駱正保

(山西汾西礦業(yè) (集團(tuán))公司通風(fēng)處,山西介休032000)

1 礦井概況

雙柳井田位于河?xùn)|煤田東段,離柳礦區(qū)三交三號井田勘探區(qū)南部,礦井隸屬汾西礦業(yè)集團(tuán)公司。雙柳煤礦原為年產(chǎn)原煤15萬t的白家焉煤礦。1998年開工興建,2001年建成試生產(chǎn),設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力150萬t/a,2005年以山西省煤炭工業(yè)局核準(zhǔn)(晉煤規(guī)發(fā)〔2005〕256號),礦井生產(chǎn)能力200萬t/a。煤種大部分為優(yōu)質(zhì)肥煤、焦煤。

2 井田構(gòu)造及水文地質(zhì)通風(fēng)瓦斯情況

雙柳井田礦井主要充水含水層有以下4種類型:第四系松散孔隙潛水含水層、煤系地層砂巖裂隙承壓含水層 (組)、石炭系上統(tǒng)太原組灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層 (組)和奧陶系中統(tǒng)灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層 (組)。中奧陶統(tǒng)上馬家溝組,井田內(nèi)有2個(gè)鉆孔揭露該組三段 (O2s3),揭露厚度為51.88(M s4孔)～50.36m(M s6孔)。根據(jù)M s4抽水試驗(yàn),上馬家溝組含水層單位涌水量 q=2.838l/s·m。水位標(biāo)高分別為 +799.29m和+798.30m。

井田內(nèi)主要含煤地層為山西組和太原組,共含煤 17層,自上而下為 01、02、03、1、2、3、4、5、5下、6、7、7下、8、8下、9、10、11 號煤層,煤層總厚 15.40m,含煤地層總厚度166.34m..礦井開拓方式為斜井-立井混合開拓方式,單一水平開采,現(xiàn)生產(chǎn)水平標(biāo)高為+450.0～+570m,現(xiàn)開采3、4號煤層。2008年瓦斯鑒定結(jié)果,礦井瓦斯絕對涌出量為65.8m3/m in,相對涌出量為15.51m3/t,屬高瓦斯礦井。采煤工作面采用走向長壁、采空區(qū)自然垮落、綜合機(jī)械化采煤法。掘進(jìn)工作面采用炮掘或綜掘作業(yè)線進(jìn)行掘進(jìn),實(shí)現(xiàn)破、裝、運(yùn)機(jī)械化,支護(hù)采用錨噴或錨網(wǎng)梁索聯(lián)合支護(hù),配合人工錨桿打眼機(jī)施工。

礦井采用中央邊界通風(fēng)方式,機(jī)械抽出式通風(fēng)方法。進(jìn)風(fēng)井:主斜井 (4400 m3/min),副立井(6347m3/m in),進(jìn)風(fēng)立井 (3604m3/min)。回風(fēng)井:郭家山回風(fēng)井 (15043m3/m in);負(fù)壓(2410Pa)。目前礦井的總進(jìn)風(fēng)量為14351m3/min,風(fēng)井總回風(fēng)量為 15043m3/min,有效風(fēng)量為12623m3/min,有效風(fēng)量率為88%。郭家山回風(fēng)立井安裝兩臺FBCDZ-8-NO.34對旋防爆軸流式通風(fēng)機(jī),一臺使用,一臺備用,擔(dān)負(fù)全礦井的通風(fēng)任務(wù),風(fēng)機(jī)最大排風(fēng)量為18600m3/min,現(xiàn)在實(shí)際排風(fēng)量為15043m3/min,風(fēng)葉角度為37°/27°。礦井主要進(jìn)風(fēng)巷為軌道巷 (風(fēng)量為6271m3/min)、輔助運(yùn)輸巷 (風(fēng)量為 4520m3/min)、膠帶巷 (風(fēng)量為3560 m3/min)。礦井主要回風(fēng)巷為三采回風(fēng)巷(西)(風(fēng)量為 1680m3/min)、三采回風(fēng)巷 (東)(風(fēng)量為6511m3/min)、三采輔助回風(fēng)巷(風(fēng)量為 6502 m3/min)。各采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)大巷貫穿整個(gè)采區(qū)。地面建有馬家塔和郭家山兩處永久瓦斯抽采泵站,207工作面瓦斯抽采濃度為7%,混合流量為24.0 m3/m in,純量約為 1.68m3/m in,風(fēng)排瓦斯量 2.35 m3/m in,工作面瓦斯抽采率達(dá)40%以上;306工作面瓦斯抽采濃度為平均為 13.3%,混合流量為49.47m3/m in,純量約為6.58m3/min,風(fēng)排瓦斯量12.54m3/m in,工作面瓦斯抽采率達(dá)33%以上。

