秦世通

為了加快煤礦規(guī)?；同F(xiàn)代化建設(shè)，我國(guó)加大了煤炭資源整合力度，使煤礦的安全生產(chǎn)水平得到提升，整合后礦井需對(duì)原小煤礦殘留煤進(jìn)行復(fù)采，但由于原來小煤礦管理混亂，技術(shù)落后，遺留有很多廢棄巷道，給煤炭資源的復(fù)采造成了很大的困難，尤其對(duì)巷道掘進(jìn)安全構(gòu)成很大威脅。因此，在殘留煤開采過程中，老巷破壞區(qū)的勘探方法及安全措施的研究，對(duì)提高礦井產(chǎn)量和效益、煤炭資源采出率，實(shí)現(xiàn)礦井持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展有普遍意義和實(shí)用價(jià)值。

1 概況

山西澤州天泰坤達(dá)煤業(yè)有限公司屬于資源整合礦井，為開采天圣煤礦殘留的3#煤層，要將原天戶煤礦的五盤區(qū)巷道與天圣煤業(yè)保留的可用生產(chǎn)巷道進(jìn)行貫通。巷道在掘進(jìn)過程中會(huì)遇到小煤礦遺留的擴(kuò)幫放頂巷道，由于原有小煤礦地質(zhì)資料不全，擴(kuò)幫放頂巷道的具體情況和位置不詳。通過對(duì)該礦采(古)空區(qū)積水、積氣調(diào)查可知：由于采空區(qū)長(zhǎng)期處于密閉狀態(tài)，殘留煤柱和部分圍巖中的瓦斯和二氧化碳等氣體逸散后均聚集在采空區(qū)內(nèi)，采空區(qū)內(nèi)積存有一定瓦斯和二氧化碳?xì)怏w，并且相鄰煤礦采(古)空區(qū)存在積水及井田內(nèi)3#煤層采空區(qū)有積水。由此可推斷，擴(kuò)幫放頂巷道中存在瓦斯和積水。根據(jù)該礦初步勘探，擴(kuò)幫放頂巷道距五盤區(qū)巷道距離較近約為20 m，因此，在巷道掘進(jìn)之前就要對(duì)擴(kuò)幫放頂巷道進(jìn)行鉆探，確定巷道具體位置及探明巷道內(nèi)瓦斯情況，對(duì)巷道積水進(jìn)行排放，保證掘進(jìn)的安全。除此之外，巷道內(nèi)的瓦斯也對(duì)施工的安全造成很大威脅，因此，也要對(duì)巷道內(nèi)的瓦斯進(jìn)行處理。

2 探放水措施

鉆探放水前，在提供水文地質(zhì)平面圖及剖面圖的基礎(chǔ)上，技術(shù)人員編制具體的探放水設(shè)計(jì)及安全技術(shù)措施。在探放巷道積水時(shí)，要求探水鉆孔成組布設(shè)，并在平面圖上呈扇形。鉆孔終孔位置以滿足平距5 m左右為宜，厚煤層內(nèi)各孔終孔的垂距不得超過1.5 m。并根據(jù)實(shí)測(cè)巷道和擴(kuò)幫放頂巷道標(biāo)高，確定探放水鉆孔方位、立角和孔深。為了方便排水鉆孔要布置在巷道底部，鉆孔沿傾斜方向向上鉆進(jìn)。探放水過程中及時(shí)收集鉆進(jìn)資料，并分析已施工的鉆孔資料和放水效果，及時(shí)調(diào)整后續(xù)探水鉆孔的施工方案，保證有效鉆進(jìn)，避免報(bào)廢鉆孔的出現(xiàn)，確保鉆孔正常出水。鉆孔位置見圖1。

巷道掘進(jìn)過程中，要及時(shí)進(jìn)行地質(zhì)及水文地質(zhì)資料的搜集、整理和分析。探放水前，施工單位應(yīng)加強(qiáng)鉆孔附近的巷道支護(hù)工作，挖好排水溝;在施工打鉆地點(diǎn)或其附近安裝好專用電話;在確定探水孔位置時(shí)，必須由地測(cè)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定鉆孔方位、立角及記錄施工進(jìn)度。特別危險(xiǎn)的地段，還應(yīng)預(yù)先掘安全躲避洞，制定撤人時(shí)避災(zāi)路線等安全措施，并做到人人皆知。探放水時(shí)，用鏈條鉆或液壓鉆機(jī)與接桿鉆桿按設(shè)計(jì)角度，向巷道積水區(qū)打鉆。鉆進(jìn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)煤巖松軟、片幫、來壓或鉆眼中水壓和水量突然增大、頂鉆等異常時(shí)，必須立即停鉆，但不得拔出鉆具，應(yīng)立即向有關(guān)部門和負(fù)責(zé)人匯報(bào)并派專人監(jiān)測(cè)水情。如果發(fā)現(xiàn)情況危急，必須立即撤出所有受水威脅地段的人員。接近巷道3 m左右時(shí)，鉆機(jī)應(yīng)緩慢鉆進(jìn)，并注意觀察。發(fā)現(xiàn)異常，立即停止鉆進(jìn)，防止損害鉆探設(shè)備。放水期間，若擴(kuò)幫放頂巷道積水標(biāo)高高于巷道外口標(biāo)高時(shí)，閘閥可直接與放水管相聯(lián)，靠靜壓放水，否則用泵直排。在鉆探過程中，鉆孔突然與老空或舊巷穿透時(shí)，應(yīng)停止鉆眼作業(yè)(不可拔出鉆桿)，并檢查有害氣體。當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸^1%、CO濃度超過0.002 4%時(shí)必須立即停止作業(yè)，立即切斷電源，從工作面撤離所有工作人員，及時(shí)向礦調(diào)度匯報(bào);同時(shí)加強(qiáng)通風(fēng)，確保掘進(jìn)面有充足的新鮮風(fēng)流。

