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(jié)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(xiàn)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(nèi)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(nèi)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(jīng)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(fā)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(huán)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(huán)、巷幫截流抽放、本煤層抽放鉆孔布置在鉆場內(nèi)”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(huán)控制前方15m，掘進9m，后又調(diào)整為每個循環(huán)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(jīng)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(jié)省費用9 300元。③做好本煤層抽放工作，優(yōu)化設計，消除抽放空白帶，在工作面?zhèn)仍虻摹㈤g隔40m的鉆場之間補掘一鉆場，在每個巷幫鉆場內(nèi)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(xié)調(diào)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(zhí)行與生產(chǎn)掘進存在一定矛盾，防突措施是影響生產(chǎn)時間的主要因素。在嚴格執(zhí)行防突措施的同時，積極改進和減少防突環(huán)節(jié)對生產(chǎn)的影響，為掘進創(chuàng)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(wěn)鉆的難度。由原來的一個循環(huán)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(diào)度，協(xié)調(diào)生產(chǎn)與防突的關系。通過下發(fā)《12011煤巷掘進會戰(zhàn)管理辦法》，對每個生產(chǎn)程序進行嚴格控制。結(jié)合每個工序的實際工作時間，對12011煤巷掘進防突正規(guī)循環(huán)作業(yè)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(huán)節(jié)完成后簽字交給下一個環(huán)節(jié)，并通知調(diào)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(guī)防突循環(huán)施工，在鉆場內(nèi)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(xiàn)瓦斯異常影響施工，須由防突科現(xiàn)場監(jiān)督人員提供證明）。調(diào)度室進行專項調(diào)度，協(xié)調(diào)抽放隊、掘進隊、防突科等實現(xiàn)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(xù)性。

3、改進防突技術措施以及煤巷掘進防突正規(guī)循環(huán)作業(yè)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(zhí)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(xiàn)場監(jiān)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(chuàng)造了條件。在12011工作面主巷掘進時，為了積累礦井瓦斯地質(zhì)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(huán)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(jié)束語

防突工作處在起步和經(jīng)驗積累階段。因此，采取的防突措施雖較為穩(wěn)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(zhí)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(huán)、巷幫截流抽放、本煤層抽放鉆孔布置在鉆場內(nèi)”的防突措施，取得了明顯的安全效果和經(jīng)濟效益。對同類型礦井具有借鑒價值。

參考文獻

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