掘進巷道過小窯空巷通風安全技術應用

張景萍

（晉華宮礦安監站，山西 大同 037003）

晉華宮礦11-1#層311 盤區21123 巷在掘進探巷期間，探巷100 m 后與11-2#層小窯探空，根據地質科人員查看探巷現場后分析：預計所見空區應該為一條空巷。為了確認小窯區域內的情況，確保311 西北部延伸區域的安全布置[1-7]，經研究后決定，21123 巷向前掘進直至貫通。

1 工作面概況

311 盤區位于礦井北部，共有7#層、8#層、11-1#層、11-2#層四層煤層。311盤區由311主扇供風，盤區進風量8083 m3/min，回風量8300 m3/min。21123 巷井下位于311 盤區11-1＃層，北部存在煤礦，西部存在煤礦破壞區，東部為11-1#層51121巷，南部為11-2＃層311 盤區延伸巷，上覆8#、7#層81125 采空區，下伏為11-2#層煤。

21123 巷設計長度為584 m，巷道斷面規格為4.2 m×2.6 m，支護形式為錨桿錨索支護。巷道采用機掘方式掘進，采用2×30 kW 對旋風機配套Ф600 mm 風筒對其供風，風機開一級，吸風量為350 m3/min，末端風為320 m3/min，巷道斷面8.5 m2，末端風速為0.63 m/s，全風壓風量為648 m3/min。

21123 巷 掘 進 至20 m 時，探 巷80 m 發 現 與11-2#層探通，鉆孔出風，孔內無水，孔內氣體含量：CO2為11.1%，CH4為1.2%，CO 為0%，O2為6.7%，H2S 為0%。探通小窯預計為小窯煤礦破壞區， 且煤礦已經于2001 年隔離封閉，破壞區及周圍目前未發現存在火區。11-1#層311 盤區21123 巷貫通前通風系統示意圖如圖1。

圖1 11-1#層311 盤區21123 巷貫通前通風系統示意圖

2 掘進探巷及貫通方案

2.1 探巷

依據地質科出具的探10 m、掘5 m 的探巷設計進行探巷，探明影響區域范圍內的小窯空巷的情況。

2.2 掘進方案

采用機掘方式進行掘進，掘至距小窯巷道2 m位置時停止使用機掘方式掘進，由救護隊員佩戴呼吸器采用風鎬作業，繼續掘進，直至貫通。

2.3 貫通方案

（1）貫通前的準備工作

貫通前，首先在貫通點附近準備臨時隔離密閉、防爆密閉和永久密閉的物料，預計共需10 車片石、2 車水泥、4 車沙子、10 根11#礦工鋼、3 m×0.4 m木板14 塊、風筒風帳2 塊。通風區在21123 回風繞道以里5 m 范圍內施工兩道風門，并將風門掛好，在風門外安裝一個壓差計，將負壓管連至工作面，并在工作面增加一臺CO傳感器和一臺氧氣傳感器。在巷道剩余5 m 貫通時，由通風區現場指揮啟動升壓，通風區負責控制調節斷面，要求調節風門內外壓差大于50 mmH2O。同時，在調節風門處備足量沙袋或粉煤灰袋，做到發生緊急情況能夠快速封閉風門。

貫通前，管路區為21123 巷提供完好的壓風系統，并將管路接至工作面。

貫通前，機掘三隊在巷口重新安裝兩臺風機，按要求接好電源，實現“三專三閉鎖”，并將風筒連至升壓風門處備用。

（2）貫通期間方案

貫通前由通風區測定21123 巷全風壓風量，并在貫通前風機啟動雙級，要求全風壓風量滿足需要，風筒末端距工作面不大于5 m，貫通時要求貫通斷面逐漸擴大到0.8×0.8 m2小口，不得全斷面貫通。

