沿空巷道掘進期間瓦斯及自然發(fā)火防治技術(shù)

        1 概況
　　（1）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煤層第四個綜采工作面，該面風(fēng)巷沿121303工作面采空區(qū)掘進，距離121303工作面采空區(qū)最近距離約20m，沿采空區(qū)掘進期間需加強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。
　　（2）根據(jù)鄰近111304工作面實測最大瓦斯含量2.8m3/t、121301工作面在相同標(biāo)高實測瓦斯含量在3.8m3/t及中煤科工集團重慶研究院對13-1煤層瓦斯地質(zhì)研究結(jié)論，預(yù)計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)計在3.8m3/t，預(yù)計121302風(fēng)巷掘進期間瓦斯涌出量不大于2m3/min。
　　（3）根據(jù)中煤科工集團重慶研究院提交《國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性鑒定報告》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%。
　　（5）根據(jù)中煤科工集團重慶研究院提交的《口孜東礦13-1煤層自燃發(fā)火標(biāo)志氣體研究報告》，中央采區(qū)內(nèi)13-1煤自燃傾向性等級為Ⅰ類，自燃傾向性為容易自燃，最短自然發(fā)火期為36天。
　　（6）121302工作面風(fēng)巷掘進期間采用壓入式通風(fēng)，選用一套FBD№7.1/2×45低噪音對旋局扇供風(fēng)可滿足需要，1臺使用1臺備用，選用一路Φ800mm風(fēng)筒供風(fēng)。
　　2 瓦斯治理方法
　　（1）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)巷掘進時主要采取風(fēng)排瓦斯和抽采瓦斯兩種瓦斯治理措施。風(fēng)排瓦斯方式為掘進期間局扇風(fēng)筒供風(fēng)，稀釋并帶走工作面涌出的瓦斯。
　　（2）掘進期間瓦斯采取預(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）。
　　（3）順層鉆孔設(shè)計長度：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)計中，在工作面風(fēng)、機巷巷幫平行施工順層鉆孔，風(fēng)、機巷按長度122m設(shè)計，每個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)計施工，但根據(jù)鉆孔施工實際情況可適當(dāng)進行調(diào)整，開孔位置與設(shè)計相差不大于0.1m，傾角、方位角與設(shè)計相差不大于1°。
　　（4）順層鉆孔設(shè)計個數(shù)：121302工作面順層鉆孔設(shè)計，順層鉆孔預(yù)抽時間不低于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)計第一個鉆孔，以后每隔8m設(shè)計一個，風(fēng)巷設(shè)計121個，工程量14762m。
　　3 自然發(fā)火防治技術(shù)
　　3.1 預(yù)測預(yù)報
　　（1）掘進期間防火工應(yīng)加強防火普查工作，對煤巷內(nèi)觀測點每周進行一次觀測，所有普查點以檢查CO、CO2、CH4氣體濃度和溫度為主，發(fā)現(xiàn)異常情況時，必須取樣進行化驗分析。對人工檢測或取樣分析存在CO氣體的點要進行跟蹤觀測，CO濃度持續(xù)增大時，應(yīng)采取針對性措施處理，消除自燃發(fā)火隱患。
　　（2）重點對隱患區(qū)要多布孔，人工搗孔困難時，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，煤柱觀測點和臨近采空區(qū)閉墻每周循環(huán)檢查，重點檢查氣體成分變化及壓差變化情況出現(xiàn)發(fā)火隱患的地點每圓班檢查1次。
