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探索适应严重突出煤层条件的综合防突技术，在保证安全的前提下大幅度提高掘进速度，已成为缓解采掘紧张局面、改变矿井经济与安全面貌的当务之急。
一、水力掏槽防突机理研究
水力掏槽措施实质就是外力在较短时间内破坏煤体的原有平衡稳定状态，部分煤体破碎被冲出，槽洞周边煤体向外发生位移，促使所受应力状态发生变化，有效应力降低，并释放大量瓦斯的过程。煤体在掏槽期间是渐进的被破碎，煤体的应力和瓦斯潜能也是渐进的释放，掏槽过程中排出了大量瓦斯和一定数量的煤炭，因此在煤体中形成一定的卸压、排放瓦斯区域，在这个区域内，破坏了突出发生的基本条件，起到有效防治或抑制突出的效果。通过ANSYS数值模拟，槽孔底部的煤体和顶板发生了位移，位移模式分别为底部煤体鼓起和顶板下沉。在地应力作用下，煤层具有塑性变形位移流动的特征，即流变性能。掏槽期间，掏出了很大的孔洞，在经过一段时间后发现孔洞的体积明显减小，甚至被周围煤体的位移所充填。煤体位移的作用缓慢地由孔洞壁向周围煤体传播，也就不断地扩大了掏槽的卸压排瓦斯范围，掏槽时和掏槽后的瓦斯排放量可达掏槽有效影响区域内瓦斯总量50％左右。预防突出效果显著。理论研究与分析表明：水力掏槽措施在提高煤体透气性、改善煤层应力状态以及措施后煤体物理性质变化都具有非常积极的影响，对突出的防治具有针对性和可行性。
二、水力掏槽防突措施实验
（一）水力掏槽防突措施有效性检验
水力掏槽防突措施采用预测、防突措施、措施效果检验和安全防护措施“四位一体”综合防突技术思路，即首先进行突出危险性预测，突出危险性预测及效检指标均采用R值指标法，其临界值RM为6。当预测无突出危险时，留出预测超前距，直接采用远距离放炮安全防护措施进行掘进作业；预测有突出危险时采取水力掏槽综合防突措施，然后进行效果检验，措施效果检验有效后，留出效检超前距采用远距离放炮安全防护措施进行掘进作业。
（二）水力掏槽措施技术参数
1、措施超前距。在矿区煤层条件下，当正前水力掏槽断面积小于1.0m2时，措施超前距保留5.0m；考虑到顶板支护因素，当正前水力掏槽断面积大于1.0m2时而又小于2.0m2时，措施超前距保留3.0m；當正前水力掏槽断面积大于2m2时，措施超前距保留1.0m。
2、泵压、流量。通过理论计算和实际掏槽效果，水力掏槽泵压确定为16～20MPa，流量150m3／h。
3、水力掏槽尺寸。水力掏槽13～20min后，形成一道宽800～1200mm，高1.2～1.7m，深10～32m。超前卸压槽
（三）试验情况
采取水力掏槽消突措施后突出指标效检超标率为5.83％，远低于常规的30％措施超标率，效检不突出准确率为100％，充分显示了水力掏槽消突措施的有效性和可靠性：平均月进尺达到126m，最高达到165m／月，较排放钻孔等常规防突措施掘进速度提高到2倍以上。采取水力掏槽消突措施后，在爆破作业时，瓦斯涌出强度降低，炮后瓦斯超限率急剧下降，由其它防突措施炮后瓦斯超限的50％以上降至目前的18.9％，并且炮后瓦斯浓度一般在0.3％～0.9％之间，低于排放钻孔防突措施爆破后0.9～7％的瓦斯浓度（同风量下比较），因此采取水力掏槽措施是掘进爆破作业安全的重要保证，同时试验表明，措施后杜绝了爆破作业诱导突出或出现瓦斯动力现象。
