区域性防治的突出措施

能起到大面积防突作用的措施称为区域性防突措施，常用的有开采解放层和预抽煤层瓦斯，其他还有煤层注水等。

一、开采解放层

所谓解放层，一般是指突出矿井在煤层群中首先进行开采的非突出危险煤层，该煤层开采后，能使突出危险煤层丧失或降低突出危险性，从而达到防止煤和瓦斯突出的目的。凡解放层位于突出危险层上部的叫上部解放层，反之称为下解放层。根据解放层与突出层之间的垂直距离（h），解放层可分为近距离解放层（≤10m），中距离解放层（＜10m＜50m），远距离解放层（h＞50m）。

开采解放层是预防突出最有效、最经济的根本措施，也是一种主要的预防突出技术措施，因此在《防治煤与瓦斯突出细则》中规定，在突出矿井中开采煤层群时，必须首先开采解放层，开采解放层后，受到解放的地区按非突出煤层进行采掘工作；在未受到解放的地区，必须采取防治突出措施。有条件的矿井也可以将软岩层作为解放层开采。

几乎所有发生突出的矿井，只要有解放层，都应采用这项措施，在选择解放层时应优先选择上解放层，没有条件时也可选择下解放层，但在开采下解放层时，不得破坏被解放层的开采条件。在河南平顶山煤田煤层群较多其间距如表4－3所示。

表4－3　平顶山煤田煤层层间距及赋存状况

开采解放层技术措施适用于大面积区域性防治突出，也可用于局部防突措施，如石门揭开突出危险性煤层等。

二、预抽煤层瓦斯措施

（一）预抽煤层瓦斯的应用原则：对于单一煤层或无保护层可采的突出危险煤层，煤层透气性系数等于或大于0.001mD（毫达西）都可采用预抽煤层瓦斯作为区域性防突措施，由于大多数突出危险煤层，都属于低透气性煤层，因此采用预抽防突措施需作大量的工程，要求预抽时间也相当长，一般要求一年以上，焦作局李封矿预抽瓦斯率与防突关系如表4－4所示。

表4－4　预抽瓦斯率与防突效果关系

对于单一煤层或无保护层可采的突出危险煤层，煤层透气性系数等于或大于0.001mD（毫达西），都可采用预抽煤层瓦斯所以预抽煤层瓦斯作为区域性防突措施，一般适用于突出危险严重的煤层，并且不具有开采解放层条件的采区，属于一般突出危险煤层亦可考虑采用局部防突措施。

（二）预抽煤层瓦斯防突作用原理及有效指标参数

1.防突作用原理

在大面积区域内，通过对突出危险煤层开采前的瓦斯预抽，首先可以降低突出煤层的瓦斯潜能，由于煤层瓦斯得到排放，煤体发生收缩变形，因此缓和了煤体的应力紧张状态，可以部分地释放煤体的弹性潜能，此外，由于煤体瓦斯的排出能增高煤的强度，因此总体来说降低了激发和发展突出的作用力，增大了突出的阻力，从而达到突出危险性的消除。其防突作用原理如图4－2所示。

图4－2　预抽瓦斯防突作用原理

2.预抽煤层瓦斯防突的有效性指标

采用预抽煤层瓦斯防治突出措施的有效性指标，应根据矿井实际考察结果而定。如果无实际考察数据时，可参用下列指标之一确定：

（1）预抽煤层瓦斯后，突出煤层的残余瓦斯含量应小于该煤层在该突出区域始突深度的煤层原始瓦斯含量。

（2）煤层瓦斯预抽率应大于30%。煤层瓦斯预抽率应按照钻孔控制范围内煤层瓦斯储量、抽出瓦斯量（包括打钻钻孔喷出的瓦斯量、自然排放量与抽放量）来计算，见式

式中：

Q喷—打钻过程中各个钻孔喷出的瓦斯总量，m3；

Q涌—各个钻孔在抽放系统连接前自然涌出的瓦斯总量，m3；

Q抽—各个钻孔在抽放系统连接后抽放瓦斯的累计总量，m3；

Q储—钻孔控制范围内煤层瓦斯储量，m3；

Q喷、Q涌可根据巷道风流瓦斯增加量来计算确定。

当预抽瓦斯的区域达不到30%的预抽率，在进行采掘作业时，必须采取补充的防治突出措施。采用煤层瓦斯抽出率作为有效性指标的突出煤层，在煤层掘进巷道时，应进行预抽瓦斯防治突出效果的检验，当各项检验测定指标都降到判定该煤层有突出危险的临界值以下时，则认为预抽瓦斯防突有效。如果预抽与瓦斯效果不好或局部地区预抽瓦斯不充分，则必须采用防治突出的补充措施。李封矿井预抽瓦斯率与防突的效果关系，见表4－4。

