高瓦斯條件下快速掘進(jìn)工藝

精品文檔-下載后可編輯高瓦斯條件下快速掘進(jìn)工藝本文介紹了山西晉煤集團(tuán)沁秀煤業(yè)有限公司岳城煤礦在高瓦斯條件下工作面順槽巷道快速掘進(jìn)工藝、配套設(shè)備及供電系統(tǒng)，研究了抽放與采掘的關(guān)系，分析了影響快速掘進(jìn)的因素及采取的措施，為高瓦斯條件下快速掘進(jìn)提供了參考。

岳城煤礦位于山西省晉城市沁水縣鄭村鎮(zhèn)趙莊村，隸屬于晉城煤業(yè)集團(tuán)沁秀煤業(yè)有限公司。井田位于沁水煤田東南部，距晉城市約60km，距沁水縣城約50km，為高瓦斯礦井。礦井井田面積為13.8597km2，現(xiàn)開(kāi)采3號(hào)煤層，3號(hào)煤層厚度5.04～7.16m，平均6.11m，含炭質(zhì)泥巖或泥巖夾石0～5層，厚度0.00～1.25m；3號(hào)煤層厚度大且穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層；該煤層頂板主要是泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，局部為細(xì)、中粒砂巖，粉砂巖主要發(fā)育于井田東南部及西北角；底板主要是粉砂巖、泥巖，局部為細(xì)粒砂巖。3號(hào)煤層瓦斯含量為8.93～29.14m3/t。

井田范圍內(nèi)共布置103口地面抽放鉆井，由藍(lán)焰煤層氣公司負(fù)責(zé)施工、抽放，但在井巷施工過(guò)程中，瓦斯仍然是制約生產(chǎn)的首要因素。在3#煤層大巷延伸及工作面圈定過(guò)程中，采用邊掘邊抽、密集鉆孔集中抽、鉆場(chǎng)掩護(hù)式抽、區(qū)域鉆孔覆蓋抽等多種模式抽放，一個(gè)掘進(jìn)隊(duì)多個(gè)工作面輪換施工，最終保證了礦井的正常生產(chǎn)銜接。

雙巷掘進(jìn)，全負(fù)壓通風(fēng)

巷道掘進(jìn)過(guò)程中，煤體瓦斯涌出、機(jī)組截割過(guò)程中瓦斯涌出等多種瓦斯來(lái)源造成掘進(jìn)工作面瓦斯難以解決，單條巷道難以長(zhǎng)距離施工。為此，礦井采用兩條巷道同時(shí)掘進(jìn)，間距35米（中—中），一條巷道進(jìn)風(fēng)一條巷道回風(fēng)，每隔50米用聯(lián)絡(luò)橫川貫通一次，形成全風(fēng)壓通風(fēng)系統(tǒng)，局部通風(fēng)機(jī)工作距離只有50米，有效解決了瓦斯制約生產(chǎn)的問(wèn)題。

兩條巷道同時(shí)掘進(jìn)，機(jī)電設(shè)備布置、材料運(yùn)輸線路有了更多的選擇，如下圖所示，安裝兩臺(tái)機(jī)組割煤，進(jìn)風(fēng)巷道安裝膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤；回風(fēng)巷道安裝軌道運(yùn)料，安裝40T溜子通過(guò)橫川將煤運(yùn)到膠帶輸送機(jī)上，設(shè)備布置如圖1所示。施工工藝簡(jiǎn)單，最高月進(jìn)尺可達(dá)到600米。

掩護(hù)式抽放，循環(huán)掘進(jìn)

多個(gè)工作面輪換施工。正常情況下一個(gè)月時(shí)間施工4個(gè)橫川，即巷道延伸200米后工作面停下來(lái)抽放，打鉆抽放時(shí)間2個(gè)月，在此期間需要另外兩組雙巷掘進(jìn)工作面接替，三組六條巷道輪換施工保證一個(gè)綜掘隊(duì)不間斷施工，如圖2所示。

巷道正前集中抽放。在巷道正前（即工作面迎頭）利用全液壓坑道鉆機(jī)打鉆抽放瓦斯，12m2斷面布置24個(gè)鉆孔，平均每平方米布置2個(gè)鉆孔，鉆孔采用五花布置，即布置上中下三排，每排8個(gè)孔，打鉆深度在220～230左右。

耳朵鉆場(chǎng)掩護(hù)。耳朵鉆場(chǎng)內(nèi)布置鉆孔，抽放掘進(jìn)巷道側(cè)面20米范圍的煤體瓦斯，降低巷道掘進(jìn)過(guò)程中煤體瓦斯涌出，利用全液壓坑道鉆機(jī)打鉆時(shí)，一般布置6～8個(gè)孔，深度240米左右，利用千米鉆機(jī)施工鉆孔時(shí)布置5個(gè)孔，主孔深度一般可以達(dá)到500米，每隔60米左右開(kāi)一次分支。

