李明

摘 要：本文針對(duì)煤礦掘進(jìn)巷道瓦斯的來(lái)源及瓦斯治理措施進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述，對(duì)掘進(jìn)巷道正頭及兩幫打鉆孔對(duì)瓦斯進(jìn)行抽放，對(duì)工作面如風(fēng)風(fēng)流及回風(fēng)風(fēng)流中瓦斯進(jìn)行稀釋?zhuān)岣呔蜻M(jìn)安全性及效率。

關(guān)鍵詞：瓦斯；掘進(jìn)；巷道；治理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.075

1 引言

某煤礦年產(chǎn)能力450萬(wàn)噸左右，采掘面的瓦斯涌出量隨著礦井的延深而呈現(xiàn)增加現(xiàn)象，瓦斯增加量最為明顯的是+500m水平，由原先的低瓦斯變?yōu)楦咄咚?，?yán)重威脅了礦井生產(chǎn)的安全。+500m水平北部的2610m水平回風(fēng)巷設(shè)計(jì)長(zhǎng)度1740m，當(dāng)施工至800m長(zhǎng)度時(shí)，回風(fēng)風(fēng)流中的瓦斯常常位于報(bào)警裝置的臨界狀態(tài)。

2 高瓦斯綜掘巷道瓦斯涌出的主要來(lái)源

在2610m水平回風(fēng)巷沒(méi)有掘進(jìn)情況下，工作面瓦斯含量為0.24%，回風(fēng)風(fēng)流中瓦斯含量為0.45%；在掘進(jìn)情況下，工作面瓦斯含量為0.32%，巷道中部瓦斯含量為0.50%，回風(fēng)風(fēng)流中瓦斯含量為0.80%。結(jié)合瓦斯增加情況和綜掘巷道現(xiàn)場(chǎng)分析，高瓦斯綜掘巷道瓦斯涌出主要有三個(gè)來(lái)源：

（1）含瓦斯煤塊在膠帶輸送機(jī)上輸送時(shí)釋放出的瓦斯。

（2）采煤機(jī)切煤時(shí)，回采面含瓦斯煤煤體受到震動(dòng)碎裂，瓦斯從裂隙中涌出。

（3）進(jìn)行探水、支護(hù)等作業(yè)時(shí)，需要打一定規(guī)模的鉆孔，瓦斯沿著此類(lèi)鉆孔涌出。

伴隨綜掘巷道的推進(jìn)，瓦斯涌出量也隨著增加，故在巷道掘進(jìn)中須制定并實(shí)施相關(guān)瓦斯治理的安全措施。

3 高瓦斯綜掘巷道瓦斯治理技術(shù)分析

該礦煤層較松軟，瓦斯含量高，煤層密閉性強(qiáng)，在對(duì)煤層進(jìn)行掘進(jìn)時(shí)，瓦斯涌出集中度高，涌出量大，在未采取掘抽同時(shí)進(jìn)行技術(shù)措施前，共發(fā)生了瓦斯超限報(bào)警9次，巷道瓦斯最高濃度高達(dá)1.79%，平均瓦斯?jié)舛雀哌_(dá)0.80%。通過(guò)采用了掘抽同時(shí)進(jìn)行的綜合治理技術(shù)后，杜絕了瓦斯超限的發(fā)生，可顯著提高礦井經(jīng)濟(jì)效益。

（1）可減少瓦斯涌出量。通過(guò)在掘進(jìn)迎頭及巷道兩幫施工瓦斯抽放鉆孔，可有效減少掘進(jìn)工作面及巷道內(nèi)的瓦斯?jié)舛?，回風(fēng)總巷的濃度穩(wěn)定保持在0.25%-0.45%之間，該技術(shù)對(duì)于高瓦斯煤礦瓦斯治理效果非常顯著。

（2）可減輕采掘銜接壓力，提升掘進(jìn)效率。鉆場(chǎng)采用邁步方式布置，與掘進(jìn)面保持20m的安全距離，鉆孔抽放瓦斯與工作面掘進(jìn)互不影響，瓦斯抽放范圍較大，在解決了高瓦斯問(wèn)題的同時(shí)，還大大提高了掘進(jìn)效率，減輕了掘采環(huán)節(jié)之間的銜接。

4 高瓦斯綜掘巷道瓦斯治理技術(shù)措施

該礦針對(duì)瓦斯治理采取“一井一策”、“一面一策”的治理措施，將2610m水平回風(fēng)巷作為一級(jí)治理區(qū)塊，采取了如下有效的瓦斯治理措施。

4.1 工作面迎頭打鉆孔對(duì)煤層瓦斯進(jìn)行提前釋放

對(duì)于高瓦斯綜掘巷道，在掘進(jìn)前對(duì)工作面迎頭打多排鉆孔，對(duì)煤層瓦斯進(jìn)行提前釋放，帶所釋放的瓦斯被稀釋至安全濃度后，再進(jìn)行采掘。綜采迎頭面鉆孔布置4排，每排6個(gè)鉆孔，孔徑60mm，鉆孔水平布置，水平長(zhǎng)度14m。

4.2 采用大功率的通風(fēng)機(jī)

