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[摘 要]本文针对传统石门揭煤方法的不足，介绍了石门突出的类型和影响因素，并分析了高瓦斯煤层的快速揭煤的方法，为煤矿生产实现了安全快速揭煤技术。
[关键词]煤与瓦斯突出；石门揭煤；防突，五步揭煤法
中图分类号：TD732.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）32-0024-01
1 前言
近几年来，传统的石门揭煤防突措施方面先后采用了金属骨架、水力冲孔、抽排瓦斯等技术措施，这些措施也起到了一定的防突作用，但这些措施或工艺复杂。或揭煤工期过长，这样也就使得矿井的生产和安全受到了严重的影响。所以，迫切需要研究严重突出煤层石门快速揭煤新技术，在保障矿井安全生产的基础上，缩短揭煤时间，缓解矿井接替紧张局面，石门揭煤防突工作尤显重要。
2 石门揭煤防突技术研究
2.1 石门突出类型及影响因素
⑴ 石门揭煤突出类型
在煤矿现场，根据石门条件下发生的突出情况不同，石门突出可分为以下几种：
1） 爆破揭开石门时的突出
在石门巷道揭开煤层之前，保持着较高的原始瓦斯压力，具有突出危险的煤层压力状态遭到破坏，由于受地应力破坏的软煤在此瓦斯压力差的作用下抛向巷道，煤体在地应力的作用下破坏，破坏后又被瓦斯压力抛向巷道，这样连锁的破碎及煤体抛出使突出向煤体深部扩展，形成连续的突出。
2） 延期突出
在石門揭煤过程中，揭开煤层后未能及时进行支护，致使有突出危险的煤体突然暴露而引起突出。为此，现场必须采取一些防治措施：在爆破放炮揭煤时，要求炮眼利用率保证爆出规定大小的断面，创造最有利于突出的条件。
3） 过煤门时的突出
在过煤门时，有些煤层往往在底板或顶板中存在坚硬的岩石，不发生突出，但在工作面进入坚硬的岩石后却发生了突出。爆破揭开石门时，有些地点在爆破揭开煤层时并束发生突出，而在传越煤门、甚至过了石门后才发生突出，即过煤门突出。
⑵ 煤与瓦斯突出影响因素
1）地质构造因素
根据有关资料研究发现，在相应的瓦斯突出的部位，煤岩层的产状、地质构造的规模、性质和排列组合等，与正常情况下都存在着很大的差异，这些因素都会对瓦斯突出在某种程度上产生很大的影响。在具有良好的瓦斯形成和保存的地质条件前提下，上述特殊性是发生突出的重要内在因素。因此，突出危险带地质构造类型也是瓦斯突出地质构造的重要影响因素。
2）煤层的影响
根据调查研究统计发现，发生瓦斯突出的地点主要是在煤层厚度大、而且煤层厚度的变化大的位置，瓦斯突出的强弱程度也与煤层厚度的变化有着很大的关系，也存在着很大的差异，其主要的关系有：在一些煤层厚度很大的矿井，特别是煤层厚度变化大的煤层，其危险性更大，煤层的突出危险性决定于煤层的厚度，随着煤层厚度的增大，突出危险性增加；在煤层厚度变化大的矿井，凸透镜状煤包和被薄煤带包围的厚煤地段突出危险性大。
3）煤体结构的影响
一般情况下，受构造应力作用，煤的原生结构遭受破坏后所表现出的结构称为构造结构，突出煤层均具有构造结构特征。根据有关资料统计显示，在突出矿井中，煤质变软是突出的一种预兆，煤层具有极端的松软性和易脆性，从地质角度分析，它是煤层在构造应力作用下形变的产物。煤层比围岩更容易遭到破坏，使得煤碎裂，随后进一步破碎，碎粒在移动过程中煤的这种遭受破坏的构造结构特征，往往与煤和瓦斯突出的发生有密切关系。
3 石门揭煤突出危险性预测研究
众所周知，石门揭煤所导致的煤层瓦斯突出是所有各种巷道煤层突出的最为严重的一种，也是强度最大的一种，所以在揭煤之前，有必要进行煤与瓦斯突出危险性预测。通过预测，可以知道石门揭煤掘进工作面是否是突出危险或突出威胁，不仅能指导防突工作，减少防突措施工程量，而且通过对工作面突出危险性进行不间断的检查，能保证工作人员的人身安全。所以，石门揭煤的突出预测研究具有重要的理论意义和实际意义。
