馬海波

（山西焦煤集團(tuán)正興煤業(yè)公司，山西 偏關(guān) 036499）

煤礦井下CO等有害氣體大都存在于采空區(qū)和密封巷道內(nèi)，有害氣體濃度超過(guò)限值，會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生損害，發(fā)生爆炸危及安全，必須進(jìn)行及時(shí)治理。針對(duì)正興煤礦11號(hào)煤層402盤(pán)區(qū)具體情況，采用調(diào)整局部通風(fēng)系統(tǒng)的方式來(lái)進(jìn)行有害氣體的治理，對(duì)治理方案和實(shí)施過(guò)程進(jìn)行分析。

1 項(xiàng)目實(shí)施前期條件

正興煤礦11號(hào)煤層402盤(pán)區(qū)是一個(gè)采空盤(pán)區(qū)，該盤(pán)區(qū)屬于長(zhǎng)條式布置，有8202、8404、8406三個(gè)采空區(qū)，上覆為7號(hào)煤層402采空區(qū)，下覆為l4號(hào)煤層402盤(pán)區(qū)實(shí)煤區(qū)，西面相鄰404盤(pán)區(qū)8402面采空區(qū)，北邊分別是11號(hào)煤層盤(pán)區(qū)軌道巷、皮帶巷和回風(fēng)巷，該盤(pán)區(qū)共有密閉10座。11號(hào)煤層軌道巷和皮帶巷是11號(hào)煤層305高產(chǎn)高效盤(pán)區(qū)供風(fēng)的主要巷道，如圖1所示。2010年1月6日15時(shí)51分，11號(hào)煤層305盤(pán)區(qū)8513綜采一隊(duì)高產(chǎn)高效工作面發(fā)現(xiàn)CO氣體，濃度為0.002%。經(jīng)過(guò)對(duì)CO來(lái)源進(jìn)行排查，發(fā)現(xiàn)11號(hào)煤層305盤(pán)區(qū)軌道巷風(fēng)流中CO氣體濃度為0.004%，隨后及時(shí)將威脅區(qū)域11號(hào)煤層305盤(pán)區(qū)、402盤(pán)區(qū)的作業(yè)人員（綜來(lái)一隊(duì)、機(jī)掘二隊(duì)、機(jī)掘四隊(duì)、運(yùn)輸隊(duì)）全部撤至安全地點(diǎn)，11號(hào)煤層305盤(pán)區(qū)停產(chǎn)。

圖1 402盤(pán)區(qū)示意圖

2010年1月6日二班，經(jīng)過(guò)救護(hù)隊(duì)對(duì)CO氣體來(lái)源的細(xì)致排查，發(fā)現(xiàn)主要來(lái)源是11號(hào)煤層402盤(pán)區(qū)采空區(qū)，其中5202密閉前CO濃度高達(dá)0.011%。

2 有害氣體來(lái)源排查論證

對(duì)11號(hào)煤層402盤(pán)區(qū)采空區(qū)有害氣體泄出進(jìn)行辨別分析。

（1）通過(guò)對(duì)近期該采空區(qū)和上游采空區(qū)自燃火災(zāi)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)來(lái)分析研究，未發(fā)現(xiàn)有發(fā)火預(yù)兆，排除本層和上覆發(fā)火的可能；

（2）該盤(pán)區(qū)采空區(qū)密閉由于受采動(dòng)影響，密閉有裂隙，存在漏風(fēng)現(xiàn)象；

（3）對(duì)周邊亂采亂挖的幾個(gè)小窯進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)通風(fēng)方式均為抽出式通風(fēng)，其回風(fēng)井中CO濃度為0.018%。綜合分析來(lái)看，CO的威脅來(lái)源是外部小窯采空區(qū)。

3 項(xiàng)目方案的確定與實(shí)施

3.1 方案的確定

經(jīng)過(guò)科學(xué)的論證，擬定采取的綜合治理對(duì)策如下：

（1）調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，變?cè)?1號(hào)煤層402盤(pán)區(qū)皮帶巷、軌道巷進(jìn)風(fēng)為皮帶巷和軌道巷橫用隔離，402盤(pán)區(qū)皮帶進(jìn)風(fēng)，402軌道巷回風(fēng)，形成局部反風(fēng)系統(tǒng)，縮小有害氣體威脅范圍；

