沿空巷道掘進(jìn)期間瓦斯及自然發(fā)火防治技術(shù)

        1 概況
　?。?）121302工作面位于口孜東礦一水平（-967m）西翼采區(qū)，是西翼采區(qū)13-1煤層第四個(gè)綜采工作面，該面風(fēng)巷沿121303工作面采空區(qū)掘進(jìn)，距離121303工作面采空區(qū)最近距離約20m，沿采空區(qū)掘進(jìn)期間需加強(qiáng)瓦斯及防火安全管理，防止出現(xiàn)瓦斯超限、自然發(fā)火事故。
　?。?）根據(jù)鄰近111304工作面實(shí)測(cè)最大瓦斯含量2.8m3/t、121301工作面在相同標(biāo)高實(shí)測(cè)瓦斯含量在3.8m3/t及中煤科工集團(tuán)重慶研究院對(duì)13-1煤層瓦斯地質(zhì)研究結(jié)論，預(yù)計(jì)121302風(fēng)巷瓦斯含量在3.75-4.1m3/t，綜合考慮該面瓦斯含量預(yù)計(jì)在3.8m3/t，預(yù)計(jì)121302風(fēng)巷掘進(jìn)期間瓦斯涌出量不大于2m3/min。
　　（3）根據(jù)中煤科工集團(tuán)重慶研究院提交《國(guó)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(xiǎn)性鑒定報(bào)告》結(jié)論：口孜東煤礦一水平中央?yún)^(qū)（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(qū)域13-1煤層為非突出煤層。
　　（4）根據(jù)“安徽興安礦用安全產(chǎn)品檢驗(yàn)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(fā)份Vdaf為41.36%，火焰長(zhǎng)度為50mm，抑制煤塵爆炸最低巖粉量為60%，煤塵爆炸指數(shù)57.71%。
　?。?）根據(jù)中煤科工集團(tuán)重慶研究院提交的《口孜東礦13-1煤層自燃發(fā)火標(biāo)志氣體研究報(bào)告》，中央采區(qū)內(nèi)13-1煤自燃傾向性等級(jí)為Ⅰ類，自燃傾向性為容易自燃，最短自然發(fā)火期為36天。
　?。?）121302工作面風(fēng)巷掘進(jìn)期間采用壓入式通風(fēng)，選用一套FBD№7.1/2×45低噪音對(duì)旋局扇供風(fēng)可滿足需要，1臺(tái)使用1臺(tái)備用，選用一路Φ800mm風(fēng)筒供風(fēng)。
　　2 瓦斯治理方法
　?。?）根據(jù)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(fēng)巷掘進(jìn)時(shí)主要采取風(fēng)排瓦斯和抽采瓦斯兩種瓦斯治理措施。風(fēng)排瓦斯方式為掘進(jìn)期間局扇風(fēng)筒供風(fēng)，稀釋并帶走工作面涌出的瓦斯。
　?。?）掘進(jìn)期間瓦斯采取預(yù)抽措施，必須建立完善的瓦斯抽采系統(tǒng)，順層抽采系統(tǒng)為：121302工作面風(fēng)巷順層鉆孔→121302工作面風(fēng)巷（Φ325mm）→121303工作面風(fēng)巷外段（Φ325mm）→西翼回風(fēng)大巷（一）西段 （Ф529×9mm）→西翼回風(fēng)大巷（一）東段（Ф630×10mm）→中央回風(fēng)井（Ф630×10mm）→地面永久瓦斯抽采泵站（Ф630×10mm）。
　?。?）順層鉆孔設(shè)計(jì)長(zhǎng)度：13-1煤層在該區(qū)域已鑒定為非突出煤層，煤層較為松軟，考慮到鉆機(jī)能力（在13-1煤層中施工深度在125m左右）及施工技術(shù)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(shí)瓦斯涌出量，綜合考慮各種因素，因此121302工作面順層鉆孔設(shè)計(jì)中，在工作面風(fēng)、機(jī)巷巷幫平行施工順層鉆孔，風(fēng)、機(jī)巷按長(zhǎng)度122m設(shè)計(jì)，每個(gè)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(yù)抽需要。原則上鉆孔嚴(yán)格按設(shè)計(jì)施工，但根據(jù)鉆孔施工實(shí)際情況可適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整，開孔位置與設(shè)計(jì)相差不大于0.1m，傾角、方位角與設(shè)計(jì)相差不大于1°。
