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綜放工作面底板瓦斯預(yù)抽巷安全掘進(jìn)技術(shù)

文檔作者：劉廣超秦文杰文檔來(lái)源： 1河南工業(yè)和信息化職業(yè)學(xué)院 2．河南能源義煤公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年11月29日
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總第190期
doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2015．06．018
綜放工作面底板瓦斯預(yù)抽巷安全掘進(jìn)技術(shù)
劉廣超 ，秦文杰
(1河南工業(yè)和信息化職業(yè)學(xué)院，河南焦作454000；2．河南能源義煤公司鐵生溝煤業(yè)公司，河南鞏義451274)
摘要：文章根據(jù)某礦14029綜放工作面掘進(jìn)巷道瓦斯涌出比較大，影響工作面正常安全掘進(jìn)的問(wèn)題，借
鑒以往生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，決定在煤層底板布置瓦斯預(yù)抽巷，并對(duì)巷道位置進(jìn)行選擇．巷道支護(hù)方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)
對(duì)底抽巷通風(fēng)方式和通風(fēng)管理進(jìn)行介紹：給出了具體的巷道綜合防塵及防滅火措施，保證了巷道的正常安
全施工，可為二 煤層14029綜放工作面軌道巷正常掘進(jìn)工作服務(wù)，為類似條件下底抽巷施工設(shè)計(jì)積累寶
貴經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞：底板抽放巷；預(yù)抽瓦斯；綜放工作面；支護(hù)設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：TD712．6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1005—2798(2015)06—0052—03
經(jīng)過(guò)煤礦長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐表明：井下瓦斯治理應(yīng)該
以區(qū)域治理措施為主要手段l1 ]。我國(guó)煤礦《防突規(guī)
定》中明確規(guī)定，高瓦斯礦井必須強(qiáng)制進(jìn)行瓦斯治理
后方可施工。目前，區(qū)域瓦斯治理的方法是煤礦普遍
采用的瓦斯治理措施．實(shí)踐證明也是最有效的一種瓦
斯治理技術(shù)。同時(shí)，防突必須結(jié)合區(qū)域治理為主和局
部治理進(jìn)行補(bǔ)充的瓦斯防治意識(shí)。總之。必須堅(jiān)持突
出礦井瓦斯治理程度達(dá)到安全生產(chǎn)施工的規(guī)定要求
之后，才能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)采掘施工作業(yè)_3 J。
某礦14029綜采工作面掘進(jìn)期間，由通風(fēng)部門測(cè)
得絕對(duì)瓦斯涌出量2．93 m ／min，平均1．63 m ／min，
相對(duì)瓦斯涌出量為11．7 m。／t。預(yù)計(jì)工作面回采時(shí)，
絕對(duì)瓦斯涌出量為7．18 m ／min。應(yīng)加強(qiáng)瓦斯管
理、預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)，并加強(qiáng)瓦斯抽放工作，在工作面巷道
掘進(jìn)到斷層等構(gòu)造位置附近時(shí)，瓦斯壓力及涌出量
