综掘工作面防治煤与瓦斯突出分析研究.docx

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综掘工作面防治煤与瓦斯突出分析研究

目　　录

1综掘工作面瓦斯治理研究的必要性…………………………1

2综掘面瓦斯治理研究的主要思路和方案……………………1

2.1试验区选择…………………………………………………1

2.2验区概况……………………………………………………2

2.3突出煤层突出危险区域上综掘可行性分析………………2

2.4综掘工作面瓦斯涌出规侓及防治措施……………………3

3防治煤与瓦斯突出综合措施研究……………………………5

3.1区域突出危险性预测………………………………………5

3.2工作面突出危险预测预报方法研究………………………6

4综掘工作面防突措施的选择………………………………13

4.1边掘边抽措施……………………………………………13

4.2深孔预裂控制爆破防突措施……………………………14

4.3超前排放钻孔措施………………………………………14

4.4打孔设备（钻机）选择……………………………………15

4.5超前排放钻孔措施参数的确定…………………………16

4.6中深孔预裂控制爆破防突措施…………………………19

4.7防突措施效果检验………………………………………21

4.8安全防护措施……………………………………………22

4.9防突施工管理措施………………………………………23

5研究方案的组织实施………………………………………25

5.1排放钻孔实施情况………………………………………25

5.230型机载防突钻机超前防突试验……………………26

5.3综掘工作面防突措施应用情况…………………………27

6经济社会效益分析…………………………………………28

7主要结论……………………………………………………29

综掘工作面瓦斯治理研究的必要性

高瓦斯突出矿井综掘工作面瓦斯治理与防突是全国至世界各国突出煤层开采技术上至今未完全解决的技术难题。

在西方较发达国家突出煤层一般不采用综掘。

我国个别突出矿井综掘工作面发生煤与瓦斯突出事故后，由于没有与综掘相配套的防突技术措施，而被迫将综掘改为炮掘。

华蓥山广能集团李子垭煤业公司属高瓦斯突出矿井，为提升矿井生产能力，实现高产高效，首先必须解决采掘接替紧张矛盾。

随着我国采掘机械化的迅速发展。

李子垭煤业公司决定采用综掘机掘煤巷。

综掘面瓦斯涌出和煤与瓦斯突出的威胁，综掘速度受到限制，为解决综掘面普遍存在的安全与速度两大难题，华蓥山广能集团公司对李子垭煤业公司下达了“综掘工作面瓦斯治理研究”的科研课题，为确保突出煤层综掘工作面在安全前提下，充分发挥综掘效能，提高掘进速度，取得良好的安全与经济效益非常必要。

综掘面瓦斯治理研究的主要思路和方案

2.1试验区选择

根据矿井采掘布置情况，综掘工作面选择在+572ｍ水平，北翼25盘区内。

2.2试验区概

25盘区位于李子垭向斜轴部以东，南至23041采面机巷（已采），北至4勘探线芦家河保安煤柱为边界，东与小煤窑采空区为界，西以李子垭向斜缓斜煤层与急倾斜煤层交界的轴部线为界。