（三）预抽煤层瓦斯措施的钻孔布置方式及参数

钻孔布置方式有二种形式：

1.沿煤层打钻布孔方式

此种布孔方式一般适用于无底岩巷的巷道布置方式，目的是为了防治采煤工作面的突出。钻孔可以从运输巷打上向孔，也可以从回风巷沿煤层打向下孔，或上、下巷道同时布孔，如图4－3所示。在煤层内掘进巷道及开钻场时，都必须采取防突措施。

钻孔孔径一般为75～100mm，孔间距7～15m，孔长要求能控制采煤工作面整个长度。

图4－3　焦作李封矿沿层钻孔布置方式

还有一种菱形交叉钻孔布孔方式也适用于煤层巷道布置形式如图4－4所示。它是焦作局与俄罗斯阔琴斯基矿业研究院合作，在九里山矿13051采煤工作面进行交叉钻孔抽放瓦斯试验，布置平行钻孔112个（总孔深7169m），布置交叉钻孔65个（总孔深4122m），平行孔与斜向孔呈三花眼布置，二者孔口垂向间距300mm左右，走向间距3.0～3.5mm，斜向钻孔与平行钻孔夹角15～20°，迎向采面切眼，孔深控制整个采面。其优点在于增加煤体透气性和斜向钻孔能够抽放工作面前方的卸压带瓦斯。试验证明，在吨煤钻孔量不增加的情况下，交叉钻孔百米钻孔初始自然涌出量是平行钻孔的2.67倍；同期交叉钻孔百米钻孔的初始瓦斯量是平行钻孔的1.56～1.83倍，且衰减系数较平行钻孔减少22%，效果十分明显。

图4－4　焦作九里山矿沿煤层菱形交叉钻孔布置方式

菱形交叉钻孔布置方式适用于煤层松软、透气性低的采煤工作面。

有些矿井单独采用斜向钻孔，即迎向（工作面切眼）钻孔，能够抽放工作面前方卸压带瓦斯，效果也较好。

2.网格式穿层钻孔布方式

对于严重突出煤层，掘进打钻所需的煤巷或打沿层钻孔时，一般难于保证安全，而且钻孔也难于达到所需求的设计参数，因此在有围岩巷道的条件下，应采用穿层钻孔的布孔方式。为了使预抽瓦斯措施取得良好的防突效果，穿层钻孔一般采用网格式布孔方式，如图4－5所示。

图4－5　底板网格式抽放钻孔示意图

网格式穿层钻孔的钻孔间距，一般采用10×10m（走向×倾斜）的网格间距布孔，根据煤层透气性及采掘接续所允许的预抽时间，网格间距可以适当增加或减小，如采用8×8或15×15m等。在局部地区也可采用不等格间距，如10×15m等。

（四）预抽煤层瓦斯有关参数之间的相互影响关系

突出危险煤层，进行预抽瓦斯时，随着预抽时间的延长，煤层瓦斯压力、煤层瓦斯含量、煤体卸压变形等参数均将发生变化。煤层瓦斯压力、钻孔与预抽时间之间的相互关系。可以认为钻孔间距及预抽时间长短对煤层瓦斯压力的下降及预抽率的大小起到关键作用，因此在可能的条件下，应尽量缩小钻孔间距并延长预抽时间。