⑴ 综合指标法
综合指标法首先在石门工作面向煤层至少打两个测压钻孔，测定煤层的瓦斯压力，以测得的最高瓦斯压力为准，其测定具体步骤为：
1） 在测压钻孔内插入带有压力表接头的紫铜管，管径为6～8mm，长度不小于7m；
2） 将特制的柱状粘土送入孔内，柱状粘土末端距紫铜管末端O.2～O.5m，每次送入0.3～0.5m，用堵棍捣实：
3） 每堵1m粘土柱打入1个木塞，木塞直径小于钻孔直径10～15mm，打入应保护好紫铜管，以防折断；
4） 在孔口用水泥砂浆封堵，经24h水泥凝固后，安上压力并详细记录压力上升与时间的关系，直到压力稳定为止，稳定后的压力即为煤层瓦斯压力。
⑵ 钻屑指标法
当石门工作面距煤层最小垂距为3～10m时，向煤层打两个直径50～75mm的预测钻孔，在其钻进煤层达到预定位置时，用直径l～3mm的筛子分钻屑，再用仪器测定其瓦斯解吸指标（△h2和k1）：当值超过临界值时，该石门工作面为突出危险工作面，反之则为无突出危险工作面。
4 五步揭煤法
众所周知，煤与瓦斯突出矿井中，石门揭突出煤层时，时问特别长，五步揭煤法能够很好的解决揭突出煤层中的很多问题，五步揭煤法与传统的石门揭煤方法相比，在揭煤过程中，揭煤的持续时间变短，预测的准确性更高了，揭煤中的危险性大大的降低了。
4.1 五步揭煤法的施工过程
五步揭煤法所具有的主要技术特点：把揭煤全过程划分成5步来施工：
1） 工作面距煤层顶板10m垂距之前，初步预测突出危险状况；
2）工作面施工至距煤层法向距离5m以前，施工二个穿透煤层全厚的测压（预测）钻孔，预测煤层的突出危险性；
3）工作面施工至垂距3m时，施工3个钻孔，预测煤层的突出危险果有突出危险性；
4）工作丽施工至垂距1.5m时，再施工3个钻孔，预测煤层的突出危险性，
5）揭开煤层后但尚未全断面揭穿煤层全厚，必须先施工5个顺层钻孔进行预测煤层的突出危险性。
4.2 五步揭煤法的优点
在煤与瓦斯突出过程中，地应力和瓦斯压力是发动与发展煤与瓦斯突出的动力；本身有突出危险的煤层，没有外力的作用是不会突出的，如果采取措施消除了煤层的突出危险，和传统的揭煤方法相比，五步揭煤法有安全、快速的效果。通过采用五步揭煤法的快速揭煤技术，可以在确保安全的情况下，缩短揭煤周期，且揭煤炮用的炸药量只是常规掘进的用药量，揭煤过程中不易发生突出。
1）五步揭煤法，增加了措施的可靠性，减少了施工不到位问题，加快了揭煤速度，达到了安全、平稳、快速高效揭煤的目的。
2）多参数综合预测石门揭煤瓦斯突出危险性，使得预测准确性更加提高，确保安全揭煤。
3）采用立体化多重钻孔布置方式，避免了个别少量孔的误差和失误的影响，确保了整体预测检验定性的可靠性。
5 结语
众所周知，传统石门揭煤工艺实施防突措施需要一定的条件，从而导致目前石门揭煤防突的安全可靠系数低，更容易诱发煤与瓦斯突出。在揭煤工作面完全消突并加强支护、做好安全防护措施的基础上采用综掘掘进，能够使揭煤过程划整为零，分步实施预测及消突措施，增加了措施的可靠性，为我国的石门揭煤局部防突技术提供了一条新的途径和方式。
参考文献
[1]俞启香.矿井瓦斯防治[M].徐州：中国矿业大学出版社，1992；
[2]蒋承林，俞启香.煤与瓦斯突出的球壳失稳机理及防治技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，1998；
[3]蒋承林、俞启香，煤与瓦斯突出过程中能量耗散规律的研究[J].煤炭学报，1996；
