222噸，瓦斯量247900立方米。丁5.6煤層偽頂為炭質(zhì)泥巖，直接頂為丁4煤層底板，直接底為丁7煤層頂板、泥巖，該巖層遇水易膨脹，底鼓現(xiàn)象較嚴重；戊9.10煤層頂板普通為砂質(zhì)泥巖，頂板裂隙較發(fā)育，屬復(fù)合頂板，很難管理，老頂為細~中粒砂巖，灰色、鈣質(zhì)膠結(jié)，呈厚層狀，比較堅硬，老底為細砂巖比較堅硬；己15煤層直接頂為灰色砂質(zhì)泥巖，底板極軟即己16.17煤層頂板，灰黑色砂質(zhì)泥巖，頂部含泥質(zhì)較大，己16.17煤層底板為砂質(zhì)泥巖。礦井瓦斯及二氧化碳鑒定成果為：絕對瓦斯涌出量71.257m3/min，相對涌出量14.594m3/min；二氧化碳絕對涌出量32.292m3/min，相對涌出量6.818m八礦當(dāng)前通風(fēng)系統(tǒng)為中央并列與分區(qū)對角混合式通風(fēng)系統(tǒng)，重要通風(fēng)機工作辦法為抽出式，共布置四個進風(fēng)井筒（副井進風(fēng)、新副井，主井、北風(fēng)井輔助進風(fēng)），四個回風(fēng)井筒（東風(fēng)井、西一風(fēng)井、西二風(fēng)井、丁一風(fēng)井）；當(dāng)前，礦井總進風(fēng)量27161m3/min，東風(fēng)井安裝兩臺K4-73-11N032F離心式主扇，服務(wù)于己一、己三及己三擴大采區(qū)，主扇工作風(fēng)量5568m3/min，工作風(fēng)壓3250Pa；西一風(fēng)井安裝兩臺K4-73-01N032F離心式主扇，服務(wù)于己二下延、戊二采區(qū)下延，主扇工作風(fēng)量7100m3/min，工作風(fēng)壓3400Pa；西二風(fēng)井安裝兩臺GAF26.6-15.8-1型軸流式主扇，服務(wù)于一水平己四、戊四采區(qū)、二水平己二、戊二采區(qū)，主扇工作風(fēng)量8563m3/min，工作風(fēng)壓3200Pa；丁一風(fēng)井安裝兩臺安全監(jiān)測系統(tǒng)：八礦現(xiàn)用KJ安全監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測機房配備兩臺主機，一臺運營一臺備用，八臺大屏幕顯示屏，并與公司實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，井下共有KG型工作分站37臺；KG3003型低沼瓦斯傳感器71臺，局扇開停傳感器71臺，瓦斯斷電儀42臺，饋電狀態(tài)傳感器46臺，重點工作面安裝一氧化碳傳感器6臺，溫度傳感器12臺，礦井和采區(qū)總回風(fēng)安裝風(fēng)速傳感器12臺，風(fēng)門開關(guān)傳感器24臺。八礦位于李口向斜軸南北轉(zhuǎn)折仰起端，井田西翼與十二礦、十礦井田內(nèi)分布北西向牛莊向斜、郭莊背斜以及原十一礦逆斷層末端相鄰，并受其控制；東翼則接近北東向洛崗大斷層；故該井田既受北西向構(gòu)造控制，又受北東向構(gòu)造控制，處在區(qū)域北西向與北東向構(gòu)造交匯部位。井田內(nèi)發(fā)育三個明顯褶皺構(gòu)造：一處是盆形任莊向斜，反映了北西向與北東向構(gòu)造聯(lián)合伙用成果；一處是軸向北東前聶背斜，反映了北東向構(gòu)造作用成果；另一處是軸向近南北焦贊山向斜，屬復(fù)合構(gòu)造作用成果。井田內(nèi)煤層走向變化明顯，接近十礦井田東翼煤層走向呈北西向展布，至井田中部煤層走向側(cè)轉(zhuǎn)呈北西和近東西向。井田內(nèi)有三條大斷層：位于井田南部邊界呈北西向展布任莊正斷層，落差120m；位于井田中部呈北東向展布辛店正斷層，落差40m；橫貫已一、已三采區(qū)呈北西向展布張灣正斷層，落差20m。此外，井田內(nèi)部還發(fā)育有大量北西向和北東向小斷層，均以壓扭性構(gòu)造為主。2.2實驗區(qū)概況2.2.1揭煤地點概況八礦戊二軌道上車場開口，開口位置距副井1348m，開口標高-416m，方位角32°，施工坡度-13°。半圓拱形斷面，凈寬3800mm，凈高3600mm，S凈=12.7m2。設(shè)計工程量約1044.5m，穿巖段采用錨網(wǎng)噴支護，噴漿厚度120mm；過煤段采用架U29棚子支護，棚間距500mm，之后噴漿封閉，噴漿厚度由于八礦開二隊從上端已施工430m停頭，停頭處巷道底板距戊9-10煤層頂板3.2m巖柱停掘，10月30日建井一處綜合四隊從八礦新副井二水平向上已施工308.5m，停頭處巷道頂板距戊9-10煤層底板5m停掘，因而該巷剩余工程量306m所有為揭穿、過戊9-10煤。依照實際揭露地質(zhì)資料推算，揭煤位置地面標高+210.0m，戊9-10煤層底板標高-562m，煤層埋深772m，煤層厚度3.5m，直接頂板為3m厚砂質(zhì)泥巖，其上部厚0.8m戊8煤層，底板為厚約6m砂質(zhì)泥巖夾2層0.2m厚煤線，煤層傾角6°～12°，預(yù)測下山施工至490m處將揭露戊9-10煤層。依照建井一處在八礦二水平施工狀況及地質(zhì)資料，該煤層在八礦地區(qū)為突出煤層，因此此工作面按突出危險工作面管理。圖2-1戊二軌道上山揭煤示意圖2.2.2瓦斯地質(zhì)狀況煤層產(chǎn)狀：走向296°～304°，傾向32°，傾角6°～12°，煤層厚度（構(gòu)造式）1.2（0.3）～2.0軟分層厚度及層位0.3～0.5m，接近中上部煤層節(jié)理較發(fā)育煤層賦存比較穩(wěn)定、厚度變化不大。煤種牌號：肥煤水份2.8%，灰份23.8%揮發(fā)份31.8%煤容重1.43煤結(jié)實性系數(shù)（f）=0.2～0.6，煤破壞類型Ⅱ~Ⅳ，煤塵爆炸指數(shù)27.1%～44.2%，煤自燃火期4～6個月，煤層瓦斯含量18（m3/t），煤層瓦斯壓力2.4（MPa）以上，絕對瓦斯涌出量最大3.5m3/min。