掘進巷道通風安全技術探討

時間:2022-07-23 08:44:26

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掘進巷道通風安全技術探討

摘要:11-1#層311盤區(qū)21123巷在掘進期間,與廢棄的小窯空巷貫通。為順利通過廢棄小窯巷道,保證通過期間的安全,采用設置均壓風門的方法構筑局部升壓系統(tǒng)與小窯進行應急隔離,砌筑臨時隔離密閉和防爆密閉、永久密閉,最后對密閉間的空間進行充填,使小窯空巷與21123巷完全隔離,從而為后期的工作面回采創(chuàng)造安全條件。通過一系列措施,掘進工作面安全通過小窯破壞區(qū)域,達到了預期的效果。

關鍵詞:巷道掘進;小窯空巷;密閉;填充

晉華宮礦11-1#層311盤區(qū)21123巷在掘進探巷期間,探巷100m后與11-2#層小窯探空,根據(jù)地質科人員查看探巷現(xiàn)場后分析:預計所見空區(qū)應該為一條空巷。為了確認小窯區(qū)域內的情況,確保311西北部延伸區(qū)域的安全布置[1-7],經(jīng)研究后決定,21123巷向前掘進直至貫通。

1工作面概況

311盤區(qū)位于礦井北部,共有7#層、8#層、11-1#層、11-2#層四層煤層。311盤區(qū)由311主扇供風,盤區(qū)進風量8083m3/min,回風量8300m3/min。21123巷井下位于311盤區(qū)11-1#層,北部存在煤礦,西部存在煤礦破壞區(qū),東部為11-1#層51121巷,南部為11-2#層311盤區(qū)延伸巷,上覆8#、7#層81125采空區(qū),下伏為11-2#層煤。21123巷設計長度為584m,巷道斷面規(guī)格為4.2m×2.6m,支護形式為錨桿錨索支護。巷道采用機掘方式掘進,采用2×30kW對旋風機配套Ф600mm風筒對其供風,風機開一級,吸風量為350m3/min,末端風為320m3/min,巷道斷面8.5m2,末端風速為0.63m/s,全風壓風量為648m3/min。21123巷掘進至20m時,探巷80m發(fā)現(xiàn)與11-2#層探通,鉆孔出風,孔內無水,孔內氣體含量:CO2為11.1%,CH4為1.2%,CO為0%,O2為6.7%,H2S為0%。探通小窯預計為小窯煤礦破壞區(qū),且煤礦已經(jīng)于2001年隔離封閉,破壞區(qū)及周圍目前未發(fā)現(xiàn)存在火區(qū)。11-1#層311盤區(qū)21123巷貫通前通風系統(tǒng)示意圖如圖1。

2掘進探巷及貫通方案

2.1探巷

依據(jù)地質科出具的探10m、掘5m的探巷設計進行探巷,探明影響區(qū)域范圍內的小窯空巷的情況。

2.2掘進方案

采用機掘方式進行掘進,掘至距小窯巷道2m位置時停止使用機掘方式掘進,由救護隊員佩戴呼吸器采用風鎬作業(yè),繼續(xù)掘進,直至貫通。2.3貫通方案(1)貫通前的準備工作貫通前,首先在貫通點附近準備臨時隔離密閉、防爆密閉和永久密閉的物料,預計共需10車片石、2車水泥、4車沙子、10根11#礦工鋼、3m×0.4m木板14塊、風筒風帳2塊。通風區(qū)在21123回風繞道以里5m范圍內施工兩道風門,并將風門掛好,在風門外安裝一個壓差計,將負壓管連至工作面,并在工作面增加一臺CO傳感器和一臺氧氣傳感器。在巷道剩余5m貫通時,由通風區(qū)現(xiàn)場指揮啟動升壓,通風區(qū)負責控制調節(jié)斷面,要求調節(jié)風門內外壓差大于50mmH2O。同時,在調節(jié)風門處備足量沙袋或粉煤灰袋,做到發(fā)生緊急情況能夠快速封閉風門。貫通前,管路區(qū)為21123巷提供完好的壓風系統(tǒng),并將管路接至工作面。貫通前,機掘三隊在巷口重新安裝兩臺風機,按要求接好電源,實現(xiàn)“三專三閉鎖”,并將風筒連至升壓風門處備用。(2)貫通期間方案貫通前由通風區(qū)測定21123巷全風壓風量,并在貫通前風機啟動雙級,要求全風壓風量滿足需要,風筒末端距工作面不大于5m,貫通時要求貫通斷面逐漸擴大到0.8×0.8m2小口,不得全斷面貫通。(3)貫通后的方案貫通后,由救護隊負責探巷,根據(jù)探巷結果制定施工方案。11-1#層311盤區(qū)21123巷貫通后通風系統(tǒng)示意圖如圖