作者简介：王东敏，安徽淮南人，助理工程师，2012年6月毕业于安徽理工大学能源与安全学院采矿工程专业，现供职于国投新集能源股份有限公司，主要从事煤矿开采技术方面的工作、
[关键词]煤与瓦斯突出；石门揭煤；防突，五步揭煤法
中图分类号：TD732.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）32-0024-01
1 前言
近几年来，传统的石门揭煤防突措施方面先后采用了金属骨架、水力冲孔、抽排瓦斯等技术措施，这些措施也起到了一定的防突作用，但这些措施或工艺复杂。或揭煤工期过长，这样也就使得矿井的生产和安全受到了严重的影响。所以，迫切需要研究严重突出煤层石门快速揭煤新技术，在保障矿井安全生产的基础上，缩短揭煤时间，缓解矿井接替紧张局面，石门揭煤防突工作尤显重要。
2 石门揭煤防突技术研究
2.1 石门突出类型及影响因素
⑴ 石门揭煤突出类型
在煤矿现场，根据石门条件下发生的突出情况不同，石门突出可分为以下几种：
1） 爆破揭开石门时的突出
在石门巷道揭开煤层之前，保持着较高的原始瓦斯压力，具有突出危险的煤层压力状态遭到破坏，由于受地应力破坏的软煤在此瓦斯压力差的作用下抛向巷道，煤体在地应力的作用下破坏，破坏后又被瓦斯压力抛向巷道，这样连锁的破碎及煤体抛出使突出向煤体深部扩展，形成连续的突出。
2） 延期突出
在石門揭煤过程中，揭开煤层后未能及时进行支护，致使有突出危险的煤体突然暴露而引起突出。为此，现场必须采取一些防治措施：在爆破放炮揭煤时，要求炮眼利用率保证爆出规定大小的断面，创造最有利于突出的条件。
3） 过煤门时的突出
在过煤门时，有些煤层往往在底板或顶板中存在坚硬的岩石，不发生突出，但在工作面进入坚硬的岩石后却发生了突出。爆破揭开石门时，有些地点在爆破揭开煤层时并束发生突出，而在传越煤门、甚至过了石门后才发生突出，即过煤门突出。
⑵ 煤与瓦斯突出影响因素
1）地质构造因素
根据有关资料研究发现，在相应的瓦斯突出的部位，煤岩层的产状、地质构造的规模、性质和排列组合等，与正常情况下都存在着很大的差异，这些因素都会对瓦斯突出在某种程度上产生很大的影响。在具有良好的瓦斯形成和保存的地质条件前提下，上述特殊性是发生突出的重要内在因素。因此，突出危险带地质构造类型也是瓦斯突出地质构造的重要影响因素。
2）煤层的影响
根据调查研究统计发现，发生瓦斯突出的地点主要是在煤层厚度大、而且煤层厚度的变化大的位置，瓦斯突出的强弱程度也与煤层厚度的变化有着很大的关系，也存在着很大的差异，其主要的关系有：在一些煤层厚度很大的矿井，特别是煤层厚度变化大的煤层，其危险性更大，煤层的突出危险性决定于煤层的厚度，随着煤层厚度的增大，突出危险性增加；在煤层厚度变化大的矿井，凸透镜状煤包和被薄煤带包围的厚煤地段突出危险性大。
3）煤体结构的影响
一般情况下，受构造应力作用，煤的原生结构遭受破坏后所表现出的结构称为构造结构，突出煤层均具有构造结构特征。根据有关资料统计显示，在突出矿井中，煤质变软是突出的一种预兆，煤层具有极端的松软性和易脆性，从地质角度分析，它是煤层在构造应力作用下形变的产物。煤层比围岩更容易遭到破坏，使得煤碎裂，随后进一步破碎，碎粒在移动过程中煤的这种遭受破坏的构造结构特征，往往与煤和瓦斯突出的发生有密切关系。
3 石门揭煤突出危险性预测研究
众所周知，石门揭煤所导致的煤层瓦斯突出是所有各种巷道煤层突出的最为严重的一种，也是强度最大的一种，所以在揭煤之前，有必要进行煤与瓦斯突出危险性预测。通过预测，可以知道石门揭煤掘进工作面是否是突出危险或突出威胁，不仅能指导防突工作，减少防突措施工程量，而且通过对工作面突出危险性进行不间断的检查，能保证工作人员的人身安全。所以，石门揭煤的突出预测研究具有重要的理论意义和实际意义。