25盘区地面标高1200～850m,煤层标高650m～550m,开采深度400m左右，盘区走向长1840m，倾斜长650m，盘区面积120361m2。

该区向斜以南宽缓，北边略紧凑，轴线附近有F10大断层，断层落差H=58m，盘区内小断层发育，轴线两端250m范围内沿走向均有突出危险。

开采煤层为k12煤层，煤层厚度0.99～1.32m，结构为0.20（0.15）0.88，煤层走向N130E～N400E，煤层倾角00～250，

煤层上部为砂质灰岩，碳质灰岩、直接顶为泥岩，薄层灰岩组成厚度13～30m,老顶为石灰岩，厚度为12～16m，f=11～15；

煤层直接底为砂质泥岩，遇水膨胀，f＝5～6，厚度0.8～3.55m，平均厚度2.55m，下部为

煤层，平均厚度0.75m，底部为砂岩，泥岩互层，中间夹薄层状石灰岩，厚度9.58m。

2.3突出煤层突出危险区域上综掘可行性分析

李子垭煤业公司属煤与瓦斯突出矿井，从历次煤与瓦斯突出规律、突出点分布情况分析，具有明显的分区分带性，突出强度与突出瓦斯量远不及其它突出矿井严重，在突出危险区域内同样存在无突出危险工作面，如沿采空区边缘追尾掘进，下一个采煤工作面风巷处于卸压带内，受采动应力的影响煤体中地压和瓦斯部分释放，削弱了煤与瓦斯突出的基本条件，经连续多年对沿空巷道进行检验性预测，钻屑瓦斯解吸指标K1≤0.3

，△H2≤10mmH2O，S＜30N/m，是突出危险区内的无突出工作面，有利于上综掘。

在突出危险区原始煤体巷道进行综掘，由于瓦斯大量涌出和煤与瓦斯突出危险的存在，对综掘工作面安全掘进构成的威胁是一个需要认真研究、解决的技术难题，从本矿井乃至全国突出矿井，发生煤与瓦斯突出面积只占总面积的10%左右，只是局部地点（断层、褶曲构造点附近、煤层分岔、煤层增厚、软分层增厚煤层结构造到破坏地段）才出现煤与瓦斯突出，大面积均不出现突出。

只要加强瓦斯、地质预测预报、采取针对性、可能性的有效技术安全措施，降底煤层中瓦斯压力和改变地应力分布后，进行综掘也是可行的。

2.4综掘工作面瓦斯涌出规侓及防治措施

2.4.1瓦斯涌出规侓

为减少综掘工作面搬家次数，综掘巷道设计长度一般在800～2000m，局部通风机送风距离往往大于2000m，随着综掘进度的加快和巷道的不断延伸，巷道中瓦斯涌出量会急剧增加，由于25盘区煤层赋存属单一复合煤层，上下分层间距小，平均为2.5m左右，当上部煤层掘进后，下分层煤中的瓦斯会向上分层煤掘进巷道涌出，一般涌出量占50～60%。

当掘进存在邻近层瓦斯涌出源，卸压后的邻进层瓦斯向上部巷道涌出时，随综掘巷道的延长加上巷道两帮煤层瓦斯涌出时同，巷道回风流中瓦斯涌出量为2～3.5m2/min。

在掘进巷道顶部形成甲烷积聚层，当煤层倾角变陡，巷道断面10m2左右，巷道高帮顶部是瓦斯积聚的空间，巷道中风速小于0.5m/s时，巷道中风流量层流状态，巷道中甲烷的存在是发生瓦斯爆炸和燃烧的气源。

2.4.2防治瓦斯积聚的措施

2.4.2.1提高巷道风速，保正足够风量稀释瓦斯，掘进巷道长度在500m内采用22KW局扇、Ø600mm风筒进行通风，当巷道长度超过500m时，采用大功率局扇、直径为Ø800～1000mm风筒进行通风，保正工作面风筒出口风量不低于350m3/min。

2.4.2.2利用工作面施工预测孔时间，提前施工超前排放瓦斯钻孔，释放工作面煤层中部分瓦斯，防止掘进时工作面瓦斯涌出量积聚上升而造成工作面和回风风流中瓦斯浓度超限。

2.4.2.3加强对综掘巷道电气设备的失爆检查，防止电气火花，皮带运输机安装综合保护装置，防止摩擦火花，掘进机内外喷雾装置保持良好，防止截割部割煤时产生火花引爆瓦斯。

