沿空巷道掘進期間瓦斯及自然發火防治技術
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摘 要：口孜東礦121302工作面風巷沿121303工作面采空區掘進，距離121303工作面采空區最近距離約20m，存在出現瓦斯超限、自然發火事故的隱患，通過采取加強瓦斯抽采、預測預報、加固堵漏等有效措施，實現了掘進期間的瓦斯及防火安全管理。
關鍵詞：沿空掘巷;瓦斯;防滅火
中圖分類號：TD712 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）08-0190-02
1 概況
?。?）121302工作面位于口孜東礦一水平（-967m）西翼采區，是西翼采區13-1煤層第四個綜采工作面，該面風巷沿121303工作面采空區掘進，距離121303工作面采空區最近距離約20m，沿采空區掘進期間需加強瓦斯及防火安全管理，防止出現瓦斯超限、自然發火事故。
?。?）根據鄰近111304工作面實測最大瓦斯含量2.8m3/t、121301工作面在相同標高實測瓦斯含量在3.8m3/t及中煤科工集團重慶研究院對13-1煤層瓦斯地質研究結論，預計121302風巷瓦斯含量在3.75-4.1m3/t，綜合考慮該面瓦斯含量預計在3.8m3/t，預計121302風巷掘進期間瓦斯涌出量不大于2m3/min。
?。?）根據中煤科工集團重慶研究院提交《國投新集能源股份有限公司口孜東礦13-1煤層煤與瓦斯突出危險性鑒定報告》結論：口孜東煤礦一水平中央區（F5斷層與F12-1斷層間、-980m水平以上至煤層露頭范圍）13-1煤層為非突出煤層，該區域13-1煤層為非突出煤層。
?。?）根據“安徽興安礦用安全產品檢驗站”的鑒定資料，13-1煤塵具有爆炸性。其水分Mad為2.27%，灰分Aad為 26.06%，揮發份Vdaf為41.36%，火焰長度為50mm，抑制煤塵爆炸最低巖粉量為60%，煤塵爆炸指數57.71%。
?。?）根據中煤科工集團重慶研究院提交的《口孜東礦13-1煤層自燃發火標志氣體研究報告》，中央采區內13-1煤自燃傾向性等級為Ⅰ類，自燃傾向性為容易自燃，最短自然發火期為36天。
?。?）121302工作面風巷掘進期間采用壓入式通風，選用一套FBD№7.1/2×45低噪音對旋局扇供風可滿足需要，1臺使用1臺備用，選用一路Φ800mm風筒供風。
2 瓦斯治理方法
?。?）根據121302工作面瓦斯賦存情況及鄰近面121303工作面回采情況，121302工作面風巷掘進時主要采取風排瓦斯和抽采瓦斯兩種瓦斯治理措施。風排瓦斯方式為掘進期間局扇風筒供風，稀釋并帶走工作面涌出的瓦斯。
?。?）掘進期間瓦斯采取預抽措施，必須建立完善的瓦斯抽采系統，順層抽采系統為：121302工作面風巷順層鉆孔→121302工作面風巷（Φ325mm）→121303工作面風巷外段（Φ325mm）→西翼回風大巷（一）西段 （Ф529×9mm）→西翼回風大巷（一）東段（Ф630×10mm）→中央回風井（Ф630×10mm）→地面永久瓦斯抽采泵站（Ф630×10mm）。
?。?）順層鉆孔設計長度：13-1煤層在該區域已鑒定為非突出煤層，煤層較為松軟，考慮到鉆機能力（在13-1煤層中施工深度在125m左右）及施工技術水平，以及順層鉆孔仰角鉆孔與俯角鉆孔施工的差異，其次是降低工作面回采時瓦斯涌出量，綜合考慮各種因素，因此121302工作面順層鉆孔設計中，在工作面風、機巷巷幫平行施工順層鉆孔，風、機巷按長度122m設計，每個鉆孔開孔及終孔間距均為8m。順層鉆孔布置能夠滿足煤層采前預抽需要。原則上鉆孔嚴格按設計施工，但根據鉆孔施工實際情況可適當進行調整，開孔位置與設計相差不大于0.1m，傾角、方位角與設計相差不大于1°。
?。?）順層鉆孔設計個數：121302工作面順層鉆孔設計，順層鉆孔預抽時間不低于30天，取終孔間距8m，121302工作面風巷在停采線向南1.68m設計第一個鉆孔，以后每隔8m設計一個，風巷設計121個，工程量14762m。
3 自然發火防治技術
3.1 預測預報
