【摘要】郑州矿区二1 煤层属典型的豫西“三软”突出煤层，因此防突任务重、掘进速度慢，严重影响了矿井的正常采掘接替。通过实践本文结合郑煤集团某矿12 采区12191 上顺槽沿空掘巷介绍了在郑州矿区豫西“三软”突出煤层中快速沿空掘巷的防突措施及实践经验，它具有防突压力小、掘进速度快、提高煤柱回收率的特点，为矿井保持正常的采掘接替有着十分重要的意义，也为以后沿空掘巷提供了技术经验。

【关键词】“三软”突出煤层；快速；沿空掘巷；防突措施

0. 掘进工作面概况

12191 上顺槽掘进工作面位于12 采区东翼，上邻12171 工作面采空区，设计走向长度1020m，掘进断面13.6m2，巷道沿12171 工作面采空区预留不大于2m 的煤柱向东掘进，煤层底板标高-65.5m ～ -80.5m，地面标高62m ～ 85m，煤层厚度为0 ～ 15m，煤层倾角8°～ 23°，整体形态上呈一北倾的单斜构造，受滑动构造的影响，煤层厚度变化大，具有厚度不均，赋存规律不明显和煤层骤变的特点，该煤层属典型的豫西“三软”突出煤层，其煤尘具有爆炸性，煤层属于Ⅲ类不易自燃煤层。

1. 沿空掘巷的实施

1.1 沿空掘巷的优点

1、沿空掘巷把巷道布置在卸压区中，巷道受到的压力小，巷道变形小，有利于巷道的支护和维护；2、巷道布置在煤体地应力及瓦斯应力被释放的区域（即处于煤层被解放区），能有效预防煤与瓦斯突出，节省了区域防突措施的执行，可以加快巷道的掘进速度；3、巷道布置在煤体地应力及瓦斯应力被释放的区域瓦斯大部分已被卸压释放，在掘进过程中瓦斯涌出量将明显减少；4、沿空掘巷留设距采空区不大于2m 的小煤柱，一方面减少了煤柱的留设，提高了煤柱回收率、另一方面可以作为掘进和回采中防止漏风以及掘进过程中隔水作用。

1.2 沿空掘巷的可行性

12191 工作面上邻已回采结束的12171 工作面，12171 工作面下部20m 范围内的煤层已处于地应力及瓦斯应力被释放的区域，因此为12191 工作面上顺槽沿12171 工作面采空区预留不大于2m的煤柱掘进提供了沿空掘巷的可行性。

1.3 沿空掘巷的确定

由于沿空掘巷具有防突压力小、瓦斯涌出量小、掘进速度快、提高煤柱回收率等优点并且现场具有沿空掘巷实施的条件，因此最终确定12191 上顺槽采用沿空掘巷布置方式。

2. 防突措施的确定

由于矿区二1 煤层属突出煤层，根据《煤与瓦斯突出规定》中“区域防突措施先行、局部防突措施补充”的原则，在开掘巷道前首先要执行区域防突措施消除突出危险性，但是12191 工作面上顺槽设计沿12171 工作面采空区预留不大于2m 的煤柱沿空掘进，该巷道掘进所在二1 煤层已处于地应力及瓦斯应力被释放的区域（即处于煤层被解放区）。因此防突措施确定如下：1、区域探测措施，区域探测无异常可执行连续性突出危险性预测指标不超方可掘进；

2、区域防突措施，若区域探测有异常则必须执行顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施。

2.1 防突措施执行原则

12191 工作面上顺槽掘进所在二1 煤层已处于地应力及瓦斯应力被释放的区域（即处于煤层被解放区），在保证防突措施执行到位的前提下为了加快巷道的掘进速度在巷道掘进时首先采区区域探测措施，区域探测无异常可不执行区域防突措施只需执行连续性突出危险性预测，指标不超方可掘进；若区域探测出现以下现象：1、钻孔施工过程中有顶钻、喷孔、前方煤体应力集中、钻进困难等异常情况；2、探测区域内有构造，煤层赋存不稳定有异常变化；3、钻孔成孔后孔口瓦斯浓度大于5% ；4、瓦斯解吸量等参数大于临界值。则必须执行顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施。

2.2 区域探测措施

1、掘进方向至少施工3 个孔径为94mm 的瓦斯地质探测钻孔，控制到煤层顶底板，探清前方煤层赋存状况、地质构造、瓦斯、地应力等情况并测定瓦斯解吸量等相关瓦斯参数。钻孔夹角指钻孔与巷道中心线的夹角，倾角指钻孔与水平线的夹角，投影孔深设计60m。（区域探测钻孔示意图见图一）图一 区域探测钻孔示意图

