淺談低瓦斯礦井防治瓦斯積聚的措施

孫輝

摘 要：瓦斯積聚是礦井日常通風(fēng)管理的重要防治內(nèi)容，也是防止發(fā)生瓦斯爆炸事故，保證礦井安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。近年來，低瓦斯礦井由于工作面上隅角瓦斯超限所引起的瓦斯爆炸性事故時(shí)有發(fā)生，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)造成了嚴(yán)重威脅。文章結(jié)合上壩煤礦工程概況，在對(duì)礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)其防治瓦斯積聚的措施作一個(gè)簡(jiǎn)要分析，以供同行借鑒和交流。

關(guān)鍵詞：煤礦；防治瓦斯積聚；低瓦斯礦井

中圖分類號(hào)：TD712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）32-0175-02

1 礦井概況

西北某煤礦始建于1996年，該礦為整合擴(kuò)能礦井，礦井現(xiàn)采用平硐開拓，采用倒臺(tái)階采煤方法，全部垮落法管理頂板。該礦開采C1、C2兩層煤，開采標(biāo)高為+1 150 ～+300 m。礦井C1煤層劃分為二個(gè)水平，即+756 m水平上山、+530 m水平上下山開采；C2煤層劃分為一個(gè)輔助水平和二個(gè)水平，即+950m輔助水平、+756 m水平上山+和530 m水平上下山開采。該礦絕對(duì)瓦斯涌出量為0.320 m3/min相對(duì)瓦斯涌出量為5.10 m3/t，屬低瓦斯礦井，礦井采用分列式通風(fēng)，煤層厚0.8～1.2 m，傾角52～68 °。

2 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)分析

該礦井達(dá)產(chǎn)時(shí)開采：C1煤層+756 m水平上山設(shè)計(jì)有2個(gè)采煤工作面，3個(gè)掘進(jìn)工作面及其它地點(diǎn)（如采空區(qū)、煤層巷道）有瓦斯涌出，按瓦斯涌出的地點(diǎn)判斷，則每個(gè)采煤工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量為0.23 m3/min；每個(gè)掘進(jìn)工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量為0.09 m3/min，則兩個(gè)掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為0.18 m3/min；其它地點(diǎn)涌出瓦斯量為0.08 m3/min；C2煤層+950 m輔助水平設(shè)計(jì)有2個(gè)采煤工作面，2個(gè)掘進(jìn)工作面及其它地點(diǎn)（如采空區(qū)、煤層巷道）有瓦斯涌出，按瓦斯涌出地點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，則每個(gè)采煤工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為0.45 m3/min，則1個(gè)采煤工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為0.45 m3/min；每個(gè)掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為0.21 m3/min，則2個(gè)掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為0.42 m3/min；其它地點(diǎn)涌出瓦斯量為0.06 m3/min。

3 防治瓦斯積聚的措施

3.1 巷道布置、采掘工藝對(duì)礦井瓦斯涌出的影響

本礦井采用平硐暗斜井開拓。利用蜂巢巖+756 m平硐作主平硐，C1煤層開采初期和后期在主平硐西翼新布置+880 m平硐作西回風(fēng)平硐，用于C1煤層西翼采區(qū)的回風(fēng)；中期在主平硐東翼新布置+850 m斜井作回風(fēng)斜井，用于C1煤層?xùn)|翼采區(qū)的回風(fēng)；C2煤層在主平硐西翼新布置+950 m平硐作回風(fēng)平硐，用于C2煤層采區(qū)的回風(fēng)。礦井同時(shí)使用的風(fēng)井有2個(gè)。

礦井主平硐井筒位于井田上北部，西回風(fēng)平硐井筒位于井田西部，南回風(fēng)平硐井筒位于井田南部。礦井+756 m水平一采區(qū)生產(chǎn)期間，新鮮風(fēng)流從+756 m主平硐、+756 m水平C1運(yùn)輸大巷進(jìn)入，經(jīng)一采區(qū)軌道上山和一采區(qū)人行上山，運(yùn)輸及人行石門進(jìn)入采區(qū)采掘工作面，泛風(fēng)至西回風(fēng)平硐，最后排出地面。+950 m輔助水平二采區(qū)生產(chǎn)期間，新鮮風(fēng)流從+756 m主平硐、+756 m水平C2運(yùn)輸大巷、集中軌道上山、集中人行上山、集中回內(nèi)上山、+950 m輔助水平C2運(yùn)輸巷進(jìn)入，經(jīng)二采區(qū)軌道上山和二采區(qū)人行上山，運(yùn)輸及人行石門進(jìn)入采區(qū)采掘工作面，泛風(fēng)經(jīng)回風(fēng)下山至南回風(fēng)平硐，最后排出地面。

采煤工作面采用“U”型通風(fēng)方式。新鮮風(fēng)流從工作面軌道巷及運(yùn)輸巷進(jìn)入回采工作面，回采工作面的泛風(fēng)由工作面回風(fēng)巷排入回風(fēng)石門，形成完善的通風(fēng)系統(tǒng)。

