任勝軍

【摘 要】隨著近年來(lái)煤礦開采深度的逐漸加深，其中存在的問(wèn)題也逐漸凸顯出來(lái)。在對(duì)煤層巷道進(jìn)行掘進(jìn)的過(guò)程中應(yīng)用綜采礦井技術(shù)，若有瓦斯突出等災(zāi)害發(fā)生時(shí)，不容易有重大經(jīng)濟(jì)損失出現(xiàn)，對(duì)巷道的進(jìn)尺造成較為嚴(yán)重的影響。所以，在煤炭行業(yè)，綜采礦井煤層巷道的掘進(jìn)實(shí)現(xiàn)安全快速的目標(biāo)是現(xiàn)如今廣泛關(guān)注的重點(diǎn)。本文主要從煤礦高瓦斯綜采礦井進(jìn)行著手，通過(guò)對(duì)掘進(jìn)雙煤層巷道安全快速掘進(jìn)及瓦斯瓦斯控制的措施進(jìn)行闡述，并分析了該技術(shù)的現(xiàn)狀及改善措施。

【關(guān)鍵詞】煤礦；巷道掘進(jìn)；快速安全；應(yīng)用

近年來(lái)，我國(guó)的煤礦開采深度呈現(xiàn)逐年增加的趨勢(shì)，由于礦井開采深度的增加所引起的瓦斯突出、瓦斯爆炸等礦井災(zāi)害也越來(lái)越嚴(yán)重，尤其是在綜采礦井中，井下設(shè)備眾多，一旦發(fā)生瓦斯災(zāi)害，損失將非常嚴(yán)重。在綜采礦井中，設(shè)備占據(jù)了很大部分的巷道斷面，使得巷道的有效通風(fēng)斷面比較小，因此，制定與綜采工藝相適應(yīng)的瓦斯控制技術(shù)迫在眉睫。

研究表明，綜采礦井的瓦斯事故大多發(fā)生在掘進(jìn)中的煤層巷道中，不僅嚴(yán)重影響了巷道的進(jìn)尺，制約著煤礦的正常生產(chǎn)，也可能造成人員傷亡等事故。因此，對(duì)于綜采礦井而言，治理瓦斯的重點(diǎn)是有效控制煤巷掘進(jìn)過(guò)程中的瓦斯突出事故。在以往的煤巷掘進(jìn)中經(jīng)常使用的方法包括煤巷邊掘邊抽、掘進(jìn)工作面迎頭鉆孔抽采、增多局部通風(fēng)機(jī)數(shù)量及增大局部通風(fēng)機(jī)功率等，雖然取得了一定的成效，但效果并不明顯，瓦斯超限、局部小型瓦斯突出的現(xiàn)象仍然時(shí)有發(fā)生。本文根據(jù)礦井的地質(zhì)條件，結(jié)合礦井的綜合機(jī)械化技術(shù)，通過(guò)制定合理的煤巷掘進(jìn)方案，并實(shí)施合理的通風(fēng)方式，實(shí)現(xiàn)了雙煤層巷道的安全快速掘進(jìn)。

1.礦山巷道快速掘進(jìn)技術(shù)推廣的意義

巷道掘進(jìn)存在較低的效率，未能充分將機(jī)械的作用得到發(fā)揮。其主要原因是由于配套能力低及不完善造成的。在巷道掘進(jìn)系統(tǒng)中存在較多的配套環(huán)節(jié)，主要有：轉(zhuǎn)載、支護(hù)、供電、運(yùn)輸、通風(fēng)、降塵、供水等方面。在支護(hù)和運(yùn)輸中存在較大的工作量，對(duì)時(shí)間占據(jù)相對(duì)較多，因此應(yīng)對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行合理解決，進(jìn)一步將掘進(jìn)設(shè)備的潛能得到有效發(fā)揮。應(yīng)結(jié)合地質(zhì)條件對(duì)支護(hù)時(shí)間進(jìn)行縮短，從而用錨桿支護(hù)的方法促使巷道支護(hù)的效果得到有效提升，有效的將工人的勞動(dòng)強(qiáng)度得到降低，提升巷道掘進(jìn)的速度。

