软岩矿井综放工作面过旧巷“一通三防”技术管理

吕巍　路鹏　阚占和

摘 要：通过介绍小康矿S2S8综放工作面过二切眼旧巷所采取的“一通三防”技术措施，杜绝了工作面过旧巷期间出现自然发火及瓦斯超限、积聚，保证了工作面的安全顺利通过旧巷。同时，也为小康矿以后工作面过旧巷积累了宝贵经验。

关键词：软岩；过旧巷；自然发火

1 概况

1.1 S2S8二切眼概况

小康矿S2S8综放工作面开采初期由于地面动迁事宜，根据上级指示，回采时避开地面动迁范围，另送一条二切眼，先采一段距离后，再搬家倒面到二切眼继续进行回采。该中部切眼于2013年6月20日开始沿煤层底板掘进，拉门口布置在靠近回顺一侧，并且与回顺沿推进方向呈84°夹角。掘到107m时，由于拆迁工作得以解决，不再需要跳采，故停止掘进，将切眼内金属棚回收。回收后的支护形式为锚杆、锚索、金属网、木 联合支护，为防止矿压对S2S8回顺的支护造成影响，拉门口往里留有6架拱棚没回，并且于2013年7月28日完全封闭，后期二切眼密闭附近出现过自然发火征兆，闭内注白泥近60吨。

1.2 工作面自然情况

S2S8工作面采用倾斜长壁放顶煤回采工艺，煤层厚3.79～9.4m，采高3m，放顶高度5～6m，工作面长度280m，煤层平均倾角4～12°，运回顺高差32m，顺槽沿煤层底板掘进，采用36U圆棚支护，工作面配风1040m3/min，绝对瓦斯涌出量6m3/min。

2 困难分析

目前工作面已回采至二切眼，即将通过二切眼旧巷，这是小康矿建矿以来首次过旧巷，小康矿为极软岩矿井，根据以往的经验，采动压会使顶煤破碎，锚杆锚索支护失效，并将二切眼压垮。出现两种状况，一是巷道空间全被压实；二是巷道还有一定空间，但是冒落现象随处可见。初步预计影响范围为：工作面在接近旧巷前5m、通过旧巷时以及过旧巷5m时这15m宽的区域，影响到工作面内的长度会达到110m，最小一次揭露旧巷长度也会近40m。在此期间工作面极易发生片帮、冒顶、压溜子等事故，造成工作面推进速度慢或无法正常推进，从而引起自然发火；且旧巷二次揭露后，破碎的煤体遇氧气后极易引起自然发火，如旧巷内存在一定空间，揭露后可能造成瓦斯大量涌出，引起瓦斯超限，这些都给安全生产造成重大隐患。

3 应对措施

综放工作面正常回采通过如此大规模的旧巷，在小康矿尚属首次，因此全矿上下非常重视，为此多次召开专业技术会议，研讨过旧巷的方法及如何应对可能带来的各种问题。为避免“一通三防”事故发生，以及发生“一通三防”事故后如何采取相应措施，我们制定了一系列技术措施。

3.1 启封旧巷、预先排放旧巷内瓦斯

在旧巷口距离工作面机尾20m时，安排队伍启封旧巷，清理、外运以往防灭火注的白泥，采用单体挂木梁方式支护顶板，向前恢复8m巷道，从恢复巷道情况看，巷道几乎全部被底板鼓起来的货填实。停止恢复后，在迎面向旧巷内平行旧巷方向施工两个10m深的探眼，用以观测旧巷内气体情况。由于探眼施工10m后，旧巷内仍为实体，因此断定旧巷内空间基本压实，无法对旧巷进行排放瓦斯。恢复的8m巷道采用风动风机供风，防止瓦斯积聚。

3.2 注氮气惰化采空区

工作面距二切眼旧巷15m时，将停止抽采的立孔作为注氮管路继续接设∮108mm铁管，形成上隅角采空区注氮系统；距旧巷5m时，将上、下隅角采空区注氮管路与运、回顺注氮管路连接，开始向采空区注氮，惰化采空区浮煤，从而抑制采空区自然发火。同时，调运、安装一台移动制氮机作为备机，保证注氮系统正常运行。

