瓦斯治理“掘鉆運一體化”技術(shù)初探

孫玉龍

摘 要：隨著社會進步，技術(shù)發(fā)展，國家和企業(yè)越來越注重安全與效率，人們對生命健康的要求也越來越高。煤礦受自然條件限制，各種災(zāi)害嚴重威脅安全生產(chǎn)。特別像瓦斯災(zāi)害事故，破壞力極大，具有顛覆性，因此如何治理好瓦斯是一項極其重要的工作。何以解憂，唯有創(chuàng)新。解放思想，提高認識，積極接受新理念，新工藝，打破固有思維。堅持以問題為導(dǎo)向，積極開展技術(shù)創(chuàng)新攻關(guān)，逐步提高礦井治災(zāi)能力和效果，安全生產(chǎn)管理水平得到穩(wěn)步提升。

關(guān)鍵詞：安全;瓦斯治理;巷道掘進;創(chuàng)新;管理

引言

為有效解決瓦斯災(zāi)害煤礦生產(chǎn)接續(xù)緊張，災(zāi)害治理難度升級，安全經(jīng)營壓力巨大等問題，經(jīng)過科學(xué)的論證，創(chuàng)新提出“掘鉆運一體化”施工方案。傳統(tǒng)的底抽巷前掘后鉆施工工藝，巷幫鉆場較多且施工困難，掘進和鉆孔工程量大，巷道空間利用率低，鉆機進出鉆場和掘進進尺相互影響頻繁。通過創(chuàng)新思路，優(yōu)化方案，各治災(zāi)巷道取消了巷幫鉆場，保證了近突出煤層巖巷“掘鉆運一體化”快速施工。

1創(chuàng)新思路，優(yōu)化方案保施工

1.1優(yōu)化巷道布置

按照有利于綜掘安全高效施工原則，合理選擇巷道布置層位、坡度、斷面及設(shè)備。巷道施工層位選擇在距82煤層底板法距20-25m的鋁質(zhì)泥巖層位中，巖石硬度適中，施工平均坡度為10°上山，適宜綜掘施工。巷道設(shè)備布置采取單軌吊、除塵風(fēng)機及皮帶機同側(cè)上下布置，動力電纜敷設(shè)頂板居中布置，其它小線敷設(shè)皮帶機架里側(cè)布置，瓦斯管路及風(fēng)水管路兩幫布置，極大的爭取鉆機施工空間。巷道設(shè)計凈寬5.0m、凈高3.8m，三心拱形斷面，取消了巷幫鉆場，同時動態(tài)優(yōu)化巷道支護設(shè)計，支護形式為錨桿+錨索+黑塑網(wǎng)+鋼筋網(wǎng)+噴，錨桿規(guī)格Φ22L2800mm，間排距800×800mm;錨索采取“505”布置模式，規(guī)格Φ17.8×6200mm，間排距1300×1600mm，利用地質(zhì)探查期間集中噴漿，大大提高了掘鉆空間使用效率。

1.2優(yōu)化鉆孔施工

1.2.1優(yōu)化地質(zhì)探查鉆孔施工

采用ZDY6500LP（A）鉆機地質(zhì)探查，實現(xiàn)迎頭探查快進快出高效施工，在保證有效探清煤層賦存的前提下，掩護距離不少于75m、探查時間不超過6個小班，每月地質(zhì)探查次數(shù)不超過2次，減少停頭探查影響。

1.2.2優(yōu)化瓦斯抽采鉆孔施工

合理布置穿層鉆孔，優(yōu)化鉆孔設(shè)計，巷道開孔有效的空間內(nèi)，采取同一列上下鄰近兩孔同一高度開孔，兩孔沿巷道走向前后錯岔布置，有效利用有限的開孔空間。

1.3優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)

采取供電系統(tǒng)掘鉆機電設(shè)備獨立供電;供水系統(tǒng)掘鉆獨立供應(yīng);排水系統(tǒng)建立一用一備雙水倉集中排至大巷，皮帶排矸后運連續(xù)化、行人及物料進出機械化，大大提高了生產(chǎn)系統(tǒng)保障能力和后運系統(tǒng)效率，為掘鉆效率提供有力保障。

1.4優(yōu)化裝備選型

根據(jù)“掘鉆運一體化”設(shè)計方案，巷道機械化施工裝備配套方案優(yōu)化為：綜掘機破巖+干式除塵風(fēng)機除塵+皮帶機排矸（自移機尾）+柴油機單軌吊運料運人+長距離濕式噴漿機噴漿+全斷面無極調(diào)整鉆機。巷道“掘、裝、運、噴、鉆、除塵”工序?qū)崿F(xiàn)機械化標(biāo)配。

1.5優(yōu)化煤矸分運。

為切實做到煤矸水三分離，巷道施工層位為泥巖，為避免后運系統(tǒng)出現(xiàn)滯眼、竄眼等制約安全生產(chǎn)因素，掘進后運系統(tǒng)確保無水摻入，規(guī)范掘進迎頭用水、巷道灑水、頂板淋水、噴霧管理;規(guī)范鉆屑清理、堆放、瀝干、裝運流程。本著安全經(jīng)濟效益最大化原則，打鉆沖煤產(chǎn)生的大量煤屑，采取分開清理堆放，煤屑及時裝集裝箱轉(zhuǎn)運至地面主運皮帶。既保證系統(tǒng)安全，又創(chuàng)造效益。

