突出煤層煤巷快速掘進技術(shù)分析

郭勇

【摘 ?要】煤礦資源時我國的經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)資源，具有重要的作用和價值，隨著煤礦開采量的增大，地表淺層的煤礦資源開采量逐漸減少。因此，地下深層次的礦產(chǎn)資源開發(fā)成為煤礦企業(yè)的未來發(fā)展趨勢。深部礦產(chǎn)資源的開發(fā)過程中，開采難度很大，會面臨很多突發(fā)情況，危險系數(shù)很高，對煤層煤巷的掘進施工技術(shù)有著較高的要求。突出煤層煤巷如何實現(xiàn)快速掘進，保障掘進效率和質(zhì)量，是相關(guān)煤礦企業(yè)需要面臨和解決的重要的問題。

【關(guān)鍵詞】突出;煤層煤巷;快速掘進;技術(shù)分析

前言：

突出煤層煤巷掘進施工中，實現(xiàn)高效和快速的掘進是煤礦企業(yè)關(guān)注的重點問題，也是不斷探索和追求的最終目標(biāo)。在煤巷掘進施工中，采取合理的技術(shù)手段，對消突工作和掘進工序進行合理的安排是解決問題的關(guān)鍵[1]。可以促使煤礦企業(yè)在很短的時間內(nèi)高效的完成掘進目標(biāo)，為順利開展掘進施工爭取更多的時間。煤與瓦斯突出問題給深部礦產(chǎn)資源的開發(fā)帶來了阻礙和困難，也威脅著采礦工作人員的生命安全。因此，加強突出煤層煤巷掘進技術(shù)的研究與分析[2]，提升掘進施工的速度和質(zhì)量具有一定的緊迫性。

1突出煤層概述

深部煤礦開采工作中，從煤巷壁巖部位和采掘工作面瞬間噴發(fā)大量的瓦斯氣體和煤巖物質(zhì)的現(xiàn)象被稱為煤與瓦斯突出，也被稱作突出煤層。發(fā)生煤與瓦斯突出的同時伴有劇烈的動力現(xiàn)象和巨大的聲響，不利于煤礦礦井安全作業(yè)，也嚴(yán)重威脅著井下工作人員的生命安全。發(fā)生煤與瓦斯突出問題的原因有很多，其中煤層的自身結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造、煤層的賦存條件是重要的影響因素，煤與瓦斯突出發(fā)生之前并無明顯的預(yù)兆，發(fā)生在瞬間，在煤層巷道掘進施工中多發(fā)。

2礦井突出煤層煤巷掘進施工概況

突出煤層掘進施工中，目前的防突技術(shù)主要有超前排放鉆孔技術(shù)、深孔控制爆破技術(shù)、預(yù)抽瓦斯技術(shù)等等，在防治瓦斯突出的工作中發(fā)揮著重要的作用，并且效果明顯。但是整體的掘進速度緩慢，不利于掘進工作效率的提高。利用以上的防突方法，某礦井每月實現(xiàn)了每月掘進50-60m，同時采掘接替環(huán)節(jié)也受到了影響。原因是運用超前排放鉆孔技術(shù)，孔長在10-25m，在施工中應(yīng)用專業(yè)的鉆機設(shè)備，隨著采掘深入，導(dǎo)致鉆孔出現(xiàn)了變形和坍塌，阻礙了瓦斯的排放，需要采取頻繁的措施才能保證效驗超標(biāo)監(jiān)測在合理的范圍。另外，深孔控制爆破技術(shù)應(yīng)用中，僅適合在一些軟弱巖質(zhì)結(jié)構(gòu)，并且殘渣形成率很高，技術(shù)推廣比較困難。預(yù)抽瓦斯技術(shù)耗時很長，影響煤層煤巷掘進速度，也不具備大量普及和推廣的條件。

某礦井結(jié)合煤層的賦存特點和瓦斯突出情況，采用邊抽邊掘與水力沖刷相結(jié)合的方式，開展煤層煤巷采掘的效率研究，最終發(fā)現(xiàn)，采掘進度由原來的52m/月提升到了100m/月，在保障防突效果的同時，大大提升了煤巷掘進速度。經(jīng)濟效益和社會效益得到了明顯的提升，具有一定的技術(shù)普及和推廣價值。

3水力沖刷綜合防突技術(shù)的原理

水力沖刷綜合防突技術(shù)的原理是將煤層巷道兩側(cè)的煤體和瓦斯進行邊抽邊掘與鉆孔抽放同時進行，利用水力沖刷的原理，對工作面的前方煤體進行卸壓和瓦斯排放，此種技術(shù)屬于主動防突技術(shù)。

