掘进工作面过老巷安全技术措施

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掘进工作面过老巷安全技术措施

刘 欢 杨尚波 李元伟

（枣庄矿业集团高庄煤业有限公司，山东 济宁 277605）

摘 要 为解决掘进期间揭露废旧巷道过程中气体溢出伤人等不安全问题，采用构筑控风设施增加巷道迎头压力，使揭露点老巷的压力小于工作面迎头的风压，利用控风设施控制掘进工作面回风，同时现场气体安全后使用高分子材料对老巷快速封堵，第一时间做好老巷内气体的管控，保障了煤矿井下生产和作业人员安全。关键词 掘进巷道 过老巷 安全技术中图分类号 TD823 文献标识码 B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2020.03.037

Safety Technical Measures for Driving Face Passing Through Old RoadwayLiu Huan Yang Shang-bo Li Yuan-wei(Zaozhuang Mining Group Gaozhuang Coal Industry Co., Ltd., Shandong Jining 277605)

Abstract: In order to solve the unsafe problems such as gas overflow and injury in the process of exposing waste roadway during excavation, the head-on pressure of roadway is increased by constructing wind control facilities, so that the pressure of old roadway is less than the head-on wind pressure of working face, and the return air of heading face is controlled by wind control facility. Meanwhile, polymer materials are used to block the old roadway quickly after gas safety on the spot, and the gas control in the old roadway is done well for the first time. It ensures the safety of underground production and operators.Key words: excavation roadway passing through old roadway safety technology

收稿日期 2019-10-17作者简介 刘欢（1992-），男，汉族，山东济宁人，2015年毕业于山东科技大学安全工程专业，本科，目前工作单位为枣庄矿业集团高庄煤业有限公司通风防尘科，主要研究方向为矿井通风系统的优化调整、矿井防灭火研究和清洁生产标准化建设等方面。1 工作面概况

