突出煤層煤巷煤層煤巷快速掘進(jìn)

張博 張連鵬

摘 要：通過(guò)對(duì)突出礦井消突措施方法和掘進(jìn)工序沖突、影響的分析，通過(guò)采用水力擠出與巷幫邊掘邊抽相結(jié)合的綜合防突技術(shù)，較好地消除了工作面的突出危險(xiǎn)性，巷道掘進(jìn)速度提高 1倍以上，實(shí)現(xiàn)了煤巷安全快速掘進(jìn)。

關(guān)鍵詞：突出煤層；煤巷；快速掘進(jìn)技術(shù)

一、引言

新建礦2011年11月由煤炭科學(xué)研究總院沈陽(yáng)研究院鑒定87層（-411m）、90層（-285m）為突出煤層。2018年9月由煤科集團(tuán)沈陽(yáng)研究院有限公司鑒定91層（-605m）、93層（-545m）層為突出煤層。87層煤已于2013年5月回采完畢，今后無(wú)采掘活動(dòng)。鑒定范圍內(nèi)87層煤瓦斯含量W為3.5m3/t，瓦斯壓力P為3.1-3.5MPa，煤的瓦斯放散初速度△P為2.3-10.68，堅(jiān)固性系數(shù)f為0.40-0.56，煤的破壞類型為Ⅱ-Ⅲ類；90層煤瓦斯含量W為7.3m3/t，瓦斯壓力P為3.1-4.0MPa，煤的瓦斯放散初速度△P為7.10-10.11，堅(jiān)固性系數(shù)f為0.13-0.24，煤的破壞類型為Ⅲ-Ⅳ類；91層煤瓦斯含量W為4.2m3/t，瓦斯壓力P為2.0MPa，煤的瓦斯放散初速度△P為10.8，堅(jiān)固性系數(shù)f為0.48，煤的破壞類型為Ⅲ類；93層煤瓦斯含量W為4.3m3/t，瓦斯壓力P為1.6MPa，煤的瓦斯放散初速度△P為10.2，堅(jiān)固性系數(shù)f為0.38，煤的破壞類型為Ⅲ類。

二、原消突措施影響掘進(jìn)速度的原因

原煤巷掘進(jìn)消突措施：主巷排放鉆孔21個(gè)，控制前方30m，掘進(jìn)25m；巷幫鉆場(chǎng)先打21個(gè)排放鉆孔再掘進(jìn)3m鉆場(chǎng)，鉆場(chǎng)之內(nèi)抽放鉆孔呈扇形布置，控制巷道前方50m和巷幫8m。12011工作面軌道巷、膠帶巷按原煤巷掘進(jìn)消突措施開始施工以來(lái)，單頭月進(jìn)尺始終在40～ 55m。

1、采用主巷排放鉆孔30m消突措施，無(wú)效鉆孔進(jìn)尺多，后15m容易造成塌孔，排放效果差；效果檢驗(yàn)后仍需補(bǔ)打措施孔，影響掘進(jìn)工序時(shí)間。

2、采用巷幫鉆場(chǎng)先打21個(gè)排放鉆孔再掘進(jìn)3m鉆場(chǎng)的消突措施，存在重復(fù)消突、占用掘進(jìn)工序時(shí)間的弊端。因?yàn)樵谶M(jìn)行巷幫抽放消突的同時(shí)，對(duì)要掘鉆場(chǎng)的部位已經(jīng)連帶實(shí)施消突措施。

