摘要：大峰露天煤礦紅梁采區(qū)是高瓦斯礦井，多年來通過不斷完善瓦斯綜合治理工作體系，有計劃地開展瓦斯抽放工作，健全相關(guān)的監(jiān)測系統(tǒng)，逐步使紅梁采區(qū)由高瓦斯礦井降為低瓦斯礦井，為安全生產(chǎn)提供了有力的保障。

關(guān)鍵詞：瓦斯 治理 抽放 安全

1 礦井概況

紅梁井田內(nèi)僅一個采區(qū)，共有一、二、三、五、七層煤，一層煤已回采完畢，大峰礦開采的二層為主采煤層，平均煤厚20.98m，屬不易自燃煤層，該煤層最短自然發(fā)火期為80天，煤塵無爆炸性。采區(qū)設(shè)計共布置5個采煤工作面，其中3個（0201、0202、0204）已回采結(jié)束，目前正在生產(chǎn)的工作面是010204、010205（詳見采掘工程平面圖1所示）。采煤方法采用走向長壁傾斜分層、金屬網(wǎng)假頂全部垮落法，采掘工藝為炮采炮掘。礦井采用斜井開拓，采用斜井膠帶運(yùn)輸，單水平上下山開拓，主運(yùn)輸系統(tǒng)為膠帶運(yùn)輸。礦井通風(fēng)方式采用混合式，通風(fēng)方法采用抽出式。

2 礦井瓦斯賦存條件分析

由于受汝箕溝向斜的影響，礦井瓦斯賦存主要表現(xiàn)為東翼較大，西、北翼較小的特點(diǎn)，瓦斯絕對涌出量68.69 m3/min，相對涌出量40.42m3/t，煤層瓦斯壓力為0.45MPa、

煤層瓦斯含量為1.46～4.12m3/min。煤層透氣性系數(shù)為10.99m2/Ma2.d，煤層瓦斯壓力1.2MPa，抽放半徑為12m，屬易抽放煤層。

汝箕溝向斜軸部斜穿010204工作面，所以該區(qū)域瓦斯儲量較大，因此瓦斯治理的重點(diǎn)放在010204工作面。根據(jù)地質(zhì)資料，在平均厚度20.34m，460萬噸原煤儲量里，煤層瓦斯儲量達(dá)到1.2億m3，該工作面2003年開始準(zhǔn)備，掘進(jìn)期間瓦斯涌出量最高達(dá)到6.8m3/min；010205工作面煤層平均厚度22.03m，2002年開始準(zhǔn)備，掘進(jìn)期間瓦斯涌出量最高達(dá)到3.2m3/min，因此對該工作面未進(jìn)行瓦斯抽放等工作，開采時主要通過加強(qiáng)通風(fēng)等措施，保證010205工作面的正?；夭?。

3 治理瓦斯的方法及措施

3.1 開拓及準(zhǔn)備掘進(jìn)中后巷煤體瓦斯抽放，解決后巷瓦斯超限。2003年開始延深東翼二層煤，隨著不斷掘進(jìn)工作面迎頭風(fēng)量達(dá)800m3/min。工作面向后20m內(nèi)的瓦斯?jié)舛葍H為0.4%，而后巷濃度高達(dá)1%左右，導(dǎo)致難以正常施工。通過采用后巷原始煤層抽放的方式，對后巷的瓦斯進(jìn)行處理。

3.2 施工耳窩（鉆場），對掘進(jìn)工作面進(jìn)行掘前預(yù)抽、邊抽邊掘，解決工作面瓦斯超限。隨著巷道施工長度的增加，工作面迎頭瓦斯涌出量也逐漸增加，最終達(dá)到1000m3/min左右。工作面處的瓦斯?jié)舛葹?.7%，工作面向后10m濃度高達(dá)1%，局部出現(xiàn)2%，瓦斯涌出量達(dá)10m3/min以上。瓦斯增大的趨勢通過采用通風(fēng)抽放的方式難以抑制，為了確保施工安全，對掘進(jìn)工作面采用超前預(yù)抽進(jìn)而減少瓦斯涌出量。

3.3 采前預(yù)抽，并調(diào)整生產(chǎn)接續(xù)，延長預(yù)抽期。在工作面，由于煤體瓦斯剩余儲量比較大，進(jìn)而影響和制約煤炭的繼續(xù)開采。我們通過調(diào)整接續(xù)計劃，推遲瓦斯?jié)舛冗^大工作面的開采時間，將預(yù)抽放瓦斯時間增加到30個月，在一定程度上降低了煤層瓦斯賦存量。

3.4 在風(fēng)、機(jī)兩巷加密鉆孔，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)狀鉆孔布置，提高瓦斯抽放量。隨著時間向前推移，瓦斯抽放濃度從70%降到24%左右，瓦斯抽放純量從50m3/min降到16m3/min。受預(yù)抽鉆孔布置的影響，為了進(jìn)一步提高瓦斯的抽放量，進(jìn)而縮短預(yù)抽時間，最終降低瓦斯排放成本。我們通過制定科學(xué)的瓦斯抽放方案，改革現(xiàn)有的抽放工藝及抽放方法，對鉆孔實(shí)行立體網(wǎng)狀布置，進(jìn)而提高瓦斯抽放量。

