龔 勛

(晉能控股集團(tuán) 馬道頭煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 大同 037100)

同忻礦的C3-5號(hào)層特厚煤層綜放工作面采用“U+I”型通風(fēng)方式，工作面采用三巷布置，即膠帶巷(進(jìn)風(fēng)巷)、回風(fēng)巷分別沿C3-5號(hào)煤層底板布置，另外沿C3-5號(hào)煤層頂板布置一條頂抽巷。頂抽巷迎頭距切眼5 m，與回風(fēng)巷內(nèi)錯(cuò)15 m。原開采設(shè)計(jì)為頂抽巷在工作面回采15～30 m后，與采空區(qū)自然塌通，立即啟動(dòng)頂抽巷瓦斯抽放系統(tǒng)，將工作面上隅角及采空區(qū)瓦斯抽出，實(shí)現(xiàn)工作面初采期間瓦斯治理。同忻礦生產(chǎn)接替較寬松，所以在頂抽巷完成掘進(jìn)到工作面投產(chǎn)，通常有約10個(gè)月的停掘供風(fēng)期，在此期間使用局部通風(fēng)供風(fēng)，增加了局部通風(fēng)運(yùn)維費(fèi)用。

1 小直徑通風(fēng)鉆孔導(dǎo)通法

1.1 方案構(gòu)想與實(shí)施

為了減少接替工作面待采期間頂抽巷通風(fēng)費(fèi)用，提前實(shí)現(xiàn)對(duì)工作面有害氣體的預(yù)抽，提出利用通風(fēng)鉆孔提前導(dǎo)通頂抽巷和切眼，形成1進(jìn)2回通風(fēng)系統(tǒng)的構(gòu)想[1-2]，就可以將頂抽巷內(nèi)風(fēng)機(jī)關(guān)停，節(jié)約局部通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用，同時(shí)避免了因局部通風(fēng)管理不當(dāng)造成的瓦斯、無計(jì)劃停風(fēng)和缺氧窒息等事故，具有良好的安全經(jīng)濟(jì)效益。于是率先在同忻礦C3-5號(hào)煤層8209工作面進(jìn)行試驗(yàn)，該工作面傾向長(zhǎng)230 m，可采走向1 800 m，煤厚16.5 m，采用“U+I”型通風(fēng)方式，工作面開采前從頂抽巷迎頭朝工作面切眼打10個(gè)直徑為108 mm的通風(fēng)小鉆孔，實(shí)現(xiàn)頂抽巷與切巷的貫通，讓抽放系統(tǒng)提前投入運(yùn)行，頂抽巷貫通與通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整前后風(fēng)量分布見圖1和圖2，單位為m3/min。

圖1 通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整前風(fēng)量分布

圖2 通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整后風(fēng)量分布

1.2 實(shí)施過程中存在的問題

小直徑通風(fēng)鉆孔導(dǎo)通法雖然達(dá)到了一定的預(yù)定目標(biāo)，但小直徑鉆孔通風(fēng)斷面較小，導(dǎo)致頂抽巷通風(fēng)阻力較大，使得工作面在初采期間瓦斯抽放泵站高負(fù)壓運(yùn)行，導(dǎo)致抽放流量小、效率偏低，使得抽放泵的運(yùn)行負(fù)擔(dān)顯著加大，造成抽放系統(tǒng)隱形維修成本增加，需要進(jìn)一步優(yōu)化。

2 大直徑鉆孔導(dǎo)通法

為了充分利用現(xiàn)有施工條件和裝備，經(jīng)濟(jì)合理地解決問題，在借鑒8209工作面小直徑通風(fēng)鉆孔導(dǎo)通法的基礎(chǔ)上，用8207 工作面進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)：確定最終形成通風(fēng)孔直徑為1.2 m并劃線，在圓周上均勻施工8個(gè)直徑為146 mm小鉆孔，再向圓周內(nèi)偏移300 mm，施工4個(gè)直徑為270 mm大鉆孔，可采用小鉆孔貫通配合大直徑鉆頭擴(kuò)孔法成孔，最后在圓心施工1個(gè)直徑為270 mm大鉆孔，最后從上向下用風(fēng)鎬將鉆孔逐步刷大至直徑1.2 m，形成通風(fēng)孔，在擴(kuò)刷施工過程中注意通風(fēng)和個(gè)體防護(hù)。該施工方法操作簡(jiǎn)單，無需新增設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了大直徑通風(fēng)鉆孔的導(dǎo)通，具體鉆孔見圖3。

圖3 鉆孔施工方案剖面(mm)

3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

本次比較主要從局部通風(fēng)費(fèi)用核算以及頂抽巷降坡貫通法、反井鉆機(jī)貫通法、小鉆孔擴(kuò)孔貫通法等三種貫通方法的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)進(jìn)行分析。

3.1 局部通風(fēng)費(fèi)用節(jié)約

根據(jù)表1、表2粗算可知：以待采期為10個(gè)月進(jìn)行計(jì)算，改為全風(fēng)壓通風(fēng)后，8207頂抽巷可節(jié)約局部通風(fēng)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用約101.2萬元。

表1 局部通風(fēng)機(jī)電費(fèi)合計(jì)

表2 局部通風(fēng)設(shè)施折舊及人工維護(hù)費(fèi)用

3.2 頂抽巷貫通三種方法費(fèi)用對(duì)比

三種貫通方法費(fèi)用比較見表3。

表3 三種貫通方法費(fèi)用比較

根據(jù)表3計(jì)算可知，大直徑鉆孔導(dǎo)通法至少可節(jié)約工程費(fèi)用4.7萬元。

通過以上兩個(gè)方面的經(jīng)濟(jì)比較，采用頂抽巷大直徑鉆孔導(dǎo)通法至少可節(jié)約105.9萬元。

4 結(jié) 語

1) 通過實(shí)施頂抽巷大直徑通風(fēng)鉆孔導(dǎo)通工藝，有效降低了頂抽巷在工作面?zhèn)洳善陂g的局部通風(fēng)的運(yùn)維費(fèi)用，杜絕了局部通風(fēng)管理不當(dāng)造成的安全事故隱患。

2) 選用大直徑通風(fēng)鉆孔導(dǎo)通工藝，無需新增設(shè)備和專業(yè)施工隊(duì)伍，因地制宜，就地取材，使得鉆孔施工費(fèi)用大幅度降低。

3) 大直徑通風(fēng)鉆孔導(dǎo)通工藝彌補(bǔ)了小直徑通風(fēng)鉆孔通風(fēng)阻力大的不足，提高了抽放系統(tǒng)的效率，減小了初期抽放系統(tǒng)的運(yùn)維費(fèi)用。

4) 頂抽巷大直徑鉆孔導(dǎo)通法取得了較好的技術(shù)、安全和經(jīng)濟(jì)效益，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。