過老巷安全技術探討

秦世通

為了加快煤礦規模化和現代化建設，我國加大了煤炭資源整合力度，使煤礦的安全生產水平得到提升，整合后礦井需對原小煤礦殘留煤進行復采，但由于原來小煤礦管理混亂，技術落后，遺留有很多廢棄巷道，給煤炭資源的復采造成了很大的困難，尤其對巷道掘進安全構成很大威脅。因此，在殘留煤開采過程中，老巷破壞區的勘探方法及安全措施的研究，對提高礦井產量和效益、煤炭資源采出率，實現礦井持續穩定發展有普遍意義和實用價值。

1 概況

山西澤州天泰坤達煤業有限公司屬于資源整合礦井，為開采天圣煤礦殘留的3#煤層，要將原天戶煤礦的五盤區巷道與天圣煤業保留的可用生產巷道進行貫通。巷道在掘進過程中會遇到小煤礦遺留的擴幫放頂巷道，由于原有小煤礦地質資料不全，擴幫放頂巷道的具體情況和位置不詳。通過對該礦采(古)空區積水、積氣調查可知：由于采空區長期處于密閉狀態，殘留煤柱和部分圍巖中的瓦斯和二氧化碳等氣體逸散后均聚集在采空區內，采空區內積存有一定瓦斯和二氧化碳氣體，并且相鄰煤礦采(古)空區存在積水及井田內3#煤層采空區有積水。由此可推斷，擴幫放頂巷道中存在瓦斯和積水。根據該礦初步勘探，擴幫放頂巷道距五盤區巷道距離較近約為20 m，因此，在巷道掘進之前就要對擴幫放頂巷道進行鉆探，確定巷道具體位置及探明巷道內瓦斯情況，對巷道積水進行排放，保證掘進的安全。除此之外，巷道內的瓦斯也對施工的安全造成很大威脅，因此，也要對巷道內的瓦斯進行處理。

2 探放水措施

鉆探放水前，在提供水文地質平面圖及剖面圖的基礎上，技術人員編制具體的探放水設計及安全技術措施。在探放巷道積水時，要求探水鉆孔成組布設，并在平面圖上呈扇形。鉆孔終孔位置以滿足平距5 m左右為宜，厚煤層內各孔終孔的垂距不得超過1.5 m。并根據實測巷道和擴幫放頂巷道標高，確定探放水鉆孔方位、立角和孔深。為了方便排水鉆孔要布置在巷道底部，鉆孔沿傾斜方向向上鉆進。探放水過程中及時收集鉆進資料，并分析已施工的鉆孔資料和放水效果，及時調整后續探水鉆孔的施工方案，保證有效鉆進，避免報廢鉆孔的出現，確保鉆孔正常出水。鉆孔位置見圖1。

巷道掘進過程中，要及時進行地質及水文地質資料的搜集、整理和分析。探放水前，施工單位應加強鉆孔附近的巷道支護工作，挖好排水溝;在施工打鉆地點或其附近安裝好專用電話;在確定探水孔位置時，必須由地測人員進行現場標定鉆孔方位、立角及記錄施工進度。特別危險的地段，還應預先掘安全躲避洞，制定撤人時避災路線等安全措施，并做到人人皆知。探放水時，用鏈條鉆或液壓鉆機與接桿鉆桿按設計角度，向巷道積水區打鉆。鉆進時，發現煤巖松軟、片幫、來壓或鉆眼中水壓和水量突然增大、頂鉆等異常時，必須立即停鉆，但不得拔出鉆具，應立即向有關部門和負責人匯報并派專人監測水情。如果發現情況危急，必須立即撤出所有受水威脅地段的人員。接近巷道3 m左右時，鉆機應緩慢鉆進，并注意觀察。發現異常，立即停止鉆進，防止損害鉆探設備。放水期間，若擴幫放頂巷道積水標高高于巷道外口標高時，閘閥可直接與放水管相聯，靠靜壓放水，否則用泵直排。在鉆探過程中，鉆孔突然與老空或舊巷穿透時，應停止鉆眼作業(不可拔出鉆桿)，并檢查有害氣體。當瓦斯濃度超過1%、CO濃度超過0.002 4%時必須立即停止作業，立即切斷電源，從工作面撤離所有工作人員，及時向礦調度匯報;同時加強通風，確保掘進面有充足的新鮮風流。

