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[摘 要]±0m西北运输大巷邻近401采区内连煤层，因巷道及附近有较多的裂隙，裂隙中含有大量的瓦斯，为避免掘进过程中裂隙瓦斯导致工作面瓦斯超限，故先将巷道及附近岩石中的裂隙瓦斯进行抽放，再对±0m西北运输大巷进行掘进。边抽边掘的技术应用可有效解决巷道掘进过程中的裂隙瓦斯涌出，确保安全掘进，保证矿井生产安全。
[关键词]边抽边掘；掘进；裂隙瓦斯；技术应用
中图分类号：P633.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）42-0044-02
1 概况
斌郎煤矿位于达州市南侧，距达州市11km，地理座标为东经107°29'～107°34'，北纬31°05'～31°10'，属高瓦斯矿井。井田内有可采及局部可采煤层9层，主要可采为K25煤层、外连煤层及内连煤层，煤层倾角15°～60°。
±0m西北运输大巷位于矿井西翼延深±0m水平，处于401采区底板全岩巷中，邻近401采区下部的回采巷道N4013机巷，N4013机巷因煤层中瓦斯含量高于2013年5月停止掘进。±0m西北运输大巷周围均为T3XJ6-1层位灰白色细砂粒砂岩，含较多白云母矿物及灰色砂质泥岩、黑色炭质泥岩，层理发育，中夹泥质粉砂岩，结构相对完整，局部有裂隙发育，平均厚47m，岩石坚固性系数（f）为8～10。目前掘进工作面迎头左手帮及中下部均有裂隙瓦斯涌出，瓦斯涌出量最大达到7.8m3/min，因采用2×11kw的局部通风机供风，出口风量最大仅有300m3/min，风流中的瓦斯浓度难以降至1%以下，为解决掘进过程中瓦斯超限问题，恢复正常掘进，矿决定利用矿井瓦斯抽放系统对±0m西北运输大巷附近岩石中的裂隙瓦斯进行预抽放。
2 巷旁钻场钻孔布置因素考虑
1）掘进巷道在T3XJ6-1砂岩中掘进，采用“钻爆法”施工，压入式局部通风机通风，锚喷支护，“三.八”制循环作业，每个循环进尺1.2m，每天正常进尺3.6m，掘进速度相对较慢。
2）掘进工作面裂隙瓦斯涌出主要来源于迎头左手帮及中下部，通过长钻孔抽放可预抽附近岩体裂隙中瓦斯，避免掘进过程中岩体裂隙中的瓦斯涌入巷道内，造成瓦斯超限。
3）在巷道左手帮施工一个试验钻孔通过观察发现裂隙瓦斯的压力在0.46～0.71MPa，能够在4～5天内将掘进巷道周围的裂隙瓦斯压力降至0.05MPa。
4）该巷道为402采区的主要运输大巷。巷道西侧为待掘N4013机巷，布置了边抽边掘钻孔后可再施工穿层钻孔预抽N4013机巷附近煤层中的瓦斯，钻孔瓦斯抽采结束后，两帮钻场可利用成为躲身硐室。
3 边抽边掘钻场的布置
巷道两侧钻场成错开布置，同侧钻场沿巷道走向间距80m，异侧钻场沿巷道走向间距40m。钻场沿巷道走向长4m，高3m，深（迎头左侧钻场深4m，迎头右侧钻场深3m）；采用锚喷进行永久支护。
4 边抽边掘钻孔的布置及参数
