突出煤层煤巷快速掘进技术分析

郭勇

【摘  要】煤矿资源时我国的经济发展的重要基础资源，具有重要的作用和价值，随着煤矿开采量的增大，地表浅层的煤矿资源开采量逐渐减少。因此，地下深层次的矿产资源开发成为煤矿企业的未来发展趋势。深部矿产资源的开发过程中，开采难度很大，会面临很多突发情况，危险系数很高，对煤层煤巷的掘进施工技术有着较高的要求。突出煤层煤巷如何实现快速掘进，保障掘进效率和质量，是相关煤矿企业需要面临和解决的重要的问题。

【关键词】突出;煤层煤巷;快速掘进;技术分析

前言：

突出煤层煤巷掘进施工中，实现高效和快速的掘进是煤矿企业关注的重点问题，也是不断探索和追求的最终目标。在煤巷掘进施工中，采取合理的技术手段，对消突工作和掘进工序进行合理的安排是解决问题的关键[1]。可以促使煤矿企业在很短的时间内高效的完成掘进目标，为顺利开展掘进施工争取更多的时间。煤与瓦斯突出问题给深部矿产资源的开发带来了阻碍和困难，也威胁着采矿工作人员的生命安全。因此，加强突出煤层煤巷掘进技术的研究与分析[2]，提升掘进施工的速度和质量具有一定的紧迫性。

1突出煤层概述

深部煤矿开采工作中，从煤巷壁岩部位和采掘工作面瞬间喷发大量的瓦斯气体和煤岩物质的现象被称为煤与瓦斯突出，也被称作突出煤层。发生煤与瓦斯突出的同时伴有剧烈的动力现象和巨大的声响，不利于煤矿矿井安全作业，也严重威胁着井下工作人员的生命安全。发生煤与瓦斯突出问题的原因有很多，其中煤层的自身结构、地质构造、煤层的赋存条件是重要的影响因素，煤与瓦斯突出发生之前并无明显的预兆，发生在瞬间，在煤层巷道掘进施工中多发。

2矿井突出煤层煤巷掘进施工概况

突出煤层掘进施工中，目前的防突技术主要有超前排放钻孔技术、深孔控制爆破技术、预抽瓦斯技术等等，在防治瓦斯突出的工作中发挥着重要的作用，并且效果明显。但是整体的掘进速度缓慢，不利于掘进工作效率的提高。利用以上的防突方法，某矿井每月實现了每月掘进50-60m，同时采掘接替环节也受到了影响。原因是运用超前排放钻孔技术，孔长在10-25m，在施工中应用专业的钻机设备，随着采掘深入，导致钻孔出现了变形和坍塌，阻碍了瓦斯的排放，需要采取频繁的措施才能保证效验超标监测在合理的范围。另外，深孔控制爆破技术应用中，仅适合在一些软弱岩质结构，并且残渣形成率很高，技术推广比较困难。预抽瓦斯技术耗时很长，影响煤层煤巷掘进速度，也不具备大量普及和推广的条件。

某矿井结合煤层的赋存特点和瓦斯突出情况，采用边抽边掘与水力冲刷相结合的方式，开展煤层煤巷采掘的效率研究，最终发现，采掘进度由原来的52m/月提升到了100m/月，在保障防突效果的同时，大大提升了煤巷掘进速度。经济效益和社会效益得到了明显的提升，具有一定的技术普及和推广价值。

3水力冲刷综合防突技术的原理

水力冲刷综合防突技术的原理是将煤层巷道两侧的煤体和瓦斯进行边抽边掘与钻孔抽放同时进行，利用水力冲刷的原理，对工作面的前方煤体进行卸压和瓦斯排放，此种技术属于主动防突技术。

技术应用过程中，需要预先打孔，打孔后对其注入高压水，利用水的冲击力将煤炭与瓦斯冲出孔内，具有一定的卸压效果和瓦斯排放作用。作用原理是高压水具有一定的动力效果，对煤体造成冲击后导致煤体疏松，减小了集中作用力，卸压的宽度有所增加，所以防突效果十分明显。利用高压水对煤体进行冲击，使煤体发生破裂，水的中刷作用将瓦斯和煤炭冲出裂隙，有助于瓦斯的释放，有效的降低了瓦斯的压力值。利用高压水注入煤体，煤体结构被水分湿润，使其力学性质发生了改变，而应力也变得更加均匀，使煤岩的弹力性能变得舒缓，起到了防突效果。

基于以上分析可知，运用高压水的综合防突技术，合理的调控注水压力，同时要合理的布置孔位，在工作面的前方固定范围内实现了有效的控制，促进应力结构发生变化，目的是消除和降低煤与瓦斯突出的事故发生几率，为煤层煤巷快速掘进施工创造稳定与安全的环境。

4水力冲刷综合防突技术应用

4.1煤层煤巷掘进工程概况

以某矿井的运输岗为例，煤矿煤层的厚度在6.4-9m左右，倾角为9-12°，该煤层的顶部岩层结构为粉砂岩石，底板是粘土岩石，工程的掘进方向按照煤层的底板走向开展，主要应用锚索与锚杆的联合支护技术进行加固和支护，特殊的位置和部分需要结合人工作业，利用手镐进行掘进施工。经过检测与分析，该煤层的瓦斯成分含量为13.71-16m3/t，应用的防突技术是在掘进施工期间，利用排放钻孔和瓦斯抽放的联合防突技术，每月正常的掘进进度为52m。

4.2技术应用分析

（1）合理布置防突钻孔位置。煤层巷道掘进施工中，需要在巷道两面设置抽放钻场，每隔30m布置一个。钻场的布设应该有其标准和规格，宽度、高度、深度分别是3m、2.4m、4m，钻场中应该布设4个钻孔。孔径在107mm左右，而钻孔的深度为54m。

（2）合理的设置高压水力冲刷参数。技术人员首先需要对该煤层的应力情况和煤质硬度情况进行分析，确定该煤层煤巷的软硬煤层分布，运用MYZ-150型号的钻孔机进行打孔。采用高压泵进行供水，冲水过程中，压力值调至12MPa，每分钟的冲水量为60L。

（3）补充措施。效验环节，如果检测出有煤与瓦斯的突出危险，需要采用密集排放钻孔技术进行防突，如果没有检测出突出危险，可以采用手镐继续掘进作业。

（4）掘进速度考察。在突出煤层煤巷快速掘进施工中，利用水力冲刷防突技术，进一步提高了防突的效果，也优化了防突的工艺流程，整个技术的执行时间缩短，同时掘进速度有明显的提高，有原52m/月提升至100m/月，为煤矿企业节约的大量的经济成本，同时也提高了经济效益，确保煤层掘进施工的安全进行。

结论：

突出煤层煤巷快速掘进施工中，应用水力冲刷技术具有良好的防突效果，也保障了掘进施工进度，提升了生产效率，也有效的缓解了采掘接替紧张的问题，大大提升了煤矿开采企业的经济效益。

参考文献：

[1]周军民.突出煤层煤巷快速掘进技术的实践[J].中州煤炭，2008（06）：73-74.

[2]向龙江.突出煤层快速掘进技术分析[J].煤，2004（02）：47-48.

（作者单位：贵州省盘州市盘江精煤股份有限公司金佳矿佳一采区）