技術(shù)應(yīng)用過程中，需要預(yù)先打孔，打孔后對其注入高壓水，利用水的沖擊力將煤炭與瓦斯沖出孔內(nèi)，具有一定的卸壓效果和瓦斯排放作用。作用原理是高壓水具有一定的動力效果，對煤體造成沖擊后導(dǎo)致煤體疏松，減小了集中作用力，卸壓的寬度有所增加，所以防突效果十分明顯。利用高壓水對煤體進行沖擊，使煤體發(fā)生破裂，水的中刷作用將瓦斯和煤炭沖出裂隙，有助于瓦斯的釋放，有效的降低了瓦斯的壓力值。利用高壓水注入煤體，煤體結(jié)構(gòu)被水分濕潤，使其力學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變，而應(yīng)力也變得更加均勻，使煤巖的彈力性能變得舒緩，起到了防突效果。

基于以上分析可知，運用高壓水的綜合防突技術(shù)，合理的調(diào)控注水壓力，同時要合理的布置孔位，在工作面的前方固定范圍內(nèi)實現(xiàn)了有效的控制，促進應(yīng)力結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，目的是消除和降低煤與瓦斯突出的事故發(fā)生幾率，為煤層煤巷快速掘進施工創(chuàng)造穩(wěn)定與安全的環(huán)境。

4水力沖刷綜合防突技術(shù)應(yīng)用

4.1煤層煤巷掘進工程概況

以某礦井的運輸崗為例，煤礦煤層的厚度在6.4-9m左右，傾角為9-12°，該煤層的頂部巖層結(jié)構(gòu)為粉砂巖石，底板是粘土巖石，工程的掘進方向按照煤層的底板走向開展，主要應(yīng)用錨索與錨桿的聯(lián)合支護技術(shù)進行加固和支護，特殊的位置和部分需要結(jié)合人工作業(yè)，利用手鎬進行掘進施工。經(jīng)過檢測與分析，該煤層的瓦斯成分含量為13.71-16m3/t，應(yīng)用的防突技術(shù)是在掘進施工期間，利用排放鉆孔和瓦斯抽放的聯(lián)合防突技術(shù)，每月正常的掘進進度為52m。

4.2技術(shù)應(yīng)用分析

（1）合理布置防突鉆孔位置。煤層巷道掘進施工中，需要在巷道兩面設(shè)置抽放鉆場，每隔30m布置一個。鉆場的布設(shè)應(yīng)該有其標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格，寬度、高度、深度分別是3m、2.4m、4m，鉆場中應(yīng)該布設(shè)4個鉆孔。孔徑在107mm左右，而鉆孔的深度為54m。

（2）合理的設(shè)置高壓水力沖刷參數(shù)。技術(shù)人員首先需要對該煤層的應(yīng)力情況和煤質(zhì)硬度情況進行分析，確定該煤層煤巷的軟硬煤層分布，運用MYZ-150型號的鉆孔機進行打孔。采用高壓泵進行供水，沖水過程中，壓力值調(diào)至12MPa，每分鐘的沖水量為60L。

（3）補充措施。效驗環(huán)節(jié)，如果檢測出有煤與瓦斯的突出危險，需要采用密集排放鉆孔技術(shù)進行防突，如果沒有檢測出突出危險，可以采用手鎬繼續(xù)掘進作業(yè)。

（4）掘進速度考察。在突出煤層煤巷快速掘進施工中，利用水力沖刷防突技術(shù)，進一步提高了防突的效果，也優(yōu)化了防突的工藝流程，整個技術(shù)的執(zhí)行時間縮短，同時掘進速度有明顯的提高，有原52m/月提升至100m/月，為煤礦企業(yè)節(jié)約的大量的經(jīng)濟成本，同時也提高了經(jīng)濟效益，確保煤層掘進施工的安全進行。

結(jié)論：

突出煤層煤巷快速掘進施工中，應(yīng)用水力沖刷技術(shù)具有良好的防突效果，也保障了掘進施工進度，提升了生產(chǎn)效率，也有效的緩解了采掘接替緊張的問題，大大提升了煤礦開采企業(yè)的經(jīng)濟效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]周軍民.突出煤層煤巷快速掘進技術(shù)的實踐[J].中州煤炭，2008（06）：73-74.

[2]向龍江.突出煤層快速掘進技術(shù)分析[J].煤，2004（02）：47-48.

（作者單位：貴州省盤州市盤江精煤股份有限公司金佳礦佳一采區(qū)）