3 問題分析及對策

查閱礦井有關(guān)開采、通風(fēng)、瓦斯、抽采、監(jiān)控、防治水、管理制度等方面的基礎(chǔ)資料和圖紙;現(xiàn)場排查通風(fēng)、瓦斯及防治水等事故隱患,排查的地點(diǎn)有:井下23407和33406綜采工作面 (含尾巷),222工作面運(yùn)巷、切眼,三采軌道掘進(jìn)面、2采區(qū)和3采區(qū)及礦井總回風(fēng)系統(tǒng)、井上礦井主通風(fēng)機(jī),監(jiān)控中心和永久抽采泵站。采掘 (煤巷)頭、面檢查覆蓋率超過70%。

3.1 礦井通風(fēng)

1)主斜井風(fēng)速已達(dá)臨界狀態(tài);三采區(qū)回風(fēng)巷東段、三采區(qū)輔助回風(fēng)巷、306工作面尾巷、回風(fēng)井東側(cè),風(fēng)速已經(jīng)超限。

盡快施工郭家山副立井與井下三采軌道巷貫通,并調(diào)整礦井通風(fēng)系統(tǒng),礦井的進(jìn)風(fēng)井由原來的三個(gè)增加到四個(gè),緩解主斜井進(jìn)風(fēng)壓力;擴(kuò)刷現(xiàn)進(jìn)風(fēng)立井;在郭家山重新安裝兩臺主扇;現(xiàn)進(jìn)風(fēng)立井刷擴(kuò)后使用郭家山的主扇,

2)306工作面采用“二進(jìn)一回”通風(fēng)方式,上隅角假風(fēng)道采用木垛維護(hù),風(fēng)流不暢;構(gòu)筑的采空區(qū)密閉墻質(zhì)量不高,排瓦斯橫貫之后的第二個(gè)橫貫密閉墻出現(xiàn)瓦斯積聚。

最近2～3年內(nèi)暫時(shí)沿用該系統(tǒng),逐步推廣 Y型系統(tǒng);加強(qiáng)管理,提高閉墻施工質(zhì)量;閉墻全部予留抽放管,接入抽放系統(tǒng)。尾巷按回風(fēng)巷管理,瓦斯?jié)舛瓤刂圃?%以下。

3.2 瓦斯抽采

1)煤層瓦斯壓力、含量、透氣性系數(shù)、抽采半徑等瓦斯抽采基礎(chǔ)參數(shù)缺乏。聯(lián)系太原理工大學(xué)進(jìn)行煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定等工作 (具體測定時(shí)間見附表),現(xiàn)煤層瓦斯含量測定工作和注氣試驗(yàn)工作已結(jié)束,待采空區(qū)頂板冒落帶測定工作結(jié)束后,提交測定報(bào)告。

2)抽采系統(tǒng)管路積水嚴(yán)重。根據(jù)實(shí)際情況在抽采管路上加裝了30臺可靠的自動(dòng)放水裝置并安排專人定期放水;降低抽放支管的吊掛高度。