2.某綜采礦井煤層巷道的地質(zhì)條件

某綜采礦井煤層賦存條件穩(wěn)定，厚度為3.8～4.5m。地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)條件比較簡(jiǎn)單，煤層直接頂為0.2～0.5m厚的含砂泥巖，老頂為中粗粒砂巖，厚度在5m以上，直接底為1.5～2.7m厚的灰色巖。礦井的絕對(duì)瓦斯涌出量為127.62m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量為12.53m3/t，屬于高瓦斯礦井。

為提高礦井的生產(chǎn)安全，煤層巷道采用錨網(wǎng)索+梯子梁支護(hù)形式，采用預(yù)緊力高強(qiáng)度低松弛錨索，錨索長(zhǎng)度為6.3m，直徑18.96mm，為提供高預(yù)緊力，采用規(guī)格為400mm×400mm×16mm大托盤。金屬網(wǎng)片采用10號(hào)鉛絲加工編制的經(jīng)緯網(wǎng)，網(wǎng)孔為100mm×100mm。梯子梁選用直徑為14mm圓鋼加工而成。

煤巷幫部采用Φ22mm×2200mm的等強(qiáng)樹脂錨桿，錨桿的錨固力不小于50kN，扭矩不小于70N·m，煤巷頂部采用Φ22mm×2400mm的等強(qiáng)樹脂錨桿，錨桿錨固力不小于100，扭矩不小于80N·m。幫部和頂部錨桿的間排距均為800mm×800mm，托盤采用150mm×150mm×10mm的鋼板。

3.雙煤巷安全快速掘進(jìn)新技術(shù)

通過(guò)對(duì)回采巷道掘進(jìn)的應(yīng)用是傳統(tǒng)上的雙巷掘進(jìn)技術(shù)，對(duì)兩條相鄰巷道進(jìn)行同時(shí)掘進(jìn)，采用聯(lián)絡(luò)巷對(duì)兩條巷道一定距離進(jìn)行設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)巷道的貫通，對(duì)通風(fēng)、行人、材料及設(shè)備的運(yùn)輸提供便利。為了使雙煤巷掘進(jìn)速度得到有效提升，通常情況下不應(yīng)用傳統(tǒng)的掘進(jìn)方法，與煤礦層存在的穩(wěn)定及簡(jiǎn)單的地質(zhì)狀況相結(jié)合，應(yīng)首先在煤層中進(jìn)行大斷面巷道施工，再采用碼垛的方式在大面段巷道中間進(jìn)行劃分，從而促使雙煤巷形成。

3.1影響施工的主要因素

對(duì)礦井的掘進(jìn)計(jì)劃以及以往的掘進(jìn)驗(yàn)收情況進(jìn)行分析，巷道的掘進(jìn)速度直達(dá)到要求的80%。而且工作面上下平巷進(jìn)尺相差較大，工作面開切眼的準(zhǔn)備工作難以進(jìn)行，嚴(yán)重影響了工作面的整體準(zhǔn)備效率，給工作面銜接帶來(lái)壓力。造成這種結(jié)果的主要原因如下：

（1）掘進(jìn)巷道污風(fēng)不能及時(shí)進(jìn)入全風(fēng)壓回風(fēng)巷，導(dǎo)致工作面瓦斯?jié)舛容^高，不敢加快掘進(jìn)機(jī)的割煤速度。

（2）每條巷道不僅實(shí)現(xiàn)運(yùn)料，而且能夠滿足運(yùn)煤。在同一條巷道上進(jìn)行主運(yùn)和副運(yùn)的設(shè)置，促使巷道的整體運(yùn)輸效率得到降低，從而提升巷道掘進(jìn)的準(zhǔn)備時(shí)間。

（3）在對(duì)聯(lián)絡(luò)巷進(jìn)行掘進(jìn)時(shí)，必須將主巷掘進(jìn)進(jìn)行停止，便于對(duì)風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，導(dǎo)致出現(xiàn)回風(fēng)巷與瓦斯排放掘進(jìn)的進(jìn)尺和膠帶與運(yùn)輸巷道的輔助差距加大。

3.2安全快速掘進(jìn)新工藝的施工方案

（1）沿采區(qū)的進(jìn)、回風(fēng)側(cè)掘進(jìn)大斷面煤巷，交替在左、右巷的迎頭、巷道幫部以及頂?shù)装宕蜚@抽排瓦斯，邊掘邊采。

（2）在巷道中間碼垛，將巷道隔開，每隔一定距離留設(shè)聯(lián)絡(luò)通道，實(shí)現(xiàn)一側(cè)進(jìn)風(fēng)一側(cè)回風(fēng)。

