阳煤五矿8103回风顺槽四位一体防突应用研究

刘 勇

（山西宏厦第一建筑有限责任公司，山西 宏厦 045000）

阳煤集团五矿地面标高为870～1030m。目前掘进的8103回风顺槽位于尚怡村北侧，8103工作面回风顺槽为沿15#煤顶板掘进的全煤巷道，设计长度为368m。8103回风顺槽北部为8104采区，西部为8105进风顺槽，东部为8102采区。该巷设计标高为500m～520m。8103工作面回风顺槽服务于8103回采工作面，为工作面回风、进出材料、设备等。本工作面瓦斯含量预测为5m3/t-7m3/t，瓦斯压力预测为0.2ΜPa-0.44ΜPa，预计掘进期间瓦斯绝对涌出量为0.75～1.275m3/min。为确保安全，本文将“四位一体”综合防突措施应用于掘进期间的8103回风顺槽，首先介绍了通风系统，然后分析了区域综合防突措施和局部综合防突措施。

1 通风系统

1.1 通风路线

进风：520水平运输副巷→8103进风系统巷局扇入风→掘进工作面回风：工作面→8103进风系统巷→8103进风系统回风措施巷→岩石回风巷。

1.2 风量计算

8103工作面残存瓦斯含量在5.30～6.2m3/t之间，最大为6.2m3/t，最大可解吸瓦斯涌出量为2.598m3/t，该巷每日最大掘进进尺为8m，15#煤层吨煤容重为1.42t/m3，则平均日产量为198.8t，每米落煤量为24.85t。

根据生产实际可知，该工作面最快落煤时为每40分钟掘进1m，通过计算可知：工作面绝对瓦斯涌出量为2.11m3/min，则8103回风顺槽最大瓦斯涌出量为2.11m3/min。按瓦斯涌出量计算，8103回风顺槽风筒出口风量为301.9m3/min。根据通风风量核定可知，8103回风顺槽全风压核定风量为700m3/min，风筒出口风量不少于400m3/min，符合要求。

1.3 通风方式及风机选型

8103回风顺槽采用压入式通风，掘进头配两台2×45kw风机作为主、副风机，配套使用配φ800mm的胶质风筒导风。主风机专供电源与备用风机动力电源均由智能排瓦斯装置引出，同时主、副风机出风侧与特制三通入风侧相连通，特制三通出风侧与供风风筒相连，当主风机系统出现故障时，备用风机自动投入运行。当备用风机运行期间盲巷及回风流中不得有动力电源。

2 区域综合防突措施

由于8103回风顺槽未在区域突出危险性划分报告内，巷道在标高+510水平开始沿15#煤层顶板掘进，掘进期间煤层标高最高达到+520水平，因此为确保安全，要求施工队组掘进期间严格执行两个“四位一体”综合防突措施。

2.1 区域突出危险性预测

8103回风顺槽现已全断面揭露15#煤层，在工作面掘进期间要求每循环在掌头左、中、右布置3个区域突出危险性预测钻孔，孔深60～80m，区域突出危险性预测钻孔要求使用SDQ深孔定点取样钻杆或取芯筒进行取样，区域突出危险性预测钻孔要求控制工作面正前及左、右帮轮廓线15m范围，其中正前钻孔兼做超前探测钻孔，钻孔钻进期间要求每20m测定一次瓦斯含量W值，W值指标按8m3/t控制，预测结果为无突出危险性则判定该循环内工作面无突出危险，则预留20m安全循环距离。

2.2 区域防突措施

通过预测结果进行判定，若瓦斯含量值W≥8m3/t或在钻孔施工期间有突出预兆时，要求工作面采用顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯的区域防突措施，如下：

1）钻孔要求控制工作面正前60m～80m范围及轮廓线两帮15m范围。顺层钻孔按终孔间距4m布置，共计布置3排49个钻孔，钻孔直径为不小于113mm。

2）钻孔施工期间，孔深、位置及角度必须严格按照设计施工，不能一次性穿透煤层的钻孔要求进入煤层底板0.5m。钻孔钻进时观察并记录喷孔、顶钻等瓦斯动力现象及其他突出预兆。

3）区域预抽钻孔施工完毕后，必须及时封孔并连接抽放，抽放观测工每日进行观测并建立台账，以便防突办根据每日抽放量确定需抽放时间及区域防突措施效果检验时间。

2.3 区域防突措施效果检验

区域预抽钻孔施工完毕后，要求立即连接抽放管路进行预抽，预抽时间根据抽放量计算，抽放结束后，采用残存瓦斯含量指标对区域防突措施进行效果检验。区域防突措施效果检验测试点位于措施孔之间，效果检验钻孔施工要求同区域突出危险性预测钻孔，检验测试点共计5个，分别位于工作面掌头的上、中部、下部及两侧，孔深60m-80m，取样方式为每钻进20m取样一次，进行瓦斯含量测定。当检验钻孔施工过程中发生喷孔、顶钻及其他突出预兆或者残存瓦斯含量超过临界值时，则延长抽放时间，直至措施有效。当在效检钻孔施工时无突出预兆，且经检验瓦斯含量W值指标不超标时确定该区域无突出危险性，可进入区域验证。