工程试验表明，掏槽后形成较大面积的槽洞对减少爆破工程量、材料费用、提高爆破效果和增加一次爆破深度均有显著作用，新的掘进工艺使掘进速度提高到原来的2倍以上，达到全公司平均掘进水平的2-4倍。
三、措施分析
（一）适应性
实验矿区煤巷掘进突出统计表明，在采用排放钻孔等常规措施期间，平均年掘进4000米巷道突出4～6次。采用水力掏槽措施在矿区试验期间掘进2000余米，共发生突出2次，其中1次为考察水力掏槽措旌安全距离诱发突出，1次为措施期间突出（掘进工作面遇到成组断层，煤层全部为软分层，采用排放钻孔打钻时出现严重喷孔现象后，为保证施工安全，而采用水力掏槽措施发生的突出），从千米巷道突出次数看，基本与采用常规措施相当，采用水力掏槽措施并没有增加突出的概率。因此，水力掏槽措施能够很好的适应于矿区的严重突出煤层掘进消突。
（二）有效性
1、措施重复率低、采取水力掏槽措施，一般可以一次成槽，不需要反复的冲刷，过程简单。
2、措施执行时间短。和其它防突措施相比，水力掏槽消突措施施工时间短，措施仅需10～30min，瓦斯在措施期间大量释放，措施后瓦斯浓度一般在40min内降低到0.1％～0.4％，保证了有效掘进时间。
3、掘进速度大幅度提高。
4、经济和社会效益显著。
四、结论
1、理论研究分析表明，水力掏槽措施在瓦斯、应力及煤体物理性质改变等突出主导因素方面具有明显的防突作用；通过严重突出掘进工作面工业试验，充分证明水力掏槽防突措施具有广泛的适应性、显著的有效性和可靠的安全性，措施后有效解除了掘进期间突出危险性，大幅度提高了掘进速度和掘进的安全性。
2、确定了适合矿区煤层条件的水力掏槽防突措施参数。
3、采取水力掏槽消突措施，每米进尺措施时间是超前排放钻孔的1／14，是注水防突措施的1/7。因此进一步深入研究、完善掘进工艺和装备，掘进速度还有大幅度提高的潜力，将会带来更大的经济社会效益。
（作者单位：鸡西矿业集团平岗煤矿）
一、水力掏槽防突机理研究
水力掏槽措施实质就是外力在较短时间内破坏煤体的原有平衡稳定状态，部分煤体破碎被冲出，槽洞周边煤体向外发生位移，促使所受应力状态发生变化，有效应力降低，并释放大量瓦斯的过程。煤体在掏槽期间是渐进的被破碎，煤体的应力和瓦斯潜能也是渐进的释放，掏槽过程中排出了大量瓦斯和一定数量的煤炭，因此在煤体中形成一定的卸压、排放瓦斯区域，在这个区域内，破坏了突出发生的基本条件，起到有效防治或抑制突出的效果。通过ANSYS数值模拟，槽孔底部的煤体和顶板发生了位移，位移模式分别为底部煤体鼓起和顶板下沉。在地应力作用下，煤层具有塑性变形位移流动的特征，即流变性能。掏槽期间，掏出了很大的孔洞，在经过一段时间后发现孔洞的体积明显减小，甚至被周围煤体的位移所充填。煤体位移的作用缓慢地由孔洞壁向周围煤体传播，也就不断地扩大了掏槽的卸压排瓦斯范围，掏槽时和掏槽后的瓦斯排放量可达掏槽有效影响区域内瓦斯总量50％左右。预防突出效果显著。理论研究与分析表明：水力掏槽措施在提高煤体透气性、改善煤层应力状态以及措施后煤体物理性质变化都具有非常积极的影响，对突出的防治具有针对性和可行性。
二、水力掏槽防突措施实验
（一）水力掏槽防突措施有效性检验
水力掏槽防突措施采用预测、防突措施、措施效果检验和安全防护措施“四位一体”综合防突技术思路，即首先进行突出危险性预测，突出危险性预测及效检指标均采用R值指标法，其临界值RM为6。当预测无突出危险时，留出预测超前距，直接采用远距离放炮安全防护措施进行掘进作业；预测有突出危险时采取水力掏槽综合防突措施，然后进行效果检验，措施效果检验有效后，留出效检超前距采用远距离放炮安全防护措施进行掘进作业。