煤層頂板特性底板為厚約6m深灰色砂質(zhì)泥巖，含2層約0.2m厚煤線。該地點地質(zhì)柱狀圖圖2-2戊二軌道上山地質(zhì)柱狀圖2.2.3瓦斯地質(zhì)分析該工作面地質(zhì)構(gòu)造較簡樸，煤層賦存比較穩(wěn)處在戊9—10煤層頂板砂質(zhì)泥巖中，之后巷道向下按13°坡度穿層施工。依照三維地震資料測定△P和f值范疇普通為：△P在10～32；f值在0.2～0.6；K值在70～142，煤層瓦斯壓力在1.4MPa以上。與本次揭煤點相距約100m東測壓點測得瓦斯壓力為1.9MPa（表壓力）。揭煤地點構(gòu)造軟煤普遍發(fā)育，瓦斯壓力和瓦斯放散初速度較大，具備發(fā)生突出煤體強度、放散初速度和煤層壓力條件。依照八礦地質(zhì)資料分析，該工作面按煤與瓦斯突出危險工作面進行管理。3揭煤工作面突出危險性預(yù)測3.1實驗區(qū)瓦斯地質(zhì)特揭煤地點構(gòu)造破壞嚴重，形成大面積軟煤分層，并在該分層中發(fā)育一系列次級褶皺，這些褶皺軸向與地層走向一致或以小角度相交。斷層多為順層斷層，在斷層帶上煤層受到嚴重破壞。以主斷面為界，之上多為未受構(gòu)造影響原生構(gòu)造煤，條帶構(gòu)造，垂直節(jié)理。揭煤地點煤層瓦斯含量為18m3/t，煤層瓦斯壓力1.4MPa以上，具備突出危險性3.2前探鉆孔八礦戊二軌道上車場開口，開口位置距副井1348m，開口標高-416m，方位角32°，施工坡度-13°。半圓拱形斷面，凈寬3800mm，凈高3600mm，S凈=12.7m2。設(shè)計工程量約1044.5m，穿巖段采用錨網(wǎng)噴支護，噴漿厚度120mm；過煤段采用架U29棚子支護，棚間距500mm由于八礦開二隊從上端已施工430m停頭，停頭處巷道底板距戊9-10煤層頂板3.2m巖柱停掘，10月30日建井一處綜合四隊從八礦新副井二水平向上已施工308.5m，停頭處巷道頂板距戊9-10煤層底板5m停掘，因而該巷剩余工程量306m所有為揭穿、過戊9-10煤。由地勘資料和已掘進巷道揭露資料分析，首采面瓦斯地質(zhì)條件較復(fù)雜，為了精確掌握煤層位置、賦存狀態(tài)和瓦斯地質(zhì)條件，及為保護巖柱設(shè)計尺寸提供基本數(shù)據(jù)。在八礦戊二軌道上車場開口，開口位置距戊9-10煤層10m時，在掘進工作面正頭施工前探鉆孔2個，使鉆孔穿透全煤層并進入頂（底）板不不大于0.5m，用來探明戊9-10煤層賦存狀態(tài)。前探鉆孔設(shè)計參數(shù)如表。表中1、2號孔全鉆取芯，當(dāng)1、2號探孔有疑時施工備用探孔以探清地質(zhì)狀況。在施工前探鉆孔過程中，依照《防突細則》第32條、第34條及第60條規(guī)定，對揭煤點突出危險性選用鉆屑瓦斯解吸指標△h2作為突出預(yù)測指標，進行第一次突出危險性預(yù)測，預(yù)測指標臨界值如表3-1。表3-1前探鉆孔參數(shù)表鉆孔序號位置傾角中線夾角孔徑（mm）見煤深度（m）止煤深度（m）鉆孔總長（m）備注距中線（m）距腰線（m）10-0.513°0°75穿煤0.5全取鉆芯20015°0°75穿煤0.5全取鉆芯備用探孔0-128°0°75穿煤0.5全取鉆芯表3-2突出預(yù)測指標臨界值突出預(yù)測指標鉆屑瓦斯解吸指標△h2（pa）干煤濕煤臨界值200160預(yù)測時所有探煤孔都要進行預(yù)測，預(yù)測位置為見煤后每2m預(yù)測一次，當(dāng)鉆孔鉆進到預(yù)定取樣孔深時，及時啟動秒表計時，并用1mm和3mm分樣篩重疊起來在孔口接鉆孔中排出鉆屑，并經(jīng)篩提成1～3mm粒度，裝入解吸儀煤樣瓶中，秒表記時到3min時轉(zhuǎn)動三通閥，使煤樣瓶與測量系統(tǒng)接通，與大氣隔絕，秒表記時到5min時刻解吸儀示值即為Δh2。為了防止誤穿煤層，在石門距戊9-10煤層法距5m時，在掘進工作面正頭施工補打3個小直徑（42mm）超前探鉆孔，且保證其超前距離不少于2m，不大于2m時應(yīng)重新打超前探鉆孔。用以探明戊9-10煤層精確賦存和層位，前探鉆孔設(shè)計參數(shù)如表。在探孔施工中同步用Δh2進行第二次突出危險性預(yù)測。表3-3小直徑超前探鉆孔參數(shù)表鉆孔序號位置傾角（度）水平角（度）孔徑（mm）見煤深度（m）止煤深度（m）鉆孔總長（m）備注距中線（m）距底板（m）1左偏1.50.113左偏1442穿煤200.115042穿煤3右偏1.50.128右偏1442穿煤3.3煤層壓力測定在石門開口后繼續(xù)向前掘進4.5m測壓鉆窩，在鉆窩內(nèi)施工二個測壓鉆孔。測壓鉆孔參數(shù)如表五。在打測壓鉆孔過程中，每米鉆孔采一種煤樣，測定煤結(jié)實性系數(shù)f，并將兩個測壓孔所測結(jié)實性系數(shù)最小值平均，作為煤層平均結(jié)實性系數(shù)。將結(jié)實性系數(shù)最小值兩個煤樣混合，測定煤瓦斯放散初速度ΔP。為了精確得到原始瓦斯壓力值，測壓孔應(yīng)布置在巖層比較完整地方，測壓鉆孔見煤點與前探鉆孔見煤點之間距離不得不大于5m。表3-4測壓鉆孔參數(shù)表鉆孔序號位置傾角（度）與回風(fēng)大巷中線夾角孔徑（mm）見煤深度（m）止煤深度（m）鉆孔總長（m）備注距迎頭（m）距底板（m）10.50.12860°94穿煤220.11580°94穿煤在打測壓鉆孔過程中，每米鉆孔采一種煤樣，測定煤結(jié)實性系數(shù)f，并將兩個測壓孔所測結(jié)實性系數(shù)最小值平均，作為煤層平均結(jié)實性系數(shù)。將結(jié)實性系數(shù)最小值兩個煤樣混合，測定煤瓦斯放散初速度ΔP。為了精確得到原始瓦斯壓力值，測壓孔應(yīng)布置在巖層比較完整地方，測壓鉆孔見煤點與前探鉆孔見煤點之間距離不得不大于5m。