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

刑秉江

（山西陽(yáng)煤集團(tuán)翼城上河煤業(yè)有限公司， 山西 翼城 043500）

老的巷道一直都會(huì)貫通在新掘進(jìn)的煤礦巷道中，并發(fā)揮重要的作用。但是，由于多數(shù)巷道封閉的時(shí)間非常長(zhǎng)，巷道內(nèi)部的情況也不簡(jiǎn)單。因此經(jīng)常會(huì)在內(nèi)部積聚大量的有害氣體。在實(shí)際操作的過(guò)程中，尤其需要考慮將貫通內(nèi)部的瓦斯?jié)舛瓤刂圃跇?biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，這是很多煤礦專(zhuān)家都一直在考慮的問(wèn)題。但是，在現(xiàn)實(shí)條件下，由于很多救護(hù)隊(duì)員沒(méi)有能夠及時(shí)進(jìn)入到老巷內(nèi)部，所以并沒(méi)有辦法通過(guò)提前預(yù)透老巷來(lái)恢復(fù)通風(fēng)。本文結(jié)合實(shí)際案例研究出一種新的瓦斯排放技術(shù)，希望能夠給廣大煤礦工作者提供更好的參考性意見(jiàn)。

1 鉆孔瓦斯排放概述

整個(gè)鉆孔瓦斯的排放順序如下：先在一個(gè)封閉平面巷道內(nèi)部打上兩個(gè)孔，先向一個(gè)孔內(nèi)加壓，再?gòu)牧硗庖粋€(gè)孔洞內(nèi)向外部泄壓，最終形成一個(gè)壓力排放的循環(huán)路線。一般在正壓的作用下，主要沿著膠管-壓風(fēng)鉆孔-老巷-泄壓鉆孔-掘進(jìn)工作面的順序來(lái)進(jìn)行流動(dòng)[1]。通過(guò)這樣的操作，老巷預(yù)透點(diǎn)區(qū)域內(nèi)部所聚集的瓦斯就會(huì)被壓入空氣中，并不斷地流動(dòng)。之后再沿著泄壓鉆孔的順序來(lái)回到風(fēng)道。通過(guò)調(diào)節(jié)壓風(fēng)管閥門(mén)的大小則可以調(diào)節(jié)風(fēng)的壓力，之后可更好地控制鉆孔過(guò)程中排除瓦斯的數(shù)量。

其中掘進(jìn)工作面和回風(fēng)流內(nèi)部的瓦斯?jié)舛榷紩?huì)被控制在一定的范圍內(nèi)。整個(gè)鉆孔瓦斯排放的原理如圖1所示。

2 實(shí)際案例運(yùn)用

2.1 煤礦主要情況

作為一個(gè)3層的煤礦，內(nèi)部的瓦斯多數(shù)被認(rèn)定為低瓦斯的礦井。一般井田內(nèi)部的瓦斯含量也較低。又因?yàn)榫飪?nèi)部各個(gè)煤層埋葬得非常深，煤層內(nèi)部又會(huì)存在巖漿，所以局部煤炭的變質(zhì)程度就會(huì)變得很高，甚至?xí)趦?nèi)部存在較高的瓦斯帶。其中，2302回風(fēng)巷道掘進(jìn)的221 m將和1308巷道處于貫通的狀態(tài)。整個(gè)1307巷道已經(jīng)被封閉了3年。在開(kāi)采過(guò)1307工作面之后，會(huì)因?yàn)椴煽諈^(qū)頂板出現(xiàn)垮落的現(xiàn)象，最終使得巷道壓力在短時(shí)間內(nèi)增加，因而上部出現(xiàn)裂縫。

圖1 鉆孔排放技術(shù)示意圖

雖然整個(gè)1307工作面沒(méi)有出現(xiàn)氣體超標(biāo)或者其他類(lèi)型的自然災(zāi)害，但是整體在使用的過(guò)程中還是會(huì)出現(xiàn)諸多問(wèn)題。多數(shù)的老巷道內(nèi)部都會(huì)存在不同類(lèi)型的氣體。整個(gè)1307工作面在完成開(kāi)采過(guò)程之后都不能夠排放出有害的氣體。如果救護(hù)人員沒(méi)有能夠在第一時(shí)間進(jìn)入到老巷道內(nèi)部，也就沒(méi)有辦法對(duì)巷道內(nèi)部進(jìn)行通風(fēng)?？梢韵仍?302巷道和1307巷道之間貫通5 m的氣體，先全面對(duì)預(yù)透老巷通風(fēng)，這樣才能夠更好地保證整體通風(fēng)。注意在貫通2302回風(fēng)巷和1307回風(fēng)巷道之前先對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的情況進(jìn)行探查，之后再暫停掘進(jìn)的工作。另外，在鉆孔之前要先檢測(cè)整個(gè)巷道的情況，在了解到內(nèi)部有害氣體情況之后再確保下一步施工過(guò)程能夠更加順利地進(jìn)行。

