楊建龍

（陽泰集團(tuán) 晶鑫公司 武甲分公司，山西 陽城 048105）

1 武甲礦井基本情況

武甲礦井年產(chǎn)120萬t，井田面積15.723 7km2，服務(wù)年限31.9a。礦井現(xiàn)為斜、立井開拓。有3個(gè)井筒，2個(gè)斜井進(jìn)風(fēng)和1個(gè)立井回風(fēng)。井田穩(wěn)定可采3號(hào)和15號(hào)煤層。3號(hào)煤層均厚4.96m，15號(hào)煤層均厚3.99m，采用綜合機(jī)械化開采方法。煤層屬Ⅲ級(jí)不易自燃煤層，煤塵不具有爆炸性。礦井采用分區(qū)中央并列式通風(fēng)，回風(fēng)井安裝FBCDZ－8-№26/2×355型對(duì)旋軸流式風(fēng)機(jī)兩臺(tái)（一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用），風(fēng)量9 000 m3/min。礦井現(xiàn)有1個(gè)綜采裝備面和3個(gè)掘進(jìn)面。礦井使用KJGISⅡ監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，井下各作業(yè)點(diǎn)都安設(shè)了多種傳感器。

2 礦井瓦斯賦存情況

按照《武甲礦井3號(hào)煤層開采礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)》，礦井相對(duì)瓦斯涌出量36.01 m3/t，絕對(duì)瓦斯涌出量98.8 m3/min。按照礦井中介技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)實(shí)地進(jìn)行的《煤層瓦斯含量測(cè)定》，煤層瓦斯壓力2.16MPa。根據(jù)實(shí)際統(tǒng)計(jì)：礦井掘進(jìn)時(shí)最大瓦斯涌出量4 m3/min，主要來源于工作面涌出量占80%；不掘進(jìn)時(shí)，掘進(jìn)面平均涌出量為1.4 m3/min，來源于巷幫，兩幫涌出量占80%；回采面最大瓦斯涌出量42.72 m3/min，其中采空區(qū)涌出量37.46m3/min，工作面抽放后落煤時(shí)涌出量4.16m3/min，運(yùn)輸巷瓦斯絕對(duì)涌出量1.1m3/min。按照《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》第11條相關(guān)規(guī)定，武甲礦井被認(rèn)定為煤與瓦斯突出礦井。

3 瓦斯綜合治理途徑

武甲礦井嚴(yán)格按照“四位一體”綜合防治煤與瓦斯措施，大力引進(jìn)新設(shè)備、新技術(shù)、新工藝，積極開展全方位、大范圍的瓦斯綜合治理。

1）健全通風(fēng)系統(tǒng)。依據(jù)井田開拓部署及煤層賦存條件，礦井采用中央分列式通風(fēng)，主副斜井進(jìn)風(fēng)和立井回風(fēng)。礦井為抽出式通風(fēng)方法。按照《煤礦安全規(guī)程》，為確保礦井所需風(fēng)量150 m3/min，所需最小負(fù)壓1 856 Pa，所需最大負(fù)壓2 725 Pa，回風(fēng)井安裝FBCDZ－8-№26/2×355型對(duì)旋軸流式風(fēng)機(jī)兩臺(tái)（一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用），風(fēng)量9000m3/min。實(shí)行“三專兩閉鎖”，即局部通風(fēng)機(jī)供電實(shí)行專用開關(guān)、專用線路、專用移變，風(fēng)電閉鎖、瓦斯電閉鎖。推廣“三電源”，即主風(fēng)機(jī)電源由地面35 kV專用線路供給，副風(fēng)機(jī)電源由地面35 kV另一路專用線路供給，工作面生產(chǎn)用電由采區(qū)變電所供給。