（3）貫通后的方案

貫通后，由救護隊負責探巷，根據探巷結果制定施工方案。11-1#層311 盤區21123 巷貫通后通風系統示意圖如圖2。

圖2 11-1#層311 盤區21123 巷貫通后通風系統示意圖

3 與小窯應急隔離方案

11-1#層311 盤區21123 巷與小窯巷道貫通后，采用2×30 kW 對旋風機通過設置均壓風門的方法構筑局部升壓系統杜絕小窯封閉區域內氣體向外擴散。均壓風門內外壓差為850 Pa，未發現小窯氣體泄入，雖暫時安全，但存在安全隱患，決定構筑密閉墻與小窯進行隔離。11-1#層311 盤區21123 巷密閉后通風系統示意圖如圖3。

圖3 11-1#層311 盤區21123 巷密閉后通風系統示意圖

（1）在小窯巷道東、西兩側距21123 巷1.5 m以外位置進行封堵，隔絕人員行走通道，同時避免風機停運后小窯氣體大量泄入。

（2）繼續向21123 巷正前方掘進3 m，清理、支護完成后將機組退至21123 巷靠風筒幫合適位置，不得影響密閉等工程施工。

（3）清理小窯巷道距貫通點東西兩側1.5 m 范圍并掏槽，要求將小窯巷道底部與11-1#層21123巷底部平齊，密閉底部掏槽不小于0.5 m，幫不小于0.2 m，頂部掏槽不小于0.2 m，槽口寬度不得小于密閉厚度。

（4）安排專人定期對21123 巷工作面風機吸風、末端風、全風壓風量進行測定，發現異常，及時處理，確保工作面風量、壓力滿足施工需要。

（5）封閉期間，安排救護隊員佩戴呼吸器現場監控隊組施工情況，發現無風、微風或風流反向、氣體超限等情況立即斷電撤人，并向礦調度室、通風區值班室匯報，未處理完成前嚴禁人員進入。

（6）封閉期間及封閉完成后，21123 工作面仍采用均壓通風系統，未經許可，嚴禁任何人員改變該工作面通風系統。

（7）21123 巷作業人員必須熟悉避災路線，掌握災害救護知識，在發生災害時，積極開展自救互救，迅速撤離災區，減少傷亡。入井人員必須掌握和熟悉自救器的性能、使用方法和注意事項，做到定期檢查，報廢的自救器及時更換，使其在災變中發揮作用。

4 密閉充填注羅克休

與小窯巷道貫通后，雖施工密閉將小窯巷道與21123 巷隔離，但是存在封閉區域氣體泄入巷道的可能，容易造成局部瓦斯、二氧化碳等氣體積聚，影響礦井安全生產，因此采用羅克休對密閉空間進行充填。期間，需要從11-1#層21123 巷向小窯巷道打孔，為羅克休充填做準備。要求先注A2、A4 孔，然后注A1、A3 孔，如圖4。

圖4 11-1#層311 盤區21123 巷鉆孔布置示意圖

（1）A1 孔：在21123 巷交小窯巷道以北1 m處開口，開口位置距底板1.2 m，仰角5.7°，方位角243.4°。

（2）A2 孔：在21123 巷交小窯巷道以北1 m處開口，開口位置距底板0.6 m，仰角11.3°，方位角228.8°。

（3）A3 孔：在21123 巷交小窯巷道以南1 m處開口，開口位置距底板1.2 m，仰角5.7°，方位角296.6°。

（4）A4 孔：在21123 巷交小窯巷道以南1 m處開口，開口位置距底板0.6 m，仰角11.3°，方位角311.2°。

5 效果分析

（1）通過采用綜合通風安全技術措施，使21123 掘進工作面順利通過了廢棄小窯空巷，有效防止了采空區氣體外泄，并且采用密閉隔離與填充的方式，使得21123 巷與小窯破壞區得到了充分的隔離，杜絕了在回采過程中破壞區內氣體的泄入，為工作面安全回采創造了條件。

（2）通過對掘進巷道過小窯老巷的通風技術研究及應用，為今后過小窯巷道提供了寶貴的經驗，具有一定的推廣應用價值。