加快瓦斯巷掘進優化研究

周 飛

（重慶能投渝新能源有限公司打通一煤礦， 重慶 401445）

引言

打通一礦為煤與瓦斯突出礦井，根據規定，需提前施工瓦斯巷，對煤層施工條帶孔預抽，以保證煤層巷道安全掘進，打通一礦2017年瓦斯巷掘進計劃4 680 m，約占全年進尺比例25%。因瓦斯巷巷道斷面大，增加了巷道掘進排矸工程量，延長了工期，導致巷道掘進速度慢，因此能否優化巷道斷面問題，已成為提高掘進單進與加快投產的關鍵。經過研究，以南二區206瓦斯巷為實驗巷道，對巷道斷面、瓦斯巷出矸方式進行優化，經過試驗，與未優化前已掘南二區瓦斯巷進行對比，取得了一定好的效果和經驗，為加快打通一礦新采區工作面投產打下了良好的基礎。

1 原有瓦斯巷掘進條件

原南二區瓦斯巷設計斷面采用BYG-30×30，（見圖1）巷道凈斷面積為8.11 m2，設計在茅口灰巖頂板線8 m以下沿茅口灰巖傾角掘進，采用炮掘施工。其中上段在南二區集中皮帶巷開口，與南二區總回風巷聯通形成回風系統；下段在南二區-50 m邊界總回風巷開口，施工20 m平巷后，茅口灰巖傾角施工。

圖1 瓦斯巷斷面圖（mm）

1）地質瓦斯巷在茅口灰巖中施工，茅口灰巖巖性為灰至深灰色，厚層塊狀，致密堅硬，節理發育，其頂部發育較多古巖溶，巖層傾角5°～15°，南傾見下頁表1。

2）水文：施工巷道時，因均在茅口灰巖中掘進，由于古溶洞的存在，加之裂隙、斷層等切割，并有高濃度瓦斯、局部區域賦存地下水，應高度重視，必須堅持“先探后掘”的原則掘進。

3）瓦斯：根據礦掘進地質資料統計，預計該巷正常掘進時，瓦斯涌出量為0.5 m3/min。

2 優化前的掘進狀況

優化前原南二區瓦斯巷受到斷面、矸石等的影響，影響了巷道的正常掘進。原瓦斯巷掘進進度較慢，以2013年6月、7月、8月為例，其中最低月進尺85 m，最高月進尺102 m，平均月進尺只有94 m/月，嚴重影響該巷的正常掘進，如果遇到出矸、運輸等方面的影響時，則掘進進尺更少。

南二區瓦斯巷掘進優化前，采用人工配合耙巖機裝巖，配合側卸式礦車運輸。由于巷道坡度及斷面較大，掘進矸石多，每出矸一車需要時間長達6 min，礦車由斜坡提升后，在平巷內由人力推車至南二區集中皮帶巷。南二區集中皮帶巷內采用絞車運輸至矸倉排矸，礦車排矸周期較長，導致瓦斯巷出矸緩慢，不便于工作面排矸，由于磧頭不能及時排矸，影響磧頭正常掘進。

為保證南二區工作面按時投產，需加快現瓦斯巷掘進，以提前施工條帶孔，優化現瓦斯巷斷面及排矸方式，以加快瓦斯巷掘進，提前施工條帶孔。

3 優化實施過程

為了加快施工進度，提高單進水平，南二區S206瓦斯巷在原來的基礎上進行優化，具體實施如下。

表1 瓦斯巷地層綜合柱狀圖表

3.1 巷道斷面積優化

通過研究，結合現有乳化液鉆機及現場施工條件，對S206瓦斯巷斷面進行優化，將巷道斷面由原有的BYG-30×30斷面修改為BYG-28×28斷面（見圖2），斷面積由原有的8.59 m2減小為7.53 m2。每米瓦斯巷掘進減少2.12 m3排矸量。優化后的斷面能滿足瓦斯巷抽采孔的施工條件。

圖2 瓦斯巷優化后斷面（mm）

經過優化，縮減了巷道斷面積，減少了炮掘施工中巷道炮眼個數，減少出矸量，縮短了出矸時間，加快了磧頭的掘進。

3.2 巷道排矸優化

通過改進現有排矸方式進行優化，在瓦斯巷上段平巷內安裝曲軌及皮帶，將現有側卸式礦車提升排矸優化為側卸式礦車配合曲軌，由上平巷絞車拉至變坡點后，經過曲軌排至排矸溜子處，經溜子及皮帶運至南二區集中皮帶巷皮帶，由皮帶直接運輸至南二區集中皮帶巷矸倉內。優化裝矸后，減少了上瓦斯巷上平巷人力推車及絞車下放至矸倉的時間。集中絞車對磧頭排矸，減少耙磧頭的時間，減少了磧頭矸石的堆積量，減少了工人勞動強度，縮短了輔助作業時間，提高了掘進率，減少了材料的不必要消耗（見圖3）。

優化排矸方式后，減少了瓦斯巷掘進中人力推車工程量，降低了平巷人力推車及絞車運輸的安全威脅，確保了巷道掘進安全，保證瓦斯巷掘進工作有序進行。

圖3 南二區206瓦斯巷上平巷布置圖（mm）

4 優化實施效果

南二區206瓦斯巷采用BYG-28×28斷面，采用側卸式礦車配合曲軌后，提高了循環單進。優化后平均月進尺126 m/月（見表2）。

表2 南二區瓦斯巷進尺統計表

南二區S206瓦斯巷優化原有斷面，修改為BYG-28×28，采用側卸式礦車+曲軌裝矸，優化后采用皮帶運輸；經過與南二區S205瓦斯巷進行對比可得，縮小斷面后，巷道進尺得到提高，巷道月單進提高32 m，提高了34%，提高幅度較大，效果十分明顯。

南二區206瓦斯巷因縮小巷道斷面，減小了因開采深度過深而導致礦壓過大對巷道頂板壓力集中，頂板破碎，采用小斷面掘進瓦斯巷，既能滿足瓦斯抽采孔施工的需要，也能減小礦壓對巷道的損害，采用此方法，既減小了工人的勞動強度，保證了安全生產，增加了經濟效益。

5 結論

經過對瓦斯巷掘進優化研究，在優化瓦斯巷巷道斷面、合理優化排矸方式后，滿足了鉆孔施工條件，更能減少巷道的出矸，為提高掘進進度打下了良好的基礎，提高了單月進尺，最高月進尺達到132 m，加快了出矸速度，縮短了投產工期，大大減輕了勞動量，真正做到了優質、安全、高效、快速、低耗施工。

因此，新開辟采區瓦斯巷采用BYG-28×28斷面，側卸式礦車+曲軌排矸+皮帶排矸具有較好的推廣應用價值。