可能會(huì)更大。根據(jù)以往相同地質(zhì)條件下，巷道掘進(jìn)
經(jīng)驗(yàn)有必要在工作面掘進(jìn)過(guò)程中，布置底板瓦斯預(yù)
抽巷，保證工作面正常安全掘進(jìn)。
1 T程概況
1．1 巷道用途及設(shè)計(jì)概況
二 煤層14029綜放工作面底板預(yù)抽巷為二
煤層14029軌道巷預(yù)抽瓦斯服務(wù)，保證二．煤層
14029軌道巷順利掘進(jìn)，消除突出危險(xiǎn)。
二．煤層14029底板預(yù)抽巷設(shè)計(jì)長(zhǎng)度672 m，水
平標(biāo)高?330 395 m。開(kāi)始施工地點(diǎn)：從轉(zhuǎn)點(diǎn)向
里88．3 m處的F點(diǎn)開(kāi)始向前施工，施工距離為
58．8 m直至，J點(diǎn)，施工坡度為一25。、方位角為
215。：隨后以一0．17。的坡度和12 m 的曲率半徑繼
52
續(xù)施工31．2 m到達(dá) 點(diǎn)：繼續(xù)根據(jù)坡度一0．17。和
65。的角度施工至Ⅳ點(diǎn)，長(zhǎng)度為82．3 m：最后繼續(xù)以
一0．17。的坡度和135。的方位角達(dá)到P點(diǎn)，施工長(zhǎng)
度為58．2 m。進(jìn)入煤層底板后，確保巷道頂距離煤
層底板的距離不小于8 m，保持該標(biāo)準(zhǔn)繼續(xù)施工。
F點(diǎn)至 點(diǎn)巷道采用3節(jié)36U型棚支護(hù)，梁長(zhǎng)4 m，
腿長(zhǎng)3．5 m。S毛=14．4 m ，S凈=13 m 。L點(diǎn)以里
巷道為直墻半圓拱斷面．巷道規(guī)格：凈寬4 200 mm。
毛寬4 400 mm，毛高3 600 mm，凈高3 500 mm，毛斷
面13．8 m ．凈斷面12．8 m
1．2 水文地質(zhì)條件
該工作面水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，主要充水水源為
底板奧灰承壓含水層。工作面相鄰巷道二．14029
底板預(yù)抽巷已施工完成．掘進(jìn)過(guò)程中未出現(xiàn)底板滲
出水現(xiàn)象，且該礦對(duì)該巷道進(jìn)行了瞬變電磁勘探，勘
探結(jié)果顯示，巷道施工范圍內(nèi)不存在低阻值異常區(qū)。
14029底板預(yù)抽巷施工前，首先做超前物探，再做滯
后查異工作，若存在低阻值異常區(qū)，及時(shí)進(jìn)行打鉆驗(yàn)
證。確保工作面安全掘進(jìn)。
2 巷道支護(hù)設(shè)計(jì)
2．1 巷道斷面形式
二 14029底板預(yù)抽巷F一，J段設(shè)計(jì)斷面形狀為
36U型棚斷面；二 14029底板預(yù)抽巷￡點(diǎn)向里段設(shè)
計(jì)斷面形狀為直墻半圓拱斷面。底抽巷道與煤層位
置刨面如圖1所示
2．2 巷道支護(hù)參數(shù)
1) F—L段支護(hù)方式。①臨時(shí)支護(hù)：采用前探
梁和棚式支護(hù)頂梁做為臨時(shí)支護(hù)，放炮后必須敲幫
收稿日期：2015-04-02
作者簡(jiǎn)介：劉廣超(1981一)，男，河南漯河人，講師，從事采礦T程方面的教學(xué)與研究工作。
劉廣超等：綜放工作面底板瓦斯預(yù)抽巷安全掘進(jìn)技術(shù) 第24卷第6期
問(wèn)頂，有活煤(矸)塊要用長(zhǎng)柄工具站在安全地點(diǎn)及
時(shí)搗下，然后用兩根4 m長(zhǎng)的盯型鋼梁為前探梁臨
時(shí)支護(hù)，一梁配2個(gè)懸梁器。每次放炮前后，必須及
時(shí)移前探梁和檢查懸梁器是否松動(dòng)，前探梁與懸梁
器間用大頭楔楔緊楔牢，嚴(yán)防松動(dòng)或下滑，經(jīng)檢查確
認(rèn)安全可靠后方可施工。②永久支護(hù)：二。14029工
作面軌道巷采用36U型鋼棚+頂板錨網(wǎng)索進(jìn)行支
