超前鉆孔排放瓦斯技術在巷道掘進揭穿老巷中的應用

宋云輝

摘 要：本文以某礦2302回風巷掘進與1307探巷（老巷）貫通為研究對象，利用超前鉆孔技術對老空巷道內積聚的瓦斯及有害氣體進行排放，解決了掘進工作面遇老巷，無通道提前對老巷進行瓦斯排放的問題，不僅提高了掘進工作揭穿老巷的速度，確保了巷道的通風安全，還創造了良好的經濟效益，為掘進巷道揭穿老巷時提供一定的借鑒。

關鍵詞：超前鉆孔;排放瓦斯

0 引言

煤礦掘進過程中經常出現新掘巷道貫通老巷的情況，由于老巷封閉的時間較長，巷道內情況復雜，往往會積存大量的瓦斯等有害氣體。對于如何排放老巷內積聚的瓦斯等有害氣體，將貫通點的瓦斯濃度控制在礦井有害氣體安全標準以內是保證巷道安全貫通的關鍵。在現場實踐中，有些老巷比較特殊，不具備啟封密閉排放的條件，救護隊員沒有通道進入老巷內，無法提前預透老巷進行恢復通風從而排放瓦斯，只能采用特殊的方法進行排放預透點的瓦斯。本文根據山西某礦2302回風巷掘進與1307探巷（老巷）貫通的現場實際研究，研究出了一種新的瓦斯排放技術-鉆孔排放瓦斯技術。

1 巷道掘進概況

該煤礦主采3煤層，瓦斯等級鑒定為低瓦斯礦井。該井田瓦斯含量較低，但由于井田內各煤層埋藏較深，又有巖漿巖侵入，局部煤的變質程度高，會有較高瓦斯帶存在。2302回風巷巷道掘進221m將與1307探巷（老巷）貫通，1307探巷現已封閉3年，在1307工作面推采過后，由于采空區頂板跨落，巷道壓力增加密閉會出現裂隙，造成1307探巷與1307工作面采空區氣體相連通，雖然1307工作面在生產期間未發現有害氣體超標及煤炭出現自然現象，但由于1307探巷封閉時間較長，老巷內情況不明，1307工作面推采過后又不具備通過啟封密閉排放有害氣體的條件，救護隊員沒有通道進入老巷內，無法提前對預透老巷進行通風，為確保巷道安全貫通，在2302回風巷與1307探巷貫通前5m，停止掘進工作，需進行鉆孔勘探檢測，掌握需貫通巷道內有害氣體情況，以確保巷道下一步施工安全。

2 鉆孔瓦斯排放原理

2.1 鉆孔排放理論分析

鉆孔瓦斯排放是在一個平面對封閉的巷道打兩個鉆孔，一個孔向里加壓，則另一個孔將向外泄壓，形成了壓風流的一個循環路線，在正壓的作用下，高壓風流沿：膠管→壓風鉆孔→老巷內（預透點區域）→泄壓鉆孔→掘進工作面→掘進回風流方向流動，老巷預透點區域內積聚的瓦斯逐漸被壓入的風流稀釋，并沿泄壓鉆孔帶入回風道，通過壓風管閥門調節壓風大小的方式來控制泄壓鉆孔瓦斯排出量，使掘進工作面及其回風流內的瓦斯濃度不超限，如圖1所示。

2.2 鉆孔瓦斯排放判別條件

①若鉆孔內向外出風，則揭穿貫通點的瓦斯向外涌出;若鉆孔中的氣體濃度不超限，則揭穿貫通點區域內的瓦斯濃度不超限，可以安全貫通。

②若鉆孔中的瓦斯濃度超限，通過套管壓風后，沿另一側的鉆孔將有大量瓦斯排出或瓦斯逐漸被壓入的風流稀釋，直至瓦斯濃度降到規定安全值一下，方可安全貫通。

③若鉆孔向里進風，說明老巷中有其他漏風通道，通過鉆孔進入的新鮮風流將貫通點區域內的瓦斯壓出或稀釋，則揭穿貫通點將不會積存瓦斯或其他有害氣體的，可以安全貫通。

3 鉆孔探測步驟

①首先利用鉆機，在掘進工作面風筒一側選定檢測孔位置進行打鉆，通過鉆機鉆孔進入老巷后，然后由瓦斯檢查員使用光學瓦斯檢測儀，利用瓦斯探杖深入檢測孔內抽取氣樣，檢測瓦斯和二氧化碳氣體情況，然后進行采集氣樣至氣囊后，在使用多種氣體檢測儀（甲烷、一氧化碳、氧氣、硫化氫）進行檢測其他氣體情況，在確保氣體無異常后，再按照要求位置繼續施工另一側檢測孔。

②當非風筒側的第1個鉆孔施工到位后，先使用Φ10壓風管路插入風筒出風口側的檢測孔內，送入老巷中，再開啟壓風管閥門向檢測孔內壓風，老巷內的氣體將沿另一側的檢測孔向外涌出，然后檢查氣體濃度情況，在各項氣體不超標的情況下，關閉向檢測孔內的壓風，施工第2個鉆孔。

③鉆孔施工完畢后，開啟壓風管閥門向檢測孔內壓風，風量要逐漸增加，不能忽大忽小，嚴禁一風吹，現場專職瓦斯檢查員要不定時的檢查掘進工作面風流及巷道回風流的氣體濃度，并將多種氣體檢測儀懸掛在2個回風檢測孔處，在氣體濃度符合標準的情況下，繼續向老巷道內壓風，因老巷內排出的風量摻入了壓風，排出的氣體濃度要比原老巷道內的氣體濃度小，所以壓風排放時間要控制在30分鐘以上（最少不得小于30分鐘），方可繼續施工。

④如果檢測出老巷道內瓦斯濃度及其他有害氣體超限時，要立即停止工作，撤出人員，由通防管（下轉第100頁）（上接第98頁）理人員、瓦斯檢查員和救護隊員盯靠現場指揮排放作業;首先分別在原風筒側打的檢測孔上下兩側0.5m處施工2個鉆孔;在工作面另一側檢測孔處施工5個鉆孔，然后對3個鉆孔下1寸的鋼管，長度分別為10m、15m、20m，由短到長自下向上排列分布，如圖2所示，再將壓風管接入鋼管，分別由短到長進行壓風，檢測另一側6個鉆孔排放出的瓦斯及其他有害氣體情況，通過壓風管閥門控制風量調節巷道內氣體濃度不超過《規程》礦井有害氣體最高允許濃度標準，直至瓦斯及其他有害氣體濃度不超限，再按照要求繼續掘進施工，巷道揭穿時應小斷面貫通，查明老巷內情況，確定安全的情況下，方可繼續處理尾工。

4 結論

①根據巷道掘進貫通老巷，對老巷瓦斯采用鉆孔排放，打破原有的瓦斯排放方法，以壓風稀釋、壓風排放為切入點，對貫通點處的瓦斯進行有效排放，既從源頭上消除貫通點瓦斯隱患，提升了掘進速度，又減少了人工人力，滿足了安全排放的規定標準。

②以山西某礦2302回風巷掘進與1307探巷（老巷）貫通的現場實際研究，對鉆孔排放老巷瓦斯進行了現場實踐，有效解決了礦井掘進工作面揭穿老巷瓦斯排放問題，為煤礦安全生產提供了寶貴的經驗。

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