超前鉆孔排放瓦斯技術(shù)在巷道掘進(jìn)揭穿老巷中的應(yīng)用

宋云輝

摘 要：本文以某礦2302回風(fēng)巷掘進(jìn)與1307探巷（老巷）貫通為研究對象，利用超前鉆孔技術(shù)對老空巷道內(nèi)積聚的瓦斯及有害氣體進(jìn)行排放，解決了掘進(jìn)工作面遇老巷，無通道提前對老巷進(jìn)行瓦斯排放的問題，不僅提高了掘進(jìn)工作揭穿老巷的速度，確保了巷道的通風(fēng)安全，還創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益，為掘進(jìn)巷道揭穿老巷時提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：超前鉆孔;排放瓦斯

0 引言

煤礦掘進(jìn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)新掘巷道貫通老巷的情況，由于老巷封閉的時間較長，巷道內(nèi)情況復(fù)雜，往往會積存大量的瓦斯等有害氣體。對于如何排放老巷內(nèi)積聚的瓦斯等有害氣體，將貫通點(diǎn)的瓦斯?jié)舛瓤刂圃诘V井有害氣體安全標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)是保證巷道安全貫通的關(guān)鍵。在現(xiàn)場實(shí)踐中，有些老巷比較特殊，不具備啟封密閉排放的條件，救護(hù)隊(duì)員沒有通道進(jìn)入老巷內(nèi)，無法提前預(yù)透老巷進(jìn)行恢復(fù)通風(fēng)從而排放瓦斯，只能采用特殊的方法進(jìn)行排放預(yù)透點(diǎn)的瓦斯。本文根據(jù)山西某礦2302回風(fēng)巷掘進(jìn)與1307探巷（老巷）貫通的現(xiàn)場實(shí)際研究，研究出了一種新的瓦斯排放技術(shù)-鉆孔排放瓦斯技術(shù)。

1 巷道掘進(jìn)概況

該煤礦主采3煤層，瓦斯等級鑒定為低瓦斯礦井。該井田瓦斯含量較低，但由于井田內(nèi)各煤層埋藏較深，又有巖漿巖侵入，局部煤的變質(zhì)程度高，會有較高瓦斯帶存在。2302回風(fēng)巷巷道掘進(jìn)221m將與1307探巷（老巷）貫通，1307探巷現(xiàn)已封閉3年，在1307工作面推采過后，由于采空區(qū)頂板跨落，巷道壓力增加密閉會出現(xiàn)裂隙，造成1307探巷與1307工作面采空區(qū)氣體相連通，雖然1307工作面在生產(chǎn)期間未發(fā)現(xiàn)有害氣體超標(biāo)及煤炭出現(xiàn)自然現(xiàn)象，但由于1307探巷封閉時間較長，老巷內(nèi)情況不明，1307工作面推采過后又不具備通過啟封密閉排放有害氣體的條件，救護(hù)隊(duì)員沒有通道進(jìn)入老巷內(nèi)，無法提前對預(yù)透老巷進(jìn)行通風(fēng)，為確保巷道安全貫通，在2302回風(fēng)巷與1307探巷貫通前5m，停止掘進(jìn)工作，需進(jìn)行鉆孔勘探檢測，掌握需貫通巷道內(nèi)有害氣體情況，以確保巷道下一步施工安全。

2 鉆孔瓦斯排放原理

2.1 鉆孔排放理論分析

鉆孔瓦斯排放是在一個平面對封閉的巷道打兩個鉆孔，一個孔向里加壓，則另一個孔將向外泄壓，形成了壓風(fēng)流的一個循環(huán)路線，在正壓的作用下，高壓風(fēng)流沿：膠管→壓風(fēng)鉆孔→老巷內(nèi)（預(yù)透點(diǎn)區(qū)域）→泄壓鉆孔→掘進(jìn)工作面→掘進(jìn)回風(fēng)流方向流動，老巷預(yù)透點(diǎn)區(qū)域內(nèi)積聚的瓦斯逐漸被壓入的風(fēng)流稀釋，并沿泄壓鉆孔帶入回風(fēng)道，通過壓風(fēng)管閥門調(diào)節(jié)壓風(fēng)大小的方式來控制泄壓鉆孔瓦斯排出量，使掘進(jìn)工作面及其回風(fēng)流內(nèi)的瓦斯?jié)舛炔怀蓿鐖D1所示。

2.2 鉆孔瓦斯排放判別條件

①若鉆孔內(nèi)向外出風(fēng)，則揭穿貫通點(diǎn)的瓦斯向外涌出;若鉆孔中的氣體濃度不超限，則揭穿貫通點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的瓦斯?jié)舛炔怀?，可以安全貫通?/p>

②若鉆孔中的瓦斯?jié)舛瘸蓿ㄟ^套管壓風(fēng)后，沿另一側(cè)的鉆孔將有大量瓦斯排出或瓦斯逐漸被壓入的風(fēng)流稀釋，直至瓦斯?jié)舛冉档揭?guī)定安全值一下，方可安全貫通。

