掘進工作面過老巷安全技術措施

劉 歡 楊尚波 李元偉

（棗莊礦業集團高莊煤業有限公司，山東 濟寧 277605）

1 工作面概況

高煤公司3301工作面對應地面北部為高煤公司、洗煤廠和高莊公路，工作面北翼地面為村莊拆遷廢墟和農田，隨后穿過湖東大堤進入昭陽湖，南翼大部分地面范圍在昭陽湖水域內，其他為小島和蘆葦蕩。地面標高為+33.10～ +35.90m。3下301工作面材料巷位于西三采區西南部，東部為早期穿采3上煤層工作面（1301、1302、1303等面），北部為早期穿采3上煤層工作面（南三201、南三202、南三203等穿采區）和工業廣場保護煤柱，西部靠近斷層保護煤柱，南部緊靠防砂巖柱，上部為3上301工作面采空區和3上302工作面采空區。3下301工作面材料巷標高為-126.2～ -222.0m。在巷道開拓過程中需要多次穿過原水采老巷道，需防范老巷氣體外漏，確保貫通期間巷道氣體安全。

2 揭露老巷時氣體安全隱患分析

高煤公司3下301掘進工作面在掘進過程中連續貫通老巷，經研究分析，在貫通前后主要存在以下氣體安全隱患。

（1）巷道掘進過程中連續貫通老巷，原老巷內氧氣濃度過低，而氣體排放或揭露老巷氣體若管控措施不到位，容易導致出現低氧區，危害現場作業人員生命安全。

（2）揭露后的密閉若封閉不嚴，存在漏風情況也會容易使密閉前氧氣低，甚至整個巷道都造成氧氣低，威脅工作面安全生產。

（3）老巷錯綜復雜，部分老巷為獨頭巷道，全負壓通風不能有效稀釋低氧氣體。

（4）部分老巷冒落較為嚴重，有效通風斷面小，氣體稀釋速度較慢。

（5）氣體排放后需對老巷維修，老巷敞口時間較長，老巷內密閉存有受壓破損漏風風險。

3 治理措施

3.1 構筑控風設施增壓

（1）為防止老巷內氣體的溢出，3下301掘進工作面與老巷貫通前，在距貫通點60m位置分別建控風設施2道，留設門扇方便行人和控制風量，在3下301掘進工作面與老巷貫通前暫不關閉。

（2）將15kW×2局部通風機雙機全部開啟，增大3下301掘進工作面的風量和風壓。

（3）在距貫通點5.0m時，每次施工前都應用2.2m釬子，在巷道的中部施工一平行于掘進方向的超前探眼，以便探明透點位置，探眼超前迎頭距離應始終保持1.0m。打完探眼后及時用炮泥封實，打探眼情況及時向礦調度室值班人員匯報。

（4）貫通前2m時，現場必須有2名救護隊員負責跟班監護、檢查氣體，并在貫通地點懸掛“三用儀”或“四合儀”。

（5）貫通前關閉增阻設施，掘進至貫通點前1m時，施工單位打鉆孔探明探巷與老巷位置關系，救護隊員利用探孔放設束管，束管長度不低于2m，使用完后用炮泥或錨固劑進行封堵。

（6）通過探孔觀察3下301掘進工作面迎頭壓力，使貫通地點壓力處于正壓狀態，通過探孔調壓，確保探孔處于進風狀態。現場測量如表1所示。

（7）當施工處瓦斯濃度不超過1%或二氧化碳濃度不超過1.5%、氧氣濃度大于18%時，方可允許施工，并在前方懸掛四合儀（氧氣、一氧化碳、硫化氫、瓦斯），救護隊員負責監測該處氣體情況。

（8）施工單位在氣體濃度均符合上述規定后，方可使用風鎬揭露老巷，施工直徑0.3m2的小洞，由現場跟班救護隊員負責檢查貫通點氣體濃度及風壓混合處風流方向，救護隊員檢查老巷內氣體情況。氣體濃度不超過上述規定后，方可允許繼續擴大貫通地點巷道斷面至1m2，最后進行全斷面貫通工作。

（9）在3下301材料巷外段與里段貫通前，3下301材料巷外段的控風設施保留，這樣可以長期使3下301材料巷外段中的壓力保持正壓（具體參數見表1），防止封閉不嚴的老巷氣體外漏。貫通老巷前后氣體情況如表2所示。

增阻升壓法原理示意圖如圖1所示。

圖1 增阻升壓法原理示意圖

表1 3下301工作面增阻設施兩側壓力對比表

表2 3下301掘進工作面貫通老巷前后氣體情況

3.2 密閉的快速封堵

（1）在工作面與老巷貫通后，第一時間進行巷道封閉，保證掘進期間的氣體安全。首先在老巷入口6m內打木垛，木垛支護可以減少老巷受壓變形，造成氣體外漏。

（2）在木垛外口加設點柱，采用木板魚鱗搭接，然后在其外側掛網并固定好。

（3）使用氯鎂化合高分子材料第一時間進行封堵，重點是密閉周邊和底板，確保密閉不漏風，密閉內氣體得到有效控制。

（4）待形成條件后，立即往老巷密閉運送沙灰等噴漿材料對巷道中沿途過老巷密閉進行掛網噴漿封堵，確保密閉及周邊嚴密不漏風。密閉閉面掛網2層，用鐵絲與幫、頂板連接緊密，貼緊閉面。閉面與周邊5m全覆蓋噴漿，噴漿厚度不小于150mm，確保封堵嚴密。密閉閉前2m要見實底后再噴漿，噴漿厚度不小于200mm。

4 治理效果分析

針對高煤公司3下301材料巷連續過老巷，采取了針對性措施，有效杜絕了井下低氧區的出現，保障了掘進工作面貫通老巷時的氣體安全工作。在本次過老巷期間使用的控風增阻技術和高分子材料封堵技術，具有簡便、經濟、易行、迅速的特點，對于處理掘進工作面貫通與其相連的巷道是簡單快捷的途徑，為掘進工作面揭露老巷的氣體防治提供了經驗，對提高礦井的防災和保障通防安全有著重要意義。