突出煤層煤巷快速掘進技術分析

郭勇

【摘 ?要】煤礦資源時我國的經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎資源，具有重要的作用和價值，隨著煤礦開采量的增大，地表淺層的煤礦資源開采量逐漸減少。因此，地下深層次的礦產資源開發(fā)成為煤礦企業(yè)的未來發(fā)展趨勢。深部礦產資源的開發(fā)過程中，開采難度很大，會面臨很多突發(fā)情況，危險系數(shù)很高，對煤層煤巷的掘進施工技術有著較高的要求。突出煤層煤巷如何實現(xiàn)快速掘進，保障掘進效率和質量，是相關煤礦企業(yè)需要面臨和解決的重要的問題。

【關鍵詞】突出;煤層煤巷;快速掘進;技術分析

前言：

突出煤層煤巷掘進施工中，實現(xiàn)高效和快速的掘進是煤礦企業(yè)關注的重點問題，也是不斷探索和追求的最終目標。在煤巷掘進施工中，采取合理的技術手段，對消突工作和掘進工序進行合理的安排是解決問題的關鍵[1]?？梢源偈姑旱V企業(yè)在很短的時間內高效的完成掘進目標，為順利開展掘進施工爭取更多的時間。煤與瓦斯突出問題給深部礦產資源的開發(fā)帶來了阻礙和困難，也威脅著采礦工作人員的生命安全。因此，加強突出煤層煤巷掘進技術的研究與分析[2]，提升掘進施工的速度和質量具有一定的緊迫性。

1突出煤層概述

深部煤礦開采工作中，從煤巷壁巖部位和采掘工作面瞬間噴發(fā)大量的瓦斯氣體和煤巖物質的現(xiàn)象被稱為煤與瓦斯突出，也被稱作突出煤層。發(fā)生煤與瓦斯突出的同時伴有劇烈的動力現(xiàn)象和巨大的聲響，不利于煤礦礦井安全作業(yè)，也嚴重威脅著井下工作人員的生命安全。發(fā)生煤與瓦斯突出問題的原因有很多，其中煤層的自身結構、地質構造、煤層的賦存條件是重要的影響因素，煤與瓦斯突出發(fā)生之前并無明顯的預兆，發(fā)生在瞬間，在煤層巷道掘進施工中多發(fā)。

2礦井突出煤層煤巷掘進施工概況

突出煤層掘進施工中，目前的防突技術主要有超前排放鉆孔技術、深孔控制爆破技術、預抽瓦斯技術等等，在防治瓦斯突出的工作中發(fā)揮著重要的作用，并且效果明顯。但是整體的掘進速度緩慢，不利于掘進工作效率的提高。利用以上的防突方法，某礦井每月實現(xiàn)了每月掘進50-60m，同時采掘接替環(huán)節(jié)也受到了影響。原因是運用超前排放鉆孔技術，孔長在10-25m，在施工中應用專業(yè)的鉆機設備，隨著采掘深入，導致鉆孔出現(xiàn)了變形和坍塌，阻礙了瓦斯的排放，需要采取頻繁的措施才能保證效驗超標監(jiān)測在合理的范圍。另外，深孔控制爆破技術應用中，僅適合在一些軟弱巖質結構，并且殘渣形成率很高，技術推廣比較困難。預抽瓦斯技術耗時很長，影響煤層煤巷掘進速度，也不具備大量普及和推廣的條件。

某礦井結合煤層的賦存特點和瓦斯突出情況，采用邊抽邊掘與水力沖刷相結合的方式，開展煤層煤巷采掘的效率研究，最終發(fā)現(xiàn)，采掘進度由原來的52m/月提升到了100m/月，在保障防突效果的同時，大大提升了煤巷掘進速度。經(jīng)濟效益和社會效益得到了明顯的提升，具有一定的技術普及和推廣價值。

3水力沖刷綜合防突技術的原理

水力沖刷綜合防突技術的原理是將煤層巷道兩側的煤體和瓦斯進行邊抽邊掘與鉆孔抽放同時進行，利用水力沖刷的原理，對工作面的前方煤體進行卸壓和瓦斯排放，此種技術屬于主動防突技術。