并用D、K值對揭煤點進行預(yù)測，綜合預(yù)測指標D、K值按下式計算：D=(0.0075H/f-3)(P-0.74)K=△P/fD――煤層突出危險性綜合指標；K――煤突出危險性綜合指標；H――開采深度；P――煤層瓦斯壓力，取測壓孔實測煤層瓦斯壓力最大值MPa；△P――軟分層煤瓦斯放散初速度指標；f――軟分層煤平均結(jié)實系數(shù)。由于缺少本礦區(qū)綜合指標D、K預(yù)測臨界值，建議預(yù)測采用《防治煤與瓦斯突出細則》給定臨界，預(yù)測采用臨界值如表5所示。表3-5綜合指標D、K預(yù)測煤層區(qū)域突出危險性臨界值煤層突出危險性綜合指標D煤突出危險性綜合指標K0.25153.4石門揭煤工作面突出危險性分析本次設(shè)計測定預(yù)測參數(shù)范疇為：△P在10～32，f值在0.1～0.3；K值在70～142，煤層瓦斯壓力在1.4Mpa以上；構(gòu)造軟煤普遍發(fā)育，瓦斯放散初速度較大，具備發(fā)生突出煤體強度、放散初速度和煤層壓力條件。4石門揭煤技術(shù)方案及參數(shù)當(dāng)前國內(nèi)揭開嚴重突出近水平煤層普通要五至七個月時間，最長甚至要16個月。為盡量縮短揭煤時間，在總結(jié)成功揭煤經(jīng)驗、認真研究平煤八礦揭煤工作面瓦斯地質(zhì)條件基本上，需要重點解決難點有：①石門揭煤預(yù)留巖柱厚度擬定；②瓦斯抽放方式擬定；③揭煤爆破方式進一步研究。以安全、迅速、辦法簡樸為原則，初步提出三個抽放技術(shù)方案，兩個爆破技術(shù)方案。4.1石門揭煤預(yù)留巖柱厚度擬定石門揭煤全過程采用爆破破碎煤巖體方式。在爆破掘進過程中，炮眼中炸藥產(chǎn)生高溫高壓氣體作用于被爆破煤巖體上，使炮眼周邊煤巖體受到一種以炮眼軸線為中心向四周輻射沖擊波和后續(xù)應(yīng)力波壓力。爆破點深部某些煤體將產(chǎn)生激烈變形和破壞。由于炮眼周邊煤巖體只具備向炮眼軸心方向和巷道空間方向自由度，從而使得被爆破煤巖體只能向采掘空間拋出。同步，炸藥爆炸時產(chǎn)生垂直于炮眼軸線方向沖擊壓力將起到瞬時減少或消除某些深部煤巖體與巷道軸向垂直受壓載荷作用，為突出創(chuàng)造有利條件。此外，炸藥在巖體內(nèi)爆炸，開挖范疇內(nèi)巖石爆破下來，同步必然對保存巖體導(dǎo)致?lián)p傷和破壞，從而使圍巖力學(xué)性能劣化，承載力及穩(wěn)定性減少，當(dāng)煤巖交界處巖體破碎、巖柱厚度較小時，就難以抵抗大地應(yīng)力和瓦斯壓力而自行揭開煤層，發(fā)生突出。因此，石門揭穿煤層之前，必要預(yù)留合理厚度巖柱，既要防止突出，同步又有助于采用防突辦法。為此，咱們采用有限元數(shù)值模仿手段，從巖石物理力學(xué)性能、爆破對巖石損傷和破壞作用、地應(yīng)力和瓦斯壓力影響等幾方面綜合進行研究，擬定安全最小預(yù)留巖柱厚度。巖石在爆破時，在一定范疇內(nèi)導(dǎo)致破壞或破碎，未破壞保存巖體將產(chǎn)生損傷作用，保存巖體在爆破后力學(xué)性質(zhì)及其穩(wěn)定性研究是合理擬定石門揭煤預(yù)留巖柱厚度重要基本之一。爆破損傷巖石力學(xué)特性反映了巖石在爆炸作用下?lián)p傷限度，其破壞與損傷范疇與爆破條件、爆破參數(shù)、裝藥量等因素關(guān)于。因而，依照爆破損傷巖石力學(xué)性能實驗及成果分析、爆破對圍巖損傷現(xiàn)場實驗、爆破對圍巖質(zhì)量影響分析等三方面工作，在爆破損傷巖石力學(xué)性能實驗基本上，在巖石大巷中進行了巷道掘進爆破對圍巖力學(xué)性能及完整性影響現(xiàn)場實驗；采用分次爆破方式實驗對比了周邊眼爆破參數(shù)對圍巖影響，選用不同裝藥直徑對比實驗不同不耦合系數(shù)條件下爆破對圍巖影響；分析研究了爆破條件對巖石質(zhì)量指標RQD和圍巖力學(xué)性能影響；裝藥構(gòu)造和爆破損傷對圍巖穩(wěn)定性影響。依照實驗研究和理論分析成果，可以得到如下結(jié)論：（1）爆破對保存巖體影響區(qū)域重要在25倍炮孔半徑范疇內(nèi)，如果按照現(xiàn)場采用φ38mm炮孔直徑計算，其影響范疇為0.475（2）在爆破影響范疇以內(nèi)巖體影響限度為：按照巖體基本質(zhì)量指標BQ來計算時，BQ值減小值在20%～30%以內(nèi)；按照巖石單軸抗壓強度計算時，強度減小了5%～20%。（3）爆破對保存巖體影響與爆破辦法有很大關(guān)系，采用不耦合裝藥可以明顯削弱對巖體損傷和破壞，且在保證爆破效果前提下，應(yīng)當(dāng)加大不耦合系數(shù)，對于現(xiàn)場實際鉆眼爆破條件，采用φ38mm炮孔直徑時，采用25～28mm瓦斯壓力變化將引起煤巖體有效應(yīng)力變化，從而使煤巖體力學(xué)性質(zhì)如變形和強度特性發(fā)生明顯變化。設(shè)瓦斯壓力為p，為簡化討論取α為1，則骨架有效應(yīng)力可寫為：σi，=σi–p假設(shè)巖體破壞滿足庫侖—莫爾準則，則以主應(yīng)力表達庫侖—莫爾準則寫成有效主應(yīng)力形式為：σ1，=σ+sσ3，式中：σ1，、σ3，—分別為最大、最小有效主應(yīng)力σ—巖石單軸抗壓強度s—主應(yīng)力系數(shù)。經(jīng)整頓：σ1-p=σ+s（σ3-p）在應(yīng)力σ-τ平面內(nèi)畫出有效應(yīng)力表達莫爾圓以及實際應(yīng)力莫爾圓，如圖4-1所示。圖中，A、B線為瓦斯壓力等于零時莫爾包絡(luò)線，曲線Ⅰ為有效應(yīng)力莫爾圓，曲線Ⅱ為總應(yīng)力莫爾圓。當(dāng)瓦斯壓力為零時，莫爾圓在包絡(luò)線AB里邊，當(dāng)瓦斯壓力增長時，該曲線向左移動，直到它和A、B相切，此時破壞發(fā)生。圖4-1瓦斯壓力對煤巖強度影響由以上分析可見，煤巖體強度將隨瓦斯壓力增長而減少。此外煤體瓦斯吸附量增長，使煤體體積膨脹，強度減少，甚至導(dǎo)致煤體顆粒之間聯(lián)結(jié)力完全喪失，煤體近似散粒狀。