每个钻场沿巷道走向施工钻孔3个，控制范围为巷道走向100m，巷道左侧6m，巷道右侧6m，每组钻场（巷帮两侧各1个钻场）进尺预计600.8m。掘进工作面距钻孔终孔位置20m时必须停止掘进，待巷道两侧钻场钻孔施工投抽，钻孔瓦斯浓度降至1%以下后掘进工作面方可继续施工。钻孔布置、平、剖图及钻孔布置参数如下：
抽采钻孔施工设备
5 钻场钻孔施工的安全技术措施
1）打钻前首先必须检查施工地点的顶帮支护情况，必须由班长或有经验的老工人负责刁找危岩，以免片帮伤人。
2）施工钻孔前，必须将钻机摆放平稳，打牢压柱，吊好风水管路及电缆。钻孔施工过程中，钻杆前后不准站人，操作人员应站在钻机的侧面，严禁操作人员正对钻机操作，不准用手托扶钻杆，所有施工人员要将工作服穿戴整齐，将袖口扎牢，佩带便携仪和隔离式自救器，并能熟悉使用，安钻杆人员不准戴手套。
3）钻孔要严格按照测量人员现场标定的孔位和设计的方位角、倾角、孔深进行施工，严禁擅自改动。并且钻进过程中要准确测量距离，换钻杆时测量记录1次长度，以核实孔深。
4）打钻前要空载试运转，确保钻机完好，按钮灵敏可靠，所用电器设备无失爆现象。
5）安装钻杆时应先检查钻杆，做到无堵塞、无弯曲、丝扣无磨损，不合格的严禁使用。
6）连接钻杆时要对准丝扣，装卸钻头时，要在钻机停稳后再装卸，严防管钳夹伤硬质合金片。
7）开始钻孔进行时，要轻压慢转，待钻头下到孔底运转平稳后，再逐渐增大压力，防止损坏钻头。
8）开钻前必须先供水，水从孔口返回后才能推进。严禁钻干孔，发现无水时，必须停钻。孔内岩粉较多时，应加大水量，冲洗完钻孔后方可停钻。
9）先用Φ113mm复合片钻头施工钻孔1.2m后，将Φ100mm长1m的圆形钢套管放入钻孔内，用加满水泥砂浆和膨胀剂的注浆机对圆形钢套管进行注浆，待圆形钢管内及周围缝隙被水泥砂浆注满。
10）待注浆凝固后，将防喷装置与圆形钢套管连接（防喷装置的胶垫圈厚20mm，钻杆孔Φ50mm），完成后再用Φ75mm复合片钻头配Φ50mm的钻杆对圆形钢套管进行洗孔，洗孔后继续按设计要求进行钻孔施工。
11）钻进过程中，发现巷壁松动、片帮、来压、见水或孔内水量、水压突然加大或减少以及顶钻时，必须立即停止钻进，但不得拨出钻杆。
12）钻孔内出现瓦斯急剧增大、顶钻、瓦斯喷出等异常现象时，必须立即停钻，关闭防喷装置下部的2寸闸阀，但不得拨出钻杆，立即将抽采管与防喷装置上部的2寸闸阀连接，打开闸阀进行瓦斯抽放，边抽放边退出钻杆，当钻头过了4寸闸阀，再关闭4寸闸阀，打开夹胶垫圈的法轮盘撤除钻头。通过测流孔检查接抽管内的瓦斯浓度低于1%，施工钻孔地点及钻机设备附近瓦斯浓度低于0.5%后，方可再对该钻孔进行钻进直到设计位置，严禁瓦斯超限作业。 13）临时停钻时，要将钻头退离孔底800mm的距离，防止岩粉卡住钻杆。在供电点切断钻机的电源，并闭锁。
14）在钻孔施工过程中，打钻负责人要携带便携仪，打钻时将便携仪在钻孔上、下风流5m范围内各悬挂一个，瓦斯达到0.5%时必须停止打钻。当瓦斯浓度超过0.8%时，所有人员撤离至新鲜风流中，只有在瓦斯浓度低于0.5%时才可继续作业。必须对钻孔施工处的CH4和CO2气体浓度进行核查，每30min用光瓦仪检查1次，严禁瓦斯超限作业。
15）钻孔施工过程中，严禁用铁器敲砸钻具。