2.4.2.4巷道中按规定安装隔爆水袋、保持足够水量，设施完好。

防治煤与瓦斯突出综合措施研究

3.1区域突出危险性预测

区域突出危险性预测，就是根据已经掌握的开采水平、盘区较大范围内的瓦斯压力、煤层赋存条件、瓦斯含量、地质构造、相邻区域突出预测资料及煤与瓦斯突出点分布，突出规律等情况，采用综合指标法和瓦斯地质流计法进行综合分析区域的突出危险程度，编制瓦斯地质图便于分区、分片、分带进行防突管理，为防突措施的编制提供科学依据，采取针对性的、有效防治突出的措施消除其突出危险。

根据25盘区的瓦斯地质资料可知，盘区西边界处于急倾斜煤层于缓倾斜煤层交界的褶皱部位，其轴线以东附近有F10大断层、其断层落差58m，25中部西底板回风石门穿过轴部煤层时，已查明小断层3条，说明在大断层附进小断层十分发育，在轴部的两端测定煤层瓦斯压力最大值达5.8MPa，煤层瓦斯含量高于其它区域达15.6m3/t，煤的硬度系数f≤0.5，25盘区轴部以西的急倾斜煤层5205采区和5207采区以及轴部以东缓斜煤层相邻的北三、北四走向工作面、23041工作面以西段煤层标高+630m范围内的构造部位均发生过多次煤与瓦斯突出动力现象，是李子垭井田内煤与瓦斯突出非常明显的区域，在25区北边界煤层放水巷煤层等高线+630m标高以下范围实测得钻屑瓦斯解吸指标K1＞0.8

，在25区南边界的2501材料上山接煤实测得钻屑指标K1＝1.2

、△H2＝30mmH20，在25煤层标高+630m水平以东所测K1、△H2值均小于本矿突出临界指标值。

根据以上资料综合分析判定25盘区煤层标高+630m至+550m沿走向条带范围内局部地点有煤与瓦斯突出危险，在煤层标高+630m以东应划为突出威胁区。

在突出危险范围内的原始煤体掘进巷道时，必须连续进行工作面突出危险性预测预报，并严格执行“四为一体”综合防突措施。

在突出威胁区范围内和突出危险区范围内的采空区沿空追尾掘进巷道，每掘进30～100m必须连续两次检验性预测预报，经连续两次检性预测无突出危险时，按无突出危险工作面对待。

如其中一次检验性预测有突出危险时，必须改为突出危险工作面，并采取综合防突措施。

3.2工作面突出危险预测预报方法研究

3.2.1钻屑瓦斯解吸指标法预测

工作面煤与瓦斯突出预测预报方法，国内外都做了大量的研究，取得了许多科研成果，通过在煤矿中应用对减少防突工程，提高工效，降低开采成本等方面都获得了良好的安全、经济效益。

我国对煤与瓦斯突出预测预报工作起步较晚，自“六五”以来，发展很快，抚顺煤科分院在北票、湖南红卫等矿区开展瓦斯解吸特征研究，提出用钻屑瓦斯解吸指标法（△h2）瓦斯衰减系数（C）值作为预测判断依据，重庆煤科分院在南桐、六枝、松藻、芙蓉等矿区开展了对煤层结构与瓦斯赋存状况研究，并以理论上进一步探讨了判别突出危险参数，同时提出用钻屑瓦斯解吸指标（K1）值，钻孔瓦斯涌出初速度（q）值、煤的坚固系数（f）值、煤层瓦斯压力（P）值，判别煤层的突出危险，焦作矿院在湖南、江西、四川等省对几个矿区调查研究后，发展了瓦斯地质，提出了瓦斯地质区域划分观点。

这些科研成果在现场试验和推广应用取得了良好的效果，较大程度减少了煤与瓦斯突出事故的发生。

李子垭煤业公司于1991年被确定为突出矿井后，通过近10多年来地现场摸索，在突出预测预报、防突措施方面借鉴其它突出矿井防突技术，积累了一些经验。

但是，目前对煤与瓦斯突出的机理还不够明确，诱发煤与瓦斯突出的影响因素甚多，预测操作要求严格，稍一疏忽导致误报的情况在本矿已有发生。

因此，采用现有的预测预报方法难以解决生产中存在的实际问题，迫使我们不断总结经验和教训，寻求新的预测预报方法和手段，以达到提高预测预报准确率，搞好突出危险区域综掘工作面防突工作，为综掘工作面创造一个安全的作业场所，从技术上解决综掘面临的安全与速度问题，充分发挥其综掘效能。