依照大量工程經(jīng)驗和爆破實驗成果，力學(xué)參數(shù)測定是巖塊實驗成果，巖體強度普通較巖塊強度要小，同步揭煤巷道爆破作業(yè)對預(yù)留巖柱產(chǎn)生損傷作用，結(jié)合平煤八礦礦區(qū)煤層實際狀況，預(yù)留巖柱厚度取2m4.2石門揭煤防突辦法選定《煤礦安全規(guī)程》第二百零二條規(guī)定，防治石門突出辦法可選用抽放瓦斯、水力沖孔、排放鉆孔、水力沖刷或金屬骨架等辦法。某些詳細簡介如下：鉆孔抽放瓦斯：石門揭煤前，由巖巷或煤巷向突出危險煤層打鉆，將煤層中瓦斯通過鉆孔自然排放出來，待瓦斯壓力降到安全壓力如下時，再進行采掘工作。水力沖孔：又稱鉆沖法，是運用煤柱或巖柱作為安全屏障，向有自噴能力底危險煤層鉆孔，通過鉆頭切割和高壓水射流沖擊破碎煤體，激發(fā)煤層潛能釋放，排出煤和瓦斯，使其周邊地應(yīng)力減少、透氣系數(shù)增長、瓦斯壓力及含量減小、煤強度增高、煤彈性變形能與瓦斯能釋放，從而使噴煤噴瓦斯鉆孔周邊一定范疇內(nèi)煤喪失突出能力。水力沖孔重要合用條件有：煤質(zhì)較軟或有軟分層，煤結(jié)實系數(shù)f在0.5如下；具備自噴能力煤層。實踐表白，水力沖孔是用于嚴重突出危險煤層一種有效防突辦法，除用于石門揭煤外，也可用于煤巷掘進和回采。排放鉆孔：又稱多排鉆孔，是石門揭煤慣用一種防突辦法，其機理重要是在揭穿煤層石門斷面外均勻布置多排扇形鉆孔，使石門周邊一定范疇內(nèi)煤體發(fā)生收縮變形，緊張狀態(tài)得到緩和，煤變形彈性能與斯?jié)撃艿玫结尫?，地?yīng)力值與地應(yīng)力梯度減小，煤透氣性增大，瓦斯壓力值與瓦斯壓力梯度減少，煤力學(xué)強度增長，從而消除了石門揭穿煤層突出危險性.排放時間看詳細狀況，多排鉆孔布置取決于煤層危險限度、煤層透氣性能和鉆孔有效作用范疇等參數(shù)，鉆孔要均勻布置，孔底間距普通控制在1-2m，在測得有效半徑后，石門揭穿煤層預(yù)排瓦斯底鉆孔數(shù)按下式計算：式中：K—系數(shù)，視煤層危險限度而定，普通取1.2；a—巷道兩幫排放瓦斯帶底寬度，m；h、b—巷道高度、寬度，m；r—有效排放半徑，me金屬骨架：金屬骨架是用于石門揭穿煤層一種超前支架，當(dāng)石門掘至煤一定距離時，在石門斷面頂部及兩幫打鉆孔并穿透煤層全厚進入頂(底)板巖內(nèi)0.5m以上，孔內(nèi)插入鋼管或鋼軌，形成金屬骨架，排放一定數(shù)量瓦斯，并使一定范疇內(nèi)煤體得到卸壓，同步又增長煤體結(jié)實性和穩(wěn)定性。在巷道揭穿煤層過程中，它支撐上方煤體重力，制止煤體突然破壞與離層，從而達到防突目，普通使用于薄煤層中?！都殑t》規(guī)定，采用金屬骨架防突時，必要與抽放瓦斯、水力沖破或排放鉆孔等辦法配合使用，骨架孔直徑普通為75～108mm，孔間距普通0.2～0.4m左右，當(dāng)骨架材料采用鋼管時，直徑不不大于5Omm鋼管，采用鋼軌則不不大于8Kg/m，其長度恰當(dāng)不不大于鉆孔0.4～0.5m近年來，國內(nèi)外科研、生產(chǎn)單位在石門揭煤突出預(yù)測及采用防突技術(shù)辦法方面都進行了較進一步研究，先后采用水力沖孔、金屬骨架、擴孔鉆具卸煤、煤層固化和抽排瓦斯等技術(shù)辦法，起到了積極防突效果。相比之下，水力沖孔辦法以高壓水流為動力，對突出煤層進行沖刷卸壓，起到有效防突作用，但該辦法需用高壓水源及配套沖孔設(shè)備，在技術(shù)尚未完全成熟狀況下，執(zhí)行辦法時易誘導(dǎo)突出，因此沒有得到較好推廣應(yīng)用；金屬骨架和擴孔鉆具卸煤辦法重要合用于突出危險不太嚴重傾斜及急傾斜煤層，在緩傾斜煤層中施工難度較大，當(dāng)前也缺少采用此辦法時統(tǒng)一合理參數(shù)計算辦法，實行過程帶有一定經(jīng)驗性，其應(yīng)用范疇受到一定局限；煤層固化辦法用固化液膠結(jié)煤體，增強了煤體自身強度，能有效地制止瓦斯突出發(fā)生，但該辦法屬于被動防突辦法，作業(yè)成本高，且不利于過煤門掘進時防突，其安全性也有待于進一步提高；抽、排瓦斯結(jié)合導(dǎo)硐震動放炮揭煤辦法，可以合用于緩傾斜煤層，有較高安全限度，但執(zhí)行該辦法普通需要很長抽放和排放瓦斯時間，揭煤工期多數(shù)超過五個月，嚴重影響礦井生產(chǎn)接替。鑒于國內(nèi)外在石門揭煤防突研究方面現(xiàn)狀，國內(nèi)外突出礦區(qū)不得不投入大量人力、財力用于揭煤防突，揭煤工期長、成本高，嚴重影響了突出礦井經(jīng)濟發(fā)展。而沒有安全有效防突辦法，更使瓦斯突出事故嚴重威脅著煤礦職工人身安全。特別近些年來，發(fā)生數(shù)起石門揭煤突出事故，更為煤礦安全生產(chǎn)敲響了警鐘。自六十年代以來，石門揭煤防突辦法先后采用了水力沖孔辦法、金屬骨架結(jié)合擴孔鉆具卸煤辦法、煤層固化辦法和鉆孔抽排瓦斯辦法，相比之下，鉆孔抽放瓦斯辦法能有效地排放煤層瓦斯，使煤體充分卸壓，增強煤體強度，近年來揭煤防突實踐證明該辦法能可靠地消除石門工作面突出危險性，是積極積極防突辦法，因而應(yīng)作為石門揭煤首選防突辦法。平煤八礦主采煤層為緩傾斜、具備嚴重突出危險性戊9-10煤層，以往普通采用扇形鉆孔抽、排瓦斯、震動放炮一次揭開煤層揭煤方式，詳細揭煤工藝是：石門揭煤工作面打小直徑(75mm)鉆孔→抽放瓦斯→防突效果檢查→石門掘進→震動放炮（分區(qū)爆破法）一次揭開煤層→清理、支護→防突效果檢查→煤門掘進，完畢揭煤工作。由于小直徑鉆孔抽放瓦斯效果差，抽放占用時間很長，揭開煤層普通要五至七個月時間，最長甚至要16個月。為盡量縮短揭煤時間，在認真分析研究以往揭煤經(jīng)驗基本上，提出了集中抽放防突結(jié)合石門短導(dǎo)硐揭煤辦法。此種辦法在焦作礦區(qū)進行了實驗，成功對九里山、演馬莊、位村煤礦，在安全前提下，順利揭開突出危險煤層，明顯縮短了揭煤工期；推廣應(yīng)用于三對礦井七處嚴重突出危險煤層，未發(fā)生一次煤與瓦斯突出事故。結(jié)合平煤八礦戊9-10煤層特點及工程技術(shù)實際將抽、排瓦斯結(jié)合導(dǎo)硐震動放炮揭煤作為本次揭煤防突辦法。