復(fù)雜條件下安全貫通老巷的方法

（淮北礦業(yè)孫疃煤礦，安徽 淮北 235047）

1 礦井概況

孫疃煤礦位于安徽省淮北市濉溪縣境內(nèi)，孫疃集是其中心位置，向北東距宿州市約23 km。礦井于2004年底開(kāi)工建設(shè)，2008年6月投產(chǎn)，設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為180萬(wàn)噸/年，2018年核定生產(chǎn)能力270萬(wàn)噸/年。礦井現(xiàn)有4個(gè)采區(qū)，其中3個(gè)生產(chǎn)采區(qū)(101、82和104采區(qū))，1個(gè)開(kāi)拓采區(qū)(Ⅱ2采區(qū))。

礦井通風(fēng)方式為混合式通風(fēng)。礦井10煤層最短自然發(fā)火期67天，且具有煤塵爆炸性。礦井為高瓦斯礦井，隨著礦井開(kāi)拓的延深，正在向突出礦井升級(jí)。

2 存在問(wèn)題

1049工作面位于1047和10411工作面之間，切眼靠近NSF4（H=0-40 m）斷層。工作面外段受NSF15（H=0-10 m）、NSF17（H=0-15 m）斷層影響較大，其中NSF17在1047已為機(jī)巷揭露。

根據(jù)礦井生產(chǎn)接替安排，1049機(jī)巷掘進(jìn)期間需貫通1047出煤聯(lián)巷，1047出煤聯(lián)巷與封閉的10411工作面采空區(qū)相連通，在巷道貫通老巷期間，容易造成10411工作面采空區(qū)瓦斯突然涌出，且遺落的煤炭容易自燃，給礦井的安全生產(chǎn)帶來(lái)較大的安全隱患，見(jiàn)圖1。

圖1 1049機(jī)巷貫通1047出煤聯(lián)巷

3 復(fù)雜條件下安全貫通老巷的新方法

提前預(yù)抽1047出煤聯(lián)巷瓦斯，并注氮惰化，待1049機(jī)巷距1047出煤聯(lián)巷20m時(shí)停頭封山，對(duì)1047出煤聯(lián)巷打鉆注漿（水泥漿）充填，漿液凝固后進(jìn)行鉆探驗(yàn)證，并排出積水，然后1049機(jī)巷快速實(shí)茬穿過(guò)，最后進(jìn)行加固封堵，用高壓水泥漿液充填，隔絕貫通處連通采空區(qū)的空間，人為封閉隔絕采空區(qū)供氧，預(yù)防自然發(fā)火事故的發(fā)生。

4 實(shí)施步驟

1）瓦斯抽放。1049機(jī)巷掘至距1047出煤聯(lián)巷30m時(shí)，將1047出煤聯(lián)巷上口封閉墻措施孔接入104采區(qū)抽放系統(tǒng)，進(jìn)行瓦斯抽放，同時(shí)打開(kāi)1047出煤聯(lián)巷下口封閉墻措施孔形成進(jìn)氣系統(tǒng)。巷道內(nèi)瓦斯?jié)舛鹊陀?%時(shí)停止瓦斯抽放。

2）注氮惰化。停止瓦斯抽放后，將1047出煤聯(lián)巷下口封閉墻措施孔接入注氮系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)注氮。1047出煤聯(lián)巷上口封閉墻觀察孔內(nèi)氧氣濃度低于8%，且1049機(jī)巷距1047機(jī)巷出煤聯(lián)巷距離小于20m時(shí)停止注氮。

3）注漿充填。1049機(jī)巷距1047機(jī)巷出煤聯(lián)巷20m時(shí)，停頭封山，進(jìn)鉆機(jī)對(duì)1047出煤聯(lián)巷打鉆注漿，設(shè)計(jì)兩個(gè)注漿孔（孔徑133 mm，全程下直徑108 mm地質(zhì)套管）、一個(gè)返漿孔（孔徑94 mm，全程下直徑50 mmPE管）。1#注漿終孔至1047出煤聯(lián)巷JL1點(diǎn)后10m，頂板下1.5 m；2#注漿終孔至1047出煤聯(lián)巷JL1點(diǎn)后10.7m，頂板下1.5 m；3#返漿孔終孔至1047出煤聯(lián)巷JL1點(diǎn)后14.2m，頂板下0.5 m。

漿液配比為水灰比1:1，返漿孔出漿則停止注漿。注漿結(jié)束后，凝固時(shí)間不少于48h。

4）鉆探驗(yàn)證。注漿凝固后，沿1049機(jī)巷施工方向施工1個(gè)鉆孔（孔徑94 mm，裸孔），終孔至穿過(guò)充填體3m，驗(yàn)證充填體凝固情況。

5）探查導(dǎo)向。利用驗(yàn)證孔疏放積水，掩護(hù)巷道掘進(jìn)。

6）掘進(jìn)貫通。經(jīng)鉆探驗(yàn)證，充填符合設(shè)計(jì)要求且無(wú)積水后，巷道綜掘快速掘進(jìn)至充填體后，改為風(fēng)鎬掘進(jìn)；巷道斷面由凈寬×凈高=4800 mm×3200 mm；改為凈寬×凈高=3000 mm×3200 mm，支護(hù)方式由架棚支護(hù)改為錨帶網(wǎng)索支護(hù)，以下幫為齊，收縮上幫，直至穿過(guò)充填體進(jìn)入煤體3 m后停頭封山。

7）加固封堵。掘進(jìn)工作面停止施工后，對(duì)貫通點(diǎn)及前方3m、后方5 m進(jìn)行噴（注）漿封堵，噴漿厚度不小于100 mm，然后對(duì)小斷面段進(jìn)行刷擴(kuò)至凈寬×凈高=4800 mm×3200 mm，最后在刷擴(kuò)段巷中及兩側(cè)各施工一道錨索梁補(bǔ)強(qiáng)加固，見(jiàn)圖2。

圖2 1047出煤聯(lián)巷注漿

5 取得效果

1）通過(guò)提前預(yù)抽瓦斯，使老巷內(nèi)的瓦斯降到1.0%，解決了老巷內(nèi)的瓦斯問(wèn)題；

2）采取注氮惰化方法，使老巷內(nèi)的氧氣濃度降到8.0%以下；

3）采取注漿方法，把貫通點(diǎn)上下5m范圍內(nèi)的老巷空間充滿填實(shí)，導(dǎo)通采空區(qū)的裂隙注實(shí)，從而消除1049機(jī)巷貫通老巷期間采空區(qū)自然發(fā)火的風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)了安全順利貫通。