在预抽煤层瓦斯的过程中，随着煤体中瓦斯的解吸和排出，煤体产生收缩变形，煤的机械强度增加。

煤体排放瓦斯后的收缩变形是煤层预抽瓦斯后的卸压标志，随着煤体产生收缩变形，煤层的透气性也增高，矿的测定资料表明，可增加几掊到十倍。

1.预抽煤层瓦斯可以起到防止煤与瓦斯突出的作用，但不同的煤层条件，其效果则不一样，所以预抽煤层瓦斯防治突出措施，应根据实际条件确定。如果突出煤层实测煤层透气性系数等于或大于0.001毫达西时（1mD＝40m2／Mpa2·d），就应采用预抽煤层瓦斯防治突出措施。

2.为了充分预抽煤层瓦斯，要广泛利用现有的岩石上（下）山和岩石集中平巷布置穿层抽放钻孔，利用煤巷上下山、煤层平巷等布置沿煤层抽放钻孔，要按试验确定的抽放孔有效影响半径合理均匀布孔，但在未解放的煤层范围内掘进钻场或掘进打钻所需要的煤巷时，都必须采取预防突出措施。

3.预抽煤层瓦斯一般要求高负压抽放，钻孔中抽放负压不应小于13kpa（100毫米汞柱），所以封孔质量就成为提高抽放效果的关键之一。漏入抽放系统的空气有80%以上是通过钻孔吸入的，是影响钻孔瓦斯量的重要环节，必须采用聚氨脂封孔或膨胀水泥砂浆封孔，封孔深度：岩孔大于3m，煤孔大于5m，保证封孔严密，严防漏气。

4.突出矿井必须安排好抽放地区接替，保证有足够的预抽煤层瓦斯时间，做到掘、抽、采平衡，在地质破坏地带，要适当加密钻孔，以免留下来抽放空间过大而造成后患。

5.预抽钻孔的设计和施工要严格把关，各钻场开始的1～2个钻孔，要弄清煤层厚度沿倾斜和沿走向的变化情况，以便及时修改布孔参数，根据焦作局施工情况，倾斜上向钻孔倾角宜较煤层倾角低l～1.5度，钻孔时要做到孔孔到位。

6.采用预抽煤层瓦斯防治突出措施的有效指标，有关科研单位、高等院校与局矿结合做了大量的试验考察，认为当观察到煤层瓦斯压力下降到l兆帕以下，煤层收缩变形大于2‰，煤层瓦斯抽放率达30%以上时，煤层就消除了突出危险，但各煤田情况又有所差别，为了适应我国煤矿多，差别大的具体情况，《防治煤与瓦斯突出规定》规定对该措施的有效性指标，应根据矿井实际考察结果而定，如果无实际考察数据时，可参用下列指标之一确定：

（1）预抽煤层瓦斯后，突出煤层残余瓦斯含量应小于该煤层在该突出区域始突深度的煤层原始瓦斯含量。

（2）煤层瓦斯预抽率应大于30%。煤层瓦斯预抽率应按照钻孔控制范围内煤层瓦斯储量、抽出瓦斯量（包括打钻时钻孔喷出的瓦斯量、自然排放量与抽出量）来计算。

达不到上述预抽指标的区域，在进行采掘作业时，必须采取补充防治突出措施。

三、煤层注水措施

作为区域性防突的煤层注水措施，应在大面积范围内均匀布置顺层长钻孔来实现。通过钻孔向煤体注水，使煤层湿润，增加煤的可塑性，在煤层随后开采时，可减小工作面前方的应力集中；当水进入煤层内部的裂缝和孔隙后，可使煤体瓦斯放散速度减慢，因此煤层注水可以减缓煤体弹性潜能及瓦斯潜能的突然释放，降低或消除煤层的突出危险性。

（一）注水钻孔的布置方式

最合适的布孔方式应从回风平巷沿煤层倾斜打全阶段长的钻孔，一般应使孔底超过运输平巷标高以下5m。为了防止采煤工作面的突出，可以采取回风及运输平巷同时布孔的方式，如图4－6所示。对于薄及中厚煤层，仅布置一排钻孔，对于特厚煤层，应考虑多排钻孔。

