煤矿多巷掘进防突工艺.pdf

本发明涉及一种煤矿巷道掘进技术，具体为一种煤矿多巷掘进防突工艺。解决现有巷道掘进工作面防突措施单一，效率低的问题。首先对工作面前方进行长距离打孔预抽放瓦斯，然后再进行工作面突出的危险性预测，再实施防治突出措施，然后对实施防治突措施出后的效果检验，最后采取相应的安全措施进行掘进施工。与现有技术相比，本工作在预测前增加了一个瓦斯长距离预抽放的措施，通过长距离抽放瓦斯可以大范围降低掘进前方煤体中的瓦斯含量和相应的地应力，降低工作面突出危险性的同时减少防突预测指标超标的次数，节省采取局部防突措施的时间，保证了掘进工作面的快节奏生产，提高了生产效率。

1.  一种煤矿多巷掘进防突工艺，其特征在于：首先对工作面前方进行长距离打孔预抽放瓦斯，然后再进行工作面突出的危险性预测，再实施防治突出措施，然后对实施防治突措施出后的效果检验，最后采取相应的安全措施进行掘进施工；
以两巷或者三巷为一个掘进单元，然后两个单元交替掩护掘进，即一个掘进单元掘进，另一个掘进单元抽放瓦斯；在任一个掘进单元内施行瓦斯抽放和掘进交替进行的方式，即其中第一个巷道(1)先抽放瓦斯，然后掘进，掘进的位置超前于设计横川(6)，相邻的第二个巷道(2)等第一个巷道(1)开始掘进后进行瓦斯抽放处理，等第一巷道(1)掘进完成后开始掘进第二巷道(2)，掘进的位置到达设计的横川(6)位置，然后掘进横川(6)使两巷贯通，始终保持第一巷道(1)超前于第二巷道(2)。

