师亮亮

（山西霍尔辛赫煤业有限责任公司，山西 长治 046600）

1 我国煤矿防突工作现状分析

1.1 不能及时发现瓦斯突出预兆

目前我国煤矿防突工作存在的一个问题是无法及时发现瓦斯突出预兆，从而无法及时采取有效应对措施，也因此成为煤矿事故屡次发生的一个重要因素。及时发现瓦斯突出预兆之所以有重要意义，是因为在煤矿开采过程中，突出事故的发生往往伴随着瓦斯浓度的异常变化，这被视为煤矿突出的一种征兆。如果能够及时发现瓦斯异常变化，就能及时采取有效的预控措施，避免可能产生的生命财产损失。但是，瓦斯突出是一种十分随机的动态变化过程，这从客观上也增加了煤矿防突工作的难度，更需要包括管理人员、瓦检工、安监员和生产队职工等在内的煤矿各级员工共同关注，实时监控工作面和回风流瓦斯的变化情况，提高警惕，加强预警，尽力掌握第一手资料，在发现瓦斯浓度异常变化的第一时间迅速做出反应，采取有针对性的措施[1]。

1.2 煤矿突出危险性预测工作不规范

煤矿突出危险性预测是煤与瓦斯突出综合防治措施的基础，煤矿突出危险性预测工作不规范，从根本上就破坏了煤矿防突工作的有效性和预控性。因为煤矿突出危险性预测是对煤矿是否有突出危险的测定，如果测定出工作面有突出危险，则要采取防突措施，规避工作面的突出危险。若煤矿突出危险性测定不规范，其测定结果可想而知，很可能无法发现煤矿潜在的突出危险，从而没有采取应有的防突措施，造成严重后果。煤矿突出危险性预测工作不规范主要表现在两个方面：一是没有准确预测工作面的突出危险性，如预测钻孔没有按照规定的角度、位置和深度施工，未按照要求测定有关参数，从而导致预测数据不准确，对工作面的防突工作造成误导，增加工作面施工过程的安全隐患。二是缺乏警惕，没有正确对待预测指标。工作面的预测指标如果比平常高出许多，即使没有达到临界值，也应当高度重视，但是实际操作中，对预测指标的突然增大缺乏重视导致，导致没有预判到工作面前方可能存在较大瓦斯压力，未及时降低推进速度，施工中也没有密切注意煤体及瓦斯浓度的变化情况，缺乏相应的防突措施，从而导致发生事故和人员伤亡的可能性加大。

1.3 防突钻孔施工操作不规范

防突钻孔施工是指在煤矿突出预兆发生时，向工作面前方煤体深部施工钻孔，引导地应力和瓦斯充分释放，同时增加煤体强度的防突措施，是“四位一体”综合防突措施中的最关键环节。但是当前我国煤矿防突措施受各方面因素制约无法落实，防突钻孔施工操作不规范[2-3]。

2 煤与瓦斯突出的一般规律

煤矿瓦斯突出机理及突出的规律较复杂，下面就目前多数煤矿存在的共性规律进行列举和探讨。

1）随着煤矿开采深度增加，煤矿突出次数也会增加，突出强度加大，突出煤层数会增加，由此导致突出危险区扩大。实际开采中往往出现这样的情况，有的矿区在浅部开采时没有煤与瓦斯突出，随着开采深入，也会出现煤与瓦斯突出情况。

2）突出多发生于地质构造区；煤矿突出常常出现在地质构造区，地质构造区常见如褶皱、断层处以及岩浆岩侵入地区，这些地区受到板块挤压扭曲，容易发生突出。

3）煤体破坏程度越严重，煤的强度越小，突出危险性越大；煤层本身的厚度大、倾角大或者经开采后厚度、倾角都发生变化，以及煤层的软分层变厚等情况都属于煤体受到破坏，强度变小，容易发生突出。

4）突出的气体主要是沼气，少数情况下突出二氧化碳；大量数据检测表明，多数煤与瓦斯突出时瓦斯压力均在0.6MP以上，说明沼气含量和压力越大，突出危险越大。

5）采掘工作面应力集中区容易发生突出；突出发生情况以煤巷掘进时最多，回采工作面次之。掘进过程中又常发生在应力集中区，如两巷相向贯通前的煤柱，接近邻近层的上下煤柱等地区，突出次数多，突出强度大，危险性更大。

6）突出常发生于外力冲击作用下；煤体突出发生的条件一是煤体内储存了大量潜能，二是潜能受到作用释放出来，外力冲击是一种常见的外部诱导，特别是爆破等活动，会使煤体震动，突出可能性增大。

7）围岩的透气性越差，致密的岩层越厚，且所占的比重越大，突出危险性越大；围岩透气性越差，致密岩层越厚，越多，越有利于瓦斯的储存，瓦斯含量越大，越容易发生突出，突出危险性越大。

8）在煤与瓦斯突出之前大都出现预兆；在煤矿发生突出时往往有预兆，如瓦斯浓度异常变化。这同时也为防突成为可能创造了条件[4]。

3 完善我国煤矿防突工作的技术措施

前面分析了我国煤矿防突工作的现状，同时说明了煤矿突出的一般规律，因此在此基础上结合目前国内外防突工作取得的经验提出了完善我国煤矿防突工作的技术措施[5-6]。

3.1 采区和工作面突出危险性预测

对煤层采取和工作面突出危险性的测定是防突的基础工作，只有对煤层不同采取和工作面进行充分分析，测定突出危险性，并在此基础上划分不同突出危险性的区域，才能因地制宜，有针对性地采取不同的防突技术管理措施。