（二）煤层注水的有关参数及指标

1.注水钻孔有关参数

为了均匀湿润煤层，一般应按单个平行钻孔布孔。钻孔直径为50～100mm，钻孔间距应根据煤层的渗水性、影响半径、要求的注水量及允许的注水时间来确定，一般孔间距可选用5～15m，钻孔长度应能控制整个所需的注水湿润范围。钻孔的封孔长度应超过巷道卸压圈的影响范围，必须大于5m。可采用机械式封孔器或水泥砂浆密封钻孔。采用机械式封孔器时，要有安全保护装置，防止当钻孔内水压突然泄压时，封孔器从钻孔射出而伤人。

2.注水指标

（1）对于防突要求来说，注水后煤的水分应不小于5%。因此，注水湿润煤层时，所需的平均增加水分量△M%，应按下式计算：

图4－6　某矿煤层注水钻孔的布置方式

式中M0—煤层中的天然水分，%。

一般情况下，钻孔的注水量应为0.02～0.04m3／t煤，则每一个钻孔的注水量及整个区域范围内的总注水量应为：

或

式中M—一个钻孔或整个区域范围内的总注水量，m3；

T—一个钻孔或整个区域范围内的煤炭储量，t。

（2）煤层注水压力。为使煤层湿润注水时，不产生煤层的水力压裂及串水，注水压力应小于钻孔所在水平的地层静压力，但又要大于煤层瓦斯压力，即：

式中p—煤层瓦斯压力，MPa；

pH—注水压力，MPa；

pn—地层静压力，MPa，pn＝0.01γH；

γ—岩石平均密度，一般取2.5，t／m3；

H—距地面的垂深，m；

0.75—防止煤层水力压裂的安全系数。

（3）煤层注水时间。煤层注水所需时间应在控制注水压力的前提下，根据要求的注水量及煤层吸水速度来决定。煤层吸水速度应根据井下试验结果来确定。当注水量达到要求后，为了使煤层能有效均匀湿润，必须在注水后关闭孔口并有一个注水湿润的保持时间，注水后的保持时间一般为一个月。

（三）煤层注水应注意的事项

1.为减小煤中瓦斯对注水的阻力，应先对煤层进行预抽瓦斯，随后再利用已抽放钻孔进行湿润注水。对于网格式穿层钻孔，如先抽后注水，则在封孔时应考虑进行注水时，注液不会向岩层渗漏，因此要求在岩体内全部封孔。

2.当煤的可湿性较差时，必须在水中添加表面活性剂以提高煤的亲水性。应通过实验室试验，确定表面活性剂的添加浓度。

3.应对每一钻孔（或每组钻孔）作好注水记录，了解掌握各个钻孔（或各组钻孔）的注水量及注水时间。在掘进或采煤过程中要及时采样分析水分，如发现有未湿润区，则必须对这些区域进行补充性注水。

4.如果注水过程中，有的钻孔过早损坏，使钻孔注水量未能达到预计值时，则应将这些钻孔注水泥砂浆封堵。为了补充注水，可以在其附近再打钻孔，但补加钻孔的注水压力比原来的要小15%～20%。

5.采用注水后煤的水分不小于5%作为防突有效性指标时，该突出煤层在进行采掘作业时，仍应对措施效果进行复查，当各项测定指标都降低到判定该煤层有突出危险的临界值以下时，则认为煤层注水防突有效，否则仍要采取补充防突措施。

6.对于地层应力大，煤层透水性低或地质构造复杂的区域，一般采用注水措施不易取得良好的均匀湿润煤体效果。但由于注水对防治瓦斯、煤尘和抑制煤层自然发火能起到综合效果，所以煤层注水应尽可能配合其他措施（如预抽瓦斯、开采保护层、注水防尘、防自燃等）配套应用。

（四）煤层注水施工实例

焦作矿区针对单一煤层开采特点，先后在演马庄矿、未村矿、位村矿和九里山矿以及许昌新龙公司梁北煤矿等不同煤层条件的矿井，选择突出严重的工作面进行了“中高压注水防突措施”，取得了良好防突效果，有效提高了煤巷掘进速度。

1.中高压注水措施及工艺参数

（1）注水系统

掘进工作面中高压注水综合防突措施注水系统，由煤层注水泵、水箱、高压管、ZFS型水力自动封孔注水器等组成，如图4－7所示。

图4－7　注水系统布置示意图(www.xing528.com)