4.3短導(dǎo)硐施工方案本次揭煤采用抽、排瓦斯結(jié)合導(dǎo)硐震動放炮揭煤詳細辦法是，在巷道底板距煤層法距2m處，在迎頭兩幫開二個耳巷，兩個耳巷內(nèi)6個孔及時用聚氨酯進行封孔，封孔長度不下于5m，并與巷道內(nèi)主抽放管路合茬，保證抽放鉆孔孔口負壓不不大于0.013MPa，并在揭煤過程中保證不間斷抽放。石門為凈寬2.8m、凈直墻高1.4m半圓拱巷道，掘至距煤層垂距2m時，按5°角度起坡掘?qū)ы希陧敯逅礁叨炔蛔儣l件下，上行掘進3.6m，導(dǎo)硐直墻高度1.4m，半圓拱逐漸變?yōu)閳A弧拱，然后保持該規(guī)格下行掘進3.6m導(dǎo)硐。為保證導(dǎo)硐底板距煤層垂距2m，采用每掘進循環(huán)進行一次探測煤層，探孔鉆進采用大功率煤電鉆，保證預(yù)留巖柱厚度，保證短導(dǎo)硐與煤層法距不不大于2m。短導(dǎo)硐施工采用鉆孔光面爆破，炸藥采用乳化炸藥，毫秒電雷管引爆?？紤]到爆破對保存巖體損傷作用，導(dǎo)硐施工爆破參數(shù)按設(shè)計規(guī)定，循環(huán)進尺0.9m，采用YTP－28鑿巖機打鉆，遠距離放炮。導(dǎo)硐采用錨噴支護方式，錨桿為φ16mm×1800mm樹脂錨桿，間排距600mm×600mm，噴射混凝土厚度100mm。4.4抽放鉆孔布置方式4.4.1抽放鉆孔布置方式選取1、慣用抽放鉆孔布孔方式石門揭煤工作面采用抽放瓦斯防突辦法，其抽放鉆孔布置形式普通有下面幾種：（1）平行鉆孔抽放在石門揭煤工作面巷道兩側(cè)各掘進一種鉆場，在鉆場及石門正前平行布置鉆孔，如圖4-2。平行鉆孔布置方式長處在于設(shè)計、施工簡便，但鉆孔工程量大，增長輔助巖巷工程，抽放與導(dǎo)硐掘進不能平行作業(yè)，抽放時間長。（2）扇形鉆孔抽放在石門揭煤工作面正前布置鉆孔，鉆孔排布呈扇形分開，如圖4-3。扇形鉆孔布置方式長處在于施工簡便、無輔助巖巷工程，但鉆孔工程量大且抽放不均勻，抽放與導(dǎo)硐掘進不能平行作業(yè)，抽放時間長。石門石門石門鉆場圖4-2平行鉆孔布置抽放石門石門石門圖4-3扇形鉆孔布置抽放（3）交叉鉆孔集中抽放在石門揭煤工作面巷道兩側(cè)各掘進一種鉆場，在鉆場布置空間交叉鉆孔，一方面截流巷道兩幫瓦斯，另一方面抽排導(dǎo)硐下部煤層瓦斯，如圖4-4。交叉鉆孔布置方式長處在于瓦斯抽放均勻不留空白帶，抽放與導(dǎo)硐掘進可以平行作業(yè)，巷旁截流鉆孔能截流抽放巷道兩幫煤體瓦斯，并且在揭煤全過程可以持續(xù)抽放，但增長了輔助巖巷工程。導(dǎo)硐導(dǎo)硐圖4-4交叉鉆孔布置抽放從石門揭煤突出機理研究及以上抽放形式對比可以看出，巷旁截流、巷內(nèi)交叉鉆孔集中抽放鉆孔布置方式，盡管多開挖鉆場增長了巖巷工程，但瓦斯抽放強度大、效果好，不但可以強化石門工作面正前范疇抽放效果，并且能截流抽放巷道兩幫煤體瓦斯，在揭煤全過程可以持續(xù)抽放，可有效控制揭煤時大強度突出、延期突出和過煤門持續(xù)突出；抽放與導(dǎo)硐掘進、煤門掘進平行作業(yè)，縮短了抽放時間，綜合研究技術(shù)、經(jīng)濟、安全三方面因素，抽放鉆孔擬定巷旁截流、巷內(nèi)交叉鉆孔集中抽放布置方式。4.4.2交叉鉆孔布孔方式依照八礦煤層特點，本次揭煤采用交叉鉆孔集中抽放瓦斯結(jié)合短導(dǎo)硐震動放炮揭煤。詳細辦法如下：（1）在巷道底板距戊9-10煤層法距2m處，在迎頭兩幫開二個耳巷，耳巷高3.2m，深4.5m，寬B＝3.2m，在兩個耳巷迎頭施工48個抽放鉆孔，掘進迎頭施工10抽放鉆孔，（2）辦法施工完畢后及時用聚氨脂進行封孔，進行瓦斯抽放。施工完畢抽放孔后，經(jīng)預(yù)抽15天后計算煤層瓦斯預(yù)抽率，當(dāng)預(yù)抽率不不大于30%，且用△h2進行突出危險性檢查指標不超時，采用前探安全巖柱辦法向前掘進短導(dǎo)硐，保證短導(dǎo)硐與煤層法距不不大于2m（3）掘完導(dǎo)硐后在導(dǎo)硐迎頭施工10個抽放鉆孔并封孔連管抽采，然后向下挖底至距戊9-10煤層法距1.5m處采用震動放炮揭開1m煤層。在導(dǎo)硐掘進和揭煤過程中保證耳巷內(nèi)4.4.3抽放鉆孔施工規(guī)定（1）在短導(dǎo)巷施工完畢后，依照礦井戊9-10煤層特點擬定鉆孔布置及各鉆孔參數(shù)。鉆孔施工必要從里向外，從巷道一幫向另一幫，施工過程中必要記錄清巖孔長度、煤孔長度、鉆孔角度、鉆孔位置和鉆孔編號等。（2）每施工完畢一種鉆孔必要用壓風(fēng)將炮眼內(nèi)煤巖粉吹凈并及時用聚氨脂進行封孔，封孔長度為巖孔所有封，并與巷道內(nèi)主抽放管路合茬，保證抽放鉆孔孔口負壓不不大于0.013MPa。若鉆孔不能及時封孔合茬抽放，要用壓風(fēng)將炮眼內(nèi)煤巖粉吹凈，并用木塞將炮眼口塞住，防止掉入雜物。（3）瓦斯抽放瓦斯封孔辦法工作面在距煤層頂板2m巖柱位置處，布置鉆場施工集中抽放瓦斯辦法。采用聚氨酯結(jié)合水泥砂漿封孔辦法。封孔段長度：巖孔不大于4m鉆孔規(guī)定所有封堵，巖孔不不大于4m鉆孔，除聚氨酯封孔段以外水泥砂漿封堵長度不得少于3m。封孔前用壓風(fēng)辦法將孔內(nèi)積水排凈，否則不得封孔。如巷道瓦斯超限，規(guī)定打好一種孔，封一種孔，連一種孔，以保證封孔質(zhì)量。抽放期間為保證抽放效果，規(guī)定專人負責(zé)放水、檢測瓦斯抽放量等工作，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。圖4-5抽放孔布置4.4.4抽放鉆孔工藝（1）鉆孔直徑和間距。鉆孔直徑選為75mm；孔間距由煤層透氣性和進行抽放時間及煤層抽放半徑（r），取2m間距均勻布置鉆孔。（2）由煤層透氣性和瓦斯壓力，初步設(shè)計瓦斯抽放時間為2.—5月。在抽放控制范疇內(nèi)，如果測試指標降到突出臨界值如下，以為防突辦法有效。