明矾沟煤矿近距离煤层群揭煤研究与实践

徐彬

摘要：根据明矾沟煤矿煤层赋存特点，结合《防治煤与瓦斯突出规定》要求，分析了煤层揭煤工艺，提出了煤层群揭煤及近距离煤层群揭煤的概念，进而提出了近距离煤层群揭煤时“统一措施、分步检验”的方法，并将之与传统揭煤工艺进行了对比，得出了在揭煤措施工程量及揭煤时间上均优于传统揭煤工艺的结论。

关键词：近距离煤层群；揭煤；研究与实践

0 引言

按照《防治煤與瓦斯突出规定》要求，石门揭煤时应执行区域预测、区域防突措施效果检验（区域预测有突出危险时）、区域验证。在揭穿近距离煤层群时，不仅要考虑当前煤层的突出危险性，还要考虑邻近煤层的突出危险性。本文通过对明矾沟煤矿近距离煤层群揭煤过程中的参数布置进行了考察分析，提出了近距离煤层群揭煤时“统一措施，分步检验”的揭煤程序，并与传统的揭煤程序进行了对比分析，除在安全上达到了揭煤要求外，大大节省了钻孔工程量并提高了揭煤速度，缩短了揭煤工期。

1 明矾沟煤矿煤层赋存及瓦斯概况

1.1 煤层赋存情况

明矾沟煤矿主斜井开口标高为+1777.446m（底），巷道方位角为25°，倾角25°，斜长519.68m。主斜井在揭下10煤层处落平，落平处标高为+1550m，落平后沿68°方位掘进10m平巷，然后向北掘进主井井底车场（方位角25°，揭下11、下12等煤层），向南掘进+1550运输石门（方位角205°，揭下8、下7、下6等煤层），+1550运输石门掘进至134.8m时施工地质探孔，探得工作面前方10m处见下7煤层、17.3m处见下6-2煤层、22.3m处见下6-1煤层、29.2m见一层煤线（含矸石），煤层赋存如图1所示。

1.2 瓦斯赋存情况

根据实际测定，下7煤层瓦斯含量为9.36m3/t，下6煤层瓦斯含量为13.4m3/t；由于下6-2煤层太薄（一层0.1m，一层0.09m），未能测定其煤层瓦斯含量；下6-1煤层前方煤线大部分为矸石，也未进行瓦斯含量测定。

2 揭煤程序

众所周知，按照《防治煤与瓦斯突出规定》要求，石门揭煤需要在距离煤层法向距离7m时进行区域预测，在法距5m、2m处进行区域验证，当掘进至距离煤层法距大于2m处完成揭煤程序。然而在一些煤层间距较小的地方，在前一个煤层尚未完成揭煤程序时后一个煤层揭煤程序又开始了，这样一来两个煤层的揭煤程序势必相互影响，我们可以将两个煤层的揭煤程序互为影响的煤层群称之为煤层群揭煤，将前一个煤层执行揭煤前的最后验证时的位置小于后一个煤层执行区域防突措施距离的称之为近距离煤层群揭煤。由此可见，煤层群揭煤时两个煤层的层间距必然小于9m（L<0），近距离煤层群揭煤时两个煤层的层间距必然小于7m（L1<0）。

由于下7、下6煤层为近距离煤层群，严格按照揭煤程序进行揭煤（法距7m预测，法距5m、2m区域验证）有一定的难度，经过分析，制定了“统一措施、分步检验”的煤层群揭煤程序：在距离下7煤层法距7m处进行区域防突措施钻孔施工（钻孔控制下7、下6-2、下6-1煤层），在计算得到煤层残余瓦斯含量小于7m3/t时分步进行各煤层区域防突措施效果检验、区域验证，直至揭开下6-1煤层前方煤线。

3 钻孔布置

在下7煤层底板法向距离7m处按照《防治煤与瓦斯突出规定》要求布置区域防突措施钻孔，钻孔控制巷道轮廓线外上帮12m、下帮6m、左右两帮各12m，钻孔控制到下6-1煤层，钻孔穿过下6-1煤层时见煤间距为3m。

4 揭煤效果

下7、下6近距离煤层群自2014年8月10开始揭煤以来，共施工区域预测钻孔9个，区域防突措施钻孔224个，区域防突措施效果检验钻孔27个，区域验证钻孔15个，局部预测钻孔6个，金属骨架钻孔32个，钻孔工程量4747.32m，截止到10月19日，巷道掘进到煤线前方3m处，顺利完成揭煤工作，整个揭煤工作耗时70天。

在揭煤期间，工作面风量为210m3/min，下7煤层揭开后最大瓦斯浓度为0.93%，下6-2煤层揭开后最大瓦斯浓度为0.85%，下6-1煤层揭开后最大瓦斯浓度为0.88%，煤线揭开后最大瓦斯浓度为0.74%，揭煤期间未发生瓦斯超限事故及突出预兆。

5 传统揭煤程序揭煤

为了对比“统一措施、分步检验”的煤层群揭煤程序，在副斜井井底车场按照《防治煤与瓦斯突出规定》要求的程序进行了揭煤考察：首先在距离下7煤层底板法距7m处施工区域防突措施钻孔（钻孔控制下7煤层），在区域防突措施效果检验达标的情况下掘进至距离煤层法距5m处进行区域验证，验证无危险时掘进至距离煤层底板法距2m处进行揭煤前的最后验证，同时施工下6-2煤层区域防突措施钻孔，在下7煤层揭煤前的最后验证为无突出危险及下6-2煤层区域防突措施效果达标的情况下揭开下7煤层，揭开下7煤层后进行局部预测及进行下6-2煤层的区域验证，在下7煤层局部预测及下6-2煤层区域验证均无突出危险性的情况下揭穿下7煤层至下6-2煤层底板法距2m。在距离下6-2煤层底板法距2m处进行下6-1煤层区域防突措施钻孔施工，在下6-2煤层揭煤前的最后验证无突出危险及下6-1煤层区域防突措施效果检验达标的情况下揭开下6-2煤层，下6-2煤层揭开后进行下6-1煤层区域验证（5m法距和2m法距处），在验证为无突出危险时揭开下6-1煤层。

副斜井井底车场采用《防治煤与瓦斯突出规定》要求的程序进行揭煤过程，自2014年8月27日开始区域防突措施钻孔施工以来，共施工区域防突措施钻孔297个，区域防突措施效果检验钻孔27个，区域验证钻孔29个，局部预测钻孔6个，金属骨架钻孔32个，钻孔工程量6732.48m，截止到12月4日巷道掘进到煤线前方3m处，顺利完成揭煤工作，整个揭煤工作耗时96天。

6 结论

通过对比+1550运输石门和副斜井井底车场下7、下6近距离煤层群揭煤情况，可以得出如下结论：

（1）采用“统一措施、分步检验”的煤层群揭煤程序，能够确保揭煤安全；

（2）明矾沟煤矿采用“统一措施、分步检验”的煤层群揭煤程序揭开下7、下6煤层群时，与传统的揭煤程序相比，钻孔工程量减少了近30%，缩短揭煤时间近27%，取得了较好的经济效益；

（3）减小的钻孔工程量与煤层间距有关，缩短的揭煤时间与煤层厚度及瓦斯含量有关。