陽煤五礦8103回風(fēng)順槽四位一體防突應(yīng)用研究

劉 勇

（山西宏廈第一建筑有限責(zé)任公司，山西 宏廈 045000）

陽煤集團(tuán)五礦地面標(biāo)高為870～1030m。目前掘進(jìn)的8103回風(fēng)順槽位于尚怡村北側(cè)，8103工作面回風(fēng)順槽為沿15#煤頂板掘進(jìn)的全煤巷道，設(shè)計(jì)長度為368m。8103回風(fēng)順槽北部為8104采區(qū)，西部為8105進(jìn)風(fēng)順槽，東部為8102采區(qū)。該巷設(shè)計(jì)標(biāo)高為500m～520m。8103工作面回風(fēng)順槽服務(wù)于8103回采工作面，為工作面回風(fēng)、進(jìn)出材料、設(shè)備等。本工作面瓦斯含量預(yù)測為5m3/t-7m3/t，瓦斯壓力預(yù)測為0.2ΜPa-0.44ΜPa，預(yù)計(jì)掘進(jìn)期間瓦斯絕對涌出量為0.75～1.275m3/min。為確保安全，本文將“四位一體”綜合防突措施應(yīng)用于掘進(jìn)期間的8103回風(fēng)順槽，首先介紹了通風(fēng)系統(tǒng)，然后分析了區(qū)域綜合防突措施和局部綜合防突措施。

1 通風(fēng)系統(tǒng)

1.1 通風(fēng)路線

進(jìn)風(fēng)：520水平運(yùn)輸副巷→8103進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)巷局扇入風(fēng)→掘進(jìn)工作面回風(fēng)：工作面→8103進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)巷→8103進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)回風(fēng)措施巷→巖石回風(fēng)巷。

1.2 風(fēng)量計(jì)算

8103工作面殘存瓦斯含量在5.30～6.2m3/t之間，最大為6.2m3/t，最大可解吸瓦斯涌出量為2.598m3/t，該巷每日最大掘進(jìn)進(jìn)尺為8m，15#煤層噸煤容重為1.42t/m3，則平均日產(chǎn)量為198.8t，每米落煤量為24.85t。

根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際可知，該工作面最快落煤時(shí)為每40分鐘掘進(jìn)1m，通過計(jì)算可知：工作面絕對瓦斯涌出量為2.11m3/min，則8103回風(fēng)順槽最大瓦斯涌出量為2.11m3/min。按瓦斯涌出量計(jì)算，8103回風(fēng)順槽風(fēng)筒出口風(fēng)量為301.9m3/min。根據(jù)通風(fēng)風(fēng)量核定可知，8103回風(fēng)順槽全風(fēng)壓核定風(fēng)量為700m3/min，風(fēng)筒出口風(fēng)量不少于400m3/min，符合要求。

1.3 通風(fēng)方式及風(fēng)機(jī)選型

8103回風(fēng)順槽采用壓入式通風(fēng)，掘進(jìn)頭配兩臺2×45kw風(fēng)機(jī)作為主、副風(fēng)機(jī)，配套使用配φ800mm的膠質(zhì)風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)。主風(fēng)機(jī)專供電源與備用風(fēng)機(jī)動力電源均由智能排瓦斯裝置引出，同時(shí)主、副風(fēng)機(jī)出風(fēng)側(cè)與特制三通入風(fēng)側(cè)相連通，特制三通出風(fēng)側(cè)與供風(fēng)風(fēng)筒相連，當(dāng)主風(fēng)機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，備用風(fēng)機(jī)自動投入運(yùn)行。當(dāng)備用風(fēng)機(jī)運(yùn)行期間盲巷及回風(fēng)流中不得有動力電源。

2 區(qū)域綜合防突措施

由于8103回風(fēng)順槽未在區(qū)域突出危險(xiǎn)性劃分報(bào)告內(nèi)，巷道在標(biāo)高+510水平開始沿15#煤層頂板掘進(jìn)，掘進(jìn)期間煤層標(biāo)高最高達(dá)到+520水平，因此為確保安全，要求施工隊(duì)組掘進(jìn)期間嚴(yán)格執(zhí)行兩個(gè)“四位一體”綜合防突措施。

2.1 區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測

8103回風(fēng)順槽現(xiàn)已全斷面揭露15#煤層，在工作面掘進(jìn)期間要求每循環(huán)在掌頭左、中、右布置3個(gè)區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測鉆孔，孔深60～80m，區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測鉆孔要求使用SDQ深孔定點(diǎn)取樣鉆桿或取芯筒進(jìn)行取樣，區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測鉆孔要求控制工作面正前及左、右?guī)洼喞€15m范圍，其中正前鉆孔兼做超前探測鉆孔，鉆孔鉆進(jìn)期間要求每20m測定一次瓦斯含量W值，W值指標(biāo)按8m3/t控制，預(yù)測結(jié)果為無突出危險(xiǎn)性則判定該循環(huán)內(nèi)工作面無突出危險(xiǎn)，則預(yù)留20m安全循環(huán)距離。

