突出煤層煤巷煤層煤巷快速掘進

張博 張連鵬

摘 要：通過對突出礦井消突措施方法和掘進工序沖突、影響的分析，通過采用水力擠出與巷幫邊掘邊抽相結合的綜合防突技術，較好地消除了工作面的突出危險性，巷道掘進速度提高 1倍以上，實現了煤巷安全快速掘進。

關鍵詞：突出煤層；煤巷；快速掘進技術

一、引言

新建礦2011年11月由煤炭科學研究總院沈陽研究院鑒定87層（-411m）、90層（-285m）為突出煤層。2018年9月由煤科集團沈陽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，今后無采掘活動。鑒定范圍內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，堅固性系數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，堅固性系數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，堅固性系數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，堅固性系數f為0.38，煤的破壞類型為Ⅲ類。

二、原消突措施影響掘進速度的原因

原煤巷掘進消突措施：主巷排放鉆孔21個，控制前方30m，掘進25m；巷幫鉆場先打21個排放鉆孔再掘進3m鉆場，鉆場之內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消突措施開始施工以來，單頭月進尺始終在40～ 55m。

1、采用主巷排放鉆孔30m消突措施，無效鉆孔進尺多，后15m容易造成塌孔，排放效果差；效果檢驗后仍需補打措施孔，影響掘進工序時間。

2、采用巷幫鉆場先打21個排放鉆孔再掘進3m鉆場的消突措施，存在重復消突、占用掘進工序時間的弊端。因為在進行巷幫抽放消突的同時，對要掘鉆場的部位已經連帶實施消突措施。

3、采用在巷幫施工本煤層抽放鉆孔，與掘進面掘進運煤工序容易發生沖突，相互影響。

4、采用液壓鉆機施工主巷排放鉆孔，移動鉆機和固定鉆機占用時間長，有效打鉆時間少。

5、每個循環采用的打鉆、排放、效檢、掘進時間分配不科學，施工緊湊性差。

三、突出煤層快速掘進技術措施

1、煤巷掘進工作面改用“小循環、巷幫截流抽放、本煤層抽放鉆孔布置在鉆場內”的防突措施。

（1）把2個煤巷掘進工作面主巷排放鉆孔控制前方30m，掘進25m，改為每個循環控制前方15m，掘進9m，后又調整為每個循環控制前方11m，掘進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鉆孔時的“噴孔、卡鉆、打鉆速度慢”的老大難問題。

（2）煤巷兩幫每20m交替掘一個巷幫抽放鉆場，打鉆孔9個，控制前方50m、巷幫8m，與工作面前方的21個排放鉆孔共同完成消突任務。掘巷幫鉆場時，由于已經進行了巷幫抽放消突措施，將過去“鉆場先打21個排放鉆孔再掘進3m鉆場”，改為“先進行預測，指標不超時，可掘進3m鉆場”。每個鉆場可減少鉆孔量186m，節省費用9 300元。③做好本煤層抽放工作，優化設計，消除抽放空白帶，在工作面側原掘的、間隔40m的鉆場之間補掘一鉆場，在每個巷幫鉆場內施工 91mm本煤層抽放鉆孔14個。做到本煤層抽放緊跟掘進工作面，12011工作面切眼設計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、留有空白帶的問題，解決了本煤層抽放的難點。

2、更換鉆機、改進鉆孔施工工藝，協調各個工序的施工緊湊性。在煤巷的掘進過程中，防突措施的執行與生產掘進存在一定矛盾，防突措施是影響生產時間的主要因素。在嚴格執行防突措施的同時，積極改進和減少防突環節對生產的影響，為掘進創造有利條件。

（1）更換鉆具，提高打鉆速度。對主巷21個排放鉆孔，由原來使用的液壓鉆機，改為輕便的風動鉆機，減小了移鉆和穩鉆的難度。由原來的一個循環需要2個班打鉆，減少為1個班，后又改進為同時上2部風鉆，打鉆時間縮短為5h。

（2）細化管理，加強調度，協調生產與防突的關系。通過下發《12011煤巷掘進會戰管理辦法》，對每個生產程序進行嚴格控制。結合每個工序的實際工作時間，對12011煤巷掘進防突正規循環作業全過程進行量化：主巷打21個排放鉆孔（11m）6h，效果檢驗2h，每5m的掘進時間為24h，每個環節完成后簽字交給下一個環節，并通知調度室做好記錄，同時獎罰嚴明。施工到鉆場位置時，必須先掘進鉆場，在鉆場打抽放鉆孔的同時，主巷按正規防突循環施工，在鉆場內9個鉆孔完成之前，主巷施工至鉆場中線前10m處。抽放鉆孔每班必須完成100m（若出現瓦斯異常影響施工，須由防突科現場監督人員提供證明）。調度室進行專項調度，協調抽放隊、掘進隊、防突科等實現零時間交接、雙匯報，從而保證了施工的緊湊性和工作的連續性。

3、改進防突技術措施以及煤巷掘進防突正規循環作業全過程進行量化后的效果。

（1）在進行措施修改、嚴密組織施工的同時，加強防突措施的貫徹落實，提高落實防突措施的執行力尤為重要。在打排放鉆孔和抽放鉆孔時，由防突科派專人現場監督鉆孔的傾角、偏角、深度，退鉆桿時由防突工、瓦檢員、安檢員共同把關，確保措施孔的深度。

（2）通過對防突措施的不斷探索，改進防突措施，為快速掘進創造了條件。在12011工作面主巷掘進時，為了積累礦井瓦斯地質資料，采用每20m預測1次，不管預測指標如何均采取防突措施進行消突。同時每個循環都必須進行效果檢驗，只有效檢指標不超時，方可進行掘進。通過分析可知，隨著煤層的變化，向前施工時，預測超標率呈上升趨勢，而效檢超標率呈下降曲勢，說明采取的防突措施有效地對煤層的突出危險性進行了消除。

四、結束語

防突工作處在起步和經驗積累階段。因此，采取的防突措施雖較為穩妥，但略顯繁瑣，尚需進一步完善。降低防突措施的超指標率是提高掘進速度的前提。目前，義安礦的防突措施超指標率控制在10%以下。嚴格執行“掘進必須放炮，放炮必須撤人”的措施，嚴禁手鎬落煤掘進。采取放炮掘進工藝過程中，隨著掘進巷道的延伸和煤厚的增加，炮后瓦斯超限問題應引起煤礦安全管理者的高度重視，必須認真加以解決。通過對突出礦井消突措施方法和掘進工序沖突、影響的分析，采取了“小循環、巷幫截流抽放、本煤層抽放鉆孔布置在鉆場內”的防突措施，取得了明顯的安全效果和經濟效益。對同類型礦井具有借鑒價值。

參考文獻

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