3)礦井建立了高、低濃度雙抽采管路系統(tǒng),但306采煤工作面的采空區(qū)抽采與本煤層抽采匯集至同一趟抽采管路系統(tǒng)。

4 雙柳礦瓦斯治理達(dá)標(biāo)存在的主要問題及采取的措施

1)采、掘工作面連接的鉆孔數(shù)量多,雖然每個(gè)鉆孔均安裝了單孔放水器,并且每班安排專人進(jìn)行單孔的放水工作,但連接鉆孔的抽放膠管內(nèi)常有積水影響鉆孔的抽采效果,還需加大放水力度、采用集中放水等方法,提高放水效果。

2)鉆孔封孔采用封孔泵動(dòng)力封孔,并改進(jìn)了工藝,封孔效果較以往有了很大改善,但仍偶有封孔不嚴(yán)漏氣現(xiàn)象,需加強(qiáng)鉆孔封孔質(zhì)量的管理,孔口200mm全部采用水泥砂漿進(jìn)行封堵。

3)礦井三采區(qū)實(shí)現(xiàn)了分源分壓抽采,二采區(qū)的瓦斯抽采主管路改造工作正在實(shí)施,礦井未真正實(shí)現(xiàn)分源抽采。

4)礦井未開展區(qū)域瓦斯抽采工作。

5)地面瓦斯泵站的抽采濃度偏低,需加強(qiáng)鉆孔觀測、加大抽采鉆孔直徑,改變抽放工藝,以提高礦井瓦斯抽采濃度。

5 三采區(qū)掘進(jìn)工作面超前預(yù)抽瓦斯的現(xiàn)狀及分析

5.1 掘進(jìn)面超前預(yù)抽瓦斯的做法

303運(yùn)巷掘進(jìn)面位于三采區(qū)前進(jìn)方向的南翼,巷道設(shè)計(jì)長度為2274m,采用錨-網(wǎng)-鋼筋托梁聯(lián)合支護(hù),由綜掘一隊(duì)負(fù)責(zé)施工,煤層平均厚度為3.42m,地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,含兩層左右黑色泥巖夾矸層。

該工作面掘進(jìn)初期采用邊掘邊抽的瓦斯抽采方法,鉆孔從巷道口依次往正頭 (沿煤層傾向)布置,鉆孔間距為6m,鉆孔開孔直徑Φ89mm,打8米后換用73mm鉆頭,孔徑75mm,鉆孔孔深為工作面傾向長度的1/2,但隨著工作面的不斷掘進(jìn),在巷道長度達(dá)到1400m時(shí),巷道內(nèi)瓦斯涌出量逐步增大,回風(fēng)流瓦斯?jié)舛冗_(dá)到0.7%左右,該工作面風(fēng)排瓦斯量達(dá)到 5.1m3/min、絕對量為8.32 m3/min、抽放量3.2m3/min、抽放率 39%,影響了工作面的安全生產(chǎn)。

針對這種情況,在原有的本煤層抽采的基礎(chǔ)上,在303運(yùn)巷前進(jìn)方向右?guī)?每隔60m布置一個(gè)煤體

5 結(jié)語

1)城區(qū)內(nèi)人類活動(dòng)對地質(zhì)環(huán)境影響大,原有的穩(wěn)定坡面在不合理的工程情況下,很有可能轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定的地質(zhì)體。

2)基于極限平衡法的邊坡穩(wěn)定性方法,快捷、參數(shù)易取,可迅速的判定斜坡體的穩(wěn)定性,但不能判定出具體的滑動(dòng)面。

3)三維楔形體穩(wěn)定分析,是在赤平投影圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算,通過對不同結(jié)構(gòu)面組合的計(jì)算,可進(jìn)一步找到可能發(fā)生崩塌的結(jié)構(gòu)面及其滑動(dòng)方向,為治理設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

4)針對本區(qū)坡體不穩(wěn)定,坡面可能發(fā)生塊狀崩塌的可能性,建議設(shè)計(jì)應(yīng)采用錨桿與SNS柔性網(wǎng)相結(jié)合為主的方式,可保證坡體的穩(wěn)定性。坡腳下設(shè)置擋土墻,坡頂平臺采用漿砌石,對于兩側(cè)相對較平緩的斜坡面還應(yīng)采用削坡、客土、種樹播草的方法。

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