南政民

（山西汾西礦業(yè)集團(tuán)賀西煤礦,山西 柳林 033300）

淺析礦井瓦斯治理技術(shù)方案

南政民

（山西汾西礦業(yè)集團(tuán)賀西煤礦,山西 柳林 033300）

摘要：賀西煤礦通過開展瓦斯治理工作體系建設(shè)，提高了煤礦瓦斯治理水平，有效遏止了煤礦瓦斯事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：礦井；瓦斯；治理；方案；措施

1　通風(fēng)、抽采、監(jiān)控系統(tǒng)概況

1.1通風(fēng)系統(tǒng)

賀西煤礦開采山西組3#、4#煤層，煤層自燃傾向性等級為III類，屬不易自燃煤層，煤塵具有爆炸性，爆炸性指數(shù)為23％。礦井為高瓦斯礦井， 2013年礦井瓦斯等級鑒定為：絕對瓦斯涌出量70.34m3/min,相對瓦斯涌出量22.67m3/t。

礦井通風(fēng)方式為分區(qū)抽出式，礦井共有三個(gè)進(jìn)風(fēng)井，兩個(gè)回風(fēng)井?？傔M(jìn)風(fēng)量18057m3/min，總回風(fēng)量為18468m3/min，有效風(fēng)量為17027m3/min，有效風(fēng)量率為91％。采煤工作面全部采用“U”型、“Y”型沿空留巷通風(fēng)系統(tǒng)。掘進(jìn)工作面全部采用壓入式局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，并實(shí)現(xiàn)了“雙風(fēng)機(jī)雙電源”和“三專兩閉鎖”管理。

1.2抽采系統(tǒng)

賀西礦現(xiàn)有三個(gè)瓦斯抽采泵站分別為薛家?guī)X抽放泵站、薛家?guī)X新建泵站、獨(dú)胡峁瓦斯抽放泵站，總額定抽采能力為2620 m3/min，礦井實(shí)現(xiàn)了分區(qū)、分源抽采。

1.3瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)

我礦使用KJ-95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)，瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，斷電可靠，能做到瓦斯超限報(bào)警、監(jiān)控設(shè)備發(fā)生故障后系統(tǒng)及時(shí)斷電。瓦斯傳感器報(bào)警值、斷電范圍、斷電時(shí)間全部按照相關(guān)規(guī)定設(shè)置，各類傳感器備用量符合要求。系統(tǒng)覆蓋了井下各采區(qū)變電所、各區(qū)域及總回風(fēng)巷、各采掘工作面及其巷道、各軌道巷、各皮帶運(yùn)輸巷、中央水泵房等；井上原煤筒倉及操作室、精煤筒倉及操作室、皮帶走廊、洗煤廠、瓦斯抽放站、主通風(fēng)機(jī)房、熱風(fēng)機(jī)房等。瓦斯監(jiān)控主備機(jī)、服務(wù)器設(shè)備已按照《礦井標(biāo)準(zhǔn)化范化》要求更換為IBM服務(wù)器。系統(tǒng)至今運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

2　瓦斯治理方案

2.1優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)

通風(fēng)能力是瓦斯治理的基礎(chǔ)，也是提升礦井生產(chǎn)能力的關(guān)鍵。為進(jìn)一步優(yōu)化簡化礦井通風(fēng)系統(tǒng)，我礦在中嵋芝施工進(jìn)、回風(fēng)井，中嵋芝回風(fēng)井井筒工程已經(jīng)完成，中嵋芝進(jìn)風(fēng)井井架工程已經(jīng)完工。

我礦對采區(qū)進(jìn)風(fēng)大巷、回風(fēng)大巷（三采3#軌道巷、4#軌道巷、4#回風(fēng)巷、二采回風(fēng)巷）進(jìn)行巷修及擴(kuò)刷巷道，保證巷道通風(fēng)斷面，減小巷道阻力，有效保障了礦井通風(fēng)；二采區(qū)主扇通過加裝鐵插板，減少了主扇外部漏風(fēng)，加大了礦井有效風(fēng)量，提升了礦井主扇運(yùn)行效率。

我礦對3#和4#煤的回采工作面順槽內(nèi)錯(cuò)30米布置，使4#煤工作面順槽避開應(yīng)力集中區(qū)，減少了巷道變形量，保證了通風(fēng)斷面。

2.2合理上限配風(fēng)