16）钻孔施工过程中，操作人员要按照钻机的操作规定和钻孔施工参数要求精心施工，严格控制钻进速度，钻机不得在无人看管的情况下运转，人工取下钻杆及加钻杆过程中，钻机的控制开关必须处在停止位置，严禁违章作业。
6 边抽边掘的技术应用
1）钻场瓦斯抽采并入矿井瓦斯抽放系统
将±0m西北运输大巷边抽边掘瓦斯抽放管接入±0m西北运输大巷干管，通过井下抽放主管路接入地面固定瓦斯抽放泵房。
2）封孔投抽
边抽边掘钻孔按照“打一个、封一个、抽一个”的管理原则，钻场施工完毕后，钻场内所有钻孔必须投抽。采用水泥砂浆及时封孔，下管长度不小于10m，封孔深度不小于6m，套管外露不得少于0.2m。钻孔封好后用弹簧管将钻孔内的套管与抽放干管路混合器连接好，干管路及支管设流量计、测气嘴、闸门等，抽放管路沿途设放水器解决管路积水问题，每天对钻孔的抽放浓度、流量、负压等基本参数进行测定。
3）边抽边掘效果分析
①从2013年9月到2014年3月，±0m西北运输大巷共施工边抽边掘钻孔52个，其中钻孔瓦斯浓度超过10%的有31个，钻孔瓦斯浓度超过了50%的有9个，累计共抽出瓦斯纯量2.3×104m3。
②边抽边掘钻孔抽出了巷道周围岩体中的裂隙瓦斯，避免了掘进过程中巷道周围岩体中的裂隙瓦斯涌入巷道风流中，杜绝了瓦斯超限现象。2013年6～9月，在未进行边抽边掘技术解决岩体裂隙瓦斯时，共发生瓦斯超限9起，巷道风流中的瓦斯浓度最高达到2.86%，正常情况下瓦斯浓度平均为0.70%。在采取边抽边掘技术措施后，没有再发生一次瓦斯超限事故，巷道风流中的瓦斯浓度最高为0.67%，正常情况下瓦斯浓度平均为0.36%。
③通过施工长钻孔，能探出掘进工作面前方附近岩体的裂隙情况，既能探出裂隙瓦斯情况，又能探出裂隙水情况，避免了一定的地质风险，保证了掘进过程中的人员安全。
④在没有执行边抽边掘技术措施前，平均月进尺51.6m；采取边抽边掘技术措施后，平均月进尺88.7m；掘进进尺稳定在80～90m/月，最高达到106.8m，是采取边抽边掘技术措施前的1.7倍。
7 结论及意义
1）±0m西北运输大巷掘进实践证明：通过采取边抽边掘技术措施后，既解决了工作面瓦斯超限问题，又能大幅提高掘进进尺，所以边抽边掘技术是掘进过程中裂隙瓦斯治理的有效措施之一。
2）巷帮钻场在钻孔施工期间，容易造成钻场上部局部瓦斯积聚，目前主要采用的解决方法是在风筒上拔袖珍风筒进行风排瓦斯。
3）边抽边掘中钻场的交错迈步布置，能避免因裂隙瓦斯影响±0m西北运输大巷掘进工作面施工。钻场的抽采钻孔施工时间为3d，预抽时间为4d，施工抽采钻孔及预抽瓦斯期间掘进的进尺为25.2m，掘进工作面始终处于巷旁抽采钻场钻孔抽出裂隙瓦斯后的全岩巷道中掘进，能有效避免因裂隙瓦斯造成的掘进过程中瓦斯超限问题。边抽边掘钻孔超前于掘进工作面布置，留有足够的预抽裂隙瓦斯时间，抽采钻孔与巷道掘进可以同时进行作业，互不影响，能有效的提高了掘进速度，保证了矿井年度掘进进尺的完成。
参考文献
[1] 何学秋.煤矿瓦斯防治技术与工程实践[M].徐州：中国矿业大学出版社，2009.
[2] 包剑影，苏燧，李贵贤。阳泉煤矿瓦斯治理技术[M].北京：煤炭工业出版社，1996.