否則，以為辦法無效，采用補充辦法（曾加時間，曾加鉆孔數(shù)量），經(jīng)辦法效果檢查有效后，方可恢復(fù)掘進施工。4.4.5抽放鉆孔安全技術(shù)辦法(1)施工鉆孔電氣設(shè)備電源必要和該巷道瓦斯探頭實行風(fēng)電、瓦斯電聯(lián)鎖，要保證鉆孔施工期間正常供壓風(fēng)、供電及排水。(2)施工鉆孔前，抽探隊要將迎頭余渣及雜物清理干凈，巷道斷面符合設(shè)計規(guī)定。(3)抽探隊必要嚴格按設(shè)計施工鉆孔。鉆孔施工前，要將鉆機擺放平穩(wěn)，打牢壓車柱，吊掛好風(fēng)水管路和電纜。(4)鉆孔施工過程中，鉆桿先后禁止站人，不準用手托扶鉆桿，所有施工人員要將工作服穿戴整潔。在鉆孔施工過程中，禁止用鐵器敲砸鉆具。(5)在鉆孔施工過程中，通風(fēng)區(qū)要嚴格按照《煤礦安全規(guī)程》中關(guān)于規(guī)定對施工地點瓦斯等氣體進行檢查，禁止瓦斯超限作業(yè)。施工班（組）長在施工過程中必要使用便攜儀。(6)在鉆孔施工過程中，若發(fā)既有突出預(yù)兆及異?，F(xiàn)象時，瓦檢員和施工負責(zé)人要迅速將所有人員撤至安全地帶，同步切斷該巷道內(nèi)所有電氣設(shè)備電源，并及時向礦總工程師、礦調(diào)度室、通風(fēng)科、防突科及關(guān)于單位報告，待通過解決且瓦斯等有害氣體濃度恢復(fù)正常后，方可繼續(xù)施工。礦調(diào)度室、通風(fēng)科、防突科要加強對鉆孔施工過程中調(diào)度指揮及記錄工作。(7)在鉆孔施工過程中，操作人員要嚴格按照鉆機操作規(guī)程和鉆孔施工參數(shù)精心施工，嚴格控制鉆進速度，在人工取下鉆桿及加鉆桿過程中，鉆機控制開關(guān)必要打到停止位置，不得違章作業(yè)，同步做好施工記錄。(8)鉆孔施工期間要采用辦法進行孔口除塵，杜絕煤塵飛揚現(xiàn)象，并在鉆孔施工地點配備4只滅火器，并做好該工作面灑水滅塵工作，杜絕煤塵堆積。(9)施工鉆孔所有設(shè)備，任何單位和個人不得隨意挪動與拆卸。施工完鉆孔參數(shù)必要及時填寫在鉆孔施工記錄牌板上，并報礦調(diào)度室、防突科備案。4.5揭煤爆破技術(shù)方案震動放炮：《細則》中指出，石門揭穿危險性煤層前，按規(guī)定，當(dāng)預(yù)測為突出危險工作面時，必要采用防治突出辦法，并經(jīng)效果檢查有效后，方可用震動放炮揭穿煤層。震動放炮是一種石門揭煤時誘導(dǎo)突出安全防護辦法，國內(nèi)外實踐經(jīng)驗表白，在石門揭煤時無論選取了什么防突辦法，都應(yīng)當(dāng)把震動放炮作為最后揭開煤層辦法，由于強大震動力有助于釋放煤體內(nèi)彈性潛能，緩和壓力。它重要用于石門(或立井)揭穿煤層，對于突出危險性小，煤層壓力不大于1MPa或煤厚不大于0.3m時可直接采用此辦法，其效果影響因素重要有：巖柱尺寸、炮眼布置炮眼數(shù)和裝藥量等參數(shù)。揭煤爆破可以采用震動放炮，也可以采用遠距離放炮。遠距離放炮揭煤普通采用漸近煤層方式，揭煤時間跨度長，不利于管理，但不必特殊放炮器材。震動放炮一次揭煤爆破方案炮眼布置大體上有二種，一種是普通光爆法，一種是分區(qū)爆破法。普通光爆法因使用廣泛、工藝已被職工熟悉，從而操作簡樸，但普通光爆法對圍巖預(yù)留巖柱產(chǎn)生損傷作用大；分區(qū)爆破法加大了裝藥不耦合系數(shù)，可以明顯減小對保存巖體強度及基本質(zhì)量指標值影響。二種不同裝雷管方案比較如表6所示：震動放炮揭煤因一次起爆雷管數(shù)目多，單孔裝一種雷管在進行爆破網(wǎng)路計算時電阻普通較大，對放炮器材規(guī)定高；為了減少網(wǎng)路電阻可采用單孔裝兩雷管串聯(lián)，孔與孔并聯(lián)聯(lián)線方式，但這種方式在起爆時也許產(chǎn)生拒爆，在解決拒爆時非常棘手。圖4-6普通爆破法示圖B-BA-A圖4-7分區(qū)爆破法炮孔布置采用分區(qū)爆破震動炮時，每平方米爆破斷面炮眼數(shù)目按4～5個擬定。為提高爆破效果，炮眼普通分為三區(qū)至五區(qū)，第一區(qū)作為掏槽眼均垂直于導(dǎo)硐底板布置，其他炮眼均朝向端頭方向與水平成一定夾角。石門揭煤單位炸藥消耗量按照正常掘進量1.5～2倍擬定。整個爆破網(wǎng)絡(luò)采用大串聯(lián)方式。網(wǎng)路電阻應(yīng)分別計算放炮電纜、雷管和連線接觸電阻。表6揭煤放炮方案技術(shù)比較表項目單孔裝一種雷管，孔與孔串聯(lián)單孔裝兩雷管串聯(lián)，孔與孔并聯(lián)優(yōu)點1使用雷管數(shù)目少；2裝藥和聯(lián)線以便；3不會浮現(xiàn)拒爆現(xiàn)象。1普通不會浮現(xiàn)放炮前不導(dǎo)通現(xiàn)象；2爆破網(wǎng)路電阻小，網(wǎng)路可靠，對放炮器材規(guī)定低。缺點1放炮前一但浮現(xiàn)不導(dǎo)通，爆破網(wǎng)路檢查麻煩；2爆破網(wǎng)路電阻大，網(wǎng)路不可靠，對放炮器材規(guī)定高。1使用雷管數(shù)目多；2裝藥和聯(lián)線不以便；3會浮現(xiàn)拒爆現(xiàn)象；4放炮前浮現(xiàn)不導(dǎo)通，網(wǎng)路檢查非常麻煩。5安全巖柱和效果檢查5.1突防效果檢查揭煤放炮前防突辦法效果檢查辦法采用鉆屑瓦斯解吸指標法、鉆屑指標法和鉆孔瓦斯涌出初速度法。（1）效檢孔布置采用倒三角形布孔，用大功率煤電鉆在掘進工作面打4個鉆孔，石門中間孔布置在辦法孔之間，其他三個孔位于石門下部和兩側(cè)，終孔位置位于辦法孔邊沿線上。效果檢查鉆孔布置如。效果檢查鉆孔布置參數(shù)如表5-1。表5-1效果檢查鉆孔布置參數(shù)表編號與中線夾角（度）與水平夾角（度）距導(dǎo)硐迎頭（m）距底板（m）見煤深度（m）鉆孔總長（m)1L4130003.715.02030003.611.33R4130003.715.04045502.08.5（2）操作規(guī)定：單孔對鉆屑瓦斯解吸指標和鉆屑指標測定為見煤后每2m測一次，鉆孔瓦斯涌出初速度只測定一次。