⑴ 综合指标法
综合指标法首先在石门工作面向煤层至少打两个测压钻孔，测定煤层的瓦斯压力，以测得的最高瓦斯压力为准，其测定具体步骤为：
1） 在测压钻孔内插入带有压力表接头的紫铜管，管径为6～8mm，长度不小于7m；
2） 将特制的柱状粘土送入孔内，柱状粘土末端距紫铜管末端O.2～O.5m，每次送入0.3～0.5m，用堵棍捣实：
3） 每堵1m粘土柱打入1个木塞，木塞直径小于钻孔直径10～15mm，打入应保护好紫铜管，以防折断；
4） 在孔口用水泥砂浆封堵，经24h水泥凝固后，安上压力并详细记录压力上升与时间的关系，直到压力稳定为止，稳定后的压力即为煤层瓦斯压力。
⑵ 钻屑指标法
当石门工作面距煤层最小垂距为3～10m时，向煤层打两个直径50～75mm的预测钻孔，在其钻进煤层达到预定位置时，用直径l～3mm的筛子分钻屑，再用仪器测定其瓦斯解吸指标（△h2和k1）：当值超过临界值时，该石门工作面为突出危险工作面，反之则为无突出危险工作面。
4 五步揭煤法
众所周知，煤与瓦斯突出矿井中，石门揭突出煤层时，时问特别长，五步揭煤法能够很好的解决揭突出煤层中的很多问题，五步揭煤法与传统的石门揭煤方法相比，在揭煤过程中，揭煤的持续时间变短，预测的准确性更高了，揭煤中的危险性大大的降低了。
4.1 五步揭煤法的施工过程
五步揭煤法所具有的主要技术特点：把揭煤全过程划分成5步来施工：
1） 工作面距煤层顶板10m垂距之前，初步预测突出危险状况；
2）工作面施工至距煤层法向距离5m以前，施工二个穿透煤层全厚的测压（预测）钻孔，预测煤层的突出危险性；
3）工作面施工至垂距3m时，施工3个钻孔，预测煤层的突出危险果有突出危险性；
4）工作丽施工至垂距1.5m时，再施工3个钻孔，预测煤层的突出危险性，
5）揭开煤层后但尚未全断面揭穿煤层全厚，必须先施工5个顺层钻孔进行预测煤层的突出危险性。
4.2 五步揭煤法的优点
在煤与瓦斯突出过程中，地应力和瓦斯压力是发动与发展煤与瓦斯突出的动力；本身有突出危险的煤层，没有外力的作用是不会突出的，如果采取措施消除了煤层的突出危险，和传统的揭煤方法相比，五步揭煤法有安全、快速的效果。通过采用五步揭煤法的快速揭煤技术，可以在确保安全的情况下，缩短揭煤周期，且揭煤炮用的炸药量只是常规掘进的用药量，揭煤过程中不易发生突出。
1）五步揭煤法，增加了措施的可靠性，减少了施工不到位问题，加快了揭煤速度，达到了安全、平稳、快速高效揭煤的目的。
2）多参数综合预测石门揭煤瓦斯突出危险性，使得预测准确性更加提高，确保安全揭煤。
3）采用立体化多重钻孔布置方式，避免了个别少量孔的误差和失误的影响，确保了整体预测检验定性的可靠性。
5 结语
众所周知，传统石门揭煤工艺实施防突措施需要一定的条件，从而导致目前石门揭煤防突的安全可靠系数低，更容易诱发煤与瓦斯突出。在揭煤工作面完全消突并加强支护、做好安全防护措施的基础上采用综掘掘进，能够使揭煤过程划整为零，分步实施预测及消突措施，增加了措施的可靠性，为我国的石门揭煤局部防突技术提供了一条新的途径和方式。
参考文献
[1]俞启香.矿井瓦斯防治[M].徐州：中国矿业大学出版社，1992；
[2]蒋承林，俞启香.煤与瓦斯突出的球壳失稳机理及防治技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，1998；
[3]蒋承林、俞启香，煤与瓦斯突出过程中能量耗散规律的研究[J].煤炭学报，1996；
作者简介：王东敏，安徽淮南人，助理工程师，2012年6月毕业于安徽理工大学能源与安全学院采矿工程专业，现供职于国投新集能源股份有限公司，主要从事煤矿开采技术方面的工作、