近年来，本矿预测预报工作面突出的方法主要是钻屑指标法。

钻屑量（S）、钻屑瓦斯解吸指标（K1、△h2）作为预测判据。

经近几年来实践，效果良好。

但也发生过几次预报不准的情况，特别是预报参数不完全准确，给综掘工作面安全造成极大威胁。

为进一步提高预测预报工作的准确性，吸取发生预报失误的教训，对发生误报的原因分析归纳为下几个方面：

一是煤层正常地段煤质较硬，结构致密，当不能提前预知工作面前方地质构造变化时，工作面从正常带向构造带过渡时，煤层倾角发生变化，地应力和瓦斯压力增大时，钻孔深度很能难达到设计深度，限制了钻孔有效控制范围，所测数据不能准确反映工作面前方煤层的突出危险性。

二是当工作面无软分层煤时，只能根据现场煤层情况布置预测钻孔。

若工作面前方出现倾角变化或软分层煤时，则难以准确控制钻孔沿软分层煤钻进，直接影响预测结果。

若打孔时出现卡钻而延长了打孔时间，打孔速度减慢时，钻屑在孔中暴露时间增长，所取煤钻屑并不是理想所测段的钻屑，从而造成测试数据值较小，精度降低，而通常以测试参数值大小来作为判据，使预报准确程度受到限制。

三是预测人员技术素质有差异，对仪器操作不熟练，对取样时间、取样孔长度掌握不准确而人为出现误差使测试数据失真而造成的预报失误。

针对上述突出预报中出现的问题，一是要进一步提高防突人员技术业务素质和操作技能；二是要强化现场管理，加强工作面地质构造预报；三是采用多参数综合分析方法来预报工作面煤与瓦斯突出，方可提高预测预报准确率，最大限度减少误报。

3.2.2钻屑瓦斯解吸指标法预测

3.2.2.1采用手持式风煤钻沿工作面前方软分层煤布置3个孔径42mm，孔深10～15m的预测孔，工作面无软分层煤时，预测孔布置在煤层中部，预测孔控制范围为工作面前方和巷道两帮轮廓线外3m，采用目前国内普遍使用的比较先进、直观、快速测定突出参数的WTCTMD-2仪器。

同时取样时间对比测定，相互校正仪器偏差而造成预测失误，以两种仪器之一测定的最大值作为本次工作面判定其突出危险参数值。

工作面预测孔布置见图4－6。

3.2.2.2从预测孔深度的2m段开始预测，每钻进2m深度取一次煤样测定钻屑瓦斯解吸指标K1、△h2，每钻进1m测定一次钻屑量S值。

3.2.2.3预测时的具体操作方法按《防突实施细则》和《防突工操作规程》相关规定执行。

3.2.2.4预测突出临界指标的确定

根据本矿井《缓斜煤层敏感参数及界指标值研究》科研成果：

钻屑量Smax≥58N/m，钻屑瓦斯解吸指标（K1max≥0.7

）,解吸指标（△h2≥24mmH2o）时，判定为突出危险；预测参数小于上述临界值时，判定为无突出危险。

由于综掘工作面与远距离放炮工作面有定区别，综掘工作面落煤时作业人员均在工作面附近，一旦发生突出后果不堪设想，为保证综掘面作业人员人身安全，在确保安全的前提下进行作业，将综掘工作面预测突出临界值再降低为K1max≤0.5