2）強(qiáng)化綜合抽采。武甲礦井現(xiàn)開采3號(hào)煤層，透氣性系數(shù)3.573 8m2/MPa2·d，鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)0.034 3 m2/MPa2·d，屬于可以抽放煤層，具備瓦斯抽放的可能性。加之開采煤層的上下臨近層煤層，受采動(dòng)影響向開采層采空區(qū)涌出瓦斯，而采空區(qū)存在大量的瓦斯又涌向回采工作面，因此，抽放采空區(qū)瓦斯勢(shì)在必行。據(jù)此，武甲礦井采用地面、井下綜合抽放的方法如下：

①地面鉆孔抽放。陽泰集團(tuán)與惠陽新能源發(fā)展有限公司簽訂框架合作協(xié)議，對(duì)武甲礦區(qū)實(shí)施瓦斯地面預(yù)抽放，共設(shè)計(jì)地面排放井210個(gè)，其中直井138個(gè)、定向井24個(gè)（24×3），平均13.35個(gè)/km2，設(shè)計(jì)單井排放量2000m3/d，設(shè)計(jì)排放量為290000m3/d。截止2012年9月底，已完成排放井鉆探164個(gè)，壓裂90個(gè)，完成抽裝67個(gè)，產(chǎn)氣31個(gè)，排采65個(gè)，日累計(jì)抽采瓦斯18000m3。

②井下綜合抽采。武甲礦井自2011年6月建立地面高、低負(fù)壓瓦斯抽放系統(tǒng)以來，已安全運(yùn)行10 400 h。高負(fù)壓抽放系統(tǒng)使用兩臺(tái)（一用一備）2BEC90型水環(huán)真空泵，電機(jī)功率710 kW；選用φ630 mm×8 mm螺旋鋼管，支管選用φ426 mm×6 mm螺旋鋼管，分管選用φ325 mm×6 mm螺旋鋼管。用于本煤層瓦斯抽放。低負(fù)壓抽放系統(tǒng)使用兩臺(tái)（一用一備）2BEC52型水環(huán)真空泵，電機(jī)功率280kW；選用φ426 mm×6 mm螺旋鋼管，支管選用φ325mm×6 mm螺旋鋼管，分管選用φ219 mm×6mm螺旋鋼管，用于采空區(qū)瓦斯抽放。

掘進(jìn)工作面瓦斯抽放：3號(hào)煤層為緩傾斜煤層，采用澳大利亞的VLD-1000型千米鉆機(jī)超前定向深鉆孔進(jìn)行預(yù)抽；即在3號(hào)煤掘進(jìn)開孔位置左右各15 m的全部范圍內(nèi)，布置2個(gè)主孔，每個(gè)主孔內(nèi)施工5個(gè)分支孔進(jìn)行預(yù)抽，鉆孔直徑φ96 mm；鉆孔開孔后，采用φ114 mm的專用擴(kuò)孔器擴(kuò)孔9 m鉆孔間距6 m，鉆孔開孔位置距巷道底板1.5 m左右，鉆孔長(zhǎng)度600 mm，鉆孔終孔位置間距不大于8m，預(yù)抽時(shí)間保持在120d以上。3號(hào)煤巷道掘進(jìn)到570 m位置后（預(yù)抽鉆孔重疊段不小于30 cm），在巷道的兩側(cè)施工鉆場(chǎng)，鉆場(chǎng)規(guī)格為3.5 m×5 m×5（長(zhǎng)）m，在鉆場(chǎng)內(nèi)施工鉆孔，鉆孔終孔位置間距小于8m，鉆孔封孔段長(zhǎng)度大于8m?？卓诔椴韶?fù)壓大于13 kPa，預(yù)抽時(shí)間維持在120d以上，如此重復(fù)進(jìn)行。在3號(hào)煤掘工作面回風(fēng)橫貫以外的掘進(jìn)巷道內(nèi)，在不影響掘進(jìn)工作的條件下，預(yù)抽鉆孔可采用雙側(cè)（或者單側(cè)）布置方式，施工區(qū)域預(yù)抽鉆孔，進(jìn)行煤體（工作面）區(qū)域預(yù)抽，鉆孔直徑φ94 mm，鉆孔間距6m。

