高瓦斯矿井高效掘进技术

方案一:随着煤矿现代化机械技术的快速发展, 我国的煤矿钻机型号多样, 不论钻机那种型号但它主要组成部分就是马达、泵、电机, 可我国目前的掘进机主要组成部分也是马达、泵、电机, 既然它们的主要组成部分相同, 那么我们就可以考虑掘进机和钻机改装成掘钻一体机, 这样的就是同一个设备既可以打钻也可以掘进, 这样就改变了掘进机和钻机在掘进和打钻过程中的频繁让位搬动, 从而给打钻和掘进争得了充足的时间, 同样也就安全的提升了掘进速度。移动次数, 还可以降低通风系统的调整频率, 这样一来, 使生产效率得到大幅度的提升。

方案二:要想降低瓦斯, 合理利用瓦斯, 把瓦斯变害为宝, 掘进工作面掘进预抽是一方面, 采用区域预抽, 底抽巷预抽, 解放层开采, 都是合理有效的方法。区域预抽:先在采区根据钻机打钻辐射的深度设计由若干个工作面组成的大的区域, 以华晋焦煤有限责任公司沙曲矿为例, 沙曲矿南四区域预抽巷设计走向长1800m, 倾向长1000m, 这个区域的形成是在先抽后掘, 边抽边掘中完成, 整个回风系统形成后, 采用千米钻机奥钻进行打钻预抽, 煤体里大量高浓度瓦斯通过管道被抽到地面进行瓦斯发电, 煤体里的瓦斯被抽放到符合低瓦斯区域的指标后, 掘进队组就可以按低瓦斯区域进行掘, 这样就不会因瓦斯大而影响正常掘进, 提高了安全掘进效率。

方案三:底抽巷预抽, 是近距离煤层群综合治理瓦斯的方法之一。底抽巷预抽:在巷道开拓之初制定科学合理的钻孔设计方案, (1) 对提前对上部煤层巷道掘进进行提前预抽; (2) 对使上部覆盖煤层得到充分卸压; (3) 开采保护过程中进行瓦斯抽采, 同时拦截邻近煤层瓦斯涌入保护层; (4) 对采空区瓦斯进行抽采, 牵制瓦斯流向; (5) 增加气源钻孔, 提高瓦斯抽采浓度及抽采量。

以华晋焦煤有限责任公司沙曲矿为例:在底抽巷掘进过程中巷道两帮布置钻场, 在钻场内施工钻孔, 钻孔呈阶梯型交叉密集布置, 全面覆盖上部4#、5#煤层, 穿透煤层段钻孔间距保持在15至20m左右。

在底抽巷钻场内施工上向钻孔, 每个钻场布置9个钻孔 (终孔点落在4#煤层顶板) 。钻孔采用扇形迈步式钻场布置 (25m一组钻场) , 钻孔的有效部分为环带状, 不同钻场的钻孔形成叠加, 完成区域覆盖。钻孔深度均为150m, 钻孔倾角从11°到17°不等, 钻孔方位角为每10°布置一个钻孔的均匀布置因此每个钻孔方位差10°。

巷道施工结束后, 在巷道内施工穿层钻孔, 覆盖底抽巷上方各煤层, 同时弥补钻场内钻孔覆盖范围的盲区。

每10m在巷道内施工一组钻孔, 每组钻孔5个, 钻孔孔深为74m, 钻孔倾角为36°, 具体钻孔参数可根据实际情况进行调整, 但是方位角不可超过-10°～+10°范围。

通过以上底抽巷钻孔的布置预抽, 4#煤在掘进过程中几乎杜绝了瓦斯的影响, 从而合理的提高了沙曲矿安全掘进效率。

1 瓦斯危险性预测方法及指标

对该巷口的日常危险性进行预测, 具体预测方法为:将预测钻孔选择在暴漏的煤层断面软分层内, 采取对瓦斯涌出的初速度计算方法以及钻屑指标计算发来对其危险性进行计算, 由于目前还没有完整的危险性突出实际测算数据, 因此, 应严格按照有关规定标准中所要求的数值来对其进行测定, 钻屑量指标计算法的各项指标临界值如表1所示。

在采取瓦斯涌出的初速度计算方法和钻屑量指标计算法来对煤巷进行为线性预测的同时, 应严格按照以下具体步骤来进行。

(1) 在煤巷掘进工作过程中, 应使用防突钻机在软分层内打出3个直径为42mm, 深度为10m的钻孔, 钻孔位置的选择应尽量在软层中, 应在工作面中部布置一个钻孔, 在巷道轮廓线外侧的2米～4米处设置另外两个钻孔。

(2) 在对钻孔进行掘进时, 应注意在钻孔每掘进1m时对钻屑量和钻孔瓦斯涌出的初速度测量1次, 同时每隔2米还要测定1次钻屑解析指标。在对瓦斯量涌出初速度进行测定时应采用胶囊式封孔器来对其进行封口, 封口后测量室的长度应为1米。

(3) 对瓦斯涌出的初速度进行测定时应在两分钟之内完成打孔工作, 若未完成, 该孔将成为废孔, 需重新打孔。

(4) 在对钻屑量进行测定时应采用防突钻机和螺旋钻杆来进行干式钻进, 并将工作过程中所排出的钻屑全部收集到固定容器中, 以便于测定。

2 在掘进工作中应加强安全防护工作

由于高瓦斯矿井是极易发生安全事故的场所, 高瓦斯矿井在发生事故后通常会有较严重的后果, 既会造成人员伤亡还会造成重大经济损失, 同时还会随地质环境有着一定的影响, 因此应对安全防护措施加以重视。

(1) 应严格要求进入掘进巷道的工作人员务必要携带隔离式自救装置, 并要求有关人员能够熟练掌握使用方法。

(2) 对全体员工进行有关安全知识的培训活动, 并对工作人员进行定期的安全事故发生演练, 保证人员具有强烈的安全意识。

(3) 在施工过程中, 应严格要求工作人员按照有关规定来进行施工, 杜绝不规范操作现象的出现, 同时还要在施工现场中的一些危险地带添加安全警示标语, 以保证安全施工。

(4) 在掘进完成后要对整个施工作业面进行检查, 对容易出现安全事故的地方要采取有效措施, 以保证项目的安全生产。

3 结语

通过对高瓦斯矿井采取上述有效的掘进方法以及防治措施后, 已经取得了较为理想的效果, 同时也使安全性得到了保障, 然而在当今高瓦斯矿井的掘进中仍有很多的不足之处, 因此, 需要有关工作人员在工作过程中对掘进方法以及安全防护措施进行不断探索, 才能使矿井掘进领域有更好的发展。

摘要：瓦斯是煤矿五大自然灾害之一, 高瓦斯矿井更为明显, 这一灾害很容易造成人员伤亡以及财产损失。打钻预抽这需要设备的平凡搬迁时间、打钻时间、预抽时间, 无疑就占用了正常掘进时间, 这样就影响了掘进。我们不仅要把瓦斯这一自然灾害变害为宝, 而且还要提高煤矿掘进速度问题, 提出高瓦斯矿井高效掘进方案, 供参考。

关键词：高瓦斯矿井,高效掘进技术,双巷掘进技术

参考文献

[1] 付志安.高瓦斯矿井煤巷掘进防突技术[J].煤炭技术, 2005 (12) .

[2] 崔曙光.双巷掘进技术在高瓦斯矿井掘进中的应用[J].实用技术, 2010 (5) .