錦瑞煤業(yè)8102 回風(fēng)順槽過舊巷掘進(jìn)及通風(fēng)技術(shù)研究

嚴(yán)春榮

（山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)錦瑞煤業(yè)有限公司，山西 離石 033000）

引言

錦瑞煤業(yè)開采5、8、9#煤，產(chǎn)能1.2 Mt/a，現(xiàn)階段淺部5#煤層已開采完畢且密閉，井田內(nèi)現(xiàn)有的8、9#煤保有儲(chǔ)量42.289 Mt。礦井地質(zhì)類型為簡(jiǎn)單，水文地質(zhì)類型為中等，煤層自燃傾向性等級(jí)為Ⅱ類。礦井通風(fēng)采用中央并列式，主、副斜井及行人斜井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)立井回風(fēng)，總進(jìn)風(fēng)量、總回風(fēng)量分別為5 957 m3/min、6 057 m3/min。

8#煤層現(xiàn)8107 綜采工作面處于回采階段，8103工作面為備采面，兩個(gè)掘進(jìn)工作面（8102 回風(fēng)順槽、8102 工作面切眼）。8102 回風(fēng)順槽寬4.5 m，高3.2 m，采用錨網(wǎng)索支護(hù)，掘進(jìn)工作安裝兩臺(tái)FBDNO6.0/2×15型對(duì)旋軸流式局部通風(fēng)機(jī)。

1 工程概況

8102 回風(fēng)順槽用綜掘機(jī)（EBZ160 型）沿煤層頂板掘進(jìn)，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度677 m，掘進(jìn)斷面4.5 m×2.8 m，凈斷面4.3 m×2.65 m。根據(jù)地測(cè)科提供的圖紙資料顯示，8102 回風(fēng)順槽在整個(gè)掘進(jìn)過程中會(huì)揭露8 號(hào)煤層的7 條舊巷，其中舊巷②為原8104 運(yùn)輸順槽，寬度5.2 m，高度為3.2 m，頂板采用錨索支護(hù)，錨索間、排距3 000×4 000 mm，矩形布置；舊巷⑤為原8104 回風(fēng)順槽頂板采用錨索支護(hù)，錨索間、排距1 800×4 000 mm，“二一二”布置，其余5 條為裸巷頂幫及兩幫均無支護(hù)，根據(jù)8104 兩順槽掘進(jìn)時(shí)期揭露的舊巷數(shù)據(jù)，舊巷寬度為3.5 m～4.0 m，高度為2.8 m～3.0 m。

8102 回風(fēng)順槽距第七條舊巷總長(zhǎng)401 m。8102回風(fēng)順槽距第一條舊巷164.1 m，第一條舊巷至第七條舊巷間間距分別為35.1 m、35.8 m、62.4 m、33.6 m、9.3 m、39.5 m。具體回風(fēng)順槽揭露空巷情況，如圖1 所示。由于舊巷廢棄時(shí)間超10 a，預(yù)計(jì)老巷內(nèi)圍巖變形量較大，同時(shí)存在一定積水、瓦斯等，巷道貫通時(shí)有一定的威脅。

圖1 8102 回風(fēng)順槽與舊巷位置關(guān)系圖

2 回風(fēng)巷過空巷施工及通風(fēng)技術(shù)

2.1 貫通舊巷前準(zhǔn)備工作

1）必須堅(jiān)持“鉆探先行、逐步貫通、謹(jǐn)慎排放”的原則，逐步穩(wěn)妥貫通老巷，確保回風(fēng)順槽掘進(jìn)安全[1]。在鉆機(jī)施工前就建立臺(tái)賬，準(zhǔn)確記錄鉆機(jī)施工位置，鉆孔參數(shù)（包括傾角、方位角、鉆進(jìn)深度、揭露巖層巖性、鉆孔內(nèi)氣體排出情況等），從而為后續(xù)的施工提供指導(dǎo)。施工參數(shù)應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)記錄。嚴(yán)格按照《8102 回風(fēng)順槽超前鉆探設(shè)計(jì)》中鉆探要求施工鉆孔，在掘進(jìn)至舊巷小于10 m 時(shí)，掘進(jìn)工作面超前探眼不少于3 個(gè)，探眼超前距不得低于2 m，從而精準(zhǔn)的判別就巷位置，實(shí)現(xiàn)舊巷內(nèi)發(fā)火、水、瓦斯等集聚情況探測(cè)，變盲目揭露舊巷時(shí)出現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)。若探測(cè)到舊巷內(nèi)存在的高濃度瓦斯、承壓水或者有煤層自燃風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)立即停止施工并確定安全后方可繼續(xù)施工；若探眼與舊巷貫通，則由瓦斯檢查員使用儀器測(cè)定舊巷內(nèi)瓦斯、一氧化碳等有害氣體情況[2]。

2）在距舊巷50 m 前地測(cè)科向一通三防科及生產(chǎn)單位下發(fā)貫通通知單；綜掘隊(duì)編制貫通專項(xiàng)安全技術(shù)措施；一通三防科編制通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整安全技術(shù)措施[3]。

