掘进工作面过老巷安全技术措施

刘 欢 杨尚波 李元伟

（枣庄矿业集团高庄煤业有限公司，山东 济宁 277605）

1 工作面概况

高煤公司3301工作面对应地面北部为高煤公司、洗煤厂和高庄公路，工作面北翼地面为村庄拆迁废墟和农田，随后穿过湖东大堤进入昭阳湖，南翼大部分地面范围在昭阳湖水域内，其他为小岛和芦苇荡。地面标高为+33.10～ +35.90m。3下301工作面材料巷位于西三采区西南部，东部为早期穿采3上煤层工作面（1301、1302、1303等面），北部为早期穿采3上煤层工作面（南三201、南三202、南三203等穿采区）和工业广场保护煤柱，西部靠近断层保护煤柱，南部紧靠防砂岩柱，上部为3上301工作面采空区和3上302工作面采空区。3下301工作面材料巷标高为-126.2～ -222.0m。在巷道开拓过程中需要多次穿过原水采老巷道，需防范老巷气体外漏，确保贯通期间巷道气体安全。

2 揭露老巷时气体安全隐患分析

高煤公司3下301掘进工作面在掘进过程中连续贯通老巷，经研究分析，在贯通前后主要存在以下气体安全隐患。

（1）巷道掘进过程中连续贯通老巷，原老巷内氧气浓度过低，而气体排放或揭露老巷气体若管控措施不到位，容易导致出现低氧区，危害现场作业人员生命安全。

（2）揭露后的密闭若封闭不严，存在漏风情况也会容易使密闭前氧气低，甚至整个巷道都造成氧气低，威胁工作面安全生产。

（3）老巷错综复杂，部分老巷为独头巷道，全负压通风不能有效稀释低氧气体。

（4）部分老巷冒落较为严重，有效通风断面小，气体稀释速度较慢。

（5）气体排放后需对老巷维修，老巷敞口时间较长，老巷内密闭存有受压破损漏风风险。

3 治理措施

3.1 构筑控风设施增压

（1）为防止老巷内气体的溢出，3下301掘进工作面与老巷贯通前，在距贯通点60m位置分别建控风设施2道，留设门扇方便行人和控制风量，在3下301掘进工作面与老巷贯通前暂不关闭。

（2）将15kW×2局部通风机双机全部开启，增大3下301掘进工作面的风量和风压。

（3）在距贯通点5.0m时，每次施工前都应用2.2m钎子，在巷道的中部施工一平行于掘进方向的超前探眼，以便探明透点位置，探眼超前迎头距离应始终保持1.0m。打完探眼后及时用炮泥封实，打探眼情况及时向矿调度室值班人员汇报。

（4）贯通前2m时，现场必须有2名救护队员负责跟班监护、检查气体，并在贯通地点悬挂“三用仪”或“四合仪”。

（5）贯通前关闭增阻设施，掘进至贯通点前1m时，施工单位打钻孔探明探巷与老巷位置关系，救护队员利用探孔放设束管，束管长度不低于2m，使用完后用炮泥或锚固剂进行封堵。

（6）通过探孔观察3下301掘进工作面迎头压力，使贯通地点压力处于正压状态，通过探孔调压，确保探孔处于进风状态。现场测量如表1所示。

（7）当施工处瓦斯浓度不超过1%或二氧化碳浓度不超过1.5%、氧气浓度大于18%时，方可允许施工，并在前方悬挂四合仪（氧气、一氧化碳、硫化氢、瓦斯），救护队员负责监测该处气体情况。

（8）施工单位在气体浓度均符合上述规定后，方可使用风镐揭露老巷，施工直径0.3m2的小洞，由现场跟班救护队员负责检查贯通点气体浓度及风压混合处风流方向，救护队员检查老巷内气体情况。气体浓度不超过上述规定后，方可允许继续扩大贯通地点巷道断面至1m2，最后进行全断面贯通工作。

（9）在3下301材料巷外段与里段贯通前，3下301材料巷外段的控风设施保留，这样可以长期使3下301材料巷外段中的压力保持正压（具体参数见表1），防止封闭不严的老巷气体外漏。贯通老巷前后气体情况如表2所示。

增阻升压法原理示意图如图1所示。

图1 增阻升压法原理示意图

表1 3下301工作面增阻设施两侧压力对比表

表2 3下301掘进工作面贯通老巷前后气体情况

3.2 密闭的快速封堵

（1）在工作面与老巷贯通后，第一时间进行巷道封闭，保证掘进期间的气体安全。首先在老巷入口6m内打木垛，木垛支护可以减少老巷受压变形，造成气体外漏。

（2）在木垛外口加设点柱，采用木板鱼鳞搭接，然后在其外侧挂网并固定好。

（3）使用氯镁化合高分子材料第一时间进行封堵，重点是密闭周边和底板，确保密闭不漏风，密闭内气体得到有效控制。

（4）待形成条件后，立即往老巷密闭运送沙灰等喷浆材料对巷道中沿途过老巷密闭进行挂网喷浆封堵，确保密闭及周边严密不漏风。密闭闭面挂网2层，用铁丝与帮、顶板连接紧密，贴紧闭面。闭面与周边5m全覆盖喷浆，喷浆厚度不小于150mm，确保封堵严密。密闭闭前2m要见实底后再喷浆，喷浆厚度不小于200mm。

4 治理效果分析

针对高煤公司3下301材料巷连续过老巷，采取了针对性措施，有效杜绝了井下低氧区的出现，保障了掘进工作面贯通老巷时的气体安全工作。在本次过老巷期间使用的控风增阻技术和高分子材料封堵技术，具有简便、经济、易行、迅速的特点，对于处理掘进工作面贯通与其相连的巷道是简单快捷的途径，为掘进工作面揭露老巷的气体防治提供了经验，对提高矿井的防灾和保障通防安全有着重要意义。