回采工作面瓦斯抽放：采用ZDY1900S全液壓坑道鉆機(jī)進(jìn)行順層鉆孔抽放，鉆孔布置在運(yùn)輸順槽靠工作面煤壁層側(cè)平行于切眼施工兩排鉆孔，孔深135m，孔徑94 mm，下排鉆孔距底板1.3m，傾角為0°，上排鉆孔距底板2.6m，傾角+1.5°，鉆孔終孔位于回采面頂板，控制煤層全厚。

采空區(qū)抽放：在回風(fēng)順槽聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)向上隅角埋管進(jìn)行半封閉抽放；在外U回風(fēng)順槽內(nèi)向采空區(qū)頂部打孔進(jìn)行抽放；工作面回采結(jié)束后，在密閉墻上埋管進(jìn)行全封閉抽放。

③升級(jí)安全監(jiān)控系統(tǒng)。為確保安全高效生產(chǎn)，2010年6月安設(shè)了兩套KJGISⅡN瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，并按《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測(cè)儀器使用管理規(guī)范》AQ1029-2007行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，配備了相應(yīng)的設(shè)施設(shè)備，可與井下人員定位系統(tǒng)、產(chǎn)量監(jiān)控系統(tǒng)、廣播通信系統(tǒng)并網(wǎng)組成安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，并同全縣煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。

安全生產(chǎn)監(jiān)控地面中心站：配備監(jiān)控主機(jī)兩臺(tái)（互為備用），顯示器兩臺(tái)、打印機(jī)兩臺(tái)、服務(wù)器一臺(tái)、傳輸接口一臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)兩臺(tái)，不間斷電源一臺(tái)、雷擊保護(hù)裝置一臺(tái)、系統(tǒng)軟件一套。

傳輸系統(tǒng)：傳輸干線選擇礦用屏蔽四芯阻燃通信電纜，數(shù)字傳輸通過分站接到各傳感器上；井下系統(tǒng)干線由地面中心站經(jīng)主斜井井筒敷設(shè)至井下各分站。

分站：選用KJGISHN-F型，在地面通風(fēng)機(jī)房、主斜井等部位設(shè)置4臺(tái)，在井下預(yù)抽工作面、測(cè)風(fēng)站等部位設(shè)置19臺(tái)。

甲烷傳感器及各類傳感器設(shè)置：井下所有要求地點(diǎn)都安設(shè)了各種傳感器。包括瓦斯傳感器、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)開停傳感器、風(fēng)門狀態(tài)傳感器、溫度、風(fēng)速、一氧化碳傳感器等。

監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)礦井安全生產(chǎn)起到耳目作用，做到及時(shí)報(bào)警、斷電，防止瓦斯超限后仍繼續(xù)作業(yè)而帶來的通風(fēng)、并瓦斯事故，為收集和整理有關(guān)數(shù)據(jù)、研究和處理通風(fēng)、瓦斯問題提供了有力幫助。

④嚴(yán)格管理制度。武甲礦井在強(qiáng)化技術(shù)手段防治瓦斯的同時(shí)，嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》和《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》要求，健全以礦長(zhǎng)為主要負(fù)責(zé)人、以總工為技術(shù)負(fù)責(zé)人的防突組織機(jī)構(gòu)，配備了20余人的防突專業(yè)技術(shù)人員和施工隊(duì)伍。嚴(yán)格瓦斯超限和防突措施執(zhí)行不到位追查制度，凡是出現(xiàn)瓦斯超限或防突措施執(zhí)行不到位的，不論什么原因都要追查。礦井堅(jiān)持嚴(yán)格落實(shí)通風(fēng)、抽采、監(jiān)控、管理綜合防突措施號(hào)提高了防治煤與瓦斯突出的能力號(hào)保證了礦井的安全生產(chǎn)。