2、区域探测钻孔可以作为瓦斯参数测定钻孔，区域探测钻孔超前距不得小于20m（以有效投影最短钻孔深度算）。3、控制范围：倾斜、急倾斜煤层控制巷道下帮至少10m，上帮为采空区，控制到采空区边缘线即可；其他煤层为巷道控制轮廓线外至少15m。

2.3 区域防突措施

若区域探测有异常则必须执行顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施，顺层钻孔布置要求如下：

1、顺层钻孔的钻孔深度和间排距：钻孔控制的条带长度投影孔深60m，钻孔终孔间排距为3m，距煤层顶（底）板的距离为1.5m，控制巷道廓线外15m（控制范围均为沿层面的距离）。

2、顺层钻孔超前距：每循环顺层钻孔超前距不得小于20m（以有效投影最短钻孔深度算）。

3、顺层钻孔控制范围：翻土措施钻孔控制掘进前方距离不少于60m，控制巷道廓线外不小于15m（采空区方向控制间隔煤柱，控制范围均为沿层面的距离）。（顺层预抽瓦斯钻孔示意图见图二）

3. 沿空掘巷的应用

3.1 巷道支护形式

12191 上顺槽采用沿空掘巷其围岩稳定性较差，因此选择合理的支护形式可以有利的控制巷道围岩变形对巷道支架的破坏，采用可缩性支架可以有效的解决巷道支架破坏的问题，理论上讲可缩性支架中环形支架最好、拱形支架次之、梯形支架较差，在巷道净断面一定的条件下环形支架增加了巷道掘进断面并且增加了支护成本而梯形支架不能有效的控制围岩变形时对支架产生的破坏增加了巷道的维修量，因此综合考虑选择拱形支架即U 型钢支护。

3.2 巷道施工方法

由于受滑动构造的影响，煤层厚度变化大，煤层厚度0 ～ 15m，具有厚度不均，赋存规律不明显和煤层骤变的特点，局部地段会出现全岩掘进，受地质条件的制约无法采用综合机械化掘进。因此采用放炮配合手镐落煤、人工装煤、刮板运输机和皮带机运煤、人工架棚的施工方法。

3.3 巷道施工工艺

1、由于巷道采用放炮配合手镐落煤的施工方法七配套的施工工艺为：交接班→敲帮问顶等安全检查→轮尺定位→打眼→放炮落煤→洒水降尘→移前探梁→上梁、铺网背顶→出煤→挖柱窝、垫木鞋→站腿上卡缆、拉杆、紧螺栓→背帮→挂线量尺寸→验收工程。

2、炮眼布置及起爆方式：由于受地质条件影响巷道在掘进范围内煤厚变化较大因此在掘进时存在煤巷掘进、岩巷掘进，炮眼布置就分为煤巷炮眼布置与岩巷炮眼布置，炮眼施工采用风煤钻，1.0m长中孔麻花钻杆打眼，装药采用正向装药的方式，封孔采用水炮皮黄土封孔，封孔长度不少于炮眼深度的1/2 ；起爆采用MFB-100 型起爆器，毫秒延期雷管，分次打眼，分次装药的起爆方式。

4. 结语

1、通过12191 上顺槽沿12171 工作面采空区预留不大于2m的煤柱掘进的现场实施发现在掘进过程中执行区域探测基本没有出现过瓦斯异常等现象，因此在巷道掘进过程中省去了执行区域防突措施，这就为巷道的快速掘进赢得了充分的时间，为巷道快速掘进创造了条件。

2、通过“三软”突出煤层突出区12191 上顺槽沿空掘巷区域探测防突措施的实践，可以得出沿空掘巷区域探测防突措施有现场操作简单、用时少、提高煤柱回收率等优点，为矿井以后突出区沿空掘巷防突措施的确定提供了技术依据。

3、沿空掘巷采用可缩性U 型钢支架能有效的控制围岩变形对支架产生的破坏，大大的减少了巷道的维修量。

4、通过合理的确定防突措施、巷道支护形式、施工方法以及施工工艺，实现了“三软”突出煤层快速沿空掘巷的目的，这不仅为矿井以后沿空掘巷提供了技术经验，而且为矿井保持正常的采掘接替有着十分重要的意义。

参考文献

[1]《防治煤与瓦斯突出规定》，煤炭工业出版社，2009