淺談低瓦斯礦井瓦斯異常區(qū)域瓦斯綜合治理

摘 要：近年來(lái)全國(guó)煤礦瓦斯事故發(fā)生頻繁，一些低瓦斯礦井的瓦斯異常區(qū)域也發(fā)生了較大的瓦斯事故。該文介紹了開(kāi)灤東歡坨礦業(yè)分公司綜采工作面針對(duì)瓦斯異常區(qū)域，采取的有針對(duì)性的瓦斯綜合防治技術(shù)措施，控制工作面瓦斯?jié)舛却_保了瓦斯異常區(qū)域的安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：低瓦斯礦井 瓦斯異常區(qū)域 瓦斯治理

中圖分類(lèi)號(hào)：TD712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X（2013）04（a）-00-01

眾所周知，瓦斯爆炸是煤礦生產(chǎn)中五大災(zāi)害之首。據(jù)國(guó)內(nèi)外煤礦統(tǒng)計(jì)資料表明，高瓦斯礦井發(fā)生瓦斯事故的概率不高，低瓦斯礦井發(fā)生瓦斯事故的概率卻居高不下。分析其原因，主要是在一些低瓦斯礦井中存在瓦斯異常區(qū)域，而由于日常中在安全投入、瓦斯防治教育等管理方面的不足和欠缺，導(dǎo)致瓦斯事故的發(fā)生。開(kāi)灤東歡坨礦業(yè)分公司自2000年投產(chǎn)以來(lái)所開(kāi)采區(qū)域煤層瓦斯涌出量較低，但隨著新區(qū)域、新水平的延伸，2010年以來(lái)瓦斯異常區(qū)域開(kāi)始出現(xiàn)，給礦井的瓦斯管理和公司的安全生產(chǎn)帶來(lái)了嚴(yán)重的影響。開(kāi)灤東歡坨礦業(yè)公司為2000年正式移交的新型現(xiàn)代化礦井，年生產(chǎn)能力100萬(wàn)t?，F(xiàn)開(kāi)采水平為-500 m水平、-690 m水平，主采煤層為8、9、11、12-1、12-2共5個(gè)煤層，屬中等變質(zhì)程度氣煤，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，均為單煤層一次性開(kāi)采。礦井歷年瓦斯鑒定結(jié)果均為低瓦斯礦井，2012年礦井瓦斯鑒定結(jié)果：絕對(duì)瓦斯涌出量5.49 m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量1.04 m3/t。以我公司2089下回采工作面為例，2011年6月份開(kāi)始生產(chǎn)，工作面采用U型通風(fēng)方式，回風(fēng)流瓦斯?jié)舛冗_(dá)到0.5%，回風(fēng)隅角瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1%左右。隨生產(chǎn)進(jìn)度加快，瓦斯涌出量日益加大。7月份該工作面瓦斯鑒定結(jié)果絕對(duì)瓦斯涌出量3.19 m3/min，占全礦井瓦斯涌出量的56.7%。

1 瓦斯異常區(qū)域的成因分析

1.1 斷層

2089下工作面在風(fēng)、運(yùn)道掘進(jìn)過(guò)程中共揭露斷層9處，最大落差2.2 m。其中對(duì)生產(chǎn)影響較大的斷層有2089下、f251、f261，落差分別為1.2 m、2.2 m、1.2 m，受斷層煤層頂板及斷層帶及周?chē)鷰r石破碎，微孔隙、節(jié)理、裂隙發(fā)育，為瓦斯賦存提供了空間，受采動(dòng)影響，瓦斯迅速外移、釋放，形成瓦斯異常區(qū)域。

1.2 頂板及圍巖

2089下工作面頂、底板均為粉砂巖，膠結(jié)性好，圍巖密封性好、透氣性差，有利于瓦斯的保存。

1.3 采空區(qū)

2089下工作面位于中央采區(qū)，2089下外風(fēng)道東南方向?yàn)橥簩?089泄水巷及2089采空區(qū)，2089下里風(fēng)道東南方向?yàn)橥簩?089采空區(qū)，下方無(wú)采掘工程。北側(cè)為中央下段回風(fēng)上山，南側(cè)無(wú)采掘工程。工作面受采動(dòng)影響小，瓦斯賦存量未受到影響。