3、采用在巷幫施工本煤層抽放鉆孔，與掘進(jìn)面掘進(jìn)運(yùn)煤工序容易發(fā)生沖突，相互影響。

4、采用液壓鉆機(jī)施工主巷排放鉆孔，移動(dòng)鉆機(jī)和固定鉆機(jī)占用時(shí)間長(zhǎng)，有效打鉆時(shí)間少。

5、每個(gè)循環(huán)采用的打鉆、排放、效檢、掘進(jìn)時(shí)間分配不科學(xué)，施工緊湊性差。

三、突出煤層快速掘進(jìn)技術(shù)措施

1、煤巷掘進(jìn)工作面改用“小循環(huán)、巷幫截流抽放、本煤層抽放鉆孔布置在鉆場(chǎng)內(nèi)”的防突措施。

（1）把2個(gè)煤巷掘進(jìn)工作面主巷排放鉆孔控制前方30m，掘進(jìn)25m，改為每個(gè)循環(huán)控制前方15m，掘進(jìn)9m，后又調(diào)整為每個(gè)循環(huán)控制前方11m，掘進(jìn)5m。此舉不僅增加了防突效果，而且降低了打鉆難度，提高了打鉆速度。解決了打30m鉆孔時(shí)的“噴孔、卡鉆、打鉆速度慢”的老大難問(wèn)題。

（2）煤巷兩幫每20m交替掘一個(gè)巷幫抽放鉆場(chǎng)，打鉆孔9個(gè)，控制前方50m、巷幫8m，與工作面前方的21個(gè)排放鉆孔共同完成消突任務(wù)。掘巷幫鉆場(chǎng)時(shí)，由于已經(jīng)進(jìn)行了巷幫抽放消突措施，將過(guò)去“鉆場(chǎng)先打21個(gè)排放鉆孔再掘進(jìn)3m鉆場(chǎng)”，改為“先進(jìn)行預(yù)測(cè)，指標(biāo)不超時(shí)，可掘進(jìn)3m鉆場(chǎng)”。每個(gè)鉆場(chǎng)可減少鉆孔量186m，節(jié)省費(fèi)用9 300元。③做好本煤層抽放工作，優(yōu)化設(shè)計(jì)，消除抽放空白帶，在工作面?zhèn)仍虻?、間隔40m的鉆場(chǎng)之間補(bǔ)掘一鉆場(chǎng)，在每個(gè)巷幫鉆場(chǎng)內(nèi)施工 91mm本煤層抽放鉆孔14個(gè)。做到本煤層抽放緊跟掘進(jìn)工作面，12011工作面切眼設(shè)計(jì)130m，抽放鉆孔可打到70m。軌道巷、膠帶巷鉆孔可以交叉10m，解決了抽放鉆孔深度不夠、留有空白帶的問(wèn)題，解決了本煤層抽放的難點(diǎn)。

2、更換鉆機(jī)、改進(jìn)鉆孔施工工藝，協(xié)調(diào)各個(gè)工序的施工緊湊性。在煤巷的掘進(jìn)過(guò)程中，防突措施的執(zhí)行與生產(chǎn)掘進(jìn)存在一定矛盾，防突措施是影響生產(chǎn)時(shí)間的主要因素。在嚴(yán)格執(zhí)行防突措施的同時(shí)，積極改進(jìn)和減少防突環(huán)節(jié)對(duì)生產(chǎn)的影響，為掘進(jìn)創(chuàng)造有利條件。

（1）更換鉆具，提高打鉆速度。對(duì)主巷21個(gè)排放鉆孔，由原來(lái)使用的液壓鉆機(jī)，改為輕便的風(fēng)動(dòng)鉆機(jī)，減小了移鉆和穩(wěn)鉆的難度。由原來(lái)的一個(gè)循環(huán)需要2個(gè)班打鉆，減少為1個(gè)班，后又改進(jìn)為同時(shí)上2部風(fēng)鉆，打鉆時(shí)間縮短為5h。