3.3 施工超前探测孔

由工作面向旧巷内施工超前探测孔，探查旧巷内瓦斯及一氧化碳气体情况。探测孔施工使用锚杆钻机，用∮50mm的钻头钻进，共施工五组，每组探测孔成对布置，间距1m，方位角均为6°，距离底板在1.8m高度开孔。并根据煤层赋存的走向角度计算出每组探测孔的长度，钻孔的倾角在7～17°不等，确保探孔能钻入旧巷内。利用工作面负压，通过超前探测孔，自然排放二切眼旧巷内的瓦斯。根据旧巷内瓦斯情况，必要时利用白班检修期间，将回顺注氮管路通过∮51mm胶管向探测孔内注氮气，压排旧巷内瓦斯。同时，瓦检员在二切眼旧巷口加强检查瓦斯、氮气等气体浓度。然后将探孔按规定用黄泥进行封堵，防止以后采煤机截割过程中探孔导通旧巷，造成旧巷内有毒有害气体涌出。探测孔施工设计见图1。

工作面向旧巷内共施工超前探测孔9个，最长孔深9.6m，最短孔深4m；最大瓦斯浓度73%，最小瓦斯浓度9%；最大一氧化碳浓度120PPM，最小一氧化碳浓度0PPM。经探测孔探查，旧巷内均为实体，封孔后采煤机正常割刀。探测孔数据情况见表1。

3.4 注岩体加固剂加固围岩

向旧巷松动圈岩体中注入矿用岩体加固剂，将旧巷顶板和煤壁破碎煤岩粘结在一起，提高煤体强度，防止割煤时发生片帮、冒顶、掩埋设备等事故。从后三角点往外5m往外开始，在回顺使用风煤钻向工作面煤体打注4分注浆铁管，并将铁管固定住，做好二次保护。注浆管通过∮13mm高压胶管与ZBQ-5/12型气动注浆泵相连，注入岩体加固剂，实现超前加固围岩的效果。4分注浆铁管长度为4m，孔深4m，外露长度0.3m。眼距为1.5m。距顶板0.2m处二肋开孔， 向上仰角20°。化学注浆泵采用ZBQ-5/12型气动注浆泵。出浆管规格为∮13mm，注浆终压6～8MPa，按1：1的比例通过注浆管进行围岩加固；注浆顺序遵循由下至上，由近至远的原则，依次注浆。

岩体加固剂是一种由两种成分组成的产品，具有反应时间可调、阻燃性好（反应温度低于140℃）、粘结强度和压缩强度很高的特性，可有效与煤层或岩层产生粘合，寿命等同岩层。产品完全凝固后，其粘结强度可达3MPa以上，抗压强度可达40MPa以上。岩体加固剂主要性能指标表见表2。

3.5 工作面调角方法

工作面机尾于10月28日先揭露旧巷，为了能快速通过旧巷，减少同时最大揭露长度，综采队采取多进机尾，少进甚至不进机头方式进行截割回采。具体做法是：采煤机在机尾做一个尾后停在165#处，再回刀做一个尾，退到110#，再做一个尾，退到90#，再向机尾方向截割一遍，为防止运输机弯曲段过大，向机头方向割一遍通帮，但是机头不往前推，回到机尾继续调角。调角前机尾超前机头3.1m，调角后机尾超前机头13.6m，调角前切眼与两顺的角度为91°，调角后调角前切眼与两顺的角度为93.5°，将一次最大揭露长度由33m缩减为28m，有效地减少了工作面片帮、漏货的程度，降低了旧巷内自然发火几率，提高了安全生产的系数。