采用大功率通風(fēng)機(jī)，加大如風(fēng)風(fēng)流的風(fēng)壓及風(fēng)量，以此來(lái)增加風(fēng)速，加快對(duì)綜掘面超標(biāo)瓦斯的稀釋。該礦綜采工作面采用2*50kW局扇，配套直徑1000mm的阻燃風(fēng)筒，可提供800-850m3/min的風(fēng)量。

4.3 工作面抽掘同步進(jìn)行

布鉆工作面與掘進(jìn)頭保持20m的超前距離，打鉆（孔徑110mm）與掘進(jìn)同時(shí)進(jìn)行。

（1）布置鉆場(chǎng)。在同幫鉆場(chǎng)80m間距情況下，瓦斯抽放鉆場(chǎng)步距按照40m布置，為使鉆場(chǎng)空間能滿(mǎn)足要求，同時(shí)減少施工工程量，鉆場(chǎng)通常以外寬7m、內(nèi)寬5m、深4.5m形式布置，高度與采掘巷道高度一致，沿著底板施工。

（2）布置鉆孔。每個(gè)鉆場(chǎng)分為左右兩個(gè)鉆場(chǎng)，共布置5個(gè)鉆孔，其中有一個(gè)為超前探孔。鉆孔布置形式為扇形，能抽放鉆孔輪廓線周?chē)?0m內(nèi)的瓦斯。前一個(gè)鉆場(chǎng)內(nèi)鉆孔抽放瓦斯完畢后，才能進(jìn)行新鉆場(chǎng)的施工，新鉆場(chǎng)施工完后繼續(xù)向前掘進(jìn)10m巷道，并且在新鉆場(chǎng)施工鉆孔時(shí)，距離掘進(jìn)工作面至少保留20m的安全距離。在鉆孔施工中，超前探孔須首先施工，最后施工抽放鉆孔，這樣才能有對(duì)煤層瓦斯有較高的抽放率，抽放濃度可達(dá)17%，純瓦斯流量達(dá)1.2-1.4m3/min。

（3）抽放系統(tǒng)。在每個(gè)抽放鉆孔通過(guò)軟鋼絲管道與巷道頂板的總排瓦斯管道相連，煤層內(nèi)的瓦斯通過(guò)鉆孔引至鋼絲軟管中，然后進(jìn)入頂板的瓦斯排放管道，最后排放至總回風(fēng)巷后，通過(guò)風(fēng)機(jī)排出地表。

4.4 瓦斯治理效果及能力評(píng)估

安裝2*50kW局扇情況下，綜采掘進(jìn)工作面的瓦斯治理效率為4m3/min，抽采瓦斯治理效率為6m3/min，綜合治理效率為9m3/min，可滿(mǎn)足高瓦斯綜掘巷道的瓦斯治理要求。

5 結(jié)語(yǔ)

依據(jù)該礦高瓦斯綜掘巷道瓦斯涌出特點(diǎn)，對(duì)其采用了打抽放鉆孔治理的技術(shù)后，綜掘工作面及巷道瓦斯?jié)舛却蟠蠼档?，再?zèng)]有出現(xiàn)過(guò)瓦斯超標(biāo)現(xiàn)象，礦井安全得到保證。在鉆孔抽放瓦斯過(guò)程中，還應(yīng)注意以下問(wèn)題：

（1）使用雙風(fēng)機(jī)通風(fēng)時(shí)，由于有2條風(fēng)筒同時(shí)向掘進(jìn)工作面送風(fēng)，由加上作業(yè)空間狹小，工作環(huán)境較差，在此情況下，應(yīng)將副風(fēng)機(jī)出風(fēng)口布置在距離工作面16-25m的位置，以避免2條風(fēng)筒占據(jù)工作面的空間。

（2）使用功率大風(fēng)壓高的局扇時(shí)，風(fēng)筒的吊掛必須平直，及時(shí)維護(hù)且管理要到位，防止風(fēng)筒彎折導(dǎo)致通風(fēng)不暢，局部風(fēng)壓增大，風(fēng)筒破裂，工作面無(wú)法獲得新鮮風(fēng)流，進(jìn)而導(dǎo)致瓦斯超標(biāo)。

（3）高瓦斯綜掘工作面需風(fēng)量大，新鮮風(fēng)流風(fēng)速較快，為防止煤粉被吹起產(chǎn)生煤粉懸浮物，發(fā)生爆炸危險(xiǎn)，需合理建設(shè)灑水防塵系統(tǒng)，對(duì)工作面及巷道沖洗要徹底，保證健康的工作環(huán)境。

（4）可在距離掘進(jìn)工作面迎頭90-190m瓦斯和風(fēng)流穩(wěn)定處安裝風(fēng)窗，通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)窗來(lái)增加巷道內(nèi)空氣的壓力，對(duì)巷道產(chǎn)生一定的壓力，從而減緩了瓦斯的涌出速度及涌出量。

（5）可通過(guò)寬幫對(duì)高瓦斯涌出區(qū)域進(jìn)行治理。采用新的掘進(jìn)工藝，獲得寬度較大的巷道，通過(guò)綜掘機(jī)切割大塊的成型煤，利用成型落煤把瓦斯和入風(fēng)風(fēng)流隔離，引導(dǎo)風(fēng)流從巷道一側(cè)排出，壓縮了瓦斯存在空間。

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