　　（4）順層鉆孔設(shè)計(jì)個(gè)數(shù)：121302工作面順層鉆孔設(shè)計(jì)，順層鉆孔預(yù)抽時(shí)間不低于30天，取終孔間距8m，121302工作面風(fēng)巷在停采線向南1.68m設(shè)計(jì)第一個(gè)鉆孔，以后每隔8m設(shè)計(jì)一個(gè)，風(fēng)巷設(shè)計(jì)121個(gè)，工程量14762m。
　　3 自然發(fā)火防治技術(shù)
　　3.1 預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)
　?。?）掘進(jìn)期間防火工應(yīng)加強(qiáng)防火普查工作，對(duì)煤巷內(nèi)觀測(cè)點(diǎn)每周進(jìn)行一次觀測(cè)，所有普查點(diǎn)以檢查CO、CO2、CH4氣體濃度和溫度為主，發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)，必須取樣進(jìn)行化驗(yàn)分析。對(duì)人工檢測(cè)或取樣分析存在CO氣體的點(diǎn)要進(jìn)行跟蹤觀測(cè)，CO濃度持續(xù)增大時(shí)，應(yīng)采取針對(duì)性措施處理，消除自燃發(fā)火隱患。
　?。?）重點(diǎn)對(duì)隱患區(qū)要多布孔，人工搗孔困難時(shí)，由施工單位負(fù)責(zé)采用風(fēng)煤鉆打眼布孔，孔深不低于2m，煤柱觀測(cè)點(diǎn)和臨近采空區(qū)閉墻每周循環(huán)檢查，重點(diǎn)檢查氣體成分變化及壓差變化情況出現(xiàn)發(fā)火隱患的地點(diǎn)每圓班檢查1次。
　?。?）做好煤柱壓力變化預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作，一旦發(fā)現(xiàn)煤柱頂部或幫部來壓變形時(shí)，施工單位在沿煤柱側(cè)施工木點(diǎn)柱進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，增加煤柱抗壓性，并對(duì)隱患處采取噴漿措施進(jìn)行固幫護(hù)頂。
　　3.2 煤柱觀測(cè)孔布置
　?。?）掘進(jìn)期間抽排區(qū)需在臨近121303工作面采空區(qū)煤柱寬度小于或等于20m的區(qū)段內(nèi)，聯(lián)系施工隊(duì)伍每隔100m布置一個(gè)觀測(cè)孔（孔深8m），其中每個(gè)孔觀測(cè)孔間距可根據(jù)實(shí)際煤層結(jié)構(gòu)狀況進(jìn)行調(diào)整，觀測(cè)孔布置在煤層中。
　?。?）若需打透煤柱對(duì)121303工作面采空區(qū)進(jìn)行氣體觀測(cè)時(shí)，則必須在觀測(cè)管上安設(shè)控制壓差計(jì)。探孔施工時(shí)，施工人員要在探孔附近下風(fēng)側(cè)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(bào)警時(shí)，施工人員必須停止打孔，并立即對(duì)探孔進(jìn)行封堵，防止有毒有害氣體竄入巷道風(fēng)流中。若在施工過程中錨索打透煤柱，必須立即采取措施對(duì)透孔處進(jìn)行封孔或者噴漿，堅(jiān)決杜絕形成漏風(fēng)通道。
　　3.3 加固措施
　　掘進(jìn)期間可根據(jù)煤柱受壓或鉆孔施工預(yù)留煤柱裂隙產(chǎn)生情況，決定是否對(duì)煤柱注凝膠或加固材料加固和堵漏。 　　3.4 監(jiān)測(cè)監(jiān)控措施