2.3與小窯應急隔離方案

11-1#層311盤區(qū)21123巷與小窯巷道貫通后,采用2×30kW對旋風機通過設置均壓風門的方法構筑局部升壓系統(tǒng)杜絕小窯封閉區(qū)域內氣體向外擴散。均壓風門內外壓差為850Pa,未發(fā)現(xiàn)小窯氣體泄入,雖暫時安全,但存在安全隱患,決定構筑密閉墻與小窯進行隔離。11-1#層311盤區(qū)21123巷密閉后通風系統(tǒng)示意圖如圖3。(1)在小窯巷道東、西兩側距21123巷1.5m以外位置進行封堵,隔絕人員行走通道,同時避免風機停運后小窯氣體大量泄入。(2)繼續(xù)向21123巷正前方掘進3m,清理、支護完成后將機組退至21123巷靠風筒幫合適位置,不得影響密閉等工程施工。(3)清理小窯巷道距貫通點東西兩側1.5m范圍并掏槽,要求將小窯巷道底部與11-1#層21123巷底部平齊,密閉底部掏槽不小于0.5m,幫不小于0.2m,頂部掏槽不小于0.2m,槽口寬度不得小于密閉厚度。(4)安排專人定期對21123巷工作面風機吸風、末端風、全風壓風量進行測定,發(fā)現(xiàn)異常,及時處理,確保工作面風量、壓力滿足施工需要。(5)封閉期間,安排救護隊員佩戴呼吸器現(xiàn)場監(jiān)控隊組施工情況,發(fā)現(xiàn)無風、微風或風流反向、氣體超限等情況立即斷電撤人,并向礦調度室、通風區(qū)值班室匯報,未處理完成前嚴禁人員進入。(6)封閉期間及封閉完成后,21123工作面仍采用均壓通風系統(tǒng),未經(jīng)許可,嚴禁任何人員改變該工作面通風系統(tǒng)。(7)21123巷作業(yè)人員必須熟悉避災路線,掌握災害救護知識,在發(fā)生災害時,積極開展自救互救,迅速撤離災區(qū),減少傷亡。入井人員必須掌握和熟悉自救器的性能、使用方法和注意事項,做到定期檢查,報廢的自救器及時更換,使其在災變中發(fā)揮作用。

3與小窯應急隔離方案

11-1#層311盤區(qū)21123巷與小窯巷道貫通后,采用2×30kW對旋風機通過設置均壓風門的方法構筑局部升壓系統(tǒng)杜絕小窯封閉區(qū)域內氣體向外擴散。均壓風門內外壓差為850Pa,未發(fā)現(xiàn)小窯氣體泄入,雖暫時安全,但存在安全隱患,決定構筑密閉墻與小窯進行隔離。11-1#層311盤區(qū)21123巷密閉后通風系統(tǒng)示意圖如圖3。圖311-1#層311盤區(qū)21123巷密(1)在小窯巷道東、西兩側距21123巷1.5m以外位置進行封堵,隔絕人員行走通道,同時避免風機停運后小窯氣體大量泄入。(2)繼續(xù)向21123巷正前方掘進3m,清理、支護完成后將機組退至21123巷靠風筒幫合適位置,不得影響密閉等工程施工。(3)清理小窯巷道距貫通點東西兩側1.5m范圍并掏槽,要求將小窯巷道底部與11-1#層21123巷底部平齊,密閉底部掏槽不小于0.5m,幫不小于0.2m,頂部掏槽不小于0.2m,槽口寬度不得小于密閉厚度。(4)安排專人定期對21123巷工作面風機吸風、末端風、全風壓風量進行測定,發(fā)現(xiàn)異常,及時處理,確保工作面風量、壓力滿足施工需要。(5)封閉期間,安排救護隊員佩戴呼吸器現(xiàn)場監(jiān)控隊組施工情況,發(fā)現(xiàn)無風、微風或風流反向、氣體超限等情況立即斷電撤人,并向礦調度室、通風區(qū)值班室匯報,未處理完成前嚴禁人員進入。(6)封閉期間及封閉完成后,21123工作面仍采用均壓通風系統(tǒng),未經(jīng)許可,嚴禁任何人員改變該工作面通風系統(tǒng)。(7)21123巷作業(yè)人員必須熟悉避災路線,掌握災害救護知識,在發(fā)生災害時,積極開展自救互救,迅速撤離災區(qū),減少傷亡。入井人員必須掌握和熟悉自救器的性能、使用方法和注意事項,做到定期檢查,報廢的自救器及時更換,使其在災變中發(fā)揮作用。

4密閉充填注羅克休

與小窯巷道貫通后,雖施工密閉將小窯巷道與21123巷隔離,但是存在封閉區(qū)域氣體泄入巷道的可能,容易造成局部瓦斯、二氧化碳等氣體積聚,影響礦井安全生產(chǎn),因此采用羅克休對密閉空間進行充填。期間,需要從11-1#層21123巷向小窯巷道打孔,為羅克休充填做準備。要求先注A2、A4孔,然后注A1、A3孔,如圖4。圖411-1#層311盤區(qū)21123巷鉆孔布置示意圖(1)A1孔:在21123巷交小窯巷道以北1m處開口,開口位置距底板1.2m,仰角5.7°,方位角243.4°。(2)A2孔:在21123巷交小窯巷道以北1m處開口,開口位置距底板0.6m,仰角11.3°,方位角228.8°。(3)A3孔:在21123巷交小窯巷道以南1m處開口,開口位置距底板1.2m,仰角5.7°,方位角296.6°。(4)A4孔:在21123巷交小窯巷道以南1m處開口,開口位置距底板0.6m,仰角11.3°,方位角311.2°。

5效果分析

(1)通過采用綜合通風安全技術措施,使21123掘進工作面順利通過了廢棄小窯空巷,有效防止了采空區(qū)氣體外泄,并且采用密閉隔離與填充的方式,使得21123巷與小窯破壞區(qū)得到了充分的隔離,杜絕了在回采過程中破壞區(qū)內氣體的泄入,為工作面安全回采創(chuàng)造了條件。(2)通過對掘進巷道過小窯老巷的通風技術研究及應用,為今后過小窯巷道提供了寶貴的經(jīng)驗,具有一定的推廣應用價值。

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作者:張景萍 單位:晉華宮礦安監(jiān)站