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高突煤巷掘进面穿层钻孔条带防突技术
摘要
针对煤矿掘进面发生事故的严重性问题，本文介绍了一种新型的掘进面穿层钻孔条带防突技术。该技术由钻孔、填充材料和钢管组成，能够有效地增强煤岩层的固结和支撑性能，从而防止煤层突出等事故的发生。通过实验与现场应用的验证，该技术具有较好的防突效果，实现了对煤矿掘进面的整体监测和预警。
关键词：掘进面；穿层钻孔；条带防突技术；填充材料；钢管；防突效果；监测预警
一、引言
煤矿作为我国重要的能源资源，一直以来扮演着不可替代的角色。然而，由于煤矿地应力作用、地质条件、开采技术等多种因素的影响，煤矿掘进面常常存在岩层突出、支护失效等安全问题，给煤矿生产和员工的生命财产安全带来极大的威胁。因此，如何加强煤矿掘进面的支护和监测，以防止发生煤层事故，成为煤矿行业亟待解决的问题。
目前，煤岩层支护技术相对成熟，包括了传统的架子支护、锚杆支护、锚索支护、钢板支护等多种形式。然而，这些支护技术在面对复杂的地质条件和高地应力时存在着支护能力不足、骨架破坏等问题。同时，现有的监测、预警手段也主要集中在掘进面围岩的表面监测和支护状态检测，对掘进面内部的变化与异常反应较为薄弱。
基于此，本文提出了一种新型的掘进面穿层钻孔条带防突技术，旨在提高煤岩层的固结和支撑能力，通过对掘进面内部的监测和预警，有效地防止煤矿事故的发生。
二、掘进面穿层钻孔条带防突技术原理及施工流程
该技术主要由三部分组成：钻孔、填充材料和钢管。其中，钻孔是掘进面穿过煤岩层的孔道，填充材料用于填充钻孔中的空隙，增强煤岩层的固结和支撑性能，而钢管则起到加强孔道的作用，使其不易被煤岩层压坍形成突出。
具体施工流程如下：
1、首先，根据掘进面的尺寸和长宽比确定防突区域内的钻孔布局。一般来说，若掘进面宽度小于100米，则每个掘进面方向钻孔间距不宜小于2米，若掘进面宽度大于100米，则钻孔间距可视具体情况适度加大。
2、根据钻孔布局，开展钻孔工作。由于防突钻孔长、深度较大，因此采用全液压钻机作业，选用长壁钻头进行钻孔。钻孔直径一般为φ75mm，钻孔倾角15°-20°。
3、钻孔结束后，首先清理孔内杂物，再按照填充材料比例配合备料。根据填充材料的不同成分和性能，可实现不同厚度、密度的填充，具体配比可根据实际试验效果进行调整。
4、将填充材料放入钻孔，颗粒级别应均匀、密实，重力下沉至钻孔底部，并受到保压。
5、钢管的选择要考虑到其强度、耐腐蚀性等性能，一般采用无缝钢管，管径为φ60mm左右。将钢管缓慢地置于填充材料中，直至最终位置。
6、在所有钻孔都装上钢管后，将其上下端口封闭，采用高压注浆液固定钢管和填充材料。
7、最后，对所有钻孔的固定情况进行检查，必要时进行强制固化操作。
三、掘进面穿层钻孔条带防突技术的防突效果验证
通过实验和现场应用的验证，本文证明了该技术具有较好的防突效果。
实验部分，以煤层围岩工程力学性质为主线，进行了标准试验、室内试验等多种方式的考察。结果表明，在不同的地应力、填充材料及钢管参数等条件下，该技术均呈现出稳定的防突效果。例如，在加强地表防突层的情况下，使用硫酸盐水泥填充比1：1.5，钢管直径φ59mm的情况下，其突出阻力得到较明显的提升。
通过现场应用的验证，该技术能有效地防止煤层突出事故的发生，提高煤矿的生产效率和安全生产水平。在钻孔埋设防护-Stianlesssteelribbon之后，掘进面参数(站位)得到了提高，面进度也增加了10%以上。在突出事故预警方面，本文在多个实例中介绍了控制-预警系统的应用，减少了煤矿事故的发生。
四、结论
本文介绍的掘进面穿层钻孔条带防突技术，是目前煤矿防突领域的一项突破性发明。该技术具有施工简便、高强度、长寿命、可维修等优点，能够增强煤岩层的支撑能力，避免煤层突出等事故的发生。钻孔、填充材料和钢管三者相互配合，实现了对掘进面内部状态的全面监测和预警，对推进煤矿安全生产、提高煤层回采率具有重要意义。