　?。?）利用121302風(fēng)巷回風(fēng)CO傳感器，對(duì)工作面回風(fēng)流CO濃度進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，當(dāng)CO濃度超過24ppm時(shí)，必須立即向礦調(diào)度匯報(bào)，并查明原因，采取相應(yīng)措施處理。
　　（2）監(jiān)測(cè)隊(duì)負(fù)責(zé)工作面回風(fēng)CO傳感器的維護(hù)，每十五天至少進(jìn)行一次調(diào)校。
　　3.5 噴漿堵漏措施
　　掘進(jìn)期間，由施工單位對(duì)121302工作面風(fēng)巷沿空側(cè)煤柱進(jìn)行噴漿，噴漿范圍覆蓋巷道左肩窩至整個(gè)采空區(qū)側(cè)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
　　（1）掘進(jìn)期間同時(shí)進(jìn)行瓦斯治理及觀測(cè)孔的施工。
　　（2）掘進(jìn)期間過斷層處、破碎帶，施工單位必須及時(shí)提前采取噴漿等措施進(jìn)行處理，防止形成漏風(fēng)通道。
　?。?）沿空煤柱出現(xiàn)CO或溫度異常等自然發(fā)火隱患，必須立即對(duì)隱患點(diǎn)及其前后30m范圍內(nèi)沿空側(cè)巷幫進(jìn)行噴注，并對(duì)相鄰采空區(qū)采取注漿（注氮）等措施，及時(shí)消除發(fā)火隱患。
　?。?）防火觀測(cè)所布置的未透采空區(qū)觀測(cè)孔深入煤柱內(nèi)在6m-8m之間，距巷道底板高度在1m-2m之間，所有觀測(cè)孔采用6分搗管并進(jìn)行封孔，封孔距離距孔口不低于300mm，觀測(cè)搗管外漏不得超過300mm，每根觀測(cè)管必須在孔口處安設(shè)控制閘閥或束結(jié)堵頭，透煤柱對(duì)121303工作面采空區(qū)進(jìn)行氣體觀測(cè)時(shí)，則必須在觀測(cè)管上安設(shè)控制閘閥。
　　（5）防火觀測(cè)所有觀測(cè)點(diǎn)必須進(jìn)行掛牌管理，防火工要定期測(cè)定觀測(cè)點(diǎn)內(nèi)CO、CH4、CO2等氣體濃度和溫度，所有觀測(cè)數(shù)據(jù)必須有記錄臺(tái)賬;所有觀測(cè)點(diǎn)，平時(shí)處于關(guān)閉狀;所有觀測(cè)孔采用人工搗孔進(jìn)行布置，搗孔困難時(shí)，可采用風(fēng)煤鉆進(jìn)行打孔作業(yè)。
　?。?）過斷層前，施工單位應(yīng)先施工探眼，探明斷層具體位置;斷層時(shí)，施工單位應(yīng)提前編制好施工安全技術(shù)措施，加強(qiáng)頂板管理，防止出現(xiàn)高冒;過斷層后，施工單位應(yīng)配合地測(cè)科將斷層位置標(biāo)記清楚，由防火隊(duì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況安設(shè)搗桿進(jìn)行防火觀測(cè)，安設(shè)搗桿時(shí)嚴(yán)禁空頂作業(yè);過斷層處，施工單位必須對(duì)過斷層處前后10m范圍內(nèi)進(jìn)行全斷面噴漿，噴漿質(zhì)量符合要求。
　?。?）掘巷期間視工作面情況對(duì)121303采空區(qū)進(jìn)行灌漿，出現(xiàn)異常時(shí)每天對(duì)采空區(qū)進(jìn)行灌漿。
　?。?）加強(qiáng)瓦斯抽放及防滅火灌漿管路巡查，每天安排專人對(duì)瓦斯抽放及灌漿系統(tǒng)管路檢查，確保瓦斯抽采系統(tǒng)、灌漿系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
　　結(jié)語
　　通過采取加強(qiáng)瓦斯抽采、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、加固堵漏等有效措施，實(shí)現(xiàn)了沿空巷道掘進(jìn)期間的瓦斯及防火安全管理，對(duì)類似條件下巷道安全施工有一定的參考價(jià)值。