（2）細(xì)化管理，加強(qiáng)調(diào)度，協(xié)調(diào)生產(chǎn)與防突的關(guān)系。通過(guò)下發(fā)《12011煤巷掘進(jìn)會(huì)戰(zhàn)管理辦法》，對(duì)每個(gè)生產(chǎn)程序進(jìn)行嚴(yán)格控制。結(jié)合每個(gè)工序的實(shí)際工作時(shí)間，對(duì)12011煤巷掘進(jìn)防突正規(guī)循環(huán)作業(yè)全過(guò)程進(jìn)行量化：主巷打21個(gè)排放鉆孔（11m）6h，效果檢驗(yàn)2h，每5m的掘進(jìn)時(shí)間為24h，每個(gè)環(huán)節(jié)完成后簽字交給下一個(gè)環(huán)節(jié)，并通知調(diào)度室做好記錄，同時(shí)獎(jiǎng)罰嚴(yán)明。施工到鉆場(chǎng)位置時(shí)，必須先掘進(jìn)鉆場(chǎng)，在鉆場(chǎng)打抽放鉆孔的同時(shí)，主巷按正規(guī)防突循環(huán)施工，在鉆場(chǎng)內(nèi)9個(gè)鉆孔完成之前，主巷施工至鉆場(chǎng)中線前10m處。抽放鉆孔每班必須完成100m（若出現(xiàn)瓦斯異常影響施工，須由防突科現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督人員提供證明）。調(diào)度室進(jìn)行專項(xiàng)調(diào)度，協(xié)調(diào)抽放隊(duì)、掘進(jìn)隊(duì)、防突科等實(shí)現(xiàn)零時(shí)間交接、雙匯報(bào)，從而保證了施工的緊湊性和工作的連續(xù)性。

3、改進(jìn)防突技術(shù)措施以及煤巷掘進(jìn)防突正規(guī)循環(huán)作業(yè)全過(guò)程進(jìn)行量化后的效果。

（1）在進(jìn)行措施修改、嚴(yán)密組織施工的同時(shí)，加強(qiáng)防突措施的貫徹落實(shí)，提高落實(shí)防突措施的執(zhí)行力尤為重要。在打排放鉆孔和抽放鉆孔時(shí)，由防突科派專人現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督鉆孔的傾角、偏角、深度，退鉆桿時(shí)由防突工、瓦檢員、安檢員共同把關(guān)，確保措施孔的深度。

（2）通過(guò)對(duì)防突措施的不斷探索，改進(jìn)防突措施，為快速掘進(jìn)創(chuàng)造了條件。在12011工作面主巷掘進(jìn)時(shí)，為了積累礦井瓦斯地質(zhì)資料，采用每20m預(yù)測(cè)1次，不管預(yù)測(cè)指標(biāo)如何均采取防突措施進(jìn)行消突。同時(shí)每個(gè)循環(huán)都必須進(jìn)行效果檢驗(yàn)，只有效檢指標(biāo)不超時(shí)，方可進(jìn)行掘進(jìn)。通過(guò)分析可知，隨著煤層的變化，向前施工時(shí)，預(yù)測(cè)超標(biāo)率呈上升趨勢(shì)，而效檢超標(biāo)率呈下降曲勢(shì)，說(shuō)明采取的防突措施有效地對(duì)煤層的突出危險(xiǎn)性進(jìn)行了消除。

四、結(jié)束語(yǔ)

防突工作處在起步和經(jīng)驗(yàn)積累階段。因此，采取的防突措施雖較為穩(wěn)妥，但略顯繁瑣，尚需進(jìn)一步完善。降低防突措施的超指標(biāo)率是提高掘進(jìn)速度的前提。目前，義安礦的防突措施超指標(biāo)率控制在10%以下。嚴(yán)格執(zhí)行“掘進(jìn)必須放炮，放炮必須撤人”的措施，嚴(yán)禁手鎬落煤掘進(jìn)。采取放炮掘進(jìn)工藝過(guò)程中，隨著掘進(jìn)巷道的延伸和煤厚的增加，炮后瓦斯超限問(wèn)題應(yīng)引起煤礦安全管理者的高度重視，必須認(rèn)真加以解決。通過(guò)對(duì)突出礦井消突措施方法和掘進(jìn)工序沖突、影響的分析，采取了“小循環(huán)、巷幫截流抽放、本煤層抽放鉆孔布置在鉆場(chǎng)內(nèi)”的防突措施，取得了明顯的安全效果和經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)同類型礦井具有借鑒價(jià)值。

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