瓦斯治理“掘钻运一体化”技术初探

孙玉龙

摘 要：隨着社会进步，技术发展，国家和企业越来越注重安全与效率，人们对生命健康的要求也越来越高。煤矿受自然条件限制，各种灾害严重威胁安全生产。特别像瓦斯灾害事故，破坏力极大，具有颠覆性，因此如何治理好瓦斯是一项极其重要的工作。何以解忧，唯有创新。解放思想，提高认识，积极接受新理念，新工艺，打破固有思维。坚持以问题为导向，积极开展技术创新攻关，逐步提高矿井治灾能力和效果，安全生产管理水平得到稳步提升。

关键词：安全;瓦斯治理;巷道掘进;创新;管理

引言

为有效解决瓦斯灾害煤矿生产接续紧张，灾害治理难度升级，安全经营压力巨大等问题，经过科学的论证，创新提出“掘钻运一体化”施工方案。传统的底抽巷前掘后钻施工工艺，巷帮钻场较多且施工困难，掘进和钻孔工程量大，巷道空间利用率低，钻机进出钻场和掘进进尺相互影响频繁。通过创新思路，优化方案，各治灾巷道取消了巷帮钻场，保证了近突出煤层岩巷“掘钻运一体化”快速施工。

1创新思路，优化方案保施工

1.1优化巷道布置

按照有利于综掘安全高效施工原则，合理选择巷道布置层位、坡度、断面及设备。巷道施工层位选择在距82煤层底板法距20-25m的铝质泥岩层位中，岩石硬度适中，施工平均坡度为10°上山，适宜综掘施工。巷道设备布置采取单轨吊、除尘风机及皮带机同侧上下布置，动力电缆敷设顶板居中布置，其它小线敷设皮带机架里侧布置，瓦斯管路及风水管路两帮布置，极大的争取钻机施工空间。巷道设计净宽5.0m、净高3.8m，三心拱形断面，取消了巷帮钻场，同时动态优化巷道支护设计，支护形式为锚杆+锚索+黑塑网+钢筋网+喷，锚杆规格Φ22L2800mm，间排距800×800mm;锚索采取“505”布置模式，规格Φ17.8×6200mm，间排距1300×1600mm，利用地质探查期间集中喷浆，大大提高了掘钻空间使用效率。

1.2优化钻孔施工

1.2.1优化地质探查钻孔施工

采用ZDY6500LP（A）钻机地质探查，实现迎头探查快进快出高效施工，在保证有效探清煤层赋存的前提下，掩护距离不少于75m、探查时间不超过6个小班，每月地质探查次数不超过2次，减少停头探查影响。

1.2.2优化瓦斯抽采钻孔施工

合理布置穿层钻孔，优化钻孔设计，巷道开孔有效的空间内，采取同一列上下邻近两孔同一高度开孔，两孔沿巷道走向前后错岔布置，有效利用有限的开孔空间。

1.3优化生产系统

采取供电系统掘钻机电设备独立供电;供水系统掘钻独立供应;排水系统建立一用一备双水仓集中排至大巷，皮带排矸后运连续化、行人及物料进出机械化，大大提高了生产系统保障能力和后运系统效率，为掘钻效率提供有力保障。

1.4优化装备选型

根据“掘钻运一体化”设计方案，巷道机械化施工装备配套方案优化为：综掘机破岩+干式除尘风机除尘+皮带机排矸（自移机尾）+柴油机单轨吊运料运人+长距离湿式喷浆机喷浆+全断面无极调整钻机。巷道“掘、装、运、喷、钻、除尘”工序实现机械化标配。

1.5优化煤矸分运。

为切实做到煤矸水三分离，巷道施工层位为泥岩，为避免后运系统出现滞眼、窜眼等制约安全生产因素，掘进后运系统确保无水掺入，规范掘进迎头用水、巷道洒水、顶板淋水、喷雾管理;规范钻屑清理、堆放、沥干、装运流程。本着安全经济效益最大化原则，打钻冲煤产生的大量煤屑，采取分开清理堆放，煤屑及时装集装箱转运至地面主运皮带。既保证系统安全，又创造效益。