2.4 区域验证

为进一步掌握区域防突措施效果，在工作面掘进期间执行连续验证，区域验证方法采用钻屑瓦斯解吸指标法（K1值）及钻屑量S值，与工作面突出危险性预测方法相同。当所有实测的指标值均小于临界值，且未发现突出预兆时，认定为无突出危险，在采取安全防护措施后进行掘进作业。否则，只要有一次区域验证为有突出危险或发现突出预兆，则该区域以后的掘进作业必须执行局部综合防突措施。

3 局部综合防突措施

3.1 工作面突出危险性预测

进行工作面突出危险性预测时，在掌头布置预测钻孔，钻孔钻进时每钻进2m测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1值，每钻进1m测定一次钻屑量S值，并观察和记录喷孔、顶钻等瓦斯动力现象及其他突出预兆。

采用钻屑解吸指标法测定K1值和钻屑量S，K1≥0.5mL/（g·min1/2）或钻屑量S≥6.0kg/m或在钻孔施工期间有突出预兆时，则为有突出危险性；K1＜0.5mL/（g·min1/2）且钻屑量S＜6.0kg/m且钻孔施工期间无突出预兆，则为无突出危险性。

当工作面突出危险性预测指标都在临界值以下，且未发现其他异常瓦斯动力现象，可在完善安全防护措施的前提下，按照循环距离掘进。当指标超过临界值时或发现有异常瓦斯动力现象，则执行工作面防突措施。

3.2 工作面防突措施

1）工作面防突措施采用超前排放钻孔。

2）在工作面掘进期间，若K1值及S值指标均未超标且无突出预兆，则工作面可在每循环强制施工超前排放钻孔，按照测试孔控制范围预留2m、排放钻孔控制范围预留5m的安全循环距离掘进。

3）在工作面掘进期间，若K1值及钻屑量S值，指标超标或有突出预兆时，则在工作面施工完毕超前排放钻孔后，经过一定时间的卸压，对工作面防突措施进行效果检验。

3.3 工作面防突措施效果检验

掌头施工超前排放钻孔后，经过一定时间的排放，为准确掌握工作面防突措施效果，采用钻屑瓦斯解吸指标K1值及钻屑量S值对工作面防突措施进行效果检验。其指标的临界值按表2控制。

防突措施效果检验钻孔共计布置5个，分别位于工作面掌头的上部和下部的措施孔之间，效检钻孔施工要求采用手持式风动钻机，配φ42mm麻花钻杆。

若效检指标都在临界值以下且未发现其他瓦斯动力现象，则工作面防突措施有效，在采取安全防护措施后按照允许进尺掘进作业；反之，则判定措施无效，继续采取工作面防突措施，直至工作面完全消突后方可恢复掘进。

3.4 安全防护措施

1）建立临时避难所：当工作面掘进距离超过500m的时，必须在距工作面500m范围内尽量靠近工作面设置临时避难硐室，避难所要求设置向外开启的隔离门，隔离门设置标准按照反向风门标准安设。

2）安设反向风门：8103回风顺槽必须安设反向防突风门，反向风门安设的位置为局部通风机与回系统巷口区段之间，且距回风系统巷口间距不小于10m。通过反向风门墙剁的风筒、水沟、刮板输送机等，必须设有逆向隔断装置。

3）压风自救系统：工作面掌头25～40m安设一组压风自救装置，在放炮地点、撤人地点和警戒人员所在位置安设一组压风自救装置，在长距离掘进巷道中，根据实际情况增设。

4）佩带自救器：凡入井人员必须随身携带隔离式自救器，不得随意离身。入井自救器质量必须符合规定，自救器管理单位必须定期对自救器进行标校，及时进行检查，保证其质量。

4 结论

1）8103回风顺槽的通风路线合理，通风量符合要求，采用压入式通风，主风机专供电源与备用风机动力电源均由智能排瓦斯装置引出，同时主、副风机出风侧与特制三通入风侧相连通。

2）区域综合防突措施包括区域突出危险性预测、区域防突措施、区域防突措施效果检验、区域验证；局部综合防突措施包括工作面突出危险性预测、工作面防突措施、工作面防突措施效果检验、安全防护措施。