　　（3）做好煤柱壓力變化預(yù)測預(yù)報工作，一旦發(fā)現(xiàn)煤柱頂部或幫部來壓變形時，施工單位在沿煤柱側(cè)施工木點柱進行臨時支護，增加煤柱抗壓性，并對隱患處采取噴漿措施進行固幫護頂。
　　3.2 煤柱觀測孔布置
　　（1）掘進期間抽排區(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)系施工隊伍每隔100m布置一個觀測孔（孔深8m），其中每個孔觀測孔間距可根據(jù)實際煤層結(jié)構(gòu)狀況進行調(diào)整，觀測孔布置在煤層中。
　　（2）若需打透煤柱對121303工作面采空區(qū)進行氣體觀測時，則必須在觀測管上安設(shè)控制壓差計。探孔施工時，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氣體報警時，施工人員必須停止打孔，并立即對探孔進行封堵，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透孔處進行封孔或者噴漿，堅決杜絕形成漏風(fēng)通道。
　　3.3 加固措施
　　掘進期間可根據(jù)煤柱受壓或鉆孔施工預(yù)留煤柱裂隙產(chǎn)生情況，決定是否對煤柱注凝膠或加固材料加固和堵漏。 　　3.4 監(jiān)測監(jiān)控措施
　　（1）利用121302風(fēng)巷回風(fēng)CO傳感器，對工作面回風(fēng)流CO濃度進行連續(xù)監(jiān)測，當(dāng)CO濃度超過24ppm時，必須立即向礦調(diào)度匯報，并查明原因，采取相應(yīng)措施處理。
　　（2）監(jiān)測隊負(fù)責(zé)工作面回風(fēng)CO傳感器的維護，每十五天至少進行一次調(diào)校。
　　3.5 噴漿堵漏措施
　　掘進期間，由施工單位對121302工作面風(fēng)巷沿空側(cè)煤柱進行噴漿，噴漿范圍覆蓋巷道左肩窩至整個采空區(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）掘進期間同時進行瓦斯治理及觀測孔的施工。
　　（2）掘進期間過斷層處、破碎帶，施工單位必須及時提前采取噴漿等措施進行處理，防止形成漏風(fēng)通道。
　　（3）沿空煤柱出現(xiàn)CO或溫度異常等自然發(fā)火隱患，必須立即對隱患點及其前后30m范圍內(nèi)沿空側(cè)巷幫進行噴注，并對相鄰采空區(qū)采取注漿（注氮）等措施，及時消除發(fā)火隱患。
　　（4）防火觀測所布置的未透采空區(qū)觀測孔深入煤柱內(nèi)在6m-8m之間，距巷道底板高度在1m-2m之間，所有觀測孔采用6分搗管并進行封孔，封孔距離距孔口不低于300mm，觀測搗管外漏不得超過300mm，每根觀測管必須在孔口處安設(shè)控制閘閥或束結(jié)堵頭，透煤柱對121303工作面采空區(qū)進行氣體觀測時，則必須在觀測管上安設(shè)控制閘閥。
　　（5）防火觀測所有觀測點必須進行掛牌管理，防火工要定期測定觀測點內(nèi)CO、CH4、CO2等氣體濃度和溫度，所有觀測數(shù)據(jù)必須有記錄臺賬;所有觀測點，平時處于關(guān)閉狀;所有觀測孔采用人工搗孔進行布置，搗孔困難時，可采用風(fēng)煤鉆進行打孔作業(yè)。
　　（6）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，施工單位應(yīng)提前編制好施工安全技術(shù)措施，加強頂板管理，防止出現(xiàn)高冒;過斷層后，施工單位應(yīng)配合地測科將斷層位置標(biāo)記清楚，由防火隊根據(jù)現(xiàn)場情況安設(shè)搗桿進行防火觀測，安設(shè)搗桿時嚴(yán)禁空頂作業(yè);過斷層處，施工單位必須對過斷層處前后10m范圍內(nèi)進行全斷面噴漿，噴漿質(zhì)量符合要求。
　　（7）掘巷期間視工作面情況對121303采空區(qū)進行灌漿，出現(xiàn)異常時每天對采空區(qū)進行灌漿。
　　（8）加強瓦斯抽放及防滅火灌漿管路巡查，每天安排專人對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)定運行。
　　結(jié)語
　　通過采取加強瓦斯抽采、預(yù)測預(yù)報、加固堵漏等有效措施，實現(xiàn)了沿空巷道掘進期間的瓦斯及防火安全管理，對類似條件下巷道安全施工有一定的參考價值。