2.2 區(qū)域防突措施

通過預(yù)測結(jié)果進(jìn)行判定，若瓦斯含量值W≥8m3/t或在鉆孔施工期間有突出預(yù)兆時(shí)，要求工作面采用順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯的區(qū)域防突措施，如下：

1）鉆孔要求控制工作面正前60m～80m范圍及輪廓線兩幫15m范圍。順層鉆孔按終孔間距4m布置，共計(jì)布置3排49個(gè)鉆孔，鉆孔直徑為不小于113mm。

2）鉆孔施工期間，孔深、位置及角度必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)施工，不能一次性穿透煤層的鉆孔要求進(jìn)入煤層底板0.5m。鉆孔鉆進(jìn)時(shí)觀察并記錄噴孔、頂鉆等瓦斯動力現(xiàn)象及其他突出預(yù)兆。

3）區(qū)域預(yù)抽鉆孔施工完畢后，必須及時(shí)封孔并連接抽放，抽放觀測工每日進(jìn)行觀測并建立臺賬，以便防突辦根據(jù)每日抽放量確定需抽放時(shí)間及區(qū)域防突措施效果檢驗(yàn)時(shí)間。

2.3 區(qū)域防突措施效果檢驗(yàn)

區(qū)域預(yù)抽鉆孔施工完畢后，要求立即連接抽放管路進(jìn)行預(yù)抽，預(yù)抽時(shí)間根據(jù)抽放量計(jì)算，抽放結(jié)束后，采用殘存瓦斯含量指標(biāo)對區(qū)域防突措施進(jìn)行效果檢驗(yàn)。區(qū)域防突措施效果檢驗(yàn)測試點(diǎn)位于措施孔之間，效果檢驗(yàn)鉆孔施工要求同區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測鉆孔，檢驗(yàn)測試點(diǎn)共計(jì)5個(gè)，分別位于工作面掌頭的上、中部、下部及兩側(cè)，孔深60m-80m，取樣方式為每鉆進(jìn)20m取樣一次，進(jìn)行瓦斯含量測定。當(dāng)檢驗(yàn)鉆孔施工過程中發(fā)生噴孔、頂鉆及其他突出預(yù)兆或者殘存瓦斯含量超過臨界值時(shí)，則延長抽放時(shí)間，直至措施有效。當(dāng)在效檢鉆孔施工時(shí)無突出預(yù)兆，且經(jīng)檢驗(yàn)瓦斯含量W值指標(biāo)不超標(biāo)時(shí)確定該區(qū)域無突出危險(xiǎn)性，可進(jìn)入?yún)^(qū)域驗(yàn)證。

2.4 區(qū)域驗(yàn)證

為進(jìn)一步掌握區(qū)域防突措施效果，在工作面掘進(jìn)期間執(zhí)行連續(xù)驗(yàn)證，區(qū)域驗(yàn)證方法采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法（K1值）及鉆屑量S值，與工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測方法相同。當(dāng)所有實(shí)測的指標(biāo)值均小于臨界值，且未發(fā)現(xiàn)突出預(yù)兆時(shí)，認(rèn)定為無突出危險(xiǎn)，在采取安全防護(hù)措施后進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)。否則，只要有一次區(qū)域驗(yàn)證為有突出危險(xiǎn)或發(fā)現(xiàn)突出預(yù)兆，則該區(qū)域以后的掘進(jìn)作業(yè)必須執(zhí)行局部綜合防突措施。

3 局部綜合防突措施

3.1 工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測

進(jìn)行工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測時(shí)，在掌頭布置預(yù)測鉆孔，鉆孔鉆進(jìn)時(shí)每鉆進(jìn)2m測定一次鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1值，每鉆進(jìn)1m測定一次鉆屑量S值，并觀察和記錄噴孔、頂鉆等瓦斯動力現(xiàn)象及其他突出預(yù)兆。

采用鉆屑解吸指標(biāo)法測定K1值和鉆屑量S，K1≥0.5mL/（g·min1/2）或鉆屑量S≥6.0kg/m或在鉆孔施工期間有突出預(yù)兆時(shí)，則為有突出危險(xiǎn)性；K1＜0.5mL/（g·min1/2）且鉆屑量S＜6.0kg/m且鉆孔施工期間無突出預(yù)兆，則為無突出危險(xiǎn)性。