圖1 探巷鉆孔位置圖

3 老巷瓦斯治理措施

3.1 方案設計

本礦井為高瓦斯礦井，而擴幫放頂巷道為小煤礦的廢棄巷道，巷道內積聚了大量瓦斯，因此，必須在掘進前采取一定措施降低瓦斯濃度，設計采用該礦原有的地面瓦斯抽放系統，在巷道掘進面安設瓦斯抽放眼，鉆孔位置布置見圖2。

圖2 巷道邊掘邊抽鉆孔布置圖

具體步驟如下：

1)采用邊抽邊掘方式進行掘進，在離擴幫巷道20 m處布置1個鉆場，進行打鉆抽放。在巷道掘進過程中仍需打鉆孔對巷道掘進方向的瓦斯進行抽放，進一步降低瓦斯含量。在回風巷內鋪設1條219 mm抽放管，與地面抽放系統連接，抽到地面排放。

2)抽放管安設在回風巷右側，距巷道底板300 mm，接頭采用閥蘭盤加膠墊連接。

3)在待掘巷道巷口設鉆場，規格長3.5 m，高2.8 m，深4 m。在鉆場內用TXU－150型鉆機，平行于掘進方向打鉆眼，鉆眼外偏巷道中線9°～18°進行抽放，用螺紋膠管通過橫貫連接到回風巷的抽放管路上，并在鉆場處設置便于放水的設施。每班都要對管路進行檢查、放水，并檢查管道內瓦斯情況。

3.2 鉆孔設計

鉆孔間距：20～30 cm

鉆孔孔徑：d75 mm

封孔深度：≥4 m/孔

鉆孔方位角度：9°、18°

鉆孔傾角：與煤層走向平行。

3.3 鉆孔安全施工措施

1)鉆孔要嚴格按照鉆孔設計的技術參數進行施工。

2)在施工過程中要明確1名鉆機機長。機長要詳細記錄鉆孔中的進尺、鉆孔中的地質變化情況以及鉆孔的技術參數情況。

3)機長嚴格按照打鉆的施工工藝流程進行施工。避免為了趕時間、趕進度而違反正確的施工工藝流程。避免人為引發鉆孔機械故障。

4)每班施工開始前，由機長負責檢查鉆機、供水系統、供電系統和鉆機工具是否完好，避免任何系統和工具帶病作業。

5)在鉆孔施工過程中發生瓦斯頂鉆時，不許立即退鉆，而是要先待一會觀察情況。如瓦斯頂鉆現象好轉，可繼續鉆進;如持續惡化，應加固鉆機支撐并及時向有關部門和領導進行匯報。

6)在鉆孔過程中如發生機械故障、地質故障時，應及時排除。如無法排除應及時報告有關部門，并請示解決辦法。

7)所有打鉆施工人員在鉆孔施工過程中，都應綁好袖口，避免發生機械旋轉發生機械人身傷害事故。

8)在鉆孔施工中，加強供電、供水的管理;制定避免水淹巷道的安全措施。

9)要注意相互的人身安全，

在附近瓦斯超限時要撤除鉆機人員，切斷電源，進行處理。

4 小結

1)巷道掘進過老巷時，應先對老巷積水進行打鉆孔探放，在探放水的同時，對老巷進行地質勘探，進一步確定巷道的具體位置及破壞情況。

2)該整合礦井為高瓦斯礦井，采用地面瓦斯抽放系統對老巷積聚瓦斯進行抽放，降低了老巷瓦斯濃度，保證了巷道掘進的安全。

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