煤礦瓦斯預防支撐體系建立初探

吳再生

[摘要] 文章針對安穩(wěn)煤礦客觀條件和瓦斯災害特點，為防止瓦斯安全事故，就構建瓦斯預防支撐系統(tǒng)從采掘部署，“一通三防”管理等方面提出了具體框架型的具體建議并對具體內容進行了全面闡述。

[關鍵詞] 瓦斯預防支撐體系建立

一、礦井概況

安穩(wěn)煤礦位于重慶市綦江縣城東南，直距約45.5km，行政區(qū)劃屬重慶市綦江縣安穩(wěn)鎮(zhèn)。礦井為平硐、斜井混合開拓，礦區(qū)所處構造部位屬箭頭埡背斜西翼，為簡單單斜構造。礦區(qū)內地層傾向310°～330°，平均為315°，傾角為39～44°。礦區(qū)范圍內煤層產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致，礦區(qū)屬構造簡單地區(qū)。

礦區(qū)范圍內含煤地層為二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M，含穩(wěn)定可采煤層2層，自下而上依次為K1、K3。K1煤層結構復雜，局部含1～2層夾矸，夾矸巖性為炭質泥巖，厚度0.05～0.09m，煤層厚為0.36～1.19m，基本全區(qū)可采。K3煤層結構單一，煤層層位穩(wěn)定，煤層厚為2.12～2.83m，平均厚度為2.35m，全區(qū)可采，為礦井的主采煤層。瓦斯含量較大，災害嚴重。采煤工作面采用放炮落煤工藝，為高瓦斯礦井，礦井絕對瓦斯涌出量2.37m3/min，相對瓦斯涌出量27.31 m3/t。煤層具有自燃發(fā)火傾向性和無爆炸性。

二、礦井瓦斯基本情況與參數(shù)

1.礦井瓦斯賦存狀況

井田內開采煤層為傾斜煤層，含煤地層為上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M（P3l），煤層埋藏由淺至深，最低開采+250m標高的煤層埋深在+250m左右，越到深部越不利于瓦斯的自然散逸，瓦斯含量和壓力增高。

2.煤層瓦斯含量

根據(jù)綦江縣煤炭工業(yè)管理局《關于印發(fā)綦江縣煤礦各煤層噸煤瓦斯含量取用數(shù)據(jù)的通知》（綦煤安[2007]58號）和現(xiàn)場實測，結合礦井現(xiàn)開采范圍，采用以下各煤層瓦斯含量值。即在K2煤層+200m水平及其以上水平、其余煤層+100m水平及其以上水平瓦斯含量可取值：K1：21.52m3/t；K3：24.53 m3/t。

3.礦井瓦斯涌出量及涌出的形式

1）礦井相對瓦斯涌出量和絕對瓦斯涌出量

礦井絕對瓦斯涌出量2.37m3/min，相對瓦斯涌出量27.31 m3/t。采用中華人民共和國安全生產(chǎn)行業(yè)標準的“礦井瓦斯涌出量預測方法”（AQ1018—2006）中的分源預測法對礦井瓦斯涌出量進行預測。礦井相對瓦斯涌出量為46.88m3/t，則絕對瓦斯涌出量為14.78 m3/min。

2）瓦斯涌出的形式

本礦井瓦斯涌出的主要形式為普通涌出，瓦斯從煤層表面微細的裂縫中緩慢均勻持久地涌出，首先是煤層中的游離狀態(tài)的瓦斯在煤層開采破碎后自然釋放出來，然后煤層被破壞后，吸附在煤層中的瓦斯由吸附狀態(tài)轉換為游離狀態(tài)，因此礦井瓦斯主要涌出由開采煤層破壞后的自燃釋放涌出；其次為采空區(qū)的瓦斯，采煤工作面的瓦斯涌出主要來源于本層瓦斯涌出、上下鄰近層瓦斯涌出及采空區(qū)的瓦斯涌出。隨著開采深度的增加，工作面瓦斯涌出量會逐漸增加。

三、瓦斯預防支撐體系設計

1.合理采掘工藝設計，減少對礦井瓦斯涌出的影響

工作面采用走向長壁采煤后退式開采，工作面采用“U”型通風方式，區(qū)段采用下行式開采順序；放炮落煤，采用局部垮落法管理采空區(qū)頂板，有利于減少煤層采空區(qū)的瓦斯釋放。

礦井的通風系統(tǒng)及采區(qū)巷道布置、采掘工作面布置、采掘工藝及開采順序符合相關技術政策規(guī)定。采區(qū)及采掘工作面實現(xiàn)獨立通風。從巷道布置、采掘工藝上防止瓦斯積聚，確保礦井有穩(wěn)定、可靠的通風系統(tǒng)。

