超前钻孔排放瓦斯技术在巷道掘进揭穿老巷中的应用

宋云辉

摘 要：本文以某矿2302回风巷掘进与1307探巷（老巷）贯通为研究对象，利用超前钻孔技术对老空巷道内积聚的瓦斯及有害氣体进行排放，解决了掘进工作面遇老巷，无通道提前对老巷进行瓦斯排放的问题，不仅提高了掘进工作揭穿老巷的速度，确保了巷道的通风安全，还创造了良好的经济效益，为掘进巷道揭穿老巷时提供一定的借鉴。

关键词：超前钻孔;排放瓦斯

0 引言

煤矿掘进过程中经常出现新掘巷道贯通老巷的情况，由于老巷封闭的时间较长，巷道内情况复杂，往往会积存大量的瓦斯等有害气体。对于如何排放老巷内积聚的瓦斯等有害气体，将贯通点的瓦斯浓度控制在矿井有害气体安全标准以内是保证巷道安全贯通的关键。在现场实践中，有些老巷比较特殊，不具备启封密闭排放的条件，救护队员没有通道进入老巷内，无法提前预透老巷进行恢复通风从而排放瓦斯，只能采用特殊的方法进行排放预透点的瓦斯。本文根据山西某矿2302回风巷掘进与1307探巷（老巷）贯通的现场实际研究，研究出了一种新的瓦斯排放技术-钻孔排放瓦斯技术。

1 巷道掘进概况

该煤矿主采3煤层，瓦斯等级鉴定为低瓦斯矿井。该井田瓦斯含量较低，但由于井田内各煤层埋藏较深，又有岩浆岩侵入，局部煤的变质程度高，会有较高瓦斯带存在。2302回风巷巷道掘进221m将与1307探巷（老巷）贯通，1307探巷现已封闭3年，在1307工作面推采过后，由于采空区顶板跨落，巷道压力增加密闭会出现裂隙，造成1307探巷与1307工作面采空区气体相连通，虽然1307工作面在生产期间未发现有害气体超标及煤炭出现自然现象，但由于1307探巷封闭时间较长，老巷内情况不明，1307工作面推采过后又不具备通过启封密闭排放有害气体的条件，救护队员没有通道进入老巷内，无法提前对预透老巷进行通风，为确保巷道安全贯通，在2302回风巷与1307探巷贯通前5m，停止掘进工作，需进行钻孔勘探检测，掌握需贯通巷道内有害气体情况，以确保巷道下一步施工安全。

2 钻孔瓦斯排放原理

2.1 钻孔排放理论分析

钻孔瓦斯排放是在一个平面对封闭的巷道打两个钻孔，一个孔向里加压，则另一个孔将向外泄压，形成了压风流的一个循环路线，在正压的作用下，高压风流沿：胶管→压风钻孔→老巷内（预透点区域）→泄压钻孔→掘进工作面→掘进回风流方向流动，老巷预透点区域内积聚的瓦斯逐渐被压入的风流稀释，并沿泄压钻孔带入回风道，通过压风管阀门调节压风大小的方式来控制泄压钻孔瓦斯排出量，使掘进工作面及其回风流内的瓦斯浓度不超限，如图1所示。

2.2 钻孔瓦斯排放判别条件

①若钻孔内向外出风，则揭穿贯通点的瓦斯向外涌出;若钻孔中的气体浓度不超限，则揭穿贯通点区域内的瓦斯浓度不超限，可以安全贯通。

②若钻孔中的瓦斯浓度超限，通过套管压风后，沿另一侧的钻孔将有大量瓦斯排出或瓦斯逐渐被压入的风流稀释，直至瓦斯浓度降到规定安全值一下，方可安全贯通。

③若钻孔向里进风，说明老巷中有其他漏风通道，通过钻孔进入的新鲜风流将贯通点区域内的瓦斯压出或稀释，则揭穿贯通点将不会积存瓦斯或其他有害气体的，可以安全贯通。

3 钻孔探测步骤

①首先利用钻机，在掘进工作面风筒一侧选定检测孔位置进行打钻，通过钻机钻孔进入老巷后，然后由瓦斯检查员使用光学瓦斯检测仪，利用瓦斯探杖深入检测孔内抽取气样，检测瓦斯和二氧化碳气体情况，然后进行采集气样至气囊后，在使用多种气体检测仪（甲烷、一氧化碳、氧气、硫化氢）进行检测其他气体情况，在确保气体无异常后，再按照要求位置继续施工另一侧检测孔。

②当非风筒侧的第1个钻孔施工到位后，先使用Φ10压风管路插入风筒出风口侧的检测孔内，送入老巷中，再开启压风管阀门向检测孔内压风，老巷内的气体将沿另一侧的检测孔向外涌出，然后检查气体浓度情况，在各项气体不超标的情况下，关闭向检测孔内的压风，施工第2个钻孔。

③钻孔施工完毕后，开启压风管阀门向检测孔内压风，风量要逐渐增加，不能忽大忽小，严禁一风吹，现场专职瓦斯检查员要不定时的检查掘进工作面风流及巷道回风流的气体浓度，并将多种气体检测仪悬挂在2个回风检测孔处，在气体浓度符合标准的情况下，继续向老巷道内压风，因老巷内排出的风量掺入了压风，排出的气体浓度要比原老巷道内的气体浓度小，所以压风排放时间要控制在30分钟以上（最少不得小于30分钟），方可继续施工。

④如果检测出老巷道内瓦斯浓度及其他有害气体超限时，要立即停止工作，撤出人员，由通防管（下转第100页）（上接第98页）理人员、瓦斯检查员和救护队员盯靠现场指挥排放作业;首先分别在原风筒侧打的检测孔上下两侧0.5m处施工2个钻孔;在工作面另一侧检测孔处施工5个钻孔，然后对3个钻孔下1寸的钢管，长度分别为10m、15m、20m，由短到长自下向上排列分布，如图2所示，再将压风管接入钢管，分别由短到长进行压风，检测另一侧6个钻孔排放出的瓦斯及其他有害气体情况，通过压风管阀门控制风量调节巷道内气体浓度不超过《规程》矿井有害气体最高允许浓度标准，直至瓦斯及其他有害气体浓度不超限，再按照要求继续掘进施工，巷道揭穿时应小断面贯通，查明老巷内情况，确定安全的情况下，方可继续处理尾工。

4 结论

①根据巷道掘进贯通老巷，对老巷瓦斯采用钻孔排放，打破原有的瓦斯排放方法，以压风稀释、压风排放为切入点，对贯通点处的瓦斯进行有效排放，既从源头上消除贯通点瓦斯隐患，提升了掘进速度，又减少了人工人力，满足了安全排放的规定标准。

②以山西某矿2302回风巷掘进与1307探巷（老巷）贯通的现场实际研究，对钻孔排放老巷瓦斯进行了现场实践，有效解决了矿井掘进工作面揭穿老巷瓦斯排放问题，为煤矿安全生产提供了宝贵的经验。

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