我礦嚴(yán)格按照汾煤通函【2012】45號《山西焦煤集團(tuán)公司關(guān)于“變下為上，變高為低”暫行管理規(guī)定執(zhí)行。

采掘工作面配風(fēng)嚴(yán)格按照1.7倍富裕系數(shù)進(jìn)行上限配風(fēng)，現(xiàn)回采工作面瓦斯絕對涌出量最大地點(diǎn)為3301回采工作面，掘進(jìn)工作面瓦斯絕對涌出量最大地點(diǎn)為3312材巷。

2.3建立立體抽采網(wǎng)絡(luò)，提高抽采能力

建立以地面鉆井、區(qū)域預(yù)抽、高抽巷、底抽巷、本煤層、鄰近層、裂隙帶、采空區(qū)、上隅角等多形式多方位井上下綜合立體化抽采網(wǎng)絡(luò)，通過立體化的抽采，加大了瓦斯抽采量，降低了風(fēng)排瓦斯量，使我礦實(shí)現(xiàn)高瓦斯礦井低瓦斯?fàn)顟B(tài)生產(chǎn)。

2.3.1瓦斯抽采系統(tǒng)改造

瓦斯抽采系統(tǒng)決定了礦井瓦斯抽采的效果，為了保證瓦斯抽采效果可從三個(gè)方面進(jìn)行礦井抽采系統(tǒng)改造，即：增大瓦斯抽采能力、優(yōu)化抽采管路布置、合理分配抽采能力。

為提高抽采系統(tǒng)能力，2012年我礦在薛家?guī)X泵站附近新建一座瓦斯抽采泵站對礦井瓦斯抽采系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)能。2006年至現(xiàn)在我礦礦井抽采各項(xiàng)指標(biāo)明顯提高。

2.3.2開展井下區(qū)域預(yù)抽

2012年，賀西礦完成區(qū)域預(yù)抽鉆孔進(jìn)尺134282米，區(qū)域預(yù)抽面積為115.4萬m2。區(qū)域預(yù)抽是通過大面積施工瓦斯抽采鉆孔，超前掩護(hù)將來的采掘工作面。形式主要有：開展超前鉆孔掩護(hù)煤巷掘進(jìn)瓦斯預(yù)抽、順層鉆孔煤層區(qū)域瓦斯預(yù)抽本煤層瓦斯治理模式、大孔徑鉆孔代替高抽巷、底板瓦斯抽采巷上向網(wǎng)格式穿層鉆孔鄰近層瓦斯治理模式等。

其中底板專用瓦斯抽采巷結(jié)合穿層鉆孔預(yù)抽抽采模式，能夠高效實(shí)施突出煤層區(qū)域消突措施。賀西礦結(jié)合煤層賦存條件和采掘巷道布置，在下組煤（6#煤）開掘一條巷道為專用瓦斯抽采巷（314底抽巷），同時(shí)向3#、4#煤施工穿層孔，對各煤層進(jìn)行區(qū)域性預(yù)抽和消突，又能在煤層回采過程中作為瓦斯排放巷。

我礦合理規(guī)劃區(qū)域預(yù)抽，通過使用千米鉆機(jī)及澳鉆施工長距離預(yù)抽遞進(jìn)式鉆孔，消滅了“拼刺刀”式掘進(jìn)。

2.3.3地面鉆采及利用

在不斷加強(qiáng)井下瓦斯綜合治理的同時(shí)，集團(tuán)公司著眼長遠(yuǎn)，于2011年與晉城藍(lán)焰集團(tuán)公司合作在我礦井田范圍進(jìn)行地面鉆井抽采進(jìn)行消突，在地面施工鉆孔直接抽采井下未受采動(dòng)影響的區(qū)域。

瓦斯利用，我礦于2009年年底建成薛家?guī)X瓦斯發(fā)電站，2011年4月并網(wǎng)發(fā)電，2011年累計(jì)利用瓦斯量為92.25萬m3，2012年累計(jì)利用瓦斯量為670.98萬m3，累計(jì)發(fā)電1525.46萬度。