注水钻孔采用普通煤电钻施工，孔径Φ42～50mm。注水泵选择具有足够压力和流量的煤层注水泵或乳化液泵，如KBZ－100／150型、7BG－150型煤体注水泵及乳化液泵。钻孔封孔使用焦煤集团科研所自行研制的ZFS型水力自动封孔煤层注水器。为便于操作和控制，注水系统中安设有压力表、水表及卸压阀门等附件。

（2）注水孔布置

软分层是焦作矿区二1煤层中发生突出的主要策源地，防突措施应有效控制软分层。如果软分层赋存在煤层顶部，注水也控制掘进本层前方有突出危险的煤体；软分层赋存于煤层底部或顶底，注水孔控制掘进本分层的同时，增加下向注水钻孔，控制掘进影响范围内的煤层全厚。注水孔沿巷道掘进方向布置，防止因煤体压裂出水，破坏两帮边掘边抽钻孔。

（3）注水孔深度及钻孔间距

受采掘活动、煤岩瓦斯等赋存影响，掘进工作面前方形成卸压带、集中应力带和原始应力带，其应力分布规律如图4－8所示。卸压呈内煤体原有裂隙张开、扩大，新的裂隙形成，使煤体结构变得疏松、渗透性急剧提高，所承受的应力小于煤体原始应力，特别是近工作面范围煤体破裂严重，几乎不承载，可认为是充分卸压带或完全卸压带；集中应力带内煤体裂隙及大孔隙则受压闭合，其结构致密、渗透性降低，所承受应力大于煤体原始应力；而再向深部则处于原始应力带。

图4－8　掘进工作面应力分布图

注水孔深及间距，取决于煤层渗透性及注水压力、注水时间等因素。对于掘进工作面来说，卸压带长度越大，其抵抗突出的能力越强；应力集中带集中系数越高，发生突出的危险性越高。注水的目的是削弱或解除掘进工作面前方的应力集中，加大卸压带长度，增强煤体稳定性。因此，注水孔的深度应达到或超过掘进工作面前方应力集中带。

焦作矿区二1煤层顶分层掘进工作面前方2m范围内基本处于充分卸压带，4～9m处于集中应力带范围，其中5～8mm最易发生喷孔、顶钻等动力现象，是应力最为集中的地带。为避免注水孔过深导致注水时间延长而影响掘进速度，注水孔深度选择一班或两班掘进进尺加措施超前距，即注水孔深为7m或9m。

注水孔间距影响措施的防突效果。在煤体渗透性、注水压力不变的情况下，间距小，注水时间短，但煤体湿润效果差；间距大，煤体水分增加，但注水时间必然延长。注水孔间距根据注水钻孔渗透半径确定，结合国内外注水经验，以不大于2m为适宜，掘进断面内采用三花眼或五花眼形式布置3～5个。

注水孔的施工顺序：首先施工工作面两帮注水钻孔，进行单孔或者双孔同时注水，然后施工中间注水孔。

（4）注水封孔深度

根据图4－8所示掘进工作面前方的应力分布规律，封孔深度位于完全卸压区域内，注水过程中高压水沿封孔段周围煤体内的裂隙很快与外部沟通导致泄水，难以取得注水效果；封孔段进入甚至超过集中应力带，封孔段以外煤体得不到有效的湿润，不能消除应力，由于高压水的作用，产生一个应力增高区，形成渗透屏障，较大幅度降低了煤体的渗透性，不利于瓦斯的排放和卸压。

因此，注水封孔深度必须超过完全卸压区，但也应小于应力最集中区深度，即位于卸压带向集中应力带过渡区间，深度一般为2～5m。

（5）注水压力

注水压力是煤层注水的主要物理参数。注水压力过低，不能压裂煤体，煤的结构不会发生明显的变化，等同于低压注水湿润措施，短时注水起不到卸压防突的效果。合理的注水压力，应能快速、有效破裂松动煤体，从而改变煤体孔隙和裂隙的容积及煤体结构，削弱工作面前方的集中应力程度，排放煤体瓦斯。