圖1 探巷鉆孔位置圖

3 老巷瓦斯治理措施

3.1 方案設(shè)計(jì)

本礦井為高瓦斯礦井，而擴(kuò)幫放頂巷道為小煤礦的廢棄巷道，巷道內(nèi)積聚了大量瓦斯，因此，必須在掘進(jìn)前采取一定措施降低瓦斯?jié)舛龋O(shè)計(jì)采用該礦原有的地面瓦斯抽放系統(tǒng)，在巷道掘進(jìn)面安設(shè)瓦斯抽放眼，鉆孔位置布置見圖2。

圖2 巷道邊掘邊抽鉆孔布置圖

具體步驟如下：

1)采用邊抽邊掘方式進(jìn)行掘進(jìn)，在離擴(kuò)幫巷道20 m處布置1個(gè)鉆場(chǎng)，進(jìn)行打鉆抽放。在巷道掘進(jìn)過程中仍需打鉆孔對(duì)巷道掘進(jìn)方向的瓦斯進(jìn)行抽放，進(jìn)一步降低瓦斯含量。在回風(fēng)巷內(nèi)鋪設(shè)1條219 mm抽放管，與地面抽放系統(tǒng)連接，抽到地面排放。

2)抽放管安設(shè)在回風(fēng)巷右側(cè)，距巷道底板300 mm，接頭采用閥蘭盤加膠墊連接。

3)在待掘巷道巷口設(shè)鉆場(chǎng)，規(guī)格長(zhǎng)3.5 m，高2.8 m，深4 m。在鉆場(chǎng)內(nèi)用TXU－150型鉆機(jī)，平行于掘進(jìn)方向打鉆眼，鉆眼外偏巷道中線9°～18°進(jìn)行抽放，用螺紋膠管通過橫貫連接到回風(fēng)巷的抽放管路上，并在鉆場(chǎng)處設(shè)置便于放水的設(shè)施。每班都要對(duì)管路進(jìn)行檢查、放水，并檢查管道內(nèi)瓦斯情況。

3.2 鉆孔設(shè)計(jì)

鉆孔間距：20～30 cm

鉆孔孔徑：d75 mm

封孔深度：≥4 m/孔

鉆孔方位角度：9°、18°

鉆孔傾角：與煤層走向平行。

3.3 鉆孔安全施工措施

1)鉆孔要嚴(yán)格按照鉆孔設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行施工。

2)在施工過程中要明確1名鉆機(jī)機(jī)長(zhǎng)。機(jī)長(zhǎng)要詳細(xì)記錄鉆孔中的進(jìn)尺、鉆孔中的地質(zhì)變化情況以及鉆孔的技術(shù)參數(shù)情況。

3)機(jī)長(zhǎng)嚴(yán)格按照打鉆的施工工藝流程進(jìn)行施工。避免為了趕時(shí)間、趕進(jìn)度而違反正確的施工工藝流程。避免人為引發(fā)鉆孔機(jī)械故障。

4)每班施工開始前，由機(jī)長(zhǎng)負(fù)責(zé)檢查鉆機(jī)、供水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)和鉆機(jī)工具是否完好，避免任何系統(tǒng)和工具帶病作業(yè)。

5)在鉆孔施工過程中發(fā)生瓦斯頂鉆時(shí)，不許立即退鉆，而是要先待一會(huì)觀察情況。如瓦斯頂鉆現(xiàn)象好轉(zhuǎn)，可繼續(xù)鉆進(jìn);如持續(xù)惡化，應(yīng)加固鉆機(jī)支撐并及時(shí)向有關(guān)部門和領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行匯報(bào)。

6)在鉆孔過程中如發(fā)生機(jī)械故障、地質(zhì)故障時(shí)，應(yīng)及時(shí)排除。如無法排除應(yīng)及時(shí)報(bào)告有關(guān)部門，并請(qǐng)示解決辦法。

7)所有打鉆施工人員在鉆孔施工過程中，都應(yīng)綁好袖口，避免發(fā)生機(jī)械旋轉(zhuǎn)發(fā)生機(jī)械人身傷害事故。

8)在鉆孔施工中，加強(qiáng)供電、供水的管理;制定避免水淹巷道的安全措施。

9)要注意相互的人身安全，

在附近瓦斯超限時(shí)要撤除鉆機(jī)人員，切斷電源，進(jìn)行處理。

4 小結(jié)

1)巷道掘進(jìn)過老巷時(shí)，應(yīng)先對(duì)老巷積水進(jìn)行打鉆孔探放，在探放水的同時(shí)，對(duì)老巷進(jìn)行地質(zhì)勘探，進(jìn)一步確定巷道的具體位置及破壞情況。

2)該整合礦井為高瓦斯礦井，采用地面瓦斯抽放系統(tǒng)對(duì)老巷積聚瓦斯進(jìn)行抽放，降低了老巷瓦斯?jié)舛?，保證了巷道掘進(jìn)的安全。

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