复杂条件下安全贯通老巷的方法

2020-08-11

江西煤炭科技 2020年3期

（淮北矿业孙疃煤矿，安徽淮北 235047）

1 矿井概况

孙疃煤矿位于安徽省淮北市濉溪县境内，孙疃集是其中心位置，向北东距宿州市约23 km。矿井于2004年底开工建设，2008年6月投产，设计年产量为180万吨/年，2018年核定生产能力270万吨/年。矿井现有4个采区，其中3个生产采区(101、82和104采区)，1个开拓采区(Ⅱ2采区)。

矿井通风方式为混合式通风。矿井10煤层最短自然发火期67天，且具有煤尘爆炸性。矿井为高瓦斯矿井，随着矿井开拓的延深，正在向突出矿井升级。

2 存在问题

1049工作面位于1047和10411工作面之间，切眼靠近NSF4（H=0-40 m）断层。工作面外段受NSF15（H=0-10 m）、NSF17（H=0-15 m）断层影响较大，其中NSF17在1047已为机巷揭露。

根据矿井生产接替安排，1049机巷掘进期间需贯通1047出煤联巷，1047出煤联巷与封闭的10411工作面采空区相连通，在巷道贯通老巷期间，容易造成10411工作面采空区瓦斯突然涌出，且遗落的煤炭容易自燃，给矿井的安全生产带来较大的安全隐患，见图1。

图1 1049机巷贯通1047出煤联巷

3 复杂条件下安全贯通老巷的新方法

提前预抽1047出煤联巷瓦斯，并注氮惰化，待1049机巷距1047出煤联巷20m时停头封山，对1047出煤联巷打钻注浆（水泥浆）充填，浆液凝固后进行钻探验证，并排出积水，然后1049机巷快速实茬穿过，最后进行加固封堵，用高压水泥浆液充填，隔绝贯通处连通采空区的空间，人为封闭隔绝采空区供氧，预防自然发火事故的发生。

4 实施步骤

1）瓦斯抽放。1049机巷掘至距1047出煤联巷30m时，将1047出煤联巷上口封闭墙措施孔接入104采区抽放系统，进行瓦斯抽放，同时打开1047出煤联巷下口封闭墙措施孔形成进气系统。巷道内瓦斯浓度低于1%时停止瓦斯抽放。

2）注氮惰化。停止瓦斯抽放后，将1047出煤联巷下口封闭墙措施孔接入注氮系统进行连续注氮。1047出煤联巷上口封闭墙观察孔内氧气浓度低于8%，且1049机巷距1047机巷出煤联巷距离小于20m时停止注氮。

3）注浆充填。1049机巷距1047机巷出煤联巷20m时，停头封山，进钻机对1047出煤联巷打钻注浆，设计两个注浆孔（孔径133 mm，全程下直径108 mm地质套管）、一个返浆孔（孔径94 mm，全程下直径50 mmPE管）。1#注浆终孔至1047出煤联巷JL1点后10m，顶板下1.5 m；2#注浆终孔至1047出煤联巷JL1点后10.7m，顶板下1.5 m；3#返浆孔终孔至1047出煤联巷JL1点后14.2m，顶板下0.5 m。

浆液配比为水灰比1:1，返浆孔出浆则停止注浆。注浆结束后，凝固时间不少于48h。

4）钻探验证。注浆凝固后，沿1049机巷施工方向施工1个钻孔（孔径94 mm，裸孔），终孔至穿过充填体3m，验证充填体凝固情况。

5）探查导向。利用验证孔疏放积水，掩护巷道掘进。

6）掘进贯通。经钻探验证，充填符合设计要求且无积水后，巷道综掘快速掘进至充填体后，改为风镐掘进；巷道断面由净宽×净高=4800 mm×3200 mm；改为净宽×净高=3000 mm×3200 mm，支护方式由架棚支护改为锚带网索支护，以下帮为齐，收缩上帮，直至穿过充填体进入煤体3 m后停头封山。

7）加固封堵。掘进工作面停止施工后，对贯通点及前方3m、后方5 m进行喷（注）浆封堵，喷浆厚度不小于100 mm，然后对小断面段进行刷扩至净宽×净高=4800 mm×3200 mm，最后在刷扩段巷中及两侧各施工一道锚索梁补强加固，见图2。