高煤公司3301工作面对应地面北部为高煤公

司、洗煤厂和高庄公路，工作面北翼地面为村庄拆

迁废墟和农田，随后穿过湖东大堤进入昭阳湖，南

翼大部分地面范围在昭阳湖水域内，其他为小岛和

芦苇荡。地面标高为+33.10~ +35.90m。3下301工

作面材料巷位于西三采区西南部，东部为早期穿采3上煤层工作面（1301、1302、1303等面），北部

为早期穿采3上煤层工作面（南三201、南三202、

南三203等穿采区）和工业广场保护煤柱，西部靠

近断层保护煤柱，南部紧靠防砂岩柱，上部为3上301工作面采空区和3上302工作面采空区。3下301

工作面材料巷标高为-126.2~ -222.0m。在巷道开拓

过程中需要多次穿过原水采老巷道，需防范老巷气

体外漏，确保贯通期间巷道气体安全。2 揭露老巷时气体安全隐患分析

高煤公司3下301掘进工作面在掘进过程中连续

贯通老巷，经研究分析，在贯通前后主要存在以下

气体安全隐患。

（1）巷道掘进过程中连续贯通老巷，原老巷

内氧气浓度过低，而气体排放或揭露老巷气体若管

控措施不到位，容易导致出现低氧区，危害现场作

业人员生命安全。

（2）揭露后的密闭若封闭不严，存在漏风情

况也会容易使密闭前氧气低，甚至整个巷道都造成

氧气低，威胁工作面安全生产。

（3）老巷错综复杂，部分老巷为独头巷道，

全负压通风不能有效稀释低氧气体。

（4）部分老巷冒落较为严重，有效通风断面小，

气体稀释速度较慢。

（5）气体排放后需对老巷维修，老巷敞口时

间较长，老巷内密闭存有受压破损漏风风险。

3 治理措施

3.1 构筑控风设施增压972020年第3期

（1）为防止老巷内气体的溢出，3下301掘进

工作面与老巷贯通前，在距贯通点60m位置分别建

控风设施2道，留设门扇方便行人和控制风量，在3下301掘进工作面与老巷贯通前暂不关闭。

（2）将15kW×2局部通风机双机全部开启，

增大3下301掘进工作面的风量和风压。

（3）在距贯通点5.0m时，每次施工前都应用2.2m钎子，在巷道的中部施工一平行于掘进方向的

超前探眼，以便探明透点位置，探眼超前迎头距离

应始终保持1.0m。打完探眼后及时用炮泥封实，打

探眼情况及时向矿调度室值班人员汇报。

（4）贯通前2m时，现场必须有2名救护队员

负责跟班监护、检查气体，并在贯通地点悬挂“三

用仪”或“四合仪”。

（5）贯通前关闭增阻设施，掘进至贯通点

前1m时，施工单位打钻孔探明探巷与老巷位置关

系，救护队员利用探孔放设束管，束管长度不低于2m，使用完后用炮泥或锚固剂进行封堵。

（6）通过探孔观察3下301掘进工作面迎头压

力，使贯通地点压力处于正压状态，通过探孔调压，

确保探孔处于进风状态。现场测量如表1所示。

（7）当施工处瓦斯浓度不超过1%或二氧化碳

浓度不超过1.5%、氧气浓度大于18%时，方可允

许施工，并在前方悬挂四合仪（氧气、一氧化碳、

硫化氢、瓦斯），救护队员负责监测该处气体情况。

（8）施工单位在气体浓度均符合上述规定后，

方可使用风镐揭露老巷，施工直径0.3m2的小洞，

由现场跟班救护队员负责检查贯通点气体浓度及风

压混合处风流方向，救护队员检查老巷内气体情况。

气体浓度不超过上述规定后，方可允许继续扩大贯

通地点巷道断面至1m2，最后进行全断面贯通工作。

（9）在3下301材料巷外段与里段贯通前，3下301材料巷外段的控风设施保留，这样可以长期使

3下301材料巷外段中的压力保持正压（具体参数见

表1），防止封闭不严的老巷气体外漏。贯通老巷

前后气体情况如表2所示。

增阻升压法原理示意图如图1所示。

图1 增阻升压法原理示意图表1 3下301工作面增阻设施两侧压力对比表

压力kPakPakPa

工作面处107.96107.95107.96

增阻设施外侧107.11107.11107.12表2 3下301掘进工作面贯通老巷前后气体情况

气体O2/%CH4/%CO2/%N2/%CO/ppm

贯通前4.30.582.7892.340

贯通后20.90.020.0579.030

3.2 密闭的快速封堵

（1）在工作面与老巷贯通后，第一时间进行

巷道封闭，保证掘进期间的气体安全。首先在老巷

入口6m内打木垛，木垛支护可以减少老巷受压变

形，造成气体外漏。

（2）在木垛外口加设点柱，采用木板鱼鳞搭接，

然后在其外侧挂网并固定好。

（3）使用氯镁化合高分子材料第一时间进行

封堵，重点是密闭周边和底板，确保密闭不漏风，

密闭内气体得到有效控制。

（4）待形成条件后，立即往老巷密闭运送沙

灰等喷浆材料对巷道中沿途过老巷密闭进行挂网喷

浆封堵，确保密闭及周边严密不漏风。密闭闭面

挂网2层，用铁丝与帮、顶板连接紧密，贴紧闭

面。闭面与周边5m全覆盖喷浆，喷浆厚度不小于150mm，确保封堵严密。密闭闭前2m要见实底后

再喷浆，喷浆厚度不小于200mm。

4 治理效果分析

针对高煤公司3下301材料巷连续过老巷，采取

了针对性措施，有效杜绝了井下低氧区的出现，保

障了掘进工作面贯通老巷时的气体安全工作。在本

次过老巷期间使用的控风增阻技术和高分子材料封

堵技术，具有简便、经济、易行、迅速的特点，对

于处理掘进工作面贯通与其相连的巷道是简单快捷

的途径，为掘进工作面揭露老巷的气体防治提供了

经验，对提高矿井的防灾和保障通防安全有着重要

意义。