當(dāng)工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測指標(biāo)都在臨界值以下，且未發(fā)現(xiàn)其他異常瓦斯動力現(xiàn)象，可在完善安全防護(hù)措施的前提下，按照循環(huán)距離掘進(jìn)。當(dāng)指標(biāo)超過臨界值時(shí)或發(fā)現(xiàn)有異常瓦斯動力現(xiàn)象，則執(zhí)行工作面防突措施。

3.2 工作面防突措施

1）工作面防突措施采用超前排放鉆孔。

2）在工作面掘進(jìn)期間，若K1值及S值指標(biāo)均未超標(biāo)且無突出預(yù)兆，則工作面可在每循環(huán)強(qiáng)制施工超前排放鉆孔，按照測試孔控制范圍預(yù)留2m、排放鉆孔控制范圍預(yù)留5m的安全循環(huán)距離掘進(jìn)。

3）在工作面掘進(jìn)期間，若K1值及鉆屑量S值，指標(biāo)超標(biāo)或有突出預(yù)兆時(shí)，則在工作面施工完畢超前排放鉆孔后，經(jīng)過一定時(shí)間的卸壓，對工作面防突措施進(jìn)行效果檢驗(yàn)。

3.3 工作面防突措施效果檢驗(yàn)

掌頭施工超前排放鉆孔后，經(jīng)過一定時(shí)間的排放，為準(zhǔn)確掌握工作面防突措施效果，采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1值及鉆屑量S值對工作面防突措施進(jìn)行效果檢驗(yàn)。其指標(biāo)的臨界值按表2控制。

防突措施效果檢驗(yàn)鉆孔共計(jì)布置5個(gè)，分別位于工作面掌頭的上部和下部的措施孔之間，效檢鉆孔施工要求采用手持式風(fēng)動鉆機(jī)，配φ42mm麻花鉆桿。

若效檢指標(biāo)都在臨界值以下且未發(fā)現(xiàn)其他瓦斯動力現(xiàn)象，則工作面防突措施有效，在采取安全防護(hù)措施后按照允許進(jìn)尺掘進(jìn)作業(yè)；反之，則判定措施無效，繼續(xù)采取工作面防突措施，直至工作面完全消突后方可恢復(fù)掘進(jìn)。

3.4 安全防護(hù)措施

1）建立臨時(shí)避難所：當(dāng)工作面掘進(jìn)距離超過500m的時(shí)，必須在距工作面500m范圍內(nèi)盡量靠近工作面設(shè)置臨時(shí)避難硐室，避難所要求設(shè)置向外開啟的隔離門，隔離門設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)按照反向風(fēng)門標(biāo)準(zhǔn)安設(shè)。

2）安設(shè)反向風(fēng)門：8103回風(fēng)順槽必須安設(shè)反向防突風(fēng)門，反向風(fēng)門安設(shè)的位置為局部通風(fēng)機(jī)與回系統(tǒng)巷口區(qū)段之間，且距回風(fēng)系統(tǒng)巷口間距不小于10m。通過反向風(fēng)門墻剁的風(fēng)筒、水溝、刮板輸送機(jī)等，必須設(shè)有逆向隔斷裝置。

3）壓風(fēng)自救系統(tǒng)：工作面掌頭25～40m安設(shè)一組壓風(fēng)自救裝置，在放炮地點(diǎn)、撤人地點(diǎn)和警戒人員所在位置安設(shè)一組壓風(fēng)自救裝置，在長距離掘進(jìn)巷道中，根據(jù)實(shí)際情況增設(shè)。

4）佩帶自救器：凡入井人員必須隨身攜帶隔離式自救器，不得隨意離身。入井自救器質(zhì)量必須符合規(guī)定，自救器管理單位必須定期對自救器進(jìn)行標(biāo)校，及時(shí)進(jìn)行檢查，保證其質(zhì)量。

4 結(jié)論

1）8103回風(fēng)順槽的通風(fēng)路線合理，通風(fēng)量符合要求，采用壓入式通風(fēng)，主風(fēng)機(jī)專供電源與備用風(fēng)機(jī)動力電源均由智能排瓦斯裝置引出，同時(shí)主、副風(fēng)機(jī)出風(fēng)側(cè)與特制三通入風(fēng)側(cè)相連通。

2）區(qū)域綜合防突措施包括區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測、區(qū)域防突措施、區(qū)域防突措施效果檢驗(yàn)、區(qū)域驗(yàn)證；局部綜合防突措施包括工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測、工作面防突措施、工作面防突措施效果檢驗(yàn)、安全防護(hù)措施。