[3] 赵英俊.边抽边掘抽放技术在高瓦斯综掘工作面掘进中的应用[J].中国学术期刊网，2012，9（2）：49-53.
[4] 矿井抽放瓦斯设计手册[S].
[5] AQ 1027-2006煤矿瓦斯抽放规范[S].
[关键词]边抽边掘；掘进；裂隙瓦斯；技术应用
中图分类号：P633.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）42-0044-02
1 概况
斌郎煤矿位于达州市南侧，距达州市11km，地理座标为东经107°29'～107°34'，北纬31°05'～31°10'，属高瓦斯矿井。井田内有可采及局部可采煤层9层，主要可采为K25煤层、外连煤层及内连煤层，煤层倾角15°～60°。
±0m西北运输大巷位于矿井西翼延深±0m水平，处于401采区底板全岩巷中，邻近401采区下部的回采巷道N4013机巷，N4013机巷因煤层中瓦斯含量高于2013年5月停止掘进。±0m西北运输大巷周围均为T3XJ6-1层位灰白色细砂粒砂岩，含较多白云母矿物及灰色砂质泥岩、黑色炭质泥岩，层理发育，中夹泥质粉砂岩，结构相对完整，局部有裂隙发育，平均厚47m，岩石坚固性系数（f）为8～10。目前掘进工作面迎头左手帮及中下部均有裂隙瓦斯涌出，瓦斯涌出量最大达到7.8m3/min，因采用2×11kw的局部通风机供风，出口风量最大仅有300m3/min，风流中的瓦斯浓度难以降至1%以下，为解决掘进过程中瓦斯超限问题，恢复正常掘进，矿决定利用矿井瓦斯抽放系统对±0m西北运输大巷附近岩石中的裂隙瓦斯进行预抽放。
2 巷旁钻场钻孔布置因素考虑
1）掘进巷道在T3XJ6-1砂岩中掘进，采用“钻爆法”施工，压入式局部通风机通风，锚喷支护，“三.八”制循环作业，每个循环进尺1.2m，每天正常进尺3.6m，掘进速度相对较慢。
2）掘进工作面裂隙瓦斯涌出主要来源于迎头左手帮及中下部，通过长钻孔抽放可预抽附近岩体裂隙中瓦斯，避免掘进过程中岩体裂隙中的瓦斯涌入巷道内，造成瓦斯超限。
3）在巷道左手帮施工一个试验钻孔通过观察发现裂隙瓦斯的压力在0.46～0.71MPa，能够在4～5天内将掘进巷道周围的裂隙瓦斯压力降至0.05MPa。
4）该巷道为402采区的主要运输大巷。巷道西侧为待掘N4013机巷，布置了边抽边掘钻孔后可再施工穿层钻孔预抽N4013机巷附近煤层中的瓦斯，钻孔瓦斯抽采结束后，两帮钻场可利用成为躲身硐室。
3 边抽边掘钻场的布置
巷道两侧钻场成错开布置，同侧钻场沿巷道走向间距80m，异侧钻场沿巷道走向间距40m。钻场沿巷道走向长4m，高3m，深（迎头左侧钻场深4m，迎头右侧钻场深3m）；采用锚喷进行永久支护。
4 边抽边掘钻孔的布置及参数
每个钻场沿巷道走向施工钻孔3个，控制范围为巷道走向100m，巷道左侧6m，巷道右侧6m，每组钻场（巷帮两侧各1个钻场）进尺预计600.8m。掘进工作面距钻孔终孔位置20m时必须停止掘进，待巷道两侧钻场钻孔施工投抽，钻孔瓦斯浓度降至1%以下后掘进工作面方可继续施工。钻孔布置、平、剖图及钻孔布置参数如下：
抽采钻孔施工设备
5 钻场钻孔施工的安全技术措施
