郑煤集团公司超化煤矿开采的二叠系山西组二1煤层属“三软”不稳定厚煤层，煤层的顶板、底板均由硬度低的泥岩或砂质泥岩组成，顶板随开采活动随采随落，底板也易发生底鼓现象，煤层松软破碎。矿井1993年投产，原设计生产能力90万t/a，经过技术改造后矿井生产能力提高到240万t/a，装备一综一炮两个放顶煤工作面组织生产，开采方法为一次采全高，全部垮落法管理顶板。矿井瓦斯区呈条带分布，掘进时易揭露煤层瓦斯富集区，巷道内瓦斯涌出量大，导致瓦斯时常超限，对于采用综掘机掘时的煤巷掘进面瓦斯问题更为突出。采取大功率对旋局部通风机、大直径强力风筒供风，增加有效供风量稀释排放涌出的瓦斯，但增风排瓦斯的能力是有限制的，同时风量过大对降尘和优化作业环境不利。因顶煤松软破碎掉落造成瓦斯超限情况仍经常发生，严重制约着掘进安全和掘进进度。探索“三软”煤层沿空沿底掘进大断面巷道防顶煤冒落、防瓦斯、防煤尘技术刻不容缓。
1 试验区概况
试验在21051综采工作面上副巷沿底煤巷掘进工作面进行，该巷道采用综掘机进行掘进，巷道净断面10.5m2。该掘进工作面上邻13013采空区，煤层倾角4°～11.5°，煤层平均厚度9.9m，煤体呈黑色粉末状，煤质属中灰、低硫、高发热量，硬度低，煤层硬度系数f＝0.1～0.3，极易破碎。直接顶，底板均为砂质泥岩，直接顶厚度1.97m，直接底厚度为6.17m，掘进工作面存在高瓦斯区，瓦斯涌出量1.0～3.0m3/min。
2 注水防治瓦斯及煤尘机理
通过向煤体钻孔注水，煤体内水分增加，使煤体湿润，达到主动减少掘进时煤尘产生量的目的；同时，注水后水份占据着煤体内的部分空间，减少了煤孔隙的有效容积，导致透气性能的降低，由于水形成的薄膜附在孔隙内表面上，从而封闭了瓦斯排放，煤层瓦斯排放量减少，使注水湿润后的煤体比干煤的瓦斯放散速度小，放散瓦斯量少，从而起到注水对煤层瓦斯涌出的抑制作用。注水后顶部煤体的整体稳定性增强，煤的坚固性相对增加，从而降低了掘进巷道迎头顶煤片帮、冒顶发生的几率，消除因顶煤冒落造成的瓦斯超限。
3 注水参数选择
3.1 注水压力
注水压力大小直接关系到透水半径、注水时间和注水效果。二1煤具有松软、强度低、易破碎以及透水性差的特点，所以注水压力过高，不利于迎头煤壁管理和煤壁的养护，注水压力小则有效渗水半径小，需要注水时间长，注水效果差。通过现场试验，注水压力超过4MPa，煤壁易片帮，低于2MPa，润湿半径太小，注水效果不好。因此，注水压力选定在2～4MPa。
3.2 注水孔布置
巷道掘进采用U型钢挂塑料编织网支护，巷道净断面积10.5m2，根据现场试验，水压在3MPa时水的润湿半径达3～4m，因此全断面注水孔采用两组共6个孔布置，由于使用封孔器长度为1～1.5m，要保证一定量的润湿面积，注水孔深度必须大于2m，且越深润湿面积越大，但注水孔过深影响打孔效率，且注水孔超过卸压区后，裂隙减少，达不到预期效果，受上述条件制约，根据现场试验，注水孔长度选定为5m。第一组3个孔距巷道轮廓线下0.3m处左右拱及拱顶开孔，为保证注水控制巷道顶煤不小于2m，孔仰角25°向顶煤注水；第二组3个孔距巷底1m布置，孔间距1.5m，钻孔