3.2 保證工作面充足的風(fēng)量和合理的風(fēng)速

礦井采用分區(qū)列式通風(fēng)方式，抽出式通風(fēng)方法，通風(fēng)線路順暢，對(duì)各用風(fēng)地點(diǎn)配有足夠的風(fēng)量，反風(fēng)滿足要求，在相應(yīng)的地點(diǎn)設(shè)置了通風(fēng)附屬設(shè)置及構(gòu)造物，通風(fēng)系統(tǒng)是合理、可靠的。礦井回采工作面瓦斯含量高，為防止生產(chǎn)過程中瓦斯?jié)舛瘸?，必須保證回采工作面有足夠的新鮮風(fēng)量，本礦井投產(chǎn)初期7111、9221采煤工作面配風(fēng)量為4 m3/s，工作面風(fēng)速為1.21 m/s，采煤工作面風(fēng)量充足，能有效防止工作面瓦斯?jié)舛瘸?。風(fēng)速較大，能防止和消除采煤工作面上隅角的瓦斯積聚。

為防止掘進(jìn)工作面瓦斯?jié)舛瘸蓿仨毐ＷC掘進(jìn)工作面有足夠的新鮮風(fēng)量，本礦井投產(chǎn)初期掘進(jìn)工作面配風(fēng)量為4 m3/s，掘進(jìn)斷面為5.3 m2，風(fēng)速為0.75 m/s，掘進(jìn)工作面風(fēng)量充足，能有效防止工作面瓦斯?jié)舛瘸?。上述風(fēng)量分配及風(fēng)速均能滿足風(fēng)排放瓦斯要求，同時(shí)巷道斷面大小、支護(hù)材料及巷道彎道半徑的選擇等，均應(yīng)能避免局部地段的瓦斯集聚，使礦井有一個(gè)良好的通風(fēng)系統(tǒng)。

3.3 建立完善通風(fēng)系統(tǒng)

①本礦布置有3個(gè)風(fēng)井，西回風(fēng)平硐，擔(dān)負(fù)礦井C1煤層一采區(qū)、七采區(qū)、九采區(qū)、十五采區(qū)、十七采區(qū)的回風(fēng)任務(wù)，服務(wù)年限約5.3年；南回風(fēng)平硐，擔(dān)負(fù)礦井C2煤層二采區(qū)、四采區(qū)、六采區(qū)、八采區(qū)、十采區(qū)、十二采區(qū)、十四采區(qū)的回風(fēng)任務(wù)，服務(wù)年限約8.3年；東回風(fēng)斜井，擔(dān)負(fù)礦井C1煤層三采區(qū)、五采區(qū)、十一采區(qū)、十三采區(qū)的回風(fēng)任務(wù)，服務(wù)年限約3.0年。

②通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)力求安全可靠、系統(tǒng)簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)合理的原則。礦井進(jìn)回風(fēng)井之間、主要進(jìn)回風(fēng)大巷之間，應(yīng)設(shè)立兩道反向風(fēng)門和兩道聯(lián)鎖的正向風(fēng)門。對(duì)于人員不通行的聯(lián)絡(luò)巷道，要及時(shí)砌筑永久性擋風(fēng)墻，以有效地抑制有效風(fēng)量的漏失。礦井風(fēng)量計(jì)算方法依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》和《采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》，按照生產(chǎn)能力150 kt/a進(jìn)行配風(fēng)。礦井通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期均按2個(gè)采煤工作面、5個(gè)掘進(jìn)工作面及其獨(dú)立通風(fēng)硐室和巷道配風(fēng)。

3.4 加強(qiáng)通風(fēng)管理和通風(fēng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化工作

加強(qiáng)通風(fēng)管理，嚴(yán)禁違章指揮、違章作業(yè)，嚴(yán)格建立通風(fēng)瓦斯安全管理制度。要及時(shí)對(duì)冒頂、片幫進(jìn)行處理，及時(shí)處理各掘進(jìn)工作面和回采工作面等處的局部瓦斯積聚。若遇瓦斯涌出異常區(qū)域要加強(qiáng)通風(fēng)，加強(qiáng)檢測(cè)工作。

通風(fēng)是防止瓦斯積聚的行之有效的方法之一，加強(qiáng)通風(fēng)管理，合理配風(fēng)，按需分風(fēng)，保證各回采工作面有足夠的新鮮風(fēng)量，以防瓦斯積聚。

本礦井投產(chǎn)初期7111、9221采煤工作面各配風(fēng)量為4 m3/s，工作面風(fēng)速分別為1.21 m/s，采煤工作面風(fēng)量充足，風(fēng)速較大，對(duì)防止工作面瓦斯?jié)舛瘸薹浅Ｓ欣?/p>

加強(qiáng)通風(fēng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化工作，通風(fēng)設(shè)施施工要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，建立通風(fēng)設(shè)施管理檢查維護(hù)記錄，對(duì)重要的風(fēng)門、調(diào)節(jié)風(fēng)門、永久密閉等通風(fēng)構(gòu)筑物要重點(diǎn)監(jiān)控。

井下所有電氣設(shè)備選擇必須符合《煤礦安全規(guī)程》的要求，防止電氣設(shè)備產(chǎn)生火花。井下電氣設(shè)備選用礦用防爆型電氣設(shè)備，本礦井變電所內(nèi)高壓開關(guān)選用BGP-630/10型礦用隔爆型高壓真空配電裝置，刮板機