1）打钻前首先必须检查施工地点的顶帮支护情况，必须由班长或有经验的老工人负责刁找危岩，以免片帮伤人。
2）施工钻孔前，必须将钻机摆放平稳，打牢压柱，吊好风水管路及电缆。钻孔施工过程中，钻杆前后不准站人，操作人员应站在钻机的侧面，严禁操作人员正对钻机操作，不准用手托扶钻杆，所有施工人员要将工作服穿戴整齐，将袖口扎牢，佩带便携仪和隔离式自救器，并能熟悉使用，安钻杆人员不准戴手套。
3）钻孔要严格按照测量人员现场标定的孔位和设计的方位角、倾角、孔深进行施工，严禁擅自改动。并且钻进过程中要准确测量距离，换钻杆时测量记录1次长度，以核实孔深。
4）打钻前要空载试运转，确保钻机完好，按钮灵敏可靠，所用电器设备无失爆现象。
5）安装钻杆时应先检查钻杆，做到无堵塞、无弯曲、丝扣无磨损，不合格的严禁使用。
6）连接钻杆时要对准丝扣，装卸钻头时，要在钻机停稳后再装卸，严防管钳夹伤硬质合金片。
7）开始钻孔进行时，要轻压慢转，待钻头下到孔底运转平稳后，再逐渐增大压力，防止损坏钻头。
8）开钻前必须先供水，水从孔口返回后才能推进。严禁钻干孔，发现无水时，必须停钻。孔内岩粉较多时，应加大水量，冲洗完钻孔后方可停钻。
9）先用Φ113mm复合片钻头施工钻孔1.2m后，将Φ100mm长1m的圆形钢套管放入钻孔内，用加满水泥砂浆和膨胀剂的注浆机对圆形钢套管进行注浆，待圆形钢管内及周围缝隙被水泥砂浆注满。
10）待注浆凝固后，将防喷装置与圆形钢套管连接（防喷装置的胶垫圈厚20mm，钻杆孔Φ50mm），完成后再用Φ75mm复合片钻头配Φ50mm的钻杆对圆形钢套管进行洗孔，洗孔后继续按设计要求进行钻孔施工。
11）钻进过程中，发现巷壁松动、片帮、来压、见水或孔内水量、水压突然加大或减少以及顶钻时，必须立即停止钻进，但不得拨出钻杆。
12）钻孔内出现瓦斯急剧增大、顶钻、瓦斯喷出等异常现象时，必须立即停钻，关闭防喷装置下部的2寸闸阀，但不得拨出钻杆，立即将抽采管与防喷装置上部的2寸闸阀连接，打开闸阀进行瓦斯抽放，边抽放边退出钻杆，当钻头过了4寸闸阀，再关闭4寸闸阀，打开夹胶垫圈的法轮盘撤除钻头。通过测流孔检查接抽管内的瓦斯浓度低于1%，施工钻孔地点及钻机设备附近瓦斯浓度低于0.5%后，方可再对该钻孔进行钻进直到设计位置，严禁瓦斯超限作业。 13）临时停钻时，要将钻头退离孔底800mm的距离，防止岩粉卡住钻杆。在供电点切断钻机的电源，并闭锁。
14）在钻孔施工过程中，打钻负责人要携带便携仪，打钻时将便携仪在钻孔上、下风流5m范围内各悬挂一个，瓦斯达到0.5%时必须停止打钻。当瓦斯浓度超过0.8%时，所有人员撤离至新鲜风流中，只有在瓦斯浓度低于0.5%时才可继续作业。必须对钻孔施工处的CH4和CO2气体浓度进行核查，每30min用光瓦仪检查1次，严禁瓦斯超限作业。
15）钻孔施工过程中，严禁用铁器敲砸钻具。
16）钻孔施工过程中，操作人员要按照钻机的操作规定和钻孔施工参数要求精心施工，严格控制钻进速度，钻机不得在无人看管的情况下运转，人工取下钻杆及加钻杆过程中，钻机的控制开关必须处在停止位置，严禁违章作业。
6 边抽边掘的技术应用