、△h2≤20mmH2o、Smax≤50N/m，作为判定工作面是否有突出危险的指标值。

3.2.3综合分析法预报工作面突出危险性

根据当前国内处研究煤与瓦斯突出预测预报积累的经验和发展趋势，结合本矿井实际条件，采用地质因数、工作面测定有关参数和工作面瓦斯涌出状态三组不同持点的参数进行综合分析后，来测定工作面前方的突出危险性，提高预测预报准确率。

3.2.3.1地质因素。

它包括地质构造、煤层赋存情况和煤体结构三个主要方面。

地质因素不稳定的地段多出现层间滑动、软分层煤增厚，软分层煤实际就是构造煤，它是地质构造的产物，煤与瓦斯突出多发生断层附近，由于断层附近煤层厚度、倾角发生变化，煤体结构遭受强烈破坏后，煤的强度降低，储存大量高压瓦斯，当工作面接近这些部位时，原始应力（地应力）发生变化，受采动应力影响最易发生突出。

近年来，本矿把工作面软分层煤厚度、煤体结构观察作为工作面日常预报的一种手段，根据观察资料结合打孔选择过程中出现的卡钻、喷孔情况和邻近区域突出部位与工作面位置关系及矿山压力活动与工作面之间关系进行综合分析，判断工作面前方突出危险性，较大程度减少了防突工程量，对预报工作面突出危险积累了一定经验，取得了良好的安全与经济效益。

3.2.3.2工作面测定参数。

按照《防突细则》规定，结合本矿经考察出的突出敏感指标K1、△H2、S、f等参数，结合地质因数、瓦斯涌出情况综合分析后判断工作面预测范围内的突出危险性。

3.2.3.3工作面瓦斯涌出情况。

工作面瓦斯涌出量的多少主要取决于煤层瓦斯含量，而且与煤质、瓦斯压力、煤层赋存和构造等因素密切相关。

利用工作面瓦斯传感器对工作面瓦斯涌出情况进行连续监测反映掘进过程中最大瓦斯浓度（波峰值）及瓦斯超限时间等瓦斯涌出异常，通风调度站立即向调度室及通风部通报。

通风部门负责人每天审阅工作面瓦斯监测曲线，对每天的瓦斯监测资料及分析，发现瓦斯监测资料异常及查明原因，当有突出危险时，立即通知停止掘进，采取防突措施并向总工程师汇报。

3.2.3.4上述三组参数是以地质构造控制瓦斯突出为基础条件，以测定各项参数作为判断发生突出的发现形式进行考察，它们之间相互联系。

又对各具特点。

在掘进过程中，地质因素变化由地测技术员、防突技术员，以及施工队技术员、防突工和施工队现场负责人经常观察地质构造变化情况，发现异常及时向调度室、总工程师、防突部门报告，工作面瓦斯出异常情况由通风调度站值班人员及时将监测曲线打印分送调度室、总工程师和防突部门。

防突工在工作面进行突出危险性预测的同时，还要观察打孔过程中出现的异常情况，工作面煤层赋存、结构、煤的破坏类型、构造变化等情况向防突部门负责人报告，防突专业组将各参数进行综合分析后判断其突出危险。

综合分析法预报工作面瓦斯突出的实质是通过对地质因素，工作面测定对数和瓦斯涌出状况三者进行分析比较后，做出工作面突出危险性评价，避免用单一参数判定工作面突出危险性的局限性，能够提高预测预报精度，又能促进安全生产。

应用综合分析不预测预报工作面突出危险性，对完善防突管理体制，落实生产职能部门瓣防突责任制起到了积极的作用，可避免矿井在防突管理中存在的只有防突主管部门对防突负责的被动局面，形成防突工作齐抓共管。