護(hù)。36U型鋼使用3節(jié)36U型棚(下寬4 463 mm、巷
高3 539 mm)。梁長(zhǎng)4 000 mm，腿長(zhǎng)3 500 mm，棚距
700 mm(中一中)：錨桿規(guī)格：D20 mm×2 000 mm等
強(qiáng)錨桿，間、排距為800 mm×700 mm，每排打設(shè)
8根；錨索為D15．2 mm×5 000 mm鋼絞線，間排距
2 000 mm×1 400 mm，每排打設(shè)3根。
- 300
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- 320
- 330
- 340
- 350
- 360
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圖1 底抽巷與煤層位置刨面(m)
2) L點(diǎn)向里段支護(hù)方式：①臨時(shí)支護(hù)：頂板穩(wěn)
定時(shí)支護(hù)方式：打眼放炮后，進(jìn)行敲幫問(wèn)頂，打設(shè)兩
根帶帽單體柱。單體柱將金屬網(wǎng)頂至空頂處，然后錨
網(wǎng)支護(hù)：拱部每排打設(shè)9根錨桿，掛設(shè)4張平焊金屬
網(wǎng)。錨桿打設(shè)位置：巷正中1根，左右間隔800 mm
各打設(shè)4根。打設(shè)順序，由中間向兩幫部逐根打設(shè)；
采用螺紋鋼錨桿加平焊金屬網(wǎng)的支護(hù)方式；螺紋鋼
錨桿參數(shù)為直徑20 I／IITI．長(zhǎng)度為2 000 mm。采用兩支
型號(hào)分別為K2340型和Z2350型的樹(shù)脂錨固劑進(jìn)行
錨桿錨固：平焊金屬網(wǎng)大小為2 150 mm×900 mm，搭
接長(zhǎng)度為100 mm。②永久支護(hù)：選用等強(qiáng)螺紋鋼錨
桿、金屬網(wǎng)、錨索梁和巷道噴漿的聯(lián)合支護(hù)方式；材料
包括螺紋鋼錨桿、錨固劑、金屬網(wǎng)、錨索梁和錨索，噴
漿材料包括普通硅酸鹽水泥、沙和石子：螺紋鋼錨桿
參數(shù)直徑為20 mln．長(zhǎng)度為2 000 mm，采用2支型號(hào)
分別為K2340和Z2350型的樹(shù)脂錨固劑進(jìn)行錨桿錨
固。平焊金屬網(wǎng)大小為2 150 mm×900 Inin，搭接長(zhǎng)
度為100 n'lln。選用長(zhǎng)度為1 800 mm的一梁兩索錨
索梁。錨索參數(shù)直徑為15．2 I／1I／1。長(zhǎng)度為5 000 mm：
噴漿材料參數(shù)為水泥： 砂： 石子=1-2：2，添加
3％ 一4％的速凝劑：錨網(wǎng)噴+錨索梁復(fù)合支護(hù)。錨索
梁支護(hù)滯后正頭不大于3．6 in。
3 通風(fēng)方式及瓦斯監(jiān)控
3．1 通風(fēng)方式
采用壓人式通風(fēng)，局部通風(fēng)機(jī)安裝在二。14029
底板預(yù)抽巷防突風(fēng)門外，二 14029中部車場(chǎng)內(nèi)新鮮
風(fēng)流中，最長(zhǎng)供風(fēng)距離900 m。新鮮風(fēng)：副井一井底
車場(chǎng)一一水平西翼軌道大巷一二 14029底板預(yù)抽
巷口防突風(fēng)門外局扇一施工正頭；乏風(fēng)：二．14029
底板預(yù)抽巷施工正頭一二 14029底板預(yù)抽巷一
二 14029底板預(yù)抽巷?；匾灰凰轿饕砘仫L(fēng)大
巷一1號(hào)回風(fēng)石門一風(fēng)井一地面：二 14029底板預(yù)
抽巷隨工作面向前掘進(jìn)每隔50 m留設(shè)一個(gè)三通。用
于安裝壓風(fēng)自救裝置。
3．2 瓦斯監(jiān)控
每班負(fù)責(zé)人必須攜帶便攜式甲烷報(bào)警儀，對(duì)工