（3）條件具備狀況下，必要進行殘存瓦斯壓力測定。（4）規(guī)定達到效果及各指標臨界值，如表5-2所示：表5-2效果檢查各指標臨界值效檢指標鉆屑量S（Kg/m）瓦斯涌出初速度q（L/min）鉆屑解吸指標△h2（Pa）殘存瓦斯壓力（MPa）臨界值不大于6不大于4.5不大于200（濕煤160）0.74經(jīng)效果檢查后，表中任何一指標不超臨界值時，辦法有效；任何一種指標超臨界值，辦法無效，需重新采用辦法。圖5-1辦法效果檢查孔布置圖5.2預(yù)留巖柱厚度控制按照《防突細則》規(guī)定：石門揭煤工作面實行抽、排放瓦斯辦法時，巖柱厚度不不大于3m。對于平煤八礦緩傾斜煤層條件，為了避免鉆孔巖孔長度過大，無效鉆孔工程量大，作業(yè)時間長，并且增長了打鉆難度。擬定防止石門揭煤自行揭開預(yù)留巖柱厚度為2m，石門掘進時規(guī)定嚴格掌握煤層產(chǎn)狀，保證安全施工。為防止石門進入預(yù)留巖柱，當(dāng)巖柱垂距3m再向前掘進時，每掘進循環(huán)在石門工作面底部和兩側(cè)打三個超前鉆孔，方向垂直煤層頂板，其超前距為2.5m，保證預(yù)留巖柱不不大于2m。在巷道距戊9-10煤層法距5m開始，每循環(huán)進尺前在迎頭底板打二個超前鉆孔，一種鉆孔與巷道腰線平行向前，一種與巷道腰線呈90°向下、深度為2m以上，前探安全巖柱厚度，超前鉆孔由瓦檢員、放炮員和安檢員共同驗收合格后，向調(diào)度室報告，調(diào)度室必要做好記錄，只有在與煤層法距不不大于2m時，方可掘進，法距不大于2m時及時向揭煤指揮部報告，由揭煤指揮部制定辦法。5.3炮前防突辦法效果檢查掘進導(dǎo)硐和抽放瓦斯平行作業(yè)，掘完導(dǎo)硐后即進行突出危險性效果檢查。揭煤放炮前防突辦法效果檢查辦法采用鉆屑解吸指標（Δh2）、鉆屑量指標（Smax）和鉆孔瓦斯涌出初速度指標(q)，由于校檢鉆孔為負角度鉆孔，鉆屑量采用難度大、精確率低，因而這次校檢鉆屑量指標僅作為參照指標，詳細為運用MD－2瓦斯解析儀測得△h2，運用JN－2膠囊封孔器和ZLD－2多極流量計測得q值。(1))效果檢查孔布置：采用倒三角形布孔，在掘進工作面打4個鉆孔（先用鉆頭直徑為75mm液壓鉆機在巖層打，見煤后停止；改用鉆頭直徑為42mm煤電鉆在煤層中打），石門中間孔布置在辦法孔之間，其他三個孔位于石門上部和兩側(cè)，終孔位置位于辦法孔邊沿線上。其中：J1、J2、J3鉆孔深8m，J4鉆孔深8m，效果檢查鉆孔控制到巷道兩幫輪廓線外2.2m，方位、角度及位置。(2)操作規(guī)定：使用鉆頭直徑為42mm煤電鉆打效果檢查鉆孔時，J1鉆孔見煤第1m打完后，自第2m開始，每米測定一次瓦斯涌出初速度q和鉆屑量S，每2米測定一次鉆屑解吸指標△h2。J2、J3、J4鉆孔自見煤第2m開始，每2m測定一次瓦斯涌出初速度q、鉆屑量S和鉆屑解吸指標△h2。(3)規(guī)定達到效果及指標：經(jīng)效果檢查后，瓦斯涌出初速度q小4.5L/min，且鉆屑解吸指標△h2不大于200Pa，可以留頂板厚度為1.5m向前掘進，使用木支架進行支護，達到揭煤位置后進行揭煤。效果檢查后，瓦斯涌出初速度q不不大于4.5L/min，或鉆屑解吸指標△h2不不大于200Pa時，進行補打釋放或延長排放時間。具備狀況下，必要進行殘存瓦斯壓力測定。(4)達到效果及各指標臨界值，如表5-3所示：表5-3效果檢查各指標臨界值效檢指標鉆屑量S（Kg/m）瓦斯涌出初速度q（L/min）鉆屑解吸指標△h2（Pa）殘存瓦斯壓力（MPa）臨界值不大于6不大于4.5不大于200（濕煤160）0.74經(jīng)效果檢查后，表中任何一指標不超臨界值時，辦法有效；任何一種指標超臨界值，辦法無效，需重新采用辦法。6防突系統(tǒng)和安全防護6.1通風(fēng)系統(tǒng)6.1.1通風(fēng)系統(tǒng)與局部通風(fēng)（1）通風(fēng)區(qū)要加強對通風(fēng)系統(tǒng)維護和檢修工作，保證通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定，局扇不喝循環(huán)風(fēng)。（2）該揭煤工作面回風(fēng)系統(tǒng)必要保證系統(tǒng)穩(wěn)定、風(fēng)流足夠和暢通，與該系統(tǒng)相連風(fēng)門、密閉墻等通風(fēng)設(shè)施必要結(jié)實可靠，防止突出瓦斯涌入其她區(qū)域。（3）揭煤期間，通風(fēng)區(qū)要加強該巷道局部通風(fēng)管理，保證迎頭所需風(fēng)量。（4）局部風(fēng)機實行雙風(fēng)機雙電源，供電實行“三?！薄ⅰ皟砷]鎖”。（5）局部通風(fēng)機必要設(shè)專職司機，嚴格現(xiàn)場交接班；局部通風(fēng)機供風(fēng)不正常或備扇不能正常工作時禁止進行爆破作業(yè)。（6）揭煤進回風(fēng)通風(fēng)系統(tǒng)、正反向風(fēng)門數(shù)量、位置見通風(fēng)系統(tǒng)示意圖。6.1.2反向風(fēng)門通風(fēng)區(qū)應(yīng)在該揭煤工作面進風(fēng)側(cè)設(shè)立三道牢固反向風(fēng)門，施工質(zhì)量應(yīng)符合如下規(guī)定：(1)風(fēng)門墻垛可用磚或者混凝土砌筑，嵌入巷道周邊巖石深度可依照巖石性質(zhì)擬定，但不得不大于0.2m，墻垛厚度不得不大于800mm，風(fēng)門厚度不得不大于50mm。兩道風(fēng)門之間距離不得不大于10m，風(fēng)門正面應(yīng)包1.2mm鐵皮，并用2根50×50mm以上角鐵穿帶。(2)門框和門采用堅實木質(zhì)構(gòu)造，門框厚度不不大于100mm。(3)風(fēng)門墻體上安裝風(fēng)筒逆風(fēng)裝置，風(fēng)門有反向底坎及皮帶擋風(fēng)裝置。