综掘工作面防突措施的选择

李子垭煤业公司开采煤层为单一复合煤层，无保护层开采，煤巷掘进工作面防突只能采取局部性防突技术措施。

目前，我国突出矿井煤巷掘进工作面局部性防突措施种类较多，各种措施都要具备一定的适应条件，都不是万能，处处都适用。

局部性防突措施的选择应根据各个矿井煤层赋存条件、地质构造、煤层瓦斯含量、瓦斯压力、煤层透气性、煤的坚固系数、突出危险程度等各种影响因素差异不同，结合现有的技术水平、防突装备、仪表等因素综合分析，从中筛选出适合本矿井、本区域、本工作面便于实施而有效的措施。

针对综掘试验区煤层赋存、地质构造、瓦斯压力以及突出危险程度，选择以下三种较适应的局部性措施进行比较，从中筛选出切实可行的措施作为综掘工作面防突技术措施。

4.1边掘边抽措施

沿巷道掘进方向每隔40～50m机掘巷道两侧交错布置钻场（长×宽×高＝3×3×2.5m）,钻场内安装150型液压钻机施工抽放钻孔，边掘边抽前方和巷道两帮控制范围内的煤层瓦斯，形成一个沿工作面掘进方向的瓦斯卸压条带。

从效果分析肯定有效，此措施存在以下不足：

（1）掘钻场增加了井巷工程量和钻场支护费用；

（2）机掘面碛头附近掘进机、转载机和巷道中皮带运输机占用了巷道空间，搬运钻机和附属装置困难；

（3）钻孔施工、封孔、管路安装辅助工程量大，相互影响大；

（4）掘进速度快保证不了抽放时间和抽放率。

此措施影响机掘速度、成本高，对机掘速度影响大。

4.2深孔预裂控制爆破防突措施

在掘进碛头煤层中间沿掘进方向施工2个爆破孔，在碛头靠巷道两帮各打一个控制孔，孔深15～25m，孔径¢65～87mm,将乳化炸药、导爆索竹片、胶带捆扎、人工送入眼底，断电、撤人远距离爆破释放工作面前方煤体内瓦斯和地应力。

此措施存在以下缺点：

（1）工艺复杂、技术要求高；

（2）打孔、装药、放炮影响时间长，8小时之内难于完成；

（3）在严重突出危险地段、地质构造变化部位打孔易卡钻、钻孔收缩装不进药达到设计效果；

（4）严重突出地点放炮震动易造成诱导煤与瓦斯突出；

（5）只适应于煤层较硬、透气性差、突出危险性不大的掘进工作面超前释放工作面前方煤体中部分与其，防止掘进时工作面瓦斯超限的一种辅助措施。

4.3超前排放钻孔措施

在掘进工作面向碛头前方和巷道两帮布置若干个钻孔，释放煤体中突出潜能，使部分地应力向工作面前方和巷道两帮深处前移，降低和消除突出危险。

此措施施工工艺简单，是目前严重突出矿井掘进工作面普遍采用，经现场生产实践证明是一种安全有效措施之一，缺点是：

（1）小直径钻孔孔数较多；

（2）工人劳动强度、体力消耗大。

通过对上述几种局部性措施和适用条件进行比较、分析，超前排放钻孔措施适合试验区域防突，作为机掘工作面主要防突措施，深孔预裂控制爆破只作为辅助性局部措施。

4.4打孔设备（钻机）选择

掘进工作面不管采用排放钻孔、深孔松动爆破、钻孔抽放瓦斯，都离不开打孔设备。

选择好与机掘配套的装备致关重要。

采用一般钻机施工排放钻孔，在作业程序上打孔与掘进交替到工作面前方作业，即掘一段巷道后，退出掘进机，再搬出钻机后，掘进机方能向前作业，这种作业方式，每一作业循环撤、搬钻机多次，工艺复杂，辅助时间长，机械化掘进的优越性显现不出来。

