过老巷安全技术探讨

秦世通

为了加快煤矿规模化和现代化建设，我国加大了煤炭资源整合力度，使煤矿的安全生产水平得到提升，整合后矿井需对原小煤矿残留煤进行复采，但由于原来小煤矿管理混乱，技术落后，遗留有很多废弃巷道，给煤炭资源的复采造成了很大的困难，尤其对巷道掘进安全构成很大威胁。因此，在残留煤开采过程中，老巷破坏区的勘探方法及安全措施的研究，对提高矿井产量和效益、煤炭资源采出率，实现矿井持续稳定发展有普遍意义和实用价值。

1 概况

山西泽州天泰坤达煤业有限公司属于资源整合矿井，为开采天圣煤矿残留的3#煤层，要将原天户煤矿的五盘区巷道与天圣煤业保留的可用生产巷道进行贯通。巷道在掘进过程中会遇到小煤矿遗留的扩帮放顶巷道，由于原有小煤矿地质资料不全，扩帮放顶巷道的具体情况和位置不详。通过对该矿采(古)空区积水、积气调查可知：由于采空区长期处于密闭状态，残留煤柱和部分围岩中的瓦斯和二氧化碳等气体逸散后均聚集在采空区内，采空区内积存有一定瓦斯和二氧化碳气体，并且相邻煤矿采(古)空区存在积水及井田内3#煤层采空区有积水。由此可推断，扩帮放顶巷道中存在瓦斯和积水。根据该矿初步勘探，扩帮放顶巷道距五盘区巷道距离较近约为20 m，因此，在巷道掘进之前就要对扩帮放顶巷道进行钻探，确定巷道具体位置及探明巷道内瓦斯情况，对巷道积水进行排放，保证掘进的安全。除此之外，巷道内的瓦斯也对施工的安全造成很大威胁，因此，也要对巷道内的瓦斯进行处理。

2 探放水措施

钻探放水前，在提供水文地质平面图及剖面图的基础上，技术人员编制具体的探放水设计及安全技术措施。在探放巷道积水时，要求探水钻孔成组布设，并在平面图上呈扇形。钻孔终孔位置以满足平距5 m左右为宜，厚煤层内各孔终孔的垂距不得超过1.5 m。并根据实测巷道和扩帮放顶巷道标高，确定探放水钻孔方位、立角和孔深。为了方便排水钻孔要布置在巷道底部，钻孔沿倾斜方向向上钻进。探放水过程中及时收集钻进资料，并分析已施工的钻孔资料和放水效果，及时调整后续探水钻孔的施工方案，保证有效钻进，避免报废钻孔的出现，确保钻孔正常出水。钻孔位置见图1。

巷道掘进过程中，要及时进行地质及水文地质资料的搜集、整理和分析。探放水前，施工单位应加强钻孔附近的巷道支护工作，挖好排水沟;在施工打钻地点或其附近安装好专用电话;在确定探水孔位置时，必须由地测人员进行现场标定钻孔方位、立角及记录施工进度。特别危险的地段，还应预先掘安全躲避洞，制定撤人时避灾路线等安全措施，并做到人人皆知。探放水时，用链条钻或液压钻机与接杆钻杆按设计角度，向巷道积水区打钻。钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或钻眼中水压和水量突然增大、顶钻等异常时，必须立即停钻，但不得拔出钻具，应立即向有关部门和负责人汇报并派专人监测水情。如果发现情况危急，必须立即撤出所有受水威胁地段的人员。接近巷道3 m左右时，钻机应缓慢钻进，并注意观察。发现异常，立即停止钻进，防止损害钻探设备。放水期间，若扩帮放顶巷道积水标高高于巷道外口标高时，闸阀可直接与放水管相联，靠静压放水，否则用泵直排。在钻探过程中，钻孔突然与老空或旧巷穿透时，应停止钻眼作业(不可拔出钻杆)，并检查有害气体。当瓦斯浓度超过1%、CO浓度超过0.002 4%时必须立即停止作业，立即切断电源，从工作面撤离所有工作人员，及时向矿调度汇报;同时加强通风，确保掘进面有充足的新鲜风流。

图1 探巷钻孔位置图

3 老巷瓦斯治理措施

3.1 方案设计

本矿井为高瓦斯矿井，而扩帮放顶巷道为小煤矿的废弃巷道，巷道内积聚了大量瓦斯，因此，必须在掘进前采取一定措施降低瓦斯浓度，设计采用该矿原有的地面瓦斯抽放系统，在巷道掘进面安设瓦斯抽放眼，钻孔位置布置见图2。

图2 巷道边掘边抽钻孔布置图

具体步骤如下：

1)采用边抽边掘方式进行掘进，在离扩帮巷道20 m处布置1个钻场，进行打钻抽放。在巷道掘进过程中仍需打钻孔对巷道掘进方向的瓦斯进行抽放，进一步降低瓦斯含量。在回风巷内铺设1条219 mm抽放管，与地面抽放系统连接，抽到地面排放。

2)抽放管安设在回风巷右侧，距巷道底板300 mm，接头采用阀兰盘加胶垫连接。

3)在待掘巷道巷口设钻场，规格长3.5 m，高2.8 m，深4 m。在钻场内用TXU－150型钻机，平行于掘进方向打钻眼，钻眼外偏巷道中线9°～18°进行抽放，用螺纹胶管通过横贯连接到回风巷的抽放管路上，并在钻场处设置便于放水的设施。每班都要对管路进行检查、放水，并检查管道内瓦斯情况。

3.2 钻孔设计

钻孔间距：20～30 cm

钻孔孔径：d75 mm

封孔深度：≥4 m/孔

钻孔方位角度：9°、18°

钻孔倾角：与煤层走向平行。

3.3 钻孔安全施工措施

1)钻孔要严格按照钻孔设计的技术参数进行施工。

2)在施工过程中要明确1名钻机机长。机长要详细记录钻孔中的进尺、钻孔中的地质变化情况以及钻孔的技术参数情况。

3)机长严格按照打钻的施工工艺流程进行施工。避免为了赶时间、赶进度而违反正确的施工工艺流程。避免人为引发钻孔机械故障。

4)每班施工开始前，由机长负责检查钻机、供水系统、供电系统和钻机工具是否完好，避免任何系统和工具带病作业。

5)在钻孔施工过程中发生瓦斯顶钻时，不许立即退钻，而是要先待一会观察情况。如瓦斯顶钻现象好转，可继续钻进;如持续恶化，应加固钻机支撑并及时向有关部门和领导进行汇报。

6)在钻孔过程中如发生机械故障、地质故障时，应及时排除。如无法排除应及时报告有关部门，并请示解决办法。

7)所有打钻施工人员在钻孔施工过程中，都应绑好袖口，避免发生机械旋转发生机械人身伤害事故。

8)在钻孔施工中，加强供电、供水的管理;制定避免水淹巷道的安全措施。

9)要注意相互的人身安全，

在附近瓦斯超限时要撤除钻机人员，切断电源，进行处理。

4 小结

1)巷道掘进过老巷时，应先对老巷积水进行打钻孔探放，在探放水的同时，对老巷进行地质勘探，进一步确定巷道的具体位置及破坏情况。

2)该整合矿井为高瓦斯矿井，采用地面瓦斯抽放系统对老巷积聚瓦斯进行抽放，降低了老巷瓦斯浓度，保证了巷道掘进的安全。

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