（二）水力掏槽措施技术参数
1、措施超前距。在矿区煤层条件下，当正前水力掏槽断面积小于1.0m2时，措施超前距保留5.0m；考虑到顶板支护因素，当正前水力掏槽断面积大于1.0m2时而又小于2.0m2时，措施超前距保留3.0m；當正前水力掏槽断面积大于2m2时，措施超前距保留1.0m。
2、泵压、流量。通过理论计算和实际掏槽效果，水力掏槽泵压确定为16～20MPa，流量150m3／h。
3、水力掏槽尺寸。水力掏槽13～20min后，形成一道宽800～1200mm，高1.2～1.7m，深10～32m。超前卸压槽
（三）试验情况
采取水力掏槽消突措施后突出指标效检超标率为5.83％，远低于常规的30％措施超标率，效检不突出准确率为100％，充分显示了水力掏槽消突措施的有效性和可靠性：平均月进尺达到126m，最高达到165m／月，较排放钻孔等常规防突措施掘进速度提高到2倍以上。采取水力掏槽消突措施后，在爆破作业时，瓦斯涌出强度降低，炮后瓦斯超限率急剧下降，由其它防突措施炮后瓦斯超限的50％以上降至目前的18.9％，并且炮后瓦斯浓度一般在0.3％～0.9％之间，低于排放钻孔防突措施爆破后0.9～7％的瓦斯浓度（同风量下比较），因此采取水力掏槽措施是掘进爆破作业安全的重要保证，同时试验表明，措施后杜绝了爆破作业诱导突出或出现瓦斯动力现象。
工程试验表明，掏槽后形成较大面积的槽洞对减少爆破工程量、材料费用、提高爆破效果和增加一次爆破深度均有显著作用，新的掘进工艺使掘进速度提高到原来的2倍以上，达到全公司平均掘进水平的2-4倍。
三、措施分析
（一）适应性
实验矿区煤巷掘进突出统计表明，在采用排放钻孔等常规措施期间，平均年掘进4000米巷道突出4～6次。采用水力掏槽措施在矿区试验期间掘进2000余米，共发生突出2次，其中1次为考察水力掏槽措旌安全距离诱发突出，1次为措施期间突出（掘进工作面遇到成组断层，煤层全部为软分层，采用排放钻孔打钻时出现严重喷孔现象后，为保证施工安全，而采用水力掏槽措施发生的突出），从千米巷道突出次数看，基本与采用常规措施相当，采用水力掏槽措施并没有增加突出的概率。因此，水力掏槽措施能够很好的适应于矿区的严重突出煤层掘进消突。
（二）有效性
1、措施重复率低、采取水力掏槽措施，一般可以一次成槽，不需要反复的冲刷，过程简单。
2、措施执行时间短。和其它防突措施相比，水力掏槽消突措施施工时间短，措施仅需10～30min，瓦斯在措施期间大量释放，措施后瓦斯浓度一般在40min内降低到0.1％～0.4％，保证了有效掘进时间。
3、掘进速度大幅度提高。
4、经济和社会效益显著。
四、结论
1、理论研究分析表明，水力掏槽措施在瓦斯、应力及煤体物理性质改变等突出主导因素方面具有明显的防突作用；通过严重突出掘进工作面工业试验，充分证明水力掏槽防突措施具有广泛的适应性、显著的有效性和可靠的安全性，措施后有效解除了掘进期间突出危险性，大幅度提高了掘进速度和掘进的安全性。
2、确定了适合矿区煤层条件的水力掏槽防突措施参数。
3、采取水力掏槽消突措施，每米进尺措施时间是超前排放钻孔的1／14，是注水防突措施的1/7。因此进一步深入研究、完善掘进工艺和装备，掘进速度还有大幅度提高的潜力，将会带来更大的经济社会效益。
（作者单位：鸡西矿业集团平岗煤矿）