1）钻场瓦斯抽采并入矿井瓦斯抽放系统
将±0m西北运输大巷边抽边掘瓦斯抽放管接入±0m西北运输大巷干管，通过井下抽放主管路接入地面固定瓦斯抽放泵房。
2）封孔投抽
边抽边掘钻孔按照“打一个、封一个、抽一个”的管理原则，钻场施工完毕后，钻场内所有钻孔必须投抽。采用水泥砂浆及时封孔，下管长度不小于10m，封孔深度不小于6m，套管外露不得少于0.2m。钻孔封好后用弹簧管将钻孔内的套管与抽放干管路混合器连接好，干管路及支管设流量计、测气嘴、闸门等，抽放管路沿途设放水器解决管路积水问题，每天对钻孔的抽放浓度、流量、负压等基本参数进行测定。
3）边抽边掘效果分析
①从2013年9月到2014年3月，±0m西北运输大巷共施工边抽边掘钻孔52个，其中钻孔瓦斯浓度超过10%的有31个，钻孔瓦斯浓度超过了50%的有9个，累计共抽出瓦斯纯量2.3×104m3。
②边抽边掘钻孔抽出了巷道周围岩体中的裂隙瓦斯，避免了掘进过程中巷道周围岩体中的裂隙瓦斯涌入巷道风流中，杜绝了瓦斯超限现象。2013年6～9月，在未进行边抽边掘技术解决岩体裂隙瓦斯时，共发生瓦斯超限9起，巷道风流中的瓦斯浓度最高达到2.86%，正常情况下瓦斯浓度平均为0.70%。在采取边抽边掘技术措施后，没有再发生一次瓦斯超限事故，巷道风流中的瓦斯浓度最高为0.67%，正常情况下瓦斯浓度平均为0.36%。
③通过施工长钻孔，能探出掘进工作面前方附近岩体的裂隙情况，既能探出裂隙瓦斯情况，又能探出裂隙水情况，避免了一定的地质风险，保证了掘进过程中的人员安全。
④在没有执行边抽边掘技术措施前，平均月进尺51.6m；采取边抽边掘技术措施后，平均月进尺88.7m；掘进进尺稳定在80～90m/月，最高达到106.8m，是采取边抽边掘技术措施前的1.7倍。
7 结论及意义
1）±0m西北运输大巷掘进实践证明：通过采取边抽边掘技术措施后，既解决了工作面瓦斯超限问题，又能大幅提高掘进进尺，所以边抽边掘技术是掘进过程中裂隙瓦斯治理的有效措施之一。
2）巷帮钻场在钻孔施工期间，容易造成钻场上部局部瓦斯积聚，目前主要采用的解决方法是在风筒上拔袖珍风筒进行风排瓦斯。
3）边抽边掘中钻场的交错迈步布置，能避免因裂隙瓦斯影响±0m西北运输大巷掘进工作面施工。钻场的抽采钻孔施工时间为3d，预抽时间为4d，施工抽采钻孔及预抽瓦斯期间掘进的进尺为25.2m，掘进工作面始终处于巷旁抽采钻场钻孔抽出裂隙瓦斯后的全岩巷道中掘进，能有效避免因裂隙瓦斯造成的掘进过程中瓦斯超限问题。边抽边掘钻孔超前于掘进工作面布置，留有足够的预抽裂隙瓦斯时间，抽采钻孔与巷道掘进可以同时进行作业，互不影响，能有效的提高了掘进速度，保证了矿井年度掘进进尺的完成。
参考文献
[1] 何学秋.煤矿瓦斯防治技术与工程实践[M].徐州：中国矿业大学出版社，2009.
[2] 包剑影，苏燧，李贵贤。阳泉煤矿瓦斯治理技术[M].北京：煤炭工业出版社，1996.
[3] 赵英俊.边抽边掘抽放技术在高瓦斯综掘工作面掘进中的应用[J].中国学术期刊网，2012，9（2）：49-53.
[4] 矿井抽放瓦斯设计手册[S].
[5] AQ 1027-2006煤矿瓦斯抽放规范[S].