巷道前方煤体承受上覆岩层的重量产生的垂直应力为：σz＝γH，由垂直应力引起的水平应力是煤体所受的最小应力，其值为：

式中γ—上覆岩层的容重，取2.5t／m3；

H—煤层埋深，m；

λ—侧向应力系数；

μ—煤的泊松比。

掘进工作面前方的集中应力σy一般为垂直应力的2～3倍，即：

σy＝（2～3）σz＝（2～3）γH。

因此，高压注水压裂疏松煤体的注水压力P应为：

也就是说，高压水要有效压裂疏松煤体，至少要克服煤体水平应力，采用动压注水的方式，根据要压裂的软煤分层的煤质松软情况和封孔的深度，具体确定注水压力。

（6）注水时间

注水时间与注水压力、注水流量等参数密切相关，注水压力不同、流速不同，相同条件下达到同样效果的注水时间也不同。注水过程中，煤体被逐渐压裂破坏，各种孔裂隙不断沟通，在这一过程中，高压水在煤体内部不断蓄积热能，直至达到破碎煤体；尔后高压水在沟通裂隙间流动。因而在整个过程中注水压力及注水流速等参数不断发生着变化。

当煤体内部裂隙与掘进巷道沟通，水流从工作面煤壁或钻孔压裂涌出时，其流速达到顶值，此时注水压力无需克服更大的煤体束缚，其值势必下降。因而注水系统中压力及流速的变化，反映着注水过程的进展，注水时间则可按照注水过程中压力及流速的变化进行判断。当注水泵处压力降低为初始压力的30%时，或注水流速明显增加、工作面煤壁、顶板或钻孔出水后，可以作为注水结束时间。

2.防突措施效果检验及补充防突措施

根据焦作矿区突出危险性预测的经验及中高压注水综合防突措施的特点，掘进工作面注水防突措施效果检验采用R值综合指标法，具体效检方法如下：

（1）在掘进工作面布置效检钻孔3～5个，孔径42mm，孔深6m。中间孔平行与巷道中心线，两侧孔终孔点位于巷道轮廓线以外2m，如图4－9所示。在软分层仅赋存于煤层上部时，效检钻孔如图4－9中1、2、4号孔所示布置；在软分层赋存于煤层底部时，则按图4－9中1、2、3、4、5号孔所示布置。

图4－9　注水防突措施效检钻孔布置示意图

（2）钻孔每钻进1m测定一次钻屑量S，及钻孔瓦斯涌出初速度q值，根据钻孔的最大钻屑量和最大瓦斯涌出初速度按下式计算R值：

式中：Smax—最大钻屑量，L／m；

qmax—最大瓦斯涌出初速度，L／m·min

（3）采用R值指标法临界指标Rm为6，当任何一个钻孔中的R≥Rm时，工作面检测为有突出危险；当R＜Rm时，工作面检测为无突出危险。当R为负值或0时，应用公式的单项指标（取公式中的正值项）进行效检，若q≥5L／m.min或S≥5kg／m，工作面效检为有突出危险，否则效检为无突出危险。当检验为无突出危险时，每循环保留不小于2m效检超前距。

效果检验有突出危险性时，采取小直径排放钻孔防突措施，钻孔孔深与注水深度相同，钻孔数目根据检验指标确定。

3.安全措施

在进行中高压注水综合防突技术试验期间，为保证施工现场安全，除执行《煤矿安全规程》有关规定和本矿制定的《掘进作业操作规程》外，还必须执行以下安全措施：

（1）采取高压注水防突措施，注水泵的操作地点应在距掘进工作面不少于50m的专用硐室内，其外设风门。注水操作硐室内附设压风自救系统，并应加强支护。

（2）开始注水前要检查注水系统的密封性。掘进工作面必须支设迎面柱，注水封孔器以柔性装置固定在迎面柱上。掘进工作面正前所有人员必须撤离至注水泵操作地点以外。以上措施执行后，方可开泵注水。

（3）注水期间，严禁人员进入掘进工作面。

（4）在高压水管上应当设置压力表和卸压三通阀，调整该阀可保证压力平缓上升和减压，卸压三通阀应装在注水泵附近。当高压管路处于承压状态时，禁止连接、拆卸和修理高压管件。在高压管路的密封遭到破坏时，禁止使用高压管路。在注水期间，必须有专人负责看管工作水泵，并严格按照措施第1条规定执行。