2 綜采工作面瓦斯治理方案研究

2.1 合理增大大工作面風(fēng)量

2089下綜采工作面回采初期配風(fēng)量按《2089下工作面回采作業(yè)規(guī)程》計(jì)算并按最終驗(yàn)算為：按氣象條件計(jì)算

Q采=60×70%×V采×S采×K采高×K面長(zhǎng)

=60×70%×1×9.34×1.2×1.1

=517.81（m3/min）

式中：Q采—采煤工作面需要風(fēng)量，m3/min；

V采—采煤工作面風(fēng)速，按采煤工作面回風(fēng)流的溫度選取1 m/s；

S采—采煤工作面的平均有效斷面積，按最大和最小控頂有效斷面的平均值計(jì)算，9.34 m2；

K采高—采煤工作面采高調(diào)整系數(shù)，1.2；

K面長(zhǎng)—采煤工作面長(zhǎng)度調(diào)整系數(shù)，1.1；

60 —為單位換算產(chǎn)生的系數(shù)；

70%—有效通風(fēng)斷面系數(shù)；

隨工作面回采，結(jié)合工作面瓦斯?jié)舛惹闆r，并考慮到工作面自然發(fā)火、粉塵防治和氣候溫度等綜合因素，最終確定通過(guò)風(fēng)量調(diào)節(jié)，將該工作面配風(fēng)量控制在Q采=1035.62 m3/min（V取2 m/s）。通過(guò)增大風(fēng)量，有效地稀釋了工作面回風(fēng)及上隅角的瓦斯?jié)舛?；同時(shí)加強(qiáng)工作面粉塵防治工作，杜絕粉塵堆積。

2.2 防止工作面上隅角瓦斯積聚措施

為防止工作面上隅角瓦斯積聚，除在上隅角范圍內(nèi)設(shè)置導(dǎo)風(fēng)帳和增大風(fēng)量措施外，在上隅角還安設(shè)了風(fēng)水噴霧，用來(lái)直接稀釋上隅角瓦斯。風(fēng)水噴霧即利用高壓水、風(fēng)聯(lián)合作為動(dòng)力，在壓力作用下形成的高壓噴霧，以達(dá)到稀釋瓦斯和減少摩擦火花產(chǎn)生的目的，使用效果較明顯。

2.3 采用臨時(shí)瓦斯抽放泵站抽放采空區(qū)瓦斯

在2089下風(fēng)道安裝抽放管路，管路鋪設(shè)在底板上，工作面每推進(jìn)10 m，就將抽放管路斷開(kāi)，隨著工作面的推采，將抽放管路埋人工作面上隅角采空區(qū)內(nèi)。抽放管路延伸到采區(qū)專(zhuān)用回風(fēng)巷，抽出瓦斯直接排放到專(zhuān)用回風(fēng)行內(nèi)。瓦斯抽放管路排放口30 m范圍內(nèi)設(shè)置柵欄和警標(biāo)，嚴(yán)禁人員進(jìn)入。抽放效果比較明顯，瓦斯抽放管路排放口瓦斯?jié)舛冗_(dá)到10%，經(jīng)回風(fēng)巷風(fēng)流稀釋后瓦斯?jié)舛葹?.5%，通過(guò)方案的實(shí)施，2089下工作面回風(fēng)瓦斯0.4%，工作面上隅角瓦斯0.8%。瓦斯抽放系統(tǒng)見(jiàn)圖1。

3 效果評(píng)價(jià)

我礦在采取以上綜合瓦斯防治措施后，2089下綜采工作面瓦斯基本處于可控范圍，大大減少了超限報(bào)警的次數(shù)，保證了該工作面的正常生產(chǎn)，治理效果相當(dāng)顯著。實(shí)施綜合治理措施前后情況對(duì)比見(jiàn)表1。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）通過(guò)對(duì)2089下綜采工作面瓦斯的瓦斯成因的分析，我們了解了我礦中央采區(qū)下段的瓦斯賦存情況，為我們將要掘進(jìn)和回采的其他工作面提供了可靠地依據(jù)。（2）通過(guò)對(duì)2089下綜采工作面瓦斯的綜合治理，為以后其他工作面的瓦斯治理積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和可靠地參考數(shù)據(jù)。（3）礦井瓦斯抽放技術(shù)在我礦首次使用并取得成功，為瓦斯抽放技術(shù)在我礦可以進(jìn)一步使用提供了強(qiáng)有力的

依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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