作地點(diǎn)瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行不斷的監(jiān)測(cè)，如有超限情況，應(yīng)
立即進(jìn)行處理：爆破工下井進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí)，必須攜
帶便攜式甲烷報(bào)警儀，每次爆破前要進(jìn)行“一炮三檢”
工作，并認(rèn)真做好記錄工作；每班派專人把報(bào)警儀安
裝懸掛在掘進(jìn)工作面無(wú)風(fēng)筒一側(cè)5 m范圍內(nèi)，并時(shí)刻
有人觀察，一旦出現(xiàn)報(bào)警應(yīng)停止工作進(jìn)行處理；進(jìn)行
井下機(jī)電維修工作時(shí)，必須在檢修工作地點(diǎn)20 m范
圍內(nèi)檢查瓦斯?jié)舛?，儀器報(bào)警時(shí)，不得進(jìn)行檢修。
4 綜合防塵及防火措施
4．1 綜合防塵
利用供水管作為防塵管路，每隔50 nl，設(shè)一個(gè)
閥門：巷道內(nèi)設(shè)水幕：一道為固定水幕，距回風(fēng)口
50 m；另一道為移動(dòng)水幕，在耙矸機(jī)后緊跟耙矸機(jī)，
水幕不小于巷寬的90％ ，距巷頂不大于0．3 ITI；定期
沖洗巷幫，防止粉塵堆積，巖巷每周沖洗兩次(每周
一和周五)；配戴防塵口罩加強(qiáng)個(gè)人防護(hù)；井下堅(jiān)持
使用濕式打眼方式和使用水炮泥，進(jìn)行放炮作業(yè)前
后，在20 m范圍內(nèi)必須灑水降塵．裝巖作業(yè)時(shí)也要
進(jìn)行灑水降塵工作。
4．2 防火措施
工作面的防火水源來(lái)自地面的消防水池，由副
井一西翼軌道大巷一二，14029工作面中部車場(chǎng)一
二 14029底板預(yù)抽巷，分別用19 inm、12．5 mm、
8 mm鐵管和5 mm膠管接人工作面。具體措施如
下：巷道內(nèi)浮塵，班班清理，浮塵定期沖刷；電器著
火，首先切斷電源，然后進(jìn)行處理，并向調(diào)度室、隊(duì)值
班人員匯報(bào)清楚：井下使用的棉紗、布頭等易燃品放
到蓋嚴(yán)的桶內(nèi)，定期帶上井，井下不得將機(jī)械設(shè)備剩
油、廢油留在或?yàn)⒃谙锏乐校簢?yán)令禁止進(jìn)行明火作業(yè)
和靜壓水管作為消防水管；若電氣設(shè)備著火時(shí)，先切
斷電源，然后用沙子滅火。
通過(guò)對(duì)14029綜放工作面掘進(jìn)巷道相對(duì)瓦斯涌
出量進(jìn)行觀測(cè)發(fā)現(xiàn)．巷道掘進(jìn)期間瓦斯涌出量較大，
嚴(yán)重影響巷道正常掘進(jìn)工作．對(duì)井下工作人員造成
53
劉廣超等：綜放工作面底板瓦斯預(yù)抽巷安全掘進(jìn)技術(shù) 第24卷第6期
嚴(yán)重生命威脅。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和規(guī)程規(guī)定，決定在
工作面底板布置瓦斯預(yù)抽巷。保證工作面巷道正常
掘進(jìn)。文中對(duì)底板瓦斯預(yù)抽巷具體位置進(jìn)行了設(shè)
計(jì)，給出了不同地質(zhì)條件下的巷道斷面選擇形式及
巷道具體支護(hù)措施．同時(shí)對(duì)巷道通風(fēng)方式和管理措
施進(jìn)行說(shuō)明，也給出了具體的防塵和防滅火措施，保
證了預(yù)抽巷的正常施工。為更好地發(fā)揮瓦斯抽放巷
的作用打下良好的基礎(chǔ)，也為類似條件下底抽巷施
工積累寶貴經(jīng)驗(yàn)
參考文獻(xiàn)：
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[責(zé)任編輯：路方]
(上接第31頁(yè))②膠帶飄動(dòng)抖落矸石在巷道中滾動(dòng)，
造成行人不安全。針對(duì)這一難題，提出對(duì)通用膠帶