3）在回風(fēng)順槽與舊巷貫通前，生產(chǎn)技術(shù)科應(yīng)每日匯報(bào)巷道掘進(jìn)進(jìn)尺及與舊巷間距；監(jiān)測(cè)部門應(yīng)對(duì)安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)檢修，確保井下通信線纜、傳感器、監(jiān)控分站等均可平穩(wěn)運(yùn)行。

4）貫通舊巷道前，掘進(jìn)隊(duì)對(duì)井下通風(fēng)設(shè)施進(jìn)行全面檢查與維護(hù)并做好封閉舊巷道材料準(zhǔn)備工作；通風(fēng)隊(duì)對(duì)局部通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，確保通風(fēng)設(shè)施可靠，同時(shí)局部通風(fēng)機(jī)應(yīng)安排專人值守，確保不出現(xiàn)無計(jì)劃停電情況，局部通風(fēng)機(jī)出風(fēng)口與掘進(jìn)迎頭間間距控制在10 m 以內(nèi)。

5）在掘進(jìn)迎頭布置瓦斯、CO 傳感器等傳感器，實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)[4]。

2.2 回風(fēng)巷貫通舊巷施工技術(shù)

1）回風(fēng)巷采用綜掘機(jī)貫通舊巷，貫通后作業(yè)順序：貫通舊巷→排放舊巷內(nèi)瓦斯→臨時(shí)支護(hù)→永久支護(hù)→密閉舊巷→收拾現(xiàn)場(chǎng)→繼續(xù)掘進(jìn)。（依次循環(huán)作業(yè)直至7 條舊巷全部貫通）

2）舊巷支護(hù)作業(yè)時(shí)由外向里逐步進(jìn)行[5]。

3）貫通后排放舊巷瓦斯，瓦斯排放完畢后在舊巷距8102 回風(fēng)順槽5 m 處打設(shè)柵欄并對(duì)舊巷5 m 范圍進(jìn)行支護(hù)，支護(hù)完畢后構(gòu)筑0.6 m 厚料石密閉封閉舊巷。

2.3 過空巷通風(fēng)技術(shù)

1）為回風(fēng)順槽掘進(jìn)供風(fēng)的局部通風(fēng)機(jī)采用一用一備，在揭露舊巷時(shí)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)掘進(jìn)情況前移通風(fēng)風(fēng)筒，確保有害氣體濃度在安全、允許范圍內(nèi)[6]。

2）錦瑞煤業(yè)于2021 年7 月15 日距離舊巷30 m，在此位置提前由探水隊(duì)利用直徑為10 cm 的鉆桿，對(duì)舊巷以前進(jìn)行了探孔。根據(jù)鉆孔對(duì)舊巷內(nèi)的氣體進(jìn)行了檢測(cè)，測(cè)的氣體濃度（體積分?jǐn)?shù)，下同）為0.24%。

3）工作面距舊巷5m 時(shí)由探水隊(duì)繼續(xù)在煤壁與舊巷之間鉆孔3 個(gè)，采用鉆孔對(duì)舊巷內(nèi)瓦斯提前進(jìn)行釋放；貫通前2 m 繼續(xù)有探水隊(duì)施工鉆孔，檢測(cè)到氣孔內(nèi)瓦斯?jié)舛鹊陀?.5%時(shí)，方可在貫通。穿舊巷期間，瓦檢員每班至少檢測(cè)三次環(huán)境中有害氣體參數(shù)，具體包括有瓦斯、一氧化碳濃度、硫化氫等濃度以及環(huán)境中溫度；當(dāng)掘進(jìn)迎頭風(fēng)量出現(xiàn)變化或者有異常氣味時(shí)，增加人工檢測(cè)頻次[7]。

4）貫通前編制了巷道貫通的安全技術(shù)措施，并對(duì)貫通涉及到的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了安全辨識(shí)，并進(jìn)行了會(huì)審。貫通前由現(xiàn)場(chǎng)專職瓦斯員以前對(duì)巷道前的瓦斯及其他有害氣體進(jìn)行了檢測(cè)；貫通前瓦斯?jié)舛葹?.02%；二氧化碳濃度為0.04%；氧氣濃度為20.8%；貫通時(shí)先在巷道上方貫通一個(gè)小口，瓦斯員通過貫通點(diǎn)對(duì)舊巷內(nèi)瓦斯?jié)舛燃捌渌麣怏w進(jìn)行了檢測(cè)；結(jié)果為：瓦斯0.18%、二氧化碳0.22%；氧氣濃度19.8%；巷道全部貫通后，由綜掘隊(duì)負(fù)責(zé)在舊巷的位置打設(shè)柵欄，并吊掛“禁止入內(nèi)”牌板；由通風(fēng)隊(duì)負(fù)責(zé)按照要求構(gòu)筑密閉，對(duì)舊巷及時(shí)進(jìn)行封閉。

3 結(jié)語

通過在過老巷前施工鉆孔排放瓦斯，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)舊巷內(nèi)的瓦斯?jié)舛阮A(yù)測(cè)并通過鉆孔提前釋放舊巷瓦斯為回風(fēng)巷安全通過老巷創(chuàng)造良好條件。

在過老巷期間采取針對(duì)性安全技術(shù)措施后，8102 回風(fēng)順槽可保持4.8 m/d 掘進(jìn)速度，期間未出現(xiàn)瓦斯、通風(fēng)異常等情況。