陽煤五礦8103回風順槽四位一體防突應用研究

劉 勇

（山西宏廈第一建筑有限責任公司，山西 宏廈 045000）

陽煤集團五礦地面標高為870～1030m。目前掘進的8103回風順槽位于尚怡村北側，8103工作面回風順槽為沿15#煤頂板掘進的全煤巷道，設計長度為368m。8103回風順槽北部為8104采區，西部為8105進風順槽，東部為8102采區。該巷設計標高為500m～520m。8103工作面回風順槽服務于8103回采工作面，為工作面回風、進出材料、設備等。本工作面瓦斯含量預測為5m3/t-7m3/t，瓦斯壓力預測為0.2ΜPa-0.44ΜPa，預計掘進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”綜合防突措施應用于掘進期間的8103回風順槽，首先介紹了通風系統，然后分析了區域綜合防突措施和局部綜合防突措施。

1 通風系統

1.1 通風路線

進風：520水平運輸副巷→8103進風系統巷局扇入風→掘進工作面回風：工作面→8103進風系統巷→8103進風系統回風措施巷→巖石回風巷。

1.2 風量計算

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，該巷每日最大掘進進尺為8m，15#煤層噸煤容重為1.42t/m3，則平均日產量為198.8t，每米落煤量為24.85t。

根據生產實際可知，該工作面最快落煤時為每40分鐘掘進1m，通過計算可知：工作面絕對瓦斯涌出量為2.11m3/min，則8103回風順槽最大瓦斯涌出量為2.11m3/min。按瓦斯涌出量計算，8103回風順槽風筒出口風量為301.9m3/min。根據通風風量核定可知，8103回風順槽全風壓核定風量為700m3/min，風筒出口風量不少于400m3/min，符合要求。

1.3 通風方式及風機選型

8103回風順槽采用壓入式通風，掘進頭配兩臺2×45kw風機作為主、副風機，配套使用配φ800mm的膠質風筒導風。主風機專供電源與備用風機動力電源均由智能排瓦斯裝置引出，同時主、副風機出風側與特制三通入風側相連通，特制三通出風側與供風風筒相連，當主風機系統出現故障時，備用風機自動投入運行。當備用風機運行期間盲巷及回風流中不得有動力電源。

2 區域綜合防突措施

由于8103回風順槽未在區域突出危險性劃分報告內，巷道在標高+510水平開始沿15#煤層頂板掘進，掘進期間煤層標高最高達到+520水平，因此為確保安全，要求施工隊組掘進期間嚴格執行兩個“四位一體”綜合防突措施。

2.1 區域突出危險性預測

8103回風順槽現已全斷面揭露15#煤層，在工作面掘進期間要求每循環在掌頭左、中、右布置3個區域突出危險性預測鉆孔，孔深60～80m，區域突出危險性預測鉆孔要求使用SDQ深孔定點取樣鉆桿或取芯筒進行取樣，區域突出危險性預測鉆孔要求控制工作面正前及左、右幫輪廓線15m范圍，其中正前鉆孔兼做超前探測鉆孔，鉆孔鉆進期間要求每20m測定一次瓦斯含量W值，W值指標按8m3/t控制，預測結果為無突出危險性則判定該循環內工作面無突出危險，則預留20m安全循環距離。

2.2 區域防突措施

通過預測結果進行判定，若瓦斯含量值W≥8m3/t或在鉆孔施工期間有突出預兆時，要求工作面采用順層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯的區域防突措施，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，共計布置3排49個鉆孔，鉆孔直徑為不小于113mm。

2）鉆孔施工期間，孔深、位置及角度必須嚴格按照設計施工，不能一次性穿透煤層的鉆孔要求進入煤層底板0.5m。鉆孔鉆進時觀察并記錄噴孔、頂鉆等瓦斯動力現象及其他突出預兆。