3.5 施工中間巷，在中間巷布置抽放鉆孔，消除抽放盲區(qū)。在二層煤風(fēng)巷鉆孔施工難度系數(shù)較大，因此孔深較淺。并且二層煤風(fēng)巷施工抽放鉆孔為俯角孔，導(dǎo)致機(jī)巷鉆孔間存在抽放盲區(qū)。我們通過設(shè)置鉆孔，利用鉆孔抽放與巷道抽放相結(jié)合的方式對瓦斯進(jìn)行處理，解決上述抽放盲區(qū)的難題，進(jìn)而最大限度地提高瓦斯抽出率，降低工作面瓦斯涌出量。

3.6 邊采邊抽降低工作面煤體瓦斯賦存量。通過總結(jié)采煤工作面瓦斯涌出規(guī)律，得出：一分層相當(dāng)于保護(hù)層，對一分層進(jìn)行開采時，瓦斯涌出量比較大。通過邊采邊抽的方式對瓦斯進(jìn)行處理，在鉆孔附近對工作面進(jìn)行開采時，受采動的影響，應(yīng)力達(dá)到一種動態(tài)的均衡狀態(tài)，影響到煤體的裂隙，導(dǎo)致煤層中吸附的瓦斯被解析成游離瓦斯，這時對瓦斯進(jìn)行抽放是最佳的時機(jī)。

3.7 采用采空區(qū)瓦斯抽排技術(shù)，降低工作面風(fēng)排瓦斯量。雖然巷道瓦斯經(jīng)過30個月預(yù)抽，但是，隨著工作面的前移以及采空區(qū)的逐漸增大，上隅角和回風(fēng)流的瓦斯不斷增加，通過邊采邊抽和加強(qiáng)通風(fēng)的方法，早已無法降低采空區(qū)上隅角瓦斯的濃度問題。因此，我們利用采空區(qū)瓦斯抽排和上隅角瓦斯抽排對巷道瓦斯進(jìn)行抽放。具體方法是：①為保證抽出的瓦斯不超過2.5%，在進(jìn)風(fēng)流中摻入了新鮮風(fēng)。通過設(shè)置聯(lián)絡(luò)巷，該聯(lián)絡(luò)巷與風(fēng)巷平行的集中巷隔一定距離（80～100m），當(dāng)采過的工作面超過聯(lián)絡(luò)巷15m后，在聯(lián)絡(luò)巷口建立一道擋風(fēng)墻，并且在擋風(fēng)墻的中部安裝1.5m長的硬質(zhì)風(fēng)筒，該風(fēng)筒與專用瓦斯抽排風(fēng)機(jī)和軟質(zhì)風(fēng)筒相連，采空區(qū)的瓦斯通過抽排風(fēng)機(jī)，直接進(jìn)入風(fēng)井。②在距上隅角50m以上的回風(fēng)巷安裝抽排風(fēng)機(jī)，將硬質(zhì)風(fēng)筒或伸縮風(fēng)筒與風(fēng)機(jī)負(fù)壓側(cè)連接到上隅角，正壓側(cè)接軟質(zhì)風(fēng)筒直至風(fēng)井，當(dāng)抽排風(fēng)機(jī)開啟時，瓦斯直接由隅角排入風(fēng)井。實(shí)踐證明，采取該法后工作面風(fēng)排瓦斯量降低到4m3/min，風(fēng)排瓦斯?jié)舛冉禐?.5%，工作面得以安全生產(chǎn)。

4 瓦斯綜合治理效果

從1998年開始，截至2009年底，我們先后施工抽放鉆孔1769個，總長度近180000多米，共抽采瓦斯純量13650.44萬m3，風(fēng)排瓦斯約6700萬m3。2010年礦井瓦斯等級鑒定，絕對瓦斯涌出量為17.1m3/min，相對瓦斯涌出量為8.44m3/t，礦井瓦斯指標(biāo)已達(dá)到低瓦斯礦井標(biāo)準(zhǔn)，符合《煤礦安全規(guī)程》及《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》規(guī)定要求，可以不再進(jìn)行瓦斯抽放，采用通風(fēng)的方法解決瓦斯問題，同時鑒于礦井防滅火需要，紅梁采區(qū)于2012年1月16日，停止了瓦斯抽放工作。經(jīng)過近兩個月的觀察，礦井瓦斯變化平穩(wěn)，未出現(xiàn)瓦斯涌出異常及超限現(xiàn)象。

但根據(jù)相關(guān)文件及一通三防工作的要求，礦井仍按高瓦斯礦井管理。在目前的回采過程中，瓦斯涌出主要表現(xiàn)為在放炮落煤期間的瓦斯釋放及采空區(qū)的瓦斯。上隅角偶爾達(dá)到臨界值（0.7%），需進(jìn)一步加強(qiáng)瓦斯檢查、通風(fēng)、放炮及監(jiān)測監(jiān)控管理。礦井在生產(chǎn)過程中，未出現(xiàn)過瓦斯超限現(xiàn)象。這里統(tǒng)計有近三年等級鑒定測定結(jié)果表如下：

5 結(jié)語

大峰礦紅梁采區(qū)通過十幾年的掘前預(yù)抽、邊掘邊抽、采前預(yù)抽、邊采邊抽等綜合治理瓦斯措施，最終使礦井由高瓦斯降為低瓦斯礦井。這些瓦斯治理的成功經(jīng)驗(yàn)，希望為其它礦井在安全生產(chǎn)實(shí)踐中，提供有益的借鑒。

參考文獻(xiàn)：

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[3]張國樞.通風(fēng)安全學(xué)[M].中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2007.1.

作者簡介：

郭瑜（1965-），男，河南沈丘人，神華寧煤集團(tuán)大峰礦培訓(xùn)中心科長，助理工程師。