技術應用過程中，需要預先打孔，打孔后對其注入高壓水，利用水的沖擊力將煤炭與瓦斯沖出孔內，具有一定的卸壓效果和瓦斯排放作用。作用原理是高壓水具有一定的動力效果，對煤體造成沖擊后導致煤體疏松，減小了集中作用力，卸壓的寬度有所增加，所以防突效果十分明顯。利用高壓水對煤體進行沖擊，使煤體發(fā)生破裂，水的中刷作用將瓦斯和煤炭沖出裂隙，有助于瓦斯的釋放，有效的降低了瓦斯的壓力值。利用高壓水注入煤體，煤體結構被水分濕潤，使其力學性質發(fā)生了改變，而應力也變得更加均勻，使煤巖的彈力性能變得舒緩，起到了防突效果。

基于以上分析可知，運用高壓水的綜合防突技術，合理的調控注水壓力，同時要合理的布置孔位，在工作面的前方固定范圍內實現(xiàn)了有效的控制，促進應力結構發(fā)生變化，目的是消除和降低煤與瓦斯突出的事故發(fā)生幾率，為煤層煤巷快速掘進施工創(chuàng)造穩(wěn)定與安全的環(huán)境。

4水力沖刷綜合防突技術應用

4.1煤層煤巷掘進工程概況

以某礦井的運輸崗為例，煤礦煤層的厚度在6.4-9m左右，傾角為9-12°，該煤層的頂部巖層結構為粉砂巖石，底板是粘土巖石，工程的掘進方向按照煤層的底板走向開展，主要應用錨索與錨桿的聯(lián)合支護技術進行加固和支護，特殊的位置和部分需要結合人工作業(yè)，利用手鎬進行掘進施工。經(jīng)過檢測與分析，該煤層的瓦斯成分含量為13.71-16m3/t，應用的防突技術是在掘進施工期間，利用排放鉆孔和瓦斯抽放的聯(lián)合防突技術，每月正常的掘進進度為52m。

4.2技術應用分析

（1）合理布置防突鉆孔位置。煤層巷道掘進施工中，需要在巷道兩面設置抽放鉆場，每隔30m布置一個。鉆場的布設應該有其標準和規(guī)格，寬度、高度、深度分別是3m、2.4m、4m，鉆場中應該布設4個鉆孔?？讖皆?07mm左右，而鉆孔的深度為54m。

（2）合理的設置高壓水力沖刷參數(shù)。技術人員首先需要對該煤層的應力情況和煤質硬度情況進行分析，確定該煤層煤巷的軟硬煤層分布，運用MYZ-150型號的鉆孔機進行打孔。采用高壓泵進行供水，沖水過程中，壓力值調至12MPa，每分鐘的沖水量為60L。

（3）補充措施。效驗環(huán)節(jié)，如果檢測出有煤與瓦斯的突出危險，需要采用密集排放鉆孔技術進行防突，如果沒有檢測出突出危險，可以采用手鎬繼續(xù)掘進作業(yè)。

（4）掘進速度考察。在突出煤層煤巷快速掘進施工中，利用水力沖刷防突技術，進一步提高了防突的效果，也優(yōu)化了防突的工藝流程，整個技術的執(zhí)行時間縮短，同時掘進速度有明顯的提高，有原52m/月提升至100m/月，為煤礦企業(yè)節(jié)約的大量的經(jīng)濟成本，同時也提高了經(jīng)濟效益，確保煤層掘進施工的安全進行。

結論：

突出煤層煤巷快速掘進施工中，應用水力沖刷技術具有良好的防突效果，也保障了掘進施工進度，提升了生產效率，也有效的緩解了采掘接替緊張的問題，大大提升了煤礦開采企業(yè)的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]周軍民.突出煤層煤巷快速掘進技術的實踐[J].中州煤炭，2008（06）：73-74.

[2]向龍江.突出煤層快速掘進技術分析[J].煤，2004（02）：47-48.

（作者單位：貴州省盤州市盤江精煤股份有限公司金佳礦佳一采區(qū)）