1.6優(yōu)化施工組織

堅持正規(guī)循環(huán)，固化施工模式，穩(wěn)定生產(chǎn)秩序。以安全生產(chǎn)原則為前提，不搶進度，不破循環(huán)，穩(wěn)打穩(wěn)扎，確保正規(guī)循環(huán)，根據(jù)巷道施工條件，優(yōu)化作業(yè)方式，圓班采用“三八制”作業(yè)方式和“233”施工模式，巷道掘進早班進尺2排，中夜班各3排，每月進尺不少于150m。掘進單軌吊進料集中在早班檢修期間，鉆孔施工早班集中在皮帶機對側(cè)，保證單軌吊進料從皮帶機上方通過。打鉆圓班進尺不低于150m/臺，月進4500m。抓好工序轉(zhuǎn)換無縫對接，提高工時利用率。

2過程管控，強化監(jiān)督提質(zhì)量

2.1嚴格掘進施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

掘進工程嚴格按照“掘鉆運一體化”設(shè)計要求，高標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)化示范頭，從切割成型、錨桿布置、水溝掘砌、吊軌敷設(shè)、管線吊掛、皮帶延接等，嚴格按線施工，同時加強頂板管理，加強錨桿監(jiān)測、圍巖變形觀測及頂板巖性探查，實時追蹤支護情況，動態(tài)調(diào)整施工層位，保證巷道施工質(zhì)量，確保動態(tài)達標(biāo)。

2.2嚴格鉆孔施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

打鉆工程嚴格控制開孔位置、角度方位、鉆孔軌跡、封孔質(zhì)量，保證成孔率和瓦斯抽采濃度。鉆孔布置巷道內(nèi)每5m一列鉆孔，每列鉆孔孔間距上下0.4m，左右0.5m，做到“橫成排，豎成列”，最低鉆孔距離底板不小于2m。推廣使用開孔定向儀、鉆孔軌跡儀，提高鉆孔施工精度，確保鉆到位。鉆孔施工結(jié)束30分鐘內(nèi)進行封孔、注漿、連管、抽采，做到打一個、封一個、合一個、抽一個。

2.3強化過程監(jiān)督檢查考核

利用視頻和現(xiàn)場檢查相結(jié)合對掘進施工動態(tài)監(jiān)督、鉆孔實施全程視頻監(jiān)控錄像，對鉆孔開孔、穿煤、沖孔泄壓、下帥管、封孔合茬、注漿等關(guān)鍵環(huán)節(jié)全程監(jiān)控。

3科學(xué)組織，協(xié)同推進取成效

3.1優(yōu)化方案節(jié)省投資

傳統(tǒng)工藝巷道需施工左右?guī)豌@場共計90個，鉆場巷道工程540m。鉆孔在鉆場施工，扇形布置鉆孔較長，對應(yīng)鉆機及鉆場尺寸較大。“掘鉆運一體化”設(shè)計可節(jié)省鉆場巷道540m，節(jié)省鉆孔68600m。每米巷道按2萬元，540*2=1080萬元;鉆孔按每米0.0175萬元，68600*0.0175=1200.5萬元，合計可節(jié)省資金2280.5萬元。

3.2科學(xué)組織減少工期

合理組織掘進和鉆孔施工，取消鉆場施工后降低了掘進施工難度，提高了掘進單進效率。傳統(tǒng)底抽巷施工鉆場進尺最高120m/月，取消鉆場后單進可提高到150m/月，減少巖巷施工工期7個月以上。

3.3協(xié)同配合取得成效

掘進和打鉆一體化配合減少了相互影響，掘進單進150米/月，鉆探單機臺效單進4500米/月，取得進尺和治災(zāi)協(xié)調(diào)高效的良好效果。

4結(jié)束語

綜上所述，通過解放思想，創(chuàng)新發(fā)展模式，采用“掘鉆運一體化”快速施工方案即六項工程優(yōu)化，三個質(zhì)量控制，一個協(xié)同推進的落實，取得了不俗的效果。提高瓦斯治理的效率和效果，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本，培育了一批高素質(zhì)人才，證明該方案是科學(xué)可行的，是形式有效的。下一步將繼續(xù)全面推動創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化，加強技術(shù)成果總結(jié)，對新工藝，新裝備，創(chuàng)新管理理念進行推廣。創(chuàng)新驅(qū)動、科技興企必將持續(xù)發(fā)力。將繼續(xù)加大人才培育、科研攻關(guān)，引智借力，破解難題，作為爭先發(fā)展的關(guān)鍵。將繼續(xù)深化科學(xué)管理、抓好政策的制定、推進和落實;牢固要樹立“一盤棋”思想，認真落實分工協(xié)作機制，各司其職、各負其責(zé)。建立高效發(fā)展的工作格局。切實補齊短板，全面推進礦井安全高效發(fā)展。

參考文獻：

[1]馬丕梁，煤礦瓦斯防治技術(shù)手冊，化學(xué)工業(yè)出版社，2007年5月.

[2]國家煤礦安監(jiān)局，防治煤與瓦斯突出細則，2019年10月.

[3]GB/T35056-2018，煤礦巷道錨桿支護技術(shù)規(guī)范，2018年8月.

（淮北礦業(yè)（集團）有限責(zé)任公司 工程處鉆探分公司，安徽 淮北 235000）