3　多措并舉，加大瓦斯管控力度

3.1采掘管理

通過采用保護(hù)層開采及多形式瓦斯預(yù)抽方法，使3#煤回采工作面實(shí)現(xiàn)了“Y”型通風(fēng)，4#煤回采工作面實(shí)現(xiàn)了 “U”型通風(fēng)，掘進(jìn)工作面全部采用局部通風(fēng)機(jī)壓入式供風(fēng)。現(xiàn)采、掘工作面除回采工作面上隅角局部區(qū)域（切頂線往里）瓦斯?jié)舛仍?％左右，其他風(fēng)流中瓦斯?jié)舛榷急３衷?.4％以下。采煤機(jī)正常割煤時(shí)，保持2m/min的截割速度。掘進(jìn)機(jī)正常掘進(jìn)時(shí)，保持1m/h的截割速度。并且采煤機(jī)與掘進(jìn)機(jī)全部安設(shè)了機(jī)組瓦斯報(bào)警儀，瓦斯?jié)舛仍?.8％的基礎(chǔ)上又降低0.2％進(jìn)行預(yù)警，當(dāng)采、掘工作面任何一個(gè)瓦斯傳感器瓦斯?jié)舛冗_(dá)到0.5％時(shí)，必須放慢截割速度；當(dāng)任何一個(gè)瓦斯傳感器達(dá)到0.6％發(fā)出預(yù)報(bào)警時(shí)，必須停止采掘機(jī)作業(yè)，查明原因，進(jìn)行處理。

3.2爆破管理

（1）爆破作業(yè)按要求編制爆破作業(yè)說明書，內(nèi)容符合《規(guī)程》規(guī)定要求，采掘工作面爆破嚴(yán)格執(zhí)行“一炮三檢”、“三人聯(lián)鎖”及“放炮斷電”制度。

（2）井下所有放炮地點(diǎn)全部安裝了放炮噴霧裝置，實(shí)現(xiàn)了放炮自動(dòng)噴霧。

（3）吸取西山德順煤業(yè)“3.22”北回風(fēng)巷一氧化碳超限事故教訓(xùn)，按照汾煤通發(fā)445號文件規(guī)定，對我礦跟班領(lǐng)導(dǎo)、跟班隊(duì)干、安全員、瓦檢員及相關(guān)人員配備了便攜式一氧化碳測定儀，及時(shí)監(jiān)測爆破過程中產(chǎn)生的CO，并通過一系列實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，要求在爆破作業(yè)中，一次性起爆炸藥量不得超過10kg，有效減少了爆破過程中造成有害氣體超限現(xiàn)象。

4　積極開展瓦斯地質(zhì)研究

2010年8月賀西礦與河南理工大學(xué)共同研究開發(fā)了瓦斯地質(zhì)動(dòng)態(tài)預(yù)警系統(tǒng)技術(shù)項(xiàng)目，本項(xiàng)目研究成果對賀西礦主采煤層的瓦斯治理及煤與瓦斯突出防治工作提供了依據(jù)，并不斷積累瓦斯地質(zhì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。2010年12月，瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測試報(bào)告編制完成提交。2011年12月瓦斯地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)完成。2012年與中國礦大合作完善數(shù)據(jù)收集進(jìn)行分析，進(jìn)而完善系統(tǒng)，對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行有效預(yù)警。

5　嚴(yán)格落實(shí)三級“四位一體”防突措施

礦井設(shè)置了瓦斯抽采防突專業(yè)隊(duì)伍，成立了探放區(qū)和防突科，探放區(qū)下設(shè)抽放隊(duì)、探水隊(duì)，防突科下設(shè)防突隊(duì)和瓦斯防突實(shí)驗(yàn)室。由瓦斯防突實(shí)驗(yàn)室對煤與瓦斯突出的各單項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測定，井下利用WTC-2型瓦斯突出預(yù)測儀對井下現(xiàn)場進(jìn)行快速的煤與瓦斯突出指標(biāo)的預(yù)測與檢驗(yàn)。

我礦瓦斯等級鑒定為高瓦斯礦井，根據(jù)中國礦業(yè)大學(xué)對我礦3#、4#煤層突出危險(xiǎn)性的鑒定結(jié)果，3#煤層標(biāo)高+578m以上沒有突出危險(xiǎn)性，4#煤層在標(biāo)高+580m以上沒有突出危險(xiǎn)性。由于相鄰的沙曲礦為突出礦井，隨著礦井煤層向深部的開采延伸，瓦斯壓力及瓦斯含量的增加，下一步可能會(huì)升級為突出礦井，我礦現(xiàn)在嚴(yán)格按照“高瓦斯礦井按突出管理”的模式進(jìn)行管理。在日常的瓦斯防治過程中除了嚴(yán)格執(zhí)行兩級“四位一體”外，結(jié)合防突工程過程控制需要，提出了防突管理“四位一體”，建立了“區(qū)域四位一體、局部四位一體和管理保障四位一體”的三級“四位一體”防突管理體系，三級“四位一體”的嚴(yán)格執(zhí)行，有效防止了煤與瓦斯突出事故的發(fā)生。

6　結(jié)語

賀西煤礦根據(jù)瓦斯涌出的特點(diǎn)，采取了相應(yīng)的措施和技術(shù)手段，為日后的安全生產(chǎn)打下了良好的基礎(chǔ)。