3）區域預抽鉆孔施工完畢后，必須及時封孔并連接抽放，抽放觀測工每日進行觀測并建立臺賬，以便防突辦根據每日抽放量確定需抽放時間及區域防突措施效果檢驗時間。

2.3 區域防突措施效果檢驗

區域預抽鉆孔施工完畢后，要求立即連接抽放管路進行預抽，預抽時間根據抽放量計算，抽放結束后，采用殘存瓦斯含量指標對區域防突措施進行效果檢驗。區域防突措施效果檢驗測試點位于措施孔之間，效果檢驗鉆孔施工要求同區域突出危險性預測鉆孔，檢驗測試點共計5個，分別位于工作面掌頭的上、中部、下部及兩側，孔深60m-80m，取樣方式為每鉆進20m取樣一次，進行瓦斯含量測定。當檢驗鉆孔施工過程中發生噴孔、頂鉆及其他突出預兆或者殘存瓦斯含量超過臨界值時，則延長抽放時間，直至措施有效。當在效檢鉆孔施工時無突出預兆，且經檢驗瓦斯含量W值指標不超標時確定該區域無突出危險性，可進入區域驗證。

2.4 區域驗證

為進一步掌握區域防突措施效果，在工作面掘進期間執行連續驗證，區域驗證方法采用鉆屑瓦斯解吸指標法（K1值）及鉆屑量S值，與工作面突出危險性預測方法相同。當所有實測的指標值均小于臨界值，且未發現突出預兆時，認定為無突出危險，在采取安全防護措施后進行掘進作業。否則，只要有一次區域驗證為有突出危險或發現突出預兆，則該區域以后的掘進作業必須執行局部綜合防突措施。

3 局部綜合防突措施

3.1 工作面突出危險性預測

進行工作面突出危險性預測時，在掌頭布置預測鉆孔，鉆孔鉆進時每鉆進2m測定一次鉆屑瓦斯解吸指標K1值，每鉆進1m測定一次鉆屑量S值，并觀察和記錄噴孔、頂鉆等瓦斯動力現象及其他突出預兆。

采用鉆屑解吸指標法測定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兆時，則為有突出危險性；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兆，則為無突出危險性。

當工作面突出危險性預測指標都在臨界值以下，且未發現其他異常瓦斯動力現象，可在完善安全防護措施的前提下，按照循環距離掘進。當指標超過臨界值時或發現有異常瓦斯動力現象，則執行工作面防突措施。

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）在工作面掘進期間，若K1值及S值指標均未超標且無突出預兆，則工作面可在每循環強制施工超前排放鉆孔，按照測試孔控制范圍預留2m、排放鉆孔控制范圍預留5m的安全循環距離掘進。

3）在工作面掘進期間，若K1值及鉆屑量S值，指標超標或有突出預兆時，則在工作面施工完畢超前排放鉆孔后，經過一定時間的卸壓，對工作面防突措施進行效果檢驗。

3.3 工作面防突措施效果檢驗

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

防突措施效果檢驗鉆孔共計布置5個，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動鉆機，配φ42mm麻花鉆桿。

若效檢指標都在臨界值以下且未發現其他瓦斯動力現象，則工作面防突措施有效，在采取安全防護措施后按照允許進尺掘進作業；反之，則判定措施無效，繼續采取工作面防突措施，直至工作面完全消突后方可恢復掘進。

3.4 安全防護措施

1）建立臨時避難所：當工作面掘進距離超過500m的時，必須在距工作面500m范圍內盡量靠近工作面設置臨時避難硐室，避難所要求設置向外開啟的隔離門，隔離門設置標準按照反向風門標準安設。

2）安設反向風門：8103回風順槽必須安設反向防突風門，反向風門安設的位置為局部通風機與回系統巷口區段之間，且距回風系統巷口間距不小于10m。通過反向風門墻剁的風筒、水溝、刮板輸送機等，必須設有逆向隔斷裝置。

3）壓風自救系統：工作面掌頭25～40m安設一組壓風自救裝置，在放炮地點、撤人地點和警戒人員所在位置安設一組壓風自救裝置，在長距離掘進巷道中，根據實際情況增設。

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。入井自救器質量必須符合規定，自救器管理單位必須定期對自救器進行標校，及時進行檢查，保證其質量。

4 結論

1）8103回風順槽的通風路線合理，通風量符合要求，采用壓入式通風，主風機專供電源與備用風機動力電源均由智能排瓦斯裝置引出，同時主、副風機出風側與特制三通入風側相連通。

2）區域綜合防突措施包括區域突出危險性預測、區域防突措施、區域防突措施效果檢驗、區域驗證；局部綜合防突措施包括工作面突出危險性預測、工作面防突措施、工作面防突措施效果檢驗、安全防護措施。