加快瓦斯巷掘進(jìn)優(yōu)化研究

周 飛

（重慶能投渝新能源有限公司打通一煤礦， 重慶 401445）

引言

打通一礦為煤與瓦斯突出礦井，根據(jù)規(guī)定，需提前施工瓦斯巷，對(duì)煤層施工條帶孔預(yù)抽，以保證煤層巷道安全掘進(jìn)，打通一礦2017年瓦斯巷掘進(jìn)計(jì)劃4 680 m，約占全年進(jìn)尺比例25%。因瓦斯巷巷道斷面大，增加了巷道掘進(jìn)排矸工程量，延長(zhǎng)了工期，導(dǎo)致巷道掘進(jìn)速度慢，因此能否優(yōu)化巷道斷面問題，已成為提高掘進(jìn)單進(jìn)與加快投產(chǎn)的關(guān)鍵。經(jīng)過研究，以南二區(qū)206瓦斯巷為實(shí)驗(yàn)巷道，對(duì)巷道斷面、瓦斯巷出矸方式進(jìn)行優(yōu)化，經(jīng)過試驗(yàn)，與未優(yōu)化前已掘南二區(qū)瓦斯巷進(jìn)行對(duì)比，取得了一定好的效果和經(jīng)驗(yàn)，為加快打通一礦新采區(qū)工作面投產(chǎn)打下了良好的基礎(chǔ)。

1 原有瓦斯巷掘進(jìn)條件

原南二區(qū)瓦斯巷設(shè)計(jì)斷面采用BYG-30×30，（見圖1）巷道凈斷面積為8.11 m2，設(shè)計(jì)在茅口灰?guī)r頂板線8 m以下沿茅口灰?guī)r傾角掘進(jìn)，采用炮掘施工。其中上段在南二區(qū)集中皮帶巷開口，與南二區(qū)總回風(fēng)巷聯(lián)通形成回風(fēng)系統(tǒng)；下段在南二區(qū)-50 m邊界總回風(fēng)巷開口，施工20 m平巷后，茅口灰?guī)r傾角施工。

圖1 瓦斯巷斷面圖（mm）

1）地質(zhì)瓦斯巷在茅口灰?guī)r中施工，茅口灰?guī)r巖性為灰至深灰色，厚層塊狀，致密堅(jiān)硬，節(jié)理發(fā)育，其頂部發(fā)育較多古巖溶，巖層傾角5°～15°，南傾見下頁表1。

2）水文：施工巷道時(shí)，因均在茅口灰?guī)r中掘進(jìn)，由于古溶洞的存在，加之裂隙、斷層等切割，并有高濃度瓦斯、局部區(qū)域賦存地下水，應(yīng)高度重視，必須堅(jiān)持“先探后掘”的原則掘進(jìn)。

3）瓦斯：根據(jù)礦掘進(jìn)地質(zhì)資料統(tǒng)計(jì)，預(yù)計(jì)該巷正常掘進(jìn)時(shí)，瓦斯涌出量為0.5 m3/min。

2 優(yōu)化前的掘進(jìn)狀況

優(yōu)化前原南二區(qū)瓦斯巷受到斷面、矸石等的影響，影響了巷道的正常掘進(jìn)。原瓦斯巷掘進(jìn)進(jìn)度較慢，以2013年6月、7月、8月為例，其中最低月進(jìn)尺85 m，最高月進(jìn)尺102 m，平均月進(jìn)尺只有94 m/月，嚴(yán)重影響該巷的正常掘進(jìn)，如果遇到出矸、運(yùn)輸?shù)确矫娴挠绊憰r(shí)，則掘進(jìn)進(jìn)尺更少。

南二區(qū)瓦斯巷掘進(jìn)優(yōu)化前，采用人工配合耙?guī)r機(jī)裝巖，配合側(cè)卸式礦車運(yùn)輸。由于巷道坡度及斷面較大，掘進(jìn)矸石多，每出矸一車需要時(shí)間長(zhǎng)達(dá)6 min，礦車由斜坡提升后，在平巷內(nèi)由人力推車至南二區(qū)集中皮帶巷。南二區(qū)集中皮帶巷內(nèi)采用絞車運(yùn)輸至矸倉排矸，礦車排矸周期較長(zhǎng)，導(dǎo)致瓦斯巷出矸緩慢，不便于工作面排矸，由于磧頭不能及時(shí)排矸，影響磧頭正常掘進(jìn)。

為保證南二區(qū)工作面按時(shí)投產(chǎn)，需加快現(xiàn)瓦斯巷掘進(jìn)，以提前施工條帶孔，優(yōu)化現(xiàn)瓦斯巷斷面及排矸方式，以加快瓦斯巷掘進(jìn)，提前施工條帶孔。

