高瓦斯礦井大斷面巷道掘進技術研究

曾銓

【摘 要】巷道掘進是煤礦開采工作的重要環節，直接影響著礦產開采的安全性和穩定性，是整個煤礦工作的基礎，但是在具體的巷道掘進工作中，會受到很多其他因素的制約，導致其安全性和工作效率受到影響，本文結合目前高瓦斯礦井大斷面巷道掘進中的問題進行分析，從實際的問題為出發點，闡述可行性巷道掘進技術，目的是為相關工作提供合理的建議，保障后續的采礦工作得以順利開展和進行。

【關鍵詞】高瓦斯;礦井;大斷面;掘進;技術

前言：

礦井煤礦開采工作中，如果發現有一處煤層或者巖層發現瓦斯，則此礦井就被視為瓦斯礦井，而高瓦斯礦井的定義十分精細，一般當瓦斯涌出量達到10m3/t，或者高于10m3/t則被視為高瓦斯礦井，同時，巷道掘進工作面與采煤工作面的瓦斯涌出量高于3m3/min也被視為高瓦斯礦井。此類礦井的危險系數相對較高，煤礦開采效率低下，所以選擇與應用的巷道掘進技術也十分嚴格。

1高瓦斯礦井大斷面巷道掘進中的問題分析

（1）安全問題嚴重。在高瓦斯礦井不同的工作環節都面臨著安全問題，在大斷面巷道掘進工作中，存在著大量瓦斯涌入的情況，并發生瓦斯量聚集，或者由于壓力變化造成驟然巨變，在巷道掘進過程中，瓦斯涌入的情況時有發生，原因是煤層斷面較大，煤層暴露，巷道周邊的瓦斯會隨著空隙涌入巷道中，當超過一定的濃度值，就會發生爆炸的風險，在施工過程中，由于擾動現象會導致瓦斯壓力產生變化，所以瓦斯在煤層中的狀態是處在運動中的，如果所處空間較為封閉，會導致內部壓力過大，在具體的施工中，大斷面巷道會發生裂縫，導致瓦斯持續大量的涌入其中，最后誘發安全問題。

（2）工作效率不高。由于瓦斯狀態的流動性和變化性特點，在具體的大斷面巷道掘進中，會受到一定的影響，比如巷道的開口選擇，需要經過嚴格的甄選。另外，技術人員還應該對瓦斯的濃度進行分析，獲取瓦斯的動態變化信息。一般在礦井中進行大斷面巷道掘進時采用局部通風的方式，保持掘進環境中的氧氣與瓦斯濃度在理想的范圍內，才能保障工作的安全性，以便進行深入的掘進作業。通風扇設備無法保障空氣置換效率，隨著巷道掘進深度的增加，瓦斯濃度也會隨之增高，所以需要降低掘進速度，工作效率也受到影響。

2高瓦斯礦井大斷面巷道掘進技術研究

（1）瓦斯抽放技術。由于高瓦斯礦井作業存在很大的安全隱患，煤礦開采企業普遍采用瓦斯抽放的技術進行應對，在具體的大斷面巷道掘進施工中，瓦斯抽放技術應用已經十分普遍，由于煤層、巖層以及瓦斯濃度的情況十分復雜，所以在技術的應用中應該不斷的進行優化。在巷道的工作區域，選擇標準的抽放孔，在標準孔周圍選取2-3個測試孔，做好孔位的標記，測試孔的布設應該在不同的方向均勻分布，控制好標準孔與測試孔之間的距離，并在測試孔與標準孔處放置氣流監測儀器，監測氣流數據。四個孔位需要同時開放，對瓦斯瞬間涌出量以及衰減量進行測試，測量氣流衰減速度最快孔位與標準空位之間的距離，進而最大限度的完成瓦斯抽取和后續利用，有利于提升巷道工作安全性。

（2）巷道支護技術。巷道支護是保障高瓦斯礦井大斷面巷道掘進施工安全性與穩定性的基礎工程，不論是何種巷道掘進，都無法避免對煤層與巖層的擾動，所以，大斷面巷道掘進施工中，擾動程度更加明顯。利用綜合支護技術，為順利開展掘進施工提供了安全保障，綜合支護技術主要分為兩個部分，分別是頂部支護和側面支護，頂部支護中，一般采用強度較高的鋼合金錨桿，在巷道地面持續布設，錨桿之間保持80-90cm的距離，錨桿的長度延伸至礦井的頂部，在15-200的夾角開挖，利用鋼筋梁和金屬網對其加固，在必要的情況下，可以在頂部錨桿轉彎處架設多個錨桿，并用螺栓和焊接的方式對其加固處理，對巷道兩側的支護主要采用螺紋鋼錨桿，保持與地面的垂直，錨桿的間隔為90-110cm之間最為適宜，并在巷道兩側持續布設，地面部分的錨桿要用高分子材料進行處理，確保錨桿與地面交會部分的鏈接更加穩固，也可以利用金屬網或者焊接的方式對交匯處進行加固處理，合理的運用錨桿托板，保持錨桿位置的水平狀態，防止受力不均造成安全問題和隱患。

（3）工程實例分析。某處礦井在進行薄煤層開采過程中，利用大斷面巷道掘進技術，開采工作開展之前，需要對礦井的瓦斯情況進行分析，確定該礦井的觀測孔瓦斯涌出量為11.6m3/t，最大涌出量已達48.5m3/min，屬于高瓦斯礦井。為了提高開采工作的安全性，保障工作效率，進一步應用瓦斯抽放技術與巷道支護技術。

瓦斯抽放環節，采用數據對比分析，分別設置標準空位與測試空位，空位分布均勻合理，做好空位的編號，設定基礎空位的距離，三個測試空位的距離逐一增加0.6m，經過實際的測定，對瓦斯涌出量大與衰減速度較快的空位進行確定，并以此孔的為基準，保持一定的距離開展瓦斯抽放工作。

巷道支護環節也是高瓦斯礦井大斷面掘進中的重要環節，可以提升工作的穩定性和安全性，采用螺紋鋼作為主要的巷道支護材料，具體的支護方案參照上文敘述，結合本礦區的實際情況，一一做好巷道內頂棚與兩側的支護，保障巷道掘進工作的順利完成。

結論：

現階段，煤礦生產行業對作業安全與效率的要求越來越高，高瓦斯礦井的巷道掘進也引起了相關部門的高度重視，面對工作中瓦斯泄露和工作效率低下的問題，應該進行科學的瓦斯抽放與檢測，采用巷道支護技術來提升工作的安全性，進而提高工作效率，防止瓦斯事故造成巨大的經濟損失和人員傷害。

參考文獻：

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[3]金元甲，高升. 高瓦斯礦井厚煤層大斷面巷道快速掘進技術[J]. 煤炭工程，2014，46（9）：49-54.

（作者單位：貴州省盤州市能源生產技術羊場指導站）