輸送機(jī)進(jìn)行技術(shù)上的改進(jìn)，以便更好地服務(wù)于生產(chǎn)。
2 改造方案
1) 在6點(diǎn)處設(shè)計(jì)一套變坡壓帶裝置(如圖2
所示)。先設(shè)計(jì)制造一個(gè)基礎(chǔ)框架，基礎(chǔ)框架上設(shè)有
固定三個(gè)滾筒的位置(滾筒直徑大小可根據(jù)膠帶受力
情況而定)，其中上邊的滾筒A(滾筒直徑4OO Inm)起
卸載作用，另一個(gè)滾筒 (滾筒直徑400 mm)起換向
作用，下滾筒C(滾筒直徑200 mm)起導(dǎo)向作用，抑
制下膠帶上飄
機(jī)尾部— ～ 上膠帶
／9 a
圖2 壓帶裝置
2) 為有效防止矸石滑落傷人，對(duì)6c段及其前
后5 ITI的輸送部位進(jìn)行防護(hù)。用40 mm×4 mm扁
鋼制作一個(gè)半圓架，直徑為H架寬度，半圓架兩端
焊一個(gè)h型卡子，卡在架桿上，用M8螺栓緊固，每
隔1 1TI安裝一個(gè)半圓架，然后在半圓架上安裝金屬網(wǎng)
片．如圖3所示
3) 在增加防護(hù)網(wǎng)后，為防止6c段的上膠帶跑
偏造成對(duì)膠帶的損傷和跑偏后矸石的滾落。采取措
施有：①對(duì)安裝的上托輥進(jìn)行了調(diào)整，每3組上托輥
間，有一組是自動(dòng)調(diào)偏托輥；②每5 m在架桿上內(nèi)側(cè)
左右．對(duì)稱安裝豎立的抗跑偏托輥。以擠抗膠帶跑偏。
3 使用效果及效益分析
3．1 使用效果
1) 有效解決了在變坡段附近的膠帶上飄現(xiàn)
54
象，解決了掘進(jìn)作業(yè)時(shí)大傾角下運(yùn)矸石膠帶機(jī)的運(yùn)
輸困難，保證了正常生產(chǎn)。
2) 杜絕了膠帶運(yùn)行中滾矸傷人現(xiàn)象，工人在
行走大傾角巷道段時(shí)，安全得到保障。
3) 大傾角段膠帶跑偏現(xiàn)象得到解決。
4) 不清理滾矸．減輕了T人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
／／／／— ＼ 4?0mm~ 4m
一／ ． 。
圖3 防護(hù)網(wǎng)架
3．2 效益分析
經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的通用膠帶輸送機(jī)在李陽(yáng)煤業(yè)
150112高抽巷掘進(jìn)工作面使用，效果良好，節(jié)省了
設(shè)備的投人，以前為保證安全運(yùn)輸往往是一個(gè)變坡
段一臺(tái)運(yùn)輸設(shè)備，由此也節(jié)省了用工的投入，解決了
大傾角下運(yùn)矸石存在的問(wèn)題。由于150112高抽巷
的應(yīng)用成功，在150105高抽巷、上倉(cāng)斜巷等掘進(jìn)工
作面得到了推廣使用，減少了出矸的運(yùn)輸環(huán)節(jié)，節(jié)省
了設(shè)備和用工的投入，滿足了掘進(jìn)工作和安全工作
的要求，取得了非常明顯的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益。
通用膠帶輸送機(jī)經(jīng)改造在高抽巷等巷道的成功
應(yīng)用，徹底解決了通用膠帶輸送機(jī)在大傾角交水平
巷道下運(yùn)中存在的問(wèn)題，效果顯著，效益明顯。隨著
礦井向縱深開(kāi)采，復(fù)雜多變的變坡段巷道必然存在，
這一項(xiàng)目也將因此得到廣泛應(yīng)用，具有較高的推廣應(yīng)
用價(jià)值，對(duì)于大運(yùn)量的下運(yùn)式膠帶輸送機(jī)還需對(duì)其安
裝制動(dòng)裝置(或制動(dòng)閘)，以確保設(shè)備安全運(yùn)轉(zhuǎn)。
[責(zé)任編輯：路方]

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