影響工作面快速掘進(jìn)的因素

現(xiàn)在，岳城煤礦開(kāi)采水平埋深在300～400米，地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，頂板中等穩(wěn)定，高瓦斯，在這種條件下影響快速掘進(jìn)的因素主要有：

瓦斯抽放效果是影響掘進(jìn)的最主要因素，經(jīng)過(guò)地面抽放鉆井區(qū)域抽放瓦斯后，煤體瓦斯含量依舊很高，噸煤瓦斯含量在17.3m3左右，在巷道施工前必須經(jīng)過(guò)抽放，否則根本不具備施工條件，巷道正前施工密集鉆孔集中抽放，有效距離200米，打鉆時(shí)間半個(gè)月，抽放時(shí)間1.5個(gè)月，抽放量在170萬(wàn)m3左右，瓦斯含量降至6.8～7.5m3/t。

在岳城煤礦地質(zhì)構(gòu)造較少，但是在頂板結(jié)構(gòu)中，存在一層0.2～0.8米的灰黑色，層理發(fā)育，層理間的黏結(jié)力較差，呈片狀，易破碎的偽頂，巷道掘進(jìn)過(guò)程中易冒落，給掘進(jìn)造成了一定的影響。

雙巷同時(shí)掘進(jìn)，每隔50米施工一次橫川，機(jī)組拐彎頻繁。正常施工巷道時(shí)平均每天掘進(jìn)10米，施工橫川需要4天，但掘進(jìn)進(jìn)尺只有31米。同樣的施工時(shí)間少9米進(jìn)尺。一個(gè)月總共影響36米。

由于聯(lián)絡(luò)橫川較多，封閉工作量大；設(shè)備移動(dòng)次數(shù)多，溜子、風(fēng)機(jī)隨工作面推進(jìn)頻繁移動(dòng)。

掘進(jìn)過(guò)程中，割煤會(huì)不斷揭露抽放鉆孔，偶爾殘留的抽放鉆孔中瓦斯涌出異常，嚴(yán)重影響掘進(jìn)工作面正常推進(jìn)。

提高快速掘進(jìn)施工的措施

自綜掘隊(duì)成立至今，經(jīng)過(guò)5年的摸索、鍛煉，新工人變成老師傅，形成了岳城煤礦獨(dú)具特色的雙巷掘進(jìn)工藝。針對(duì)各種不利因素，采取了一系列措施：

邊抽邊掘，抽瓦斯與掘巷道交替進(jìn)行，每個(gè)雙巷掘進(jìn)工作面掘一個(gè)月抽2個(gè)月，三個(gè)雙巷掘進(jìn)工作面輪換施工，形成正規(guī)循環(huán)。

布置一趟%o280的蛇形管緊跟工作面，備用足夠的封孔連孔裝置，在割煤過(guò)程中揭露殘留的抽放鉆孔瓦斯涌出異常時(shí)，立即將鉆孔連接到抽放管上實(shí)施抽放，避免瓦斯超限，不影響掘進(jìn)施工。

針對(duì)橫川施工頻繁，機(jī)組拐彎多，出煤不方便的情況，自主研究加工了超短距離轉(zhuǎn)載機(jī)，大大提高了工作效率。

與山東天河科技有限公司合作，研發(fā)了機(jī)載式液壓臨時(shí)支護(hù)裝置，并申請(qǐng)了專(zhuān)利，該裝置的投入使用，使臨時(shí)支護(hù)變得簡(jiǎn)單、快速，同時(shí)極大的提高了安全性，增加了工作面的有效掘進(jìn)時(shí)間。

以技能競(jìng)賽和技能鑒定為手段，加強(qiáng)職工培訓(xùn)，提高操作技能，現(xiàn)在綜掘隊(duì)的員工，參加工作2年以上的全部是高級(jí)工，在晉煤集團(tuán)公司號(hào)召開(kāi)展的首席技師鑒定中，2022年綜掘隊(duì)2人當(dāng)選，2022年3人當(dāng)選。

對(duì)快速掘進(jìn)技術(shù)的思索

快速掘進(jìn)要根據(jù)各礦不同的地質(zhì)條件、掘進(jìn)工藝、斷面尺寸以及裝備水平綜合進(jìn)行評(píng)價(jià)，以高效益、高效率等為衡量標(biāo)準(zhǔn)，不能一概而論，僅僅局限在一個(gè)單進(jìn)水平上。自2022年開(kāi)始，晉煤集團(tuán)開(kāi)始實(shí)施立標(biāo)對(duì)標(biāo)管理，目前正在試運(yùn)行階段，以采掘完成指標(biāo)與標(biāo)桿值進(jìn)行對(duì)比來(lái)促進(jìn)采掘各項(xiàng)指標(biāo)更好更快完成。該方法在生產(chǎn)煤礦應(yīng)用還不成熟、不夠細(xì)化，以單進(jìn)水平不能夠完全反應(yīng)不同礦井的快速掘進(jìn)水平。在岳城煤礦現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下，隨著施工作業(yè)人員水平的不斷提高，經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)創(chuàng)新，高瓦斯礦井多巷快速掘進(jìn)的各