1.6优化施工组织

坚持正规循环，固化施工模式，稳定生产秩序。以安全生产原则为前提，不抢进度，不破循环，稳打稳扎，确保正规循环，根据巷道施工条件，优化作业方式，圆班采用“三八制”作业方式和“233”施工模式，巷道掘进早班进尺2排，中夜班各3排，每月进尺不少于150m。掘进单轨吊进料集中在早班检修期间，钻孔施工早班集中在皮带机对侧，保证单轨吊进料从皮带机上方通过。打钻圆班进尺不低于150m/台，月进4500m。抓好工序转换无缝对接，提高工时利用率。

2过程管控，强化监督提质量

2.1严格掘进施工质量标准

掘进工程严格按照“掘钻运一体化”设计要求，高标准创建标准化示范头，从切割成型、锚杆布置、水沟掘砌、吊轨敷设、管线吊挂、皮带延接等，严格按线施工，同时加强顶板管理，加强锚杆监测、围岩变形观测及顶板岩性探查，实时追踪支护情况，动态调整施工层位，保证巷道施工质量，确保动态达标。

2.2严格钻孔施工质量标准

打钻工程严格控制开孔位置、角度方位、钻孔轨迹、封孔质量，保证成孔率和瓦斯抽采浓度。钻孔布置巷道内每5m一列钻孔，每列钻孔孔间距上下0.4m，左右0.5m，做到“横成排，竖成列”，最低钻孔距离底板不小于2m。推广使用开孔定向仪、钻孔轨迹仪，提高钻孔施工精度，确保钻到位。钻孔施工结束30分钟内进行封孔、注浆、连管、抽采，做到打一个、封一个、合一个、抽一个。

2.3强化过程监督检查考核

利用视频和现场检查相结合对掘进施工动态监督、钻孔实施全程视频监控录像，对钻孔开孔、穿煤、冲孔泄压、下帅管、封孔合茬、注浆等关键环节全程监控。

3科学组织，协同推进取成效

3.1优化方案节省投资

传统工艺巷道需施工左右帮钻场共计90个，钻场巷道工程540m。钻孔在钻场施工，扇形布置钻孔较长，对应钻机及钻场尺寸较大。“掘钻运一体化”设计可节省钻场巷道540m，节省钻孔68600m。每米巷道按2万元，540*2=1080万元;钻孔按每米0.0175万元，68600*0.0175=1200.5万元，合计可节省资金2280.5万元。

3.2科学组织减少工期

合理组织掘进和钻孔施工，取消钻场施工后降低了掘进施工难度，提高了掘进单进效率。传统底抽巷施工钻场进尺最高120m/月，取消钻场后单进可提高到150m/月，减少岩巷施工工期7个月以上。

3.3协同配合取得成效

掘进和打钻一体化配合减少了相互影响，掘进单进150米/月，钻探单机台效单进4500米/月，取得进尺和治灾协调高效的良好效果。

4结束语

综上所述，通过解放思想，创新发展模式，采用“掘钻运一体化”快速施工方案即六项工程优化，三个质量控制，一个协同推进的落实，取得了不俗的效果。提高瓦斯治理的效率和效果，大大节约了生产成本，培育了一批高素质人才，证明该方案是科学可行的，是形式有效的。下一步将继续全面推动创新成果转化，加强技术成果总结，对新工艺，新装备，创新管理理念进行推广。创新驱动、科技兴企必将持续发力。将继续加大人才培育、科研攻关，引智借力，破解难题，作为争先发展的关键。将继续深化科学管理、抓好政策的制定、推进和落实;牢固要树立“一盘棋”思想，认真落实分工协作机制，各司其职、各负其责。建立高效发展的工作格局。切实补齐短板，全面推进矿井安全高效发展。

参考文献：

[1]马丕梁，煤矿瓦斯防治技术手册，化学工业出版社，2007年5月.

[2]国家煤矿安监局，防治煤与瓦斯突出细则，2019年10月.

[3]GB/T35056-2018，煤矿巷道锚杆支护技术规范，2018年8月.

（淮北矿业（集团）有限责任公司 工程处钻探分公司，安徽 淮北 235000）