?。?）掘進期間防火工應加強防火普查工作，對煤巷內觀測點每周進行一次觀測，所有普查點以檢查CO、CO2、CH4氣體濃度和溫度為主，發現異常情況時，必須取樣進行化驗分析。對人工檢測或取樣分析存在CO氣體的點要進行跟蹤觀測，CO濃度持續增大時，應采取針對性措施處理，消除自燃發火隱患。
?。?）重點對隱患區要多布孔，人工搗孔困難時，由施工單位負責采用風煤鉆打眼布孔，孔深不低于2m，煤柱觀測點和臨近采空區閉墻每周循環檢查，重點檢查氣體成分變化及壓差變化情況出現發火隱患的地點每圓班檢查1次。
（3）做好煤柱壓力變化預測預報工作，一旦發現煤柱頂部或幫部來壓變形時，施工單位在沿煤柱側施工木點柱進行臨時支護，增加煤柱抗壓性，并對隱患處采取噴漿措施進行固幫護頂。
3.2 煤柱觀測孔布置
?。?）掘進期間抽排區需在臨近121303工作面采空區煤柱寬度小于或等于20m的區段內，聯系施工隊伍每隔100m布置一個觀測孔（孔深8m），其中每個孔觀測孔間距可根據實際煤層結構狀況進行調整，觀測孔布置在煤層中。
?。?）若需打透煤柱對121303工作面采空區進行氣體觀測時，則必須在觀測管上安設控制壓差計。探孔施工時，施工人員要在探孔附近下風側懸掛CO和CH4便攜儀。在施工過程中，若探孔向外出氣，CO或CH4氣體報警時，施工人員必須停止打孔，并立即對探孔進行封堵，防止有毒有害氣體竄入巷道風流中。若在施工過程中錨索打透煤柱，必須立即采取措施對透孔處進行封孔或者噴漿，堅決杜絕形成漏風通道。
3.3 加固措施
掘進期間可根據煤柱受壓或鉆孔施工預留煤柱裂隙產生情況，決定是否對煤柱注凝膠或加固材料加固和堵漏。 3.4 監測監控措施
?。?）利用121302風巷回風CO傳感器，對工作面回風流CO濃度進行連續監測，當CO濃度超過24ppm時，必須立即向礦調度匯報，并查明原因，采取相應措施處理。
?。?）監測隊負責工作面回風CO傳感器的維護，每十五天至少進行一次調校。
3.5 噴漿堵漏措施
掘進期間，由施工單位對121302工作面風巷沿空側煤柱進行噴漿，噴漿范圍覆蓋巷道左肩窩至整個采空區側巷幫，噴漿厚度不低于100mm，噴漿滯后迎頭不得超過100m。
4 瓦斯及防滅火防治管理措施
?。?）掘進期間同時進行瓦斯治理及觀測孔的施工。
（2）掘進期間過斷層處、破碎帶，施工單位必須及時提前采取噴漿等措施進行處理，防止形成漏風通道。
?。?）沿空煤柱出現CO或溫度異常等自然發火隱患，必須立即對隱患點及其前后30m范圍內沿空側巷幫進行噴注，并對相鄰采空區采取注漿（注氮）等措施，及時消除發火隱患。
（4）防火觀測所布置的未透采空區觀測孔深入煤柱內在6m-8m之間，距巷道底板高度在1m-2m之間，所有觀測孔采用6分搗管并進行封孔，封孔距離距孔口不低于300mm，觀測搗管外漏不得超過300mm，每根觀測管必須在孔口處安設控制閘閥或束結堵頭，透煤柱對121303工作面采空區進行氣體觀測時，則必須在觀測管上安設控制閘閥。
?。?）防火觀測所有觀測點必須進行掛牌管理，防火工要定期測定觀測點內CO、CH4、CO2等氣體濃度和溫度，所有觀測數據必須有記錄臺賬;所有觀測點，平時處于關閉狀;所有觀測孔采用人工搗孔進行布置，搗孔困難時，可采用風煤鉆進行打孔作業。
（6）過斷層前，施工單位應先施工探眼，探明斷層具體位置;斷層時，施工單位應提前編制好施工安全技術措施，加強頂板管理，防止出現高冒;過斷層后，施工單位應配合地測科將斷層位置標記清楚，由防火隊根據現場情況安設搗桿進行防火觀測，安設搗桿時嚴禁空頂作業;過斷層處，施工單位必須對過斷層處前后10m范圍內進行全斷面噴漿，噴漿質量符合要求。
?。?）掘巷期間視工作面情況對121303采空區進行灌漿，出現異常時每天對采空區進行灌漿。
?。?）加強瓦斯抽放及防滅火灌漿管路巡查，每天安排專人對瓦斯抽放及灌漿系統管路檢查，確保瓦斯抽采系統、灌漿系統穩定運行。
5 結語
通過采取加強瓦斯抽采、預測預報、加固堵漏等有效措施，實現了沿空巷道掘進期間的瓦斯及防火安全管理，對類似條件下巷道安全施工有一定的參考價值。
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