6.2監(jiān)測監(jiān)控該巷道按如下規(guī)定設(shè)瓦斯監(jiān)測探頭，并實現(xiàn)瓦斯電閉鎖。設(shè)立如下：(1)探頭T1安設(shè)距迎頭不大于5m，距巷頂不不不大于300mm，距巷幫不不不大于200mm。報警點：≥0.8%斷電點：≥0.8%復(fù)電點：＜0.8%斷電范疇：掘進工作面內(nèi)及回風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)所有非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備電源。(2)探頭T2安設(shè)距離該巷道第一匯風(fēng)點前10m~15m巷道內(nèi)，距巷頂不不不大于300mm，距巷幫不不大于200mm。報警點：≥0.8%斷電點：≥0.8%復(fù)電點：＜0.8%斷電范疇：掘進工作面巷道中及其回風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)所有非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備電源。(3)探頭T3安設(shè)距離該巷道第一匯風(fēng)點后10m~15m巷道內(nèi)，距巷頂不不不大于300mm，距巷幫不不大于200mm。報警點：≥1.0%斷電點：≥1.0%復(fù)電點：＜1.0%斷電范疇：局扇及掘進工作面巷道中及其回風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)所有非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備電源。6.3安全防護6.3.1壓風(fēng)自救系統(tǒng)壓風(fēng)自救系統(tǒng)。壓風(fēng)自救系統(tǒng)設(shè)立在距掘進工作面25~40m巷道內(nèi)，正頭一組可供施工隊人數(shù)最多時使用，長距離掘進巷道中，每隔506.3.2隔爆水槽在揭煤石門內(nèi)安設(shè)隔爆水槽，水量不少于200L/m2。6.3.3綜合防塵(1)滅塵管路應(yīng)鋪設(shè)平、直，吊掛整潔，每隔30m設(shè)一種三通閥門，軟管跟至迎頭，各轉(zhuǎn)載點設(shè)噴頭，做到落巖（煤）、出巖（煤）灑水。(2)巷道要經(jīng)常灑水滅塵，禁止煤塵飛揚，風(fēng)筒、電器、開關(guān)等要經(jīng)常擦拭干凈。(3)在距離工作面100m內(nèi)安設(shè)三道噴霧灑水裝置，保證正常使用。(4)加強個人防護，所有施工人員都必要佩帶防塵口罩。6.3.4其他(1)揭煤期間禁止采用風(fēng)鎬落煤和使用扒矸機出矸。(2)放炮地點安設(shè)一部直通礦調(diào)度室電話。(3)放炮地點安放6個干粉滅火器。(4)揭煤期間進入該巷道內(nèi)所有人員必要佩戴并能純熟使用自救器。6.4供電及停電(1)電氣設(shè)備必要有專人負責(zé)檢查、維護，施工隊每班、機電科每天檢查一次防爆性能，簽名備查，禁止使用防爆性能不合格電氣設(shè)備。(2)揭煤期間，每一項停電必要責(zé)任到人，執(zhí)行停、送電要有記錄。(3)揭煤放炮時，除通風(fēng)機外全礦井下非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備所有停電，其他放炮時風(fēng)門以里和回風(fēng)巷道內(nèi)所有非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備所有停電，停電先后必要向礦調(diào)度室和揭煤指揮部報告。6.5揭煤放炮眼布置6.5.1炮眼布置在導(dǎo)硐施工完畢后，在導(dǎo)硐內(nèi)進行震動放炮前最后一次防突效果檢查，經(jīng)檢查各種指標都不超，在導(dǎo)硐內(nèi)下挖0.5m并徹底清理導(dǎo)硐內(nèi)浮碴，嚴格按揭煤炮眼布置圖，所示施工揭煤炮眼，炮眼施工完畢后，在采用了安全防護辦法后，距待揭煤層法距1.5m外開始執(zhí)行震動放炮揭開煤層。揭煤爆破參數(shù)如表十所示：6.5.2爆破網(wǎng)絡(luò)計算整個爆破網(wǎng)絡(luò)采用大串聯(lián)方式。分別計算放炮電纜、雷管和連線接觸電阻，放炮母線采用銅芯小電纜，長度約800m，銅芯截面積不不大于4mm2，串聯(lián)爆破網(wǎng)路電阻計算：R總=R1+R2+R3式中：R總—整個爆破網(wǎng)路電阻R1—雷管總電阻，單個雷管電阻取4.1ΩR1=4.2×88=369.6ΩR2—放炮母線電阻R2=ρL/S=0.017×800×2/4=6.8ΩR3—聯(lián)線接觸電阻，一種接觸點電阻取1ΩR3=（88+3）×1=91Ω則R總=369.6+6.8+91=467.4Ω表6-1爆破參數(shù)表炮眼名稱眼號雷管段號炮眼個數(shù)炮眼深度(m)炮眼角度炸藥消耗雷管消耗與底板夾角與中線夾角kg/孔卷/孔小計個/孔小計kg卷第一區(qū)煤眼1～161162.0～2.1詳細見剖面圖中所示詳細見剖面圖中所示見平面圖112116巖眼17～23271.3～1.4見平面圖2817第二區(qū)煤眼24～3038～443142.1～2.5見平面圖126114巖眼31～37271.4見平面圖2817第三區(qū)煤眼52～58472.5見平面圖7717巖眼45～5159～653141.4見平面圖56114第四區(qū)煤眼66～7281～895162.5見平面圖208116巖眼73～79471.4見平面圖2817共計88132.6663886.7震動放炮安全技術(shù)辦法6.7.1爆破器材(1)在爆破時必要使用專用爆破器，由專人保管。炸藥采用三級乳膠炸藥，爆破必要采用銅腳線毫秒電雷管串聯(lián)起爆，雷管總延期時間不得超過130毫秒，禁止跳段使用。電雷管使用前由專人在