（2）對(duì)1l號(hào)煤層402盤(pán)區(qū)軌道巷CO泄出較大地點(diǎn)的密閉排隊(duì)進(jìn)行逐個(gè)噴漿加固。

3.2 項(xiàng)目實(shí)施第一階段

為了確保局部反風(fēng)系統(tǒng)的順利安全進(jìn)行，制定了嚴(yán)格的調(diào)整措施。在調(diào)整前，對(duì)11號(hào)煤層402盤(pán)區(qū)軌道巷、皮帶巷的風(fēng)量進(jìn)行了測(cè)定，進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)結(jié)算，推測(cè)在局部反風(fēng)系統(tǒng)形成前后，礦井阻力的分布和可能出現(xiàn)的其他情況。2010年1月6日下午，在11號(hào)煤層402盤(pán)區(qū)皮軌連巷內(nèi)先構(gòu)筑起六道木板墻，在軌道巷構(gòu)筑臨時(shí)風(fēng)門(mén)，調(diào)整原402火藥庫(kù)的回風(fēng)道調(diào)節(jié)窗口，使得11號(hào)煤層402軌道巷段成回風(fēng)狀態(tài)，將11號(hào)煤層402盤(pán)區(qū)的有害氣體直接排入總回風(fēng)巷，經(jīng)過(guò)1h的觀測(cè)，1l號(hào)煤層305盤(pán)區(qū)軌道巷CO濃度降低到0%，確保了11號(hào)煤層305盤(pán)區(qū)的安全生產(chǎn)。

3.3 項(xiàng)目實(shí)施第二階段

根據(jù)對(duì)11號(hào)煤層402盤(pán)區(qū)、404盤(pán)區(qū)有害氣體的取樣化驗(yàn)分析以及對(duì)內(nèi)外壓差和密閉裂隙情況的調(diào)查，制訂出了噴漿加固計(jì)劃。根據(jù)有害氣體大小和密閉裂隙情況，由11號(hào)煤層404盤(pán)區(qū)里延逆風(fēng)方向逐個(gè)進(jìn)行加固，每加固完一個(gè)，經(jīng)認(rèn)真檢查，當(dāng)墻外有害氣體小于0.0024%時(shí)，方可進(jìn)行下一個(gè)密閉加固，否則重新補(bǔ)噴，將11號(hào)煤層402、404采空區(qū)29道密閉全部進(jìn)行噴漿加固。特別在11號(hào)煤層402盤(pán)區(qū)密閉加固期間，鑒于該盤(pán)區(qū)軌道巷作為回風(fēng)巷，其有害氣體CO濃度高達(dá)0.0488%，在救護(hù)隊(duì)員的嚴(yán)密監(jiān)護(hù)下，噴漿人員佩帶壓縮氧自救器進(jìn)行作業(yè)，措施嚴(yán)密，組織得力，僅用了10h就將該盤(pán)區(qū)的10道密閉全部進(jìn)行了兩次噴漿加固，對(duì)長(zhǎng)50m的軌道巷采空區(qū)側(cè)進(jìn)行了補(bǔ)打短錨桿、掛金屬網(wǎng)、噴漿加固，使煤壁強(qiáng)度增大，將裂隙嚴(yán)密封堵。具體如圖2所示。

圖2 軌道巷煤壁加固示意圖

4 效果分析

該項(xiàng)目的實(shí)施，11號(hào)煤層402盤(pán)區(qū)、404盤(pán)區(qū)有害氣體得到了治理，風(fēng)流中CO濃度降低到了《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定以下，并對(duì)1號(hào)煤層402盤(pán)區(qū)、404盤(pán)區(qū)密閉和煤壁進(jìn)行了永久性防護(hù)，保證了305盤(pán)區(qū)的安全生產(chǎn)，為礦井完成380萬(wàn)t的產(chǎn)量奠定了基礎(chǔ)，并且提高了礦井的抗災(zāi)、防災(zāi)能力。

該方案較使用石膏加固密閉每個(gè)密閉節(jié)約材料費(fèi)用0.16萬(wàn)元，可節(jié)約資金29×0.16=4.64萬(wàn)元，節(jié)約設(shè)備費(fèi)用5萬(wàn)元，人工費(fèi)用達(dá)11萬(wàn)元，累計(jì)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益20.64萬(wàn)元。而且施工難度小，周期短，效果好。