2.防止瓦斯積聚

瓦斯積聚是指局部瓦斯?jié)舛瘸^2％，其體積超過0.5m3的現(xiàn)象。加強通風管理是防止瓦斯積聚根本。礦井及采區(qū)必須建立一個安全可靠的通風系統(tǒng)；主要通風機是全礦的心臟，必須按要求進行安裝維護，保證主要通風機正常運轉，堅持做到連續(xù)、穩(wěn)定的向井下所有用風地點供風，并保持足夠的風量。停電、停風時必須立即打開人行通道風門，通知井下切斷電源，人員撤離至進風巷中甚至撤離出地面。礦井主要通風機必須采用雙回路供電，一回運行，一回帶電備用；每臺主要通風機工作風量在任何情況下都必須保持礦井安全生產(chǎn)的需要。加強通風設施管理，兩道風門實現(xiàn)聯(lián)鎖，確保正常通風，防止風流短路發(fā)生瓦斯超限。

堅持定期測風制度，掌握井下各用風地點風量變化情況，消滅老塘風，擴散通風及不合規(guī)定的串聯(lián)通風。

局部通風機與工作面用電設備必須實現(xiàn)“兩閉鎖”，局部通風機必須實現(xiàn)雙風機雙電源供電，局部通風機必須實現(xiàn)“專用變壓器、專用線路、專用開關”供電。局部通風機因故停止運轉可能會引起其供風的掘進工作面無風，造成瓦斯積聚，故在恢復通風前，必須首先檢查瓦斯?jié)舛龋贿x用抗靜電、阻燃風筒，風筒口距掘進工作面的距離以及局部通風機和風筒的安設應在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定，嚴禁三臺及以上的局部通風機向同一個掘進工作面供風，不得使用一臺局部通風機向二個掘進工作面供風。

臨時停工地點不得停風，否則，必須切斷電源，設置柵欄，揭示警標，并要有專人在柵欄處新鮮風流中看守，嚴禁人員入內。停工區(qū)內瓦斯或CO2濃度達到3％不能立即處理時必須在24h內封閉完畢。已采區(qū)必須及時封閉，并保證密閉質量，以控制其瓦斯涌出。

3.嚴格瓦斯檢查與綜合管理

建立嚴格的風量、風速、瓦斯及其它有害氣體的檢查制度，瓦檢員、安全檢查員必須經(jīng)合法培訓合格后持證上崗。健全通防機構，建立和完善通風瓦斯調度制度，嚴格執(zhí)行“以風定產(chǎn)”，嚴禁“超能力生產(chǎn)”和“超通風能力生產(chǎn)”。礦長要負責“一通三防”的人、財、物，總工程師負責“一通三防”業(yè)務技術，做到職責分明。礦井必須建有集中安全監(jiān)測系統(tǒng)，對井下各地點的瓦斯實現(xiàn)連續(xù)實時監(jiān)測。瓦斯檢查工作必須由專職瓦檢員負責，礦井必須配備足夠的瓦檢員和瓦斯監(jiān)測監(jiān)控儀器儀表，下井管理人員、采掘機通運隊干、班組長、放炮員、絞車司機、配電工、采區(qū)流動電鉗工必須攜帶便攜式瓦斯報警儀入井，并隨時檢查工作地點瓦斯變化情況。

按規(guī)定檢查各作業(yè)點的瓦斯?jié)舛?，嚴禁瓦斯超限作業(yè)，消滅空班漏檢和假檢，對瓦斯變化大的地點必須勤檢查。認真執(zhí)行“一炮三檢”、“三人聯(lián)鎖放炮”制，對于各作業(yè)點瓦斯?jié)舛燃八扇〉拇胧┖拖锏镭炌ā⒚は锾幚?、石門揭煤等措施必須嚴格執(zhí)行。強化對盲巷的管理，盲巷瓦斯排放必須按規(guī)程制定切實可行的措施，嚴禁“一風吹”。及時對片幫、冒頂進行處理，及時處理采煤工作面上隅角和各掘進磧頭等處的局部瓦斯積聚。

4.加強排放瓦斯的安全管理

因臨時停電或其它原因，局部通風機停止運行，在恢復通風前必須首先檢查瓦斯。如果瓦斯和二氧化碳濃度超過3%時，必須制訂安全排放瓦斯措施，報礦總工程師批準后，方能按照措施進行瓦斯排放。排放瓦斯時，必須根據(jù)現(xiàn)場具體情況制訂針對性的安全技術措施，經(jīng)審批，并組織有救護隊參加的瓦斯排放工作。排放瓦斯前，局部通風機附近10m內風流中瓦斯?jié)舛炔怀^0.5%時，方可啟動局部通風機，逐步排放瓦斯；排出的瓦斯和二氧化碳與全風壓風流混合處的濃度不得超過1.5%。排放時應檢查瓦斯?jié)舛?，當全壓風流混合處瓦斯?jié)舛冗_到1.5%時，應向獨頭巷道減少風量，確保濃度不超限。嚴禁局部通風機發(fā)生循環(huán)風。獨頭巷道回風系統(tǒng)內必須切斷電源，撤出人員、安設警戒。排放瓦斯結束后，整個獨頭巷道內瓦斯?jié)舛炔怀^1%，氧氣濃度不低于20%，二氧化不超過1.5%，且穩(wěn)定30min后瓦斯?jié)舛葻o變化，方可人工恢復電氣設備送電。