超前鉆孔排放瓦斯技術在巷道掘進揭穿老巷中的應用

刑秉江

（山西陽煤集團翼城上河煤業有限公司， 山西 翼城 043500）

老的巷道一直都會貫通在新掘進的煤礦巷道中，并發揮重要的作用。但是，由于多數巷道封閉的時間非常長，巷道內部的情況也不簡單。因此經常會在內部積聚大量的有害氣體。在實際操作的過程中，尤其需要考慮將貫通內部的瓦斯濃度控制在標準范圍內，這是很多煤礦專家都一直在考慮的問題。但是，在現實條件下，由于很多救護隊員沒有能夠及時進入到老巷內部，所以并沒有辦法通過提前預透老巷來恢復通風。本文結合實際案例研究出一種新的瓦斯排放技術，希望能夠給廣大煤礦工作者提供更好的參考性意見。

1 鉆孔瓦斯排放概述

整個鉆孔瓦斯的排放順序如下：先在一個封閉平面巷道內部打上兩個孔，先向一個孔內加壓，再從另外一個孔洞內向外部泄壓，最終形成一個壓力排放的循環路線。一般在正壓的作用下，主要沿著膠管-壓風鉆孔-老巷-泄壓鉆孔-掘進工作面的順序來進行流動[1]。通過這樣的操作，老巷預透點區域內部所聚集的瓦斯就會被壓入空氣中，并不斷地流動。之后再沿著泄壓鉆孔的順序來回到風道。通過調節壓風管閥門的大小則可以調節風的壓力，之后可更好地控制鉆孔過程中排除瓦斯的數量。

其中掘進工作面和回風流內部的瓦斯濃度都會被控制在一定的范圍內。整個鉆孔瓦斯排放的原理如圖1所示。

2 實際案例運用

2.1 煤礦主要情況

作為一個3層的煤礦，內部的瓦斯多數被認定為低瓦斯的礦井。一般井田內部的瓦斯含量也較低。又因為井田內部各個煤層埋葬得非常深，煤層內部又會存在巖漿，所以局部煤炭的變質程度就會變得很高，甚至會在內部存在較高的瓦斯帶。其中，2302回風巷道掘進的221 m將和1308巷道處于貫通的狀態。整個1307巷道已經被封閉了3年。在開采過1307工作面之后，會因為采空區頂板出現垮落的現象，最終使得巷道壓力在短時間內增加，因而上部出現裂縫。

圖1 鉆孔排放技術示意圖

雖然整個1307工作面沒有出現氣體超標或者其他類型的自然災害，但是整體在使用的過程中還是會出現諸多問題。多數的老巷道內部都會存在不同類型的氣體。整個1307工作面在完成開采過程之后都不能夠排放出有害的氣體。如果救護人員沒有能夠在第一時間進入到老巷道內部，也就沒有辦法對巷道內部進行通風。可以先在2302巷道和1307巷道之間貫通5 m的氣體，先全面對預透老巷通風，這樣才能夠更好地保證整體通風。注意在貫通2302回風巷和1307回風巷道之前先對現場的情況進行探查，之后再暫停掘進的工作。另外，在鉆孔之前要先檢測整個巷道的情況，在了解到內部有害氣體情況之后再確保下一步施工過程能夠更加順利地進行。

2.2 鉆孔瓦斯排放判別條件

常用的鉆孔瓦斯排放判別條件主要包括如下幾個方面：

第一，可以先從鉆孔的內部向外部貫通風量，之后再有效地貫通瓦斯之間的連接點，這樣才能夠讓瓦斯隨時向外涌出。如果在鉆孔的過程中，其氣體的濃度達到了一定的標準，那么內部瓦斯的濃度則不會超過限制，所以也就能夠使得貫通的過程變得更加安全。

第二，如果巷道內部的瓦斯濃度超過了一定的量，那么可以先在巷道內部進行壓風的操作，就會從沿著一側的鉆孔中排放出更多的瓦斯。而在此過程中，瓦斯則會被逐步壓入風流中被稀釋，如果瓦斯濃度降到規定安全值以下，方可實現安全貫通。

3 鉆孔探測的主要步驟

3.1 利用鉆機打鉆

可以在掘進工作面內部風筒的一側先選擇一個合適的檢測孔，之后再有效地進行打鉆。如果鉆孔機加工的位置到達老巷之后，再采用專業的儀器來檢測巷道內部的情況，并在之后抽取適量的氣體。配合檢查二氧化碳和其他氣體的關系，之后再將適當的氣體輸送入氣囊之中，再運用甲烷檢測儀進行檢測。一氧化碳檢測儀、硫化氫檢測儀和其他儀器來檢測內部氣體的情況。如果確定氣體不存在異常，則可以繼續在另一側進行施工。

3.2 輸送氣體

當風控第一個孔施工到位之后，先用專業的壓風管插入風筒之中，之后再深入到檢測孔內部，運用檢測機器將風送入到老巷內部。之后再開啟另一側壓風管的門，再向檢測孔內壓入適量的風。之后再將老巷內部的氣體輸出到檢測孔的外部，并配合檢測氣體的濃度。

3.3 向檢測孔內壓風

在鉆孔完成之后，需要先開啟壓風管的法門，之后再向檢測孔的內部進行壓風，并根據實際情況增加風量。專職的瓦斯檢驗員一定要及時檢查掘進工作面的風流和巷道回風流內部的氣體濃度，將不同類型的檢測氣體的儀器放置在檢測孔開口，并在設置濃度之后，要繼續向老巷道內部進行壓風，同時注意控制壓風排放的時間。

3.4 檢測后進行處置

如果確實在檢測的過程中發現了具有瓦斯濃度的有害氣體，則應該先撤出工作人員，之后再由瓦斯檢查人員和救護人員緊盯著現場開始作業。可以先在原來風筒的一側打上檢測孔，再在檢測孔上下兩側0.5 m的位置來進行鉆孔。同時，也需要在鉆孔另外一側的鉆孔處鉆取5個孔，之后再在3個鉆孔下方布置1寸的鋼管，從短到長分別布置10 m、15 m和20 m的鋼管。再將壓風管和鋼管鏈接在一起，分別進行壓風。之后，運用壓風管內部的法門來控制風量的大小，并在之后控制巷道內部氣體的濃度。不能夠讓它超過氣體濃度的最高值，之后再按照相關的要求來掘進施工。一定要在查明老巷道的基礎上確定周圍的環境，之后才能夠繼續進行施工[2]。

4 結語

通過結合山西煤礦2302回風巷掘進和1307探巷貫通的實際現象，才能夠有效地解決在巷道瓦斯排放過程中出現的各種問題，從而保證煤礦安全地生產。