2.2 鉆孔瓦斯排放判別條件

常用的鉆孔瓦斯排放判別條件主要包括如下幾個(gè)方面：

第一，可以先從鉆孔的內(nèi)部向外部貫通風(fēng)量，之后再有效地貫通瓦斯之間的連接點(diǎn)，這樣才能夠讓瓦斯隨時(shí)向外涌出。如果在鉆孔的過(guò)程中，其氣體的濃度達(dá)到了一定的標(biāo)準(zhǔn)，那么內(nèi)部瓦斯的濃度則不會(huì)超過(guò)限制，所以也就能夠使得貫通的過(guò)程變得更加安全。

第二，如果巷道內(nèi)部的瓦斯?jié)舛瘸^(guò)了一定的量，那么可以先在巷道內(nèi)部進(jìn)行壓風(fēng)的操作，就會(huì)從沿著一側(cè)的鉆孔中排放出更多的瓦斯。而在此過(guò)程中，瓦斯則會(huì)被逐步壓入風(fēng)流中被稀釋?zhuān)绻咚節(jié)舛冉档揭?guī)定安全值以下，方可實(shí)現(xiàn)安全貫通。

3 鉆孔探測(cè)的主要步驟

3.1 利用鉆機(jī)打鉆

可以在掘進(jìn)工作面內(nèi)部風(fēng)筒的一側(cè)先選擇一個(gè)合適的檢測(cè)孔，之后再有效地進(jìn)行打鉆。如果鉆孔機(jī)加工的位置到達(dá)老巷之后，再采用專(zhuān)業(yè)的儀器來(lái)檢測(cè)巷道內(nèi)部的情況，并在之后抽取適量的氣體。配合檢查二氧化碳和其他氣體的關(guān)系，之后再將適當(dāng)?shù)臍怏w輸送入氣囊之中，再運(yùn)用甲烷檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)。一氧化碳檢測(cè)儀、硫化氫檢測(cè)儀和其他儀器來(lái)檢測(cè)內(nèi)部氣體的情況。如果確定氣體不存在異常，則可以繼續(xù)在另一側(cè)進(jìn)行施工。

3.2 輸送氣體

當(dāng)風(fēng)控第一個(gè)孔施工到位之后，先用專(zhuān)業(yè)的壓風(fēng)管插入風(fēng)筒之中，之后再深入到檢測(cè)孔內(nèi)部，運(yùn)用檢測(cè)機(jī)器將風(fēng)送入到老巷內(nèi)部。之后再開(kāi)啟另一側(cè)壓風(fēng)管的門(mén)，再向檢測(cè)孔內(nèi)壓入適量的風(fēng)。之后再將老巷內(nèi)部的氣體輸出到檢測(cè)孔的外部，并配合檢測(cè)氣體的濃度。

3.3 向檢測(cè)孔內(nèi)壓風(fēng)

在鉆孔完成之后，需要先開(kāi)啟壓風(fēng)管的法門(mén)，之后再向檢測(cè)孔的內(nèi)部進(jìn)行壓風(fēng)，并根據(jù)實(shí)際情況增加風(fēng)量。專(zhuān)職的瓦斯檢驗(yàn)員一定要及時(shí)檢查掘進(jìn)工作面的風(fēng)流和巷道回風(fēng)流內(nèi)部的氣體濃度，將不同類(lèi)型的檢測(cè)氣體的儀器放置在檢測(cè)孔開(kāi)口，并在設(shè)置濃度之后，要繼續(xù)向老巷道內(nèi)部進(jìn)行壓風(fēng)，同時(shí)注意控制壓風(fēng)排放的時(shí)間。

3.4 檢測(cè)后進(jìn)行處置

如果確實(shí)在檢測(cè)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了具有瓦斯?jié)舛鹊挠泻怏w，則應(yīng)該先撤出工作人員，之后再由瓦斯檢查人員和救護(hù)人員緊盯著現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)始作業(yè)?？梢韵仍谠瓉?lái)風(fēng)筒的一側(cè)打上檢測(cè)孔，再在檢測(cè)孔上下兩側(cè)0.5 m的位置來(lái)進(jìn)行鉆孔。同時(shí)，也需要在鉆孔另外一側(cè)的鉆孔處鉆取5個(gè)孔，之后再在3個(gè)鉆孔下方布置1寸的鋼管，從短到長(zhǎng)分別布置10 m、15 m和20 m的鋼管。再將壓風(fēng)管和鋼管鏈接在一起，分別進(jìn)行壓風(fēng)。之后，運(yùn)用壓風(fēng)管內(nèi)部的法門(mén)來(lái)控制風(fēng)量的大小，并在之后控制巷道內(nèi)部氣體的濃度。不能夠讓它超過(guò)氣體濃度的最高值，之后再按照相關(guān)的要求來(lái)掘進(jìn)施工。一定要在查明老巷道的基礎(chǔ)上確定周?chē)沫h(huán)境，之后才能夠繼續(xù)進(jìn)行施工[2]。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)結(jié)合山西煤礦2302回風(fēng)巷掘進(jìn)和1307探巷貫通的實(shí)際現(xiàn)象，才能夠有效地解決在巷道瓦斯排放過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，從而保證煤礦安全地生產(chǎn)。