（5）向煤层注水时，在前3～5min内必须缓慢地增高水的压力至最大值，注水时，操作人员与注水钻孔的距离应不少于50m。

（6）注水时，由当班施工小组组长负责观察注水系统压力表及流量表变化。当注水压力出现明显下降，且流量急剧增加时注水可以结束。

（7）注水期间，注水泵安设地点必须悬挂便携式瓦斯监测仪，随时监测巷道瓦斯涌出变化。

（8）注水结束，工作人员进入掘进工作面，严禁正对注水器行走。

（9）加强掘进头隅角的煤体支护。

（10）注水器使用前后，应由专人负责管理维护，发现问题及时解决，保证注水器处于最好的状态。

（11）掘进时安全技术措施执行掘进作业规程，掘进作业规程由矿总工程师组织编制。

实践证明：严重突出煤层掘进工作面采取中高压注水综合防突措施是安全可靠、可行的。

4.应用效果

（1）煤巷掘进速度

演马庄矿25071工作面、位村矿14121工作面、九里山矿15011工作面、朱村矿25051工作面和梁北矿01010工作面，皆为严重突出危险工作面，在开展中高压注水综合防突措施试验之前，回采巷道掘进一般采取超前排放钻孔防突措施，措施重复率高、掘进速度缓慢，期间多次发生突出等动力现象，严重影响着各矿井的生产安全与接替，制约着经济效益的提高。

表4－5　不同防突措施下掘进速度对比

续表

通过开展中高压注水综合防突措施工业性试验，各试验地点安全面貌明显改观，煤巷掘进期间突出得到了有效防治，保证了掘进施工安全。截至目前，在采取该措施掘进的三千余米余巷道中，未发生一次突出动力现象。掘进安全状况的改观，极大地提高了掘进施工速度，统计各试验地区同一巷道或相邻巷道采取不同防突措施前后的掘进速度，具体见表4－5所示。

图4－10　不同措施掘进速度对比图

从表4－5、图4－10中可看到：采取中高压注水综合防突措施与采取超前排放钻孔防突措施相比，掘进速度成倍提高。这对于缓解工作面采掘接替紧张局面，提高经济效益具有举足轻重的作用。

（2）降尘效果

严重突出煤层煤巷掘进施工过程中，放炮落煤、钻机施工防突措施等作业，都产生大量煤尘，矿工不得不在弥散着大量粉尘的工作面和巷道中工作，高浓度、高分散度的粉尘严重影响着矿工的身体健康。

采取中高压注水综合防突措施掘以后，高压水流对煤体内裂隙间原生煤尘的冲刷，以及湿润煤体塑性增强、脆性降低后被破碎为尘粒可能性的减少，使得巷道粉尘大大降低，劳动环境得到了明显改观。通过对比测试：掘进放炮落煤过程中，粉尘浓度由试验前平均523.6mg／m3降至89.2mg／m3，降尘效率达83%；在钻机施工防突措施过程中，粉尘浓度由试验前平均平均286.5mg／m3降至9.8mg／m3，降尘效率达96.6%。

掘进工作面前方预先湿润的煤体，在较大的裂隙及极细微的孔隙中都有水的存在。水对煤体的有效包裹，不同于其他防尘措施对煤尘的简单处理，不仅降低了掘进巷道内的粉尘浓度，而且在装载、运输等一系列再破碎过程中均具有防尘、降尘效果。

（3）经济效益

中高压注水综合防突措施不同于超前排放钻孔等防突措施之处，一方面在于其显著的防突效果，另一方面在于其简便快捷的操作和管理。表4－6为采取不同防突措施时的各项指标对比情况。

表4－6　不同防突措施指标对比

注：梁北矿试验前采取小直径超前排放钻孔措施，其余为大直径超前排放钻孔措施。

安全程度的提高、工作环境的改善，使得相应的设施投资及管理维护费用大大降低。掘进速度的提高，则相应地减少了巷道维护、通风管理及排水等各项费用，最重要的是扭转了生产上采掘接替紧张的被动局面。截至目前，采用中高压注水综合防突措施共计减少措施工程量236740m，产生直接经济效益1103.0113万元。