3.2 正确选择、编制防突措施

在测定不同煤层采区和工作面的突出危险性并划分区域后，应当结合不同采区的生产条件和突出特点采取有针对性的防突措施。比如，大量实践已经证明综采工作面的瓦斯涌出量比一般普炮采工作面瓦斯涌出量多出两倍不止，针对瓦斯涌出量大的矿井，要通过抽放减少瓦斯突出的可能性，而在瓦斯涌出量大的综采工作面仅仅通过加大风量来试图排除瓦斯，反而会因为工作面风速增大造成煤尘飞扬和温度下降，工作面劳动条件恶化，采用瓦斯抽放则不仅可以起到排除瓦斯的作用，抽放的瓦斯还能加以利用，同时减少了工作面的通风量。所以，根据工作面和采区的实际情况，正确选择、编制防突措施，可以起到事半功倍的效果。

3.3 确定钻孔的位置

在煤矿防突中，确定钻孔位置是最为重要的一个环节，钻孔位置是否合理决定着深挖时钻头能否正常工作，是否可以安全释放瓦斯，能否保证挖掘进行过程中工作面合理的瓦斯浓度，所以务必要谨慎、正确布置防突钻孔的位置。钻孔时要在巷道两边按照固定距离安置抽放钻场，每个钻场配置四个和钻孔平行的抽放钻孔，钻孔上下放置，两个为一组，一般而言，钻孔要与巷道平行，同时避免特别贴近巷道。此外，还可能采取高压注水等防突措施，高压注水前，要准确计算工作面煤层和周边环境间的各个参数。

3.4 切实做好防突措施效果检验和安全防护措施

单纯采取防突措施并不意味着防突工作到位，也不意味者防突实现了预期作用，还应当对采取的防突措施进行效果检验，证明防突措施切实有效的情况下，才能继续采取防突措施进行施工。同时，突出预测并非完全精准，防突措施也不一定完全有效，所以为了防止预测错误或防突失效等情况发生，务必把好安全防护关。突出危险工作面经过测定没有突出危险的情况下，也要认真实施安全防护措施。

3.5 高压注水综合防突技术

高压注水综合防突技术的防突原理是，通过在煤巷正头布置长钻孔，提前向煤体内进行高压注水，是煤体变得湿润，提高煤体的可塑性，当压裂破坏煤体后，煤体透气性会大大提高，从而排除大量游离瓦斯，达到减低甚至消除煤层突出危险的防突目标。高压注水防突需在掘进循环开始前进行，首要的工作就是防突钻孔，钻孔孔深、方向都要根据实际情况正确确定，增加注水范围，同时要进行封孔，注水过程中要注意注水时间以煤体湿润有水渗出为宜，注水压力要恰到好处，既要使煤体湿润又要避免出现煤层水力压裂现象，见图1所示。

图1 高压注水系统布置图

3.6 推广应用防突消突新技术

煤矿防突是一项复杂长期的工作，因为煤与瓦斯突出是一种十分复杂的矿井瓦斯动力现象，时常出现新的情况，这就需要不断发现新的防突消突技术，并加以推广应用。比如，高位巷抽放技术较之高位钻孔技术，在抽放效果方面更加显著，同时由于采用了边采边抽、预抽等方法，花费的抽放时间更短，效率更高，弥补了高位钻孔工程量少、封孔质量差、抽放系统不匹配等多方面的缺陷。在开采邻近保护层时，开采前采取回风和运输平巷，同时布置长钻孔向煤层注水，这样可以增加煤体的可塑性，降低工作面前方的地应力集中，缓解煤体潜能和瓦斯潜能可能的突然释放，从而可以实现降低甚至消除煤层突出的防突效果。

3.7 提升技术水平，调整抽放系统

煤矿防突工作中，掘进挂耳抽放会受到打钻和封孔质量等因素的影响，打钻或封孔质量差会导致抽放效果差，因此要努力提高煤矿开采相关职工的技术水平，进行技术培训，改进钻孔工艺，提高封孔质量。例如，针对移动抽放系统功率低的问题，要提高井下抽放泵功率，达成各个系统间的配合，达到安全生产标准。

3.8 加强防突教育和职工培训工作

防突技术的使用和防突措施的实施最终还是要靠煤矿各级人员的共同推进，所以要加强防突教育和培训工作，是突出煤矿的全体职工都具备必备的防突基础知识和防突技能，对于技术人员更要着重加强其防突技术培训和学习，提高煤矿防突工作的质量，减少煤矿突出事故发生。

4 结 论

煤矿开采中居于主要地位的应当是煤炭生产的安全，而非煤炭开采数量和质量。采取全面有效的防突措施，是对煤矿工人生命安全的最大限度地尊重和保障，也是煤炭企业获得长期可持续发展的重要举措。长期以来，我国煤矿防突处于较低水平，亟待完善。做好煤矿防突工作不仅有利于提高采掘速率，保证煤炭产量，更能最大限度减少煤矿开采事故发生，保障煤矿工人的生命安全，是煤矿开采工作的重心之一。煤和瓦斯突出时一种异常复杂的矿井瓦斯动力现象，因此煤矿防突是一项长期系统的工作，需要不断改进完善。