4 过旧巷期间“一通三防”管理

4.1 通风管理

（1）每天安排专人对S2S8综放面风量进行测定，保证工作面风量稳定在1000～1100m3/min，风量发生变化要及时进行调整。

（2）S2S8综放面两顺要加强翻修，确保两顺巷道通风断面满足要求。

（3）启封旧巷后恢复的8m巷道采用风动风机供风，加强局部通风管理。

4.2 瓦斯管理

（1）过旧巷期间，采煤机前、后滚筒各安排一名专职瓦检员，检查煤壁、风流、顶板、底板、探测孔及裂隙带附近的瓦斯情况；同时，在采煤机前、后滚筒各安排一名人员负责向滚筒洒水，防止采煤机滚筒割到旧巷内锚杆、护帮板、前梁等产生火花。

（2）采煤机割煤期间，悬挂便携式瓦斯检测报警仪，并设置常开检查瓦斯状态，瓦斯超限立即停止作业。

（3）采煤机内、外喷雾要保证完好，割煤期间正常使用。

（4）加强上隅角瓦斯抽放，及时施工抽放立孔，杜绝瓦斯超限。

（5）监测队加强监测系统日常维护，定期进行断电功能试验，保证瓦斯断电灵敏、可靠。

4.3 防灭火管理

（1）工作面距旧巷5m时，每次生产循环结束后，对上、下隅角用白泥封堵严密，直至工作面完全通过旧巷，从而减少采空区漏风，抑制采空区自然发火。

（2）在上隅角及170#支架后向采空区预埋∮50mm注泥管，当采空区出现自然发火征兆时，及时注白泥灭火。

（3）由回顺向工作面内接设一趟∮51mm注氮管路，并安设5个三通阀门，一旦旧巷内或采空区出现自然发火征兆，可随时进行注氮。

（4）过旧巷期间，出现自然发火征兆时，在工作面100#支架至机尾端头架，每5架插一根注泥管；在工作面10#支架至机头端头架，每10架插一根注泥管；同时，将上、下隅角封堵墙及所有发现异常的地点（包括附近10m范围内）进行喷浆，预注白泥；过旧巷时，对旧巷暴露的煤体打眼、插管并进行喷浆，必要时进行注白泥。

（5）瓦检员加强工作面、架间、上下隅角及两顺的防灭火检查，做好预测预报。每天对工作面、上隅角、回风流、局部架间及抽放立孔进行取样化验分析。

（6）地面备足注泥泵、喷浆泵、凝胶泵和白泥、凝胶等防灭火设备及材料。

5 效果分析

（1） 采空区注氮量1000m3/h，过旧巷期间注氮量总计55.2万m3，注氮前后，上隅角、回风流及工作面架间一氧化碳浓度保持稳定，未发生自然发火。注氮后，S2S8回风流一氧化碳浓度变化曲线见图2。

（2）过旧巷期间，工作面、上隅角、回风流瓦斯浓度没有出现异常变化，未造成瓦斯超限和积聚。过旧巷期间，S2S8回风流瓦斯浓度变化曲线见图3。

（3）工作面过旧巷期间，未出现自然发火征兆，旧巷原有空间已被压实，故上隅角及架后注白泥，架间及对旧巷暴露煤体插管、喷浆、注白泥等应急处置措施并未实施。

（4）本次S2S8综放面通过如此大规模的旧巷，在小康矿矿史尚属首次，因此全矿乃至集团公司都非常重视。因此执行矿、队和生产、技术、保安区两套班子在井下现场死盯死守，现场指挥，协调安全、生产工作，发现问题马上处理，不留有隐患。经过全矿干部、职工协同会战，仅用了16天就整个通过了旧巷。

6 结束语

S2S8综放面过旧巷是小康矿建矿以来首次过旧巷，通过上述各种措施，取得了显著效果，减少了一次综放工作面搬家到面，保证了原煤生产工作持续不间断；上隅角、架间、回风流一氧化碳浓度及温度保持稳定，过旧巷期间没有瓦斯超限和积聚，安全效益、经济效益明显，同时，也为小康矿以后工作面过旧巷积累了宝贵经验。

作者简介：吕巍（1984，02-），男，工程师，2007年毕业于辽宁工程技术大学安全工程专业，现任小康煤矿保安区主任工程师，曾在《铁煤科技》等刊物上发表论文2篇。