③若鉆孔向里進(jìn)風(fēng)，說明老巷中有其他漏風(fēng)通道，通過鉆孔進(jìn)入的新鮮風(fēng)流將貫通點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的瓦斯壓出或稀釋，則揭穿貫通點(diǎn)將不會積存瓦斯或其他有害氣體的，可以安全貫通。

3 鉆孔探測步驟

①首先利用鉆機(jī)，在掘進(jìn)工作面風(fēng)筒一側(cè)選定檢測孔位置進(jìn)行打鉆，通過鉆機(jī)鉆孔進(jìn)入老巷后，然后由瓦斯檢查員使用光學(xué)瓦斯檢測儀，利用瓦斯探杖深入檢測孔內(nèi)抽取氣樣，檢測瓦斯和二氧化碳?xì)怏w情況，然后進(jìn)行采集氣樣至氣囊后，在使用多種氣體檢測儀（甲烷、一氧化碳、氧氣、硫化氫）進(jìn)行檢測其他氣體情況，在確保氣體無異常后，再按照要求位置繼續(xù)施工另一側(cè)檢測孔。

②當(dāng)非風(fēng)筒側(cè)的第1個鉆孔施工到位后，先使用Φ10壓風(fēng)管路插入風(fēng)筒出風(fēng)口側(cè)的檢測孔內(nèi)，送入老巷中，再開啟壓風(fēng)管閥門向檢測孔內(nèi)壓風(fēng)，老巷內(nèi)的氣體將沿另一側(cè)的檢測孔向外涌出，然后檢查氣體濃度情況，在各項(xiàng)氣體不超標(biāo)的情況下，關(guān)閉向檢測孔內(nèi)的壓風(fēng)，施工第2個鉆孔。

③鉆孔施工完畢后，開啟壓風(fēng)管閥門向檢測孔內(nèi)壓風(fēng)，風(fēng)量要逐漸增加，不能忽大忽小，嚴(yán)禁一風(fēng)吹，現(xiàn)場專職瓦斯檢查員要不定時的檢查掘進(jìn)工作面風(fēng)流及巷道回風(fēng)流的氣體濃度，并將多種氣體檢測儀懸掛在2個回風(fēng)檢測孔處，在氣體濃度符合標(biāo)準(zhǔn)的情況下，繼續(xù)向老巷道內(nèi)壓風(fēng)，因老巷內(nèi)排出的風(fēng)量摻入了壓風(fēng)，排出的氣體濃度要比原老巷道內(nèi)的氣體濃度小，所以壓風(fēng)排放時間要控制在30分鐘以上（最少不得小于30分鐘），方可繼續(xù)施工。

④如果檢測出老巷道內(nèi)瓦斯?jié)舛燃捌渌泻怏w超限時，要立即停止工作，撤出人員，由通防管（下轉(zhuǎn)第100頁）（上接第98頁）理人員、瓦斯檢查員和救護(hù)隊(duì)員盯靠現(xiàn)場指揮排放作業(yè);首先分別在原風(fēng)筒側(cè)打的檢測孔上下兩側(cè)0.5m處施工2個鉆孔;在工作面另一側(cè)檢測孔處施工5個鉆孔，然后對3個鉆孔下1寸的鋼管，長度分別為10m、15m、20m，由短到長自下向上排列分布，如圖2所示，再將壓風(fēng)管接入鋼管，分別由短到長進(jìn)行壓風(fēng)，檢測另一側(cè)6個鉆孔排放出的瓦斯及其他有害氣體情況，通過壓風(fēng)管閥門控制風(fēng)量調(diào)節(jié)巷道內(nèi)氣體濃度不超過《規(guī)程》礦井有害氣體最高允許濃度標(biāo)準(zhǔn)，直至瓦斯及其他有害氣體濃度不超限，再按照要求繼續(xù)掘進(jìn)施工，巷道揭穿時應(yīng)小斷面貫通，查明老巷內(nèi)情況，確定安全的情況下，方可繼續(xù)處理尾工。

4 結(jié)論

①根據(jù)巷道掘進(jìn)貫通老巷，對老巷瓦斯采用鉆孔排放，打破原有的瓦斯排放方法，以壓風(fēng)稀釋、壓風(fēng)排放為切入點(diǎn)，對貫通點(diǎn)處的瓦斯進(jìn)行有效排放，既從源頭上消除貫通點(diǎn)瓦斯隱患，提升了掘進(jìn)速度，又減少了人工人力，滿足了安全排放的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

②以山西某礦2302回風(fēng)巷掘進(jìn)與1307探巷（老巷）貫通的現(xiàn)場實(shí)際研究，對鉆孔排放老巷瓦斯進(jìn)行了現(xiàn)場實(shí)踐，有效解決了礦井掘進(jìn)工作面揭穿老巷瓦斯排放問題，為煤礦安全生產(chǎn)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

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