与此同时，由于受机掘工作面空间限制，大功率钻机搬运极不方便，不利机掘面施工超前排放钻孔。

为提高突出煤层机掘工作面掘进速度和安全的可靠性，简化作业程序，尽量减少辅助作业时间，创造有利于机掘的时间和空间，减轻工人劳动强度，试验将地不改变掘进机整体结构和工作面条件的前提下，将重庆煤研所生产的30型轻便架柱式电动防突钻机进行改装，将钻机滑轨固定在掘进机的截割臂上，随着与掘进机截割臂的上、下、左、右同步移动，在工作面前方狭小的空间按设计钻孔角度、方位完成全部与其排放钻孔施工。

钻机操作台放置于掘进机司机操作台旁，钻机电源开关随工作面延伸前移，完成钻机与掘进机一体化30型机载防突钻机，机载防突钻机安装见示意图4—1。

4.5超前排放钻孔措施参数的确定

超前排放钻孔措施参数包括排放孔深度、个数、孔径、有效排放半径和排放时间等。

4.5.1排放孔深度的确定

综掘工作面排放孔深度的确定，应考虑执行一个防突措施循环后能满足综掘日循环进度要求，还要考虑打孔设备的钻孔能达到的深度。

目前，综掘平均日循环进度10～15m，ZQ-50型风煤钻和30型钻机钻孔能力一般15～25m，综掘工作面采取超前排放钻孔措施的孔深度按15～20m为宜。

4.5.2排放孔个数确定

排放钻孔个数根据不同孔径的有效排放半径、煤层厚度、卸压控制范围、突出危险程度适用经验公式进行计算。

本矿井经考察不同孔径排放钻孔有效半径见表4－1。

表4－1　钻孔有效排放半径与孔径关系表

孔径（mm）

Ø42

Ø65

Ø75

Ø87

Ø115

有效排放半径（m）

0.7

0.8

1.0

1.2

1.3

排放钻孔个数计算：

N=

式中：

N——排放钻孔个数，个；

a——巷帮卸压宽度，m；取3

b——巷道宽度，m；取4.5

h——煤层厚度，m；取1.3

k——突出危险程度系数；取1.2

π——圆周率，3.14；

r——钻孔有效排放半径，m

按上述公式计算综掘面排放孔个数见表4－2。

表4－2　综掘面排放钻孔个数计算表

孔径（㎜）

Ø42

Ø65

Ø75

Ø87

Ø115

排放孔个数（个）

10

8

5

4

3

根据计算可知，综掘工作面排放钻孔应考虑较大直径钻孔，减少打孔个数和打孔时间。

4.5.3钻孔直径

在打孔过程中，经常出现卡钻、喷孔现象，经现场观察分析：

一是钻孔直径与钻杆直径间隙过小，当钻孔周围释放瓦斯卸压的同时，钻孔直径收缩变形后钻杆与孔壁之间的间隙减小，钻杆受孔壁挤压造成排粉阻力增大而形成卡钻；二是在煤层增厚、构造变化部位、煤层较软地段施工钻孔时，由于煤层瓦斯含量增加，瓦斯压力大、地应力增大而造成钻孔喷煤和瓦斯。

在突出煤层钻孔，必须考虑钻杆外径与孔壁之间的间隙，钻头直径不得小于钻杆直径30mm，形成钻孔排放钻屑和钻孔释放瓦斯有流动的通道来克服卡钻、喷孔技术难题。

4.5.4排放时间：

钻孔有效排放时间通过现场测定考察一般2～8小时不等，由于煤层赋存条件变化，煤层瓦斯含量：

瓦斯压力以及地压、突出危险程度等因素差异较大，在煤层较稳定，无软分层煤、无构造变化地段。

地压和瓦斯压力小，突出危险程度减小，施工排放钻孔后，2小时左右时间自然排放后进行措施效果检验，检验参数值能降到突出临界值以下，而在接近煤层不稳定、煤层增厚、前方有构造变化的地点、有构造出现，瓦斯含量和瓦斯压力较大、突出危险程度增大，有效排放时间较长，有时达8小时以上，甚至更长。

经检验还不能完全消除突出危险，遇到这种特殊情况时，一般都要根据措施效果检验结果补打排放钻