（3）在左巷頂板以及煤壁側(cè)幫部打錨網(wǎng)，垛體一側(cè)幫部架設(shè)錨網(wǎng)腿，為增加穩(wěn)定性，采用塘笆背幫。施工過(guò)程中需要注意的是，錨網(wǎng)腿要插入頂板100mm以上，且錨網(wǎng)腿之間要設(shè)置3～4條拉條聯(lián)結(jié)。

（4）滯后左巷15～20m刷右巷，在右巷頂板以及煤壁側(cè)幫部打錨網(wǎng)，垛體一側(cè)幫部靠近錨網(wǎng)腿處碼垛，垛體外側(cè)設(shè)置木挑棚加強(qiáng)支護(hù)。

（5）為了對(duì)掘進(jìn)工作面的瓦斯管理的增強(qiáng)，掘進(jìn)工作面的垛體滯后不能超出5m，為了將回風(fēng)側(cè)巷道中存在的隅角瓦斯?jié)舛容^大的問(wèn)題得到有效解決，應(yīng)運(yùn)用掛風(fēng)簾對(duì)其進(jìn)行改善。

（6）如果遇到局部頂板比較破碎或者地質(zhì)條件較差的情況，巷道可采用架U型棚的方法進(jìn)行支護(hù)。

3.3方案的優(yōu)缺點(diǎn)以及改進(jìn)措施

采用這種方法掘進(jìn)煤巷主要優(yōu)點(diǎn)有：

（1）減少局部通風(fēng)機(jī)的數(shù)量，甚至可以不用局部通風(fēng)機(jī)，而且自然通風(fēng)的好處是可以避免瓦斯積聚。

（2）左、右巷交替抽排瓦斯可以確保在巷道掘進(jìn)過(guò)程中，掘進(jìn)工作面的瓦斯?jié)舛忍幱诳煽胤秶鷥?nèi)，有效防止煤與瓦斯突出情況的出現(xiàn)的情況出現(xiàn)。

（3）較大的煤巷掘進(jìn)迎頭斷面，對(duì)通風(fēng)及頂板的管理提供便利。

（4）較大的工作面范圍，在回風(fēng)巷內(nèi)污風(fēng)直接進(jìn)入，有效的改善工人的工作環(huán)境。

（5）與傳統(tǒng)雙巷掘進(jìn)相比，掘進(jìn)效率高于其兩倍，掘進(jìn)速度得到有效提升。

（6）在不同巷道中進(jìn)行運(yùn)料和運(yùn)煤作業(yè)，有效的將安全隱患得到降低。

但卻存在著較為嚴(yán)重的垛體漏風(fēng)現(xiàn)象發(fā)生，在巷道掘進(jìn)的過(guò)程中，在100m之內(nèi)的范圍，垛體的漏風(fēng)量為10%。在200m以上，其垛體的漏風(fēng)量達(dá)到20%～30%，其形成的原因主要是由于垛體內(nèi)有較大裂縫存在。為了促使該問(wèn)題得到有效解決，應(yīng)在碼垛時(shí)，采用塑料膜或泥漿鋪設(shè)的方法對(duì)垛體間的裂縫進(jìn)行鋪設(shè)。若要進(jìn)一步將漏風(fēng)量得到降低，應(yīng)運(yùn)用高水快速凝固材料對(duì)垛體進(jìn)行填充，當(dāng)卻存在著較高的成本。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在煤炭行業(yè)的礦井綜采過(guò)程中，雙煤層巷道安全快速掘進(jìn)得到廣泛的關(guān)注，在傳統(tǒng)的掘進(jìn)方式中，對(duì)瓦斯突出現(xiàn)象進(jìn)行防治，當(dāng)效果不太明顯。而雙煤層巷道掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，不僅將煤礦掘進(jìn)中存在的煤層瓦斯突出及通風(fēng)困難等問(wèn)題得到有效解決，而且對(duì)煤巷掘進(jìn)施工中的瓦斯及頂板管理提供了便利。通過(guò)實(shí)踐可以發(fā)現(xiàn)。該技術(shù)促使煤層巷道的掘進(jìn)速度得到有效的提升，對(duì)煤層巷道的利用率得到提高。有效的將掘進(jìn)工作面中的工作環(huán)境進(jìn)行改善，因此在煤炭行業(yè)，巷道快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)被逐漸推廣。 [科]