3 優(yōu)化實(shí)施過程

為了加快施工進(jìn)度，提高單進(jìn)水平，南二區(qū)S206瓦斯巷在原來的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，具體實(shí)施如下。

表1 瓦斯巷地層綜合柱狀圖表

3.1 巷道斷面積優(yōu)化

通過研究，結(jié)合現(xiàn)有乳化液鉆機(jī)及現(xiàn)場(chǎng)施工條件，對(duì)S206瓦斯巷斷面進(jìn)行優(yōu)化，將巷道斷面由原有的BYG-30×30斷面修改為BYG-28×28斷面（見圖2），斷面積由原有的8.59 m2減小為7.53 m2。每米瓦斯巷掘進(jìn)減少2.12 m3排矸量。優(yōu)化后的斷面能滿足瓦斯巷抽采孔的施工條件。

圖2 瓦斯巷優(yōu)化后斷面（mm）

經(jīng)過優(yōu)化，縮減了巷道斷面積，減少了炮掘施工中巷道炮眼個(gè)數(shù)，減少出矸量，縮短了出矸時(shí)間，加快了磧頭的掘進(jìn)。

3.2 巷道排矸優(yōu)化

通過改進(jìn)現(xiàn)有排矸方式進(jìn)行優(yōu)化，在瓦斯巷上段平巷內(nèi)安裝曲軌及皮帶，將現(xiàn)有側(cè)卸式礦車提升排矸優(yōu)化為側(cè)卸式礦車配合曲軌，由上平巷絞車?yán)磷兤曼c(diǎn)后，經(jīng)過曲軌排至排矸溜子處，經(jīng)溜子及皮帶運(yùn)至南二區(qū)集中皮帶巷皮帶，由皮帶直接運(yùn)輸至南二區(qū)集中皮帶巷矸倉內(nèi)。優(yōu)化裝矸后，減少了上瓦斯巷上平巷人力推車及絞車下放至矸倉的時(shí)間。集中絞車對(duì)磧頭排矸，減少耙磧頭的時(shí)間，減少了磧頭矸石的堆積量，減少了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了輔助作業(yè)時(shí)間，提高了掘進(jìn)率，減少了材料的不必要消耗（見圖3）。

優(yōu)化排矸方式后，減少了瓦斯巷掘進(jìn)中人力推車工程量，降低了平巷人力推車及絞車運(yùn)輸?shù)陌踩{，確保了巷道掘進(jìn)安全，保證瓦斯巷掘進(jìn)工作有序進(jìn)行。

圖3 南二區(qū)206瓦斯巷上平巷布置圖（mm）

4 優(yōu)化實(shí)施效果

南二區(qū)206瓦斯巷采用BYG-28×28斷面，采用側(cè)卸式礦車配合曲軌后，提高了循環(huán)單進(jìn)。優(yōu)化后平均月進(jìn)尺126 m/月（見表2）。

表2 南二區(qū)瓦斯巷進(jìn)尺統(tǒng)計(jì)表

南二區(qū)S206瓦斯巷優(yōu)化原有斷面，修改為BYG-28×28，采用側(cè)卸式礦車+曲軌裝矸，優(yōu)化后采用皮帶運(yùn)輸；經(jīng)過與南二區(qū)S205瓦斯巷進(jìn)行對(duì)比可得，縮小斷面后，巷道進(jìn)尺得到提高，巷道月單進(jìn)提高32 m，提高了34%，提高幅度較大，效果十分明顯。

南二區(qū)206瓦斯巷因縮小巷道斷面，減小了因開采深度過深而導(dǎo)致礦壓過大對(duì)巷道頂板壓力集中，頂板破碎，采用小斷面掘進(jìn)瓦斯巷，既能滿足瓦斯抽采孔施工的需要，也能減小礦壓對(duì)巷道的損害，采用此方法，既減小了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了安全生產(chǎn)，增加了經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)論

經(jīng)過對(duì)瓦斯巷掘進(jìn)優(yōu)化研究，在優(yōu)化瓦斯巷巷道斷面、合理優(yōu)化排矸方式后，滿足了鉆孔施工條件，更能減少巷道的出矸，為提高掘進(jìn)進(jìn)度打下了良好的基礎(chǔ)，提高了單月進(jìn)尺，最高月進(jìn)尺達(dá)到132 m，加快了出矸速度，縮短了投產(chǎn)工期，大大減輕了勞動(dòng)量，真正做到了優(yōu)質(zhì)、安全、高效、快速、低耗施工。

因此，新開辟采區(qū)瓦斯巷采用BYG-28×28斷面，側(cè)卸式礦車+曲軌排矸+皮帶排矸具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。