煤矿多巷掘进防突工艺
技术领域
本发明涉及一种煤矿巷道掘进技术，具体为一种煤矿多巷掘进防突工艺。
背景技术
在所有的煤矿瓦斯灾害事故中，有75％发生在掘进工作面，掘进工作面瓦斯灾害防治工作是整个煤矿瓦斯治理工作的重点。所以如何防止瓦斯在掘进过程中突出就成为工作的重中之重。目前在一般的高瓦斯矿区中实行的防突措施以单巷为一个防突单元，执行“四位一体”的防突工艺，该工艺的步骤为：工作面突出危险性的预测(也可以称为取样检测)、实施防止突出措施(打13米排放孔)、防治突出措施后的效果检验、安全防护措施。在实际的施工操作过程中发现，当预测结果指标超标时，采取的排放措施比较单一，常造成掘进工作被迫中断，严重影响了掘进速度。
发明内容
本发明为了解决现有巷道掘进工作面防突措施单一，效率低的问题而提供了一种煤矿多巷掘进防突工艺。
本发明是由以下技术方案实现的，一种煤矿多巷掘进防突工艺，首先对工作面前方进行长距离打孔预抽放瓦斯，然后再进行工作面突出的危险性预测，再实施防治突出措施，然后对实施防治突措施出后的效果检验，最后采取相应的安全措施进行掘进施工；以两巷或者三巷为一个掘进单元，然后两个单元交替掩护掘进，即一个掘进单元掘进，另一个掘进单元抽放瓦斯；在任一个掘进单元内施行瓦斯抽放和掘进交替进行的方式，即其中第一个巷道先抽放瓦斯，然后掘进，掘进的位置超前于设计横川，相邻的第二个巷道等第一个巷道开始掘进后进行瓦斯抽放处理，等第一巷道掘进完成后开始掘进第二巷道，掘进的位置到达设计的横川位置，然后掘进横川使两巷贯通，始终保持第一巷道超前于第二巷道。
与现有技术相比，本工作在预测前增加了一个瓦斯长距离预抽放的措施，通过长距离抽放瓦斯可以大范围降低掘进前方煤体中的瓦斯含量和相应的地应力，降低工作面突出危险性的同时减少防突预测指标超标的次数，节省采取局部防突措施的时间，保证了掘进工作面的快节奏生产，提高了生产效率。
附图说明
图1为两巷单元的施工工艺布置示意图
图2为三巷单元的施工工艺布置示意图
具体实施方式
先介绍现阶段防突工艺的具体实施情况
(一)煤巷掘进工作面突出危险预测
采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性，按照下列步骤进行：
(1)在工作面断面软分层中水平布置3个直径42mm、孔深10m的预测钻孔，1个钻孔位于工作面中部，平行于巷道掘进方向，另2个钻孔布置在巷帮，开孔距巷帮0.5m，终孔控制巷道轮廓线外3m，与巷道夹角21度，无软分层时，钻孔布置在工作面中央。
(2)钻孔每打1m，收集并用弹簧秤测定一次钻屑量(S)，每隔2m用WTC型瓦斯突出参数仪测定一次钻屑解吸指标K1值。
(3)确定所测钻孔的最大钻屑量Smax和最大钻屑解吸指标K1值。
用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的临界值采用《防治煤与瓦斯突出细则》表13的数据。
(4)当预测钻孔施钻过程因出水无法正常取样检测时，虽对钻孔位置进行调整后仍存在出水现象时。依据水文瓦斯赋存规律，视为该预测钻孔指标符合要求，采用湿式法测定K1值，钻屑量可不进行测定，K1值临界值取0.4mL/(g·min1/2)。
(5)钻孔施工用配套的风钻和螺旋麻花钻杆施工。
(6)采用钻屑指标法预测突出危险性，当预测为无突出危险性时，每预测循环应留有2m预测超前距，采用安全防护措施进行掘进作业。
(二)煤巷掘进工作面防突措施
(1)实施超前卸压钻孔
根据防突掘进循环规律性，掘进工作面每施工一个横川(即一个循环)，在工作面迎头施工1-3个大直径(孔径为153mm或193mm)超前卸压钻孔，对下一横川区域煤体进行卸压消突，卸压孔孔深为60米。
根据每个掘进工作面的实际情况，进行具体的超前卸压钻孔设计和编制施工安全技术措施。
(2)实施局部超前瓦斯排放钻孔
施工完超前卸压钻孔后，正常进行突出危险性预测预报，当预测无突出危险时，按要求组织掘进。否则根据工作面煤层情况实施局部超前瓦斯排放钻孔。
局部超前瓦斯排放钻孔由采掘队组严格按照通风科设计进行施工；由现场跟班干部、安监员和瓦检员对排放钻孔长度、方位、倾角进行验收；排放钻孔全部施工完后，施工队组要按照要求将排放孔施工原始记录及成孔图上报通风科。
布置超前瓦斯排放钻孔时应遵循以下原则：
①超前排放钻孔直径采用69mm，地质条件变化剧烈地带也可采用直径42mm的钻孔；钻孔超前于掘进工作面的距离不得小于5m；若超前钻孔直径超过120mm时，必须采用专门的钻进设备和制定专门的施工安全措施；
②钻孔应尽量布置在煤层的软分层中；
③超前钻孔的控制范围，应控制到巷道断面轮廓线外2～4m(包括巷道断面内的煤层)；
④超前钻孔孔数应根据钻孔的有效排放半径确定，钻孔的有效排放半径必须经实测确定。
⑤煤层赋存状态发生变化时，应及时探明情况，在重新确定超前钻孔的参数；
⑥必须按照《防治煤与瓦斯突出细则》第35条的规定对超前钻孔进行效果检验。如果效果检验措施无效，必须补打钻孔或采取其它补充措施；
⑦超前钻孔施工前应加强工作面支护，工作面迎头采取背护措施。
⑧掘进工作面采取防突措施时，每次由通风科编制超前排放钻孔设计，内容包括钻孔孔径、孔深、孔数、开孔和终孔位置，报矿总工程师批准。每执行一次防治突出措施作业循环(包括措施、措施效果检验、采掘作业)后，须再进行工作面预测，如预测为无突出危险时，还必须再执行防治突出的措施，只有连续两次预测为无突出危险时，该工作面可视为无突出危险工作面。
(三)防突措施效果检验
采取完防突措施后，要进行措施的效果检验。检验方法及其临界值必须与预测所用的方法相同。
效果检验钻孔孔数一般为3个、孔深10m，两帮孔终孔控制巷道轮廓线外3m，钻孔布置与突出预测钻孔布置类似，不同之处在于检验钻孔应布置在措施孔之间。当所有检验钻孔测定指标都小于突出危险临界值时，措施有效，工作面突出危险性消除；否则，措施无效，必须
进一步采取防突措施，直至措施有效为止。
消除突出危险后的工作面允许进尺深度必须同时保证5m措施孔投影孔深超前距和2m预测孔投影孔深超前距。
另外，检验钻孔同预测钻孔类似，应部布置在工作面软分层中，预测孔或措施孔不得兼作效果检验孔，检验孔不得与预测孔、措施孔及其他孔相透。否则预测、效果检验孔报废，重新补打。
(四)安全防护措施
1、建立安全可靠的通风系统。
2、工作面及回风道有人作业处建立压风自救系统，配备数量满足现场同时工作的最多人数。
3、工作面派专职瓦检员随时检查瓦斯，观察突出预兆，监督执行防突措施。
4、各采掘工作面安装量程≥10％的甲烷传感器。
5、电气设备必须每天有专职电工负责检查维护，并有记录可查，确保防爆性能可靠。
6、工作面应及时支护，严禁空帮、空顶；顶、帮破碎部位要采取锚、网措施，防止垮落事故和诱导突出。
7、进入工作面的每个人员必须随身携戴隔离式自救器。工作面必须保持避灾路线畅通，并设置明显的避灾路线图和路标。
(五)其它安全管理保障措施
主要包括安全技术措施的制定、预测预报管理规定、防突措施的贯彻保障措施、通风系统的稳定保障措施、工作面煤层检查汇报保障措施、技术监督保障措施、防突现场管理规定、地质构造探测预报等。
如图1、2所示意，分别代表在一个采煤区域相邻的两巷掘进单元和三巷掘进单元，两巷掘进单元和三巷掘进单元交替施工，在两巷掘进单元内，其中第一个巷道1先抽放瓦斯，然后掘进，相邻的第二个巷道2等第一个巷道1开始掘进后进行瓦斯抽放处理，同时耳洞3、5及横川4分别进行长距离瓦斯抽放，当第一巷道1掘进到设计的横川6再超前一定距离的位置(100左右距离)时停止掘进，第二巷道2开始掘进，同时第一巷道1瓦斯抽放，第二巷道2掘进到横川6的设计位置时停止向前，并开始掘进横川6与第一巷道贯通，然后再开始掘进第一巷道1，始终保持第一巷道1超前于第二巷道2。
如图2所示意为三巷单元，三条巷道也是依次循环掘进。具体是右巷道掘进7，中巷道8抽放瓦斯；然后中巷道8掘进，左巷道9抽放瓦斯；然后左巷道9掘进，中巷道8抽放瓦斯，右巷道7掘进。
两巷掘进单元和三巷掘进单元交替施工，每次掘进的距离可以根据预抽放钻空的施工长度掘进，形成一巷施工、一巷抽采、一巷打钻同时进行的工艺。在我矿一般钻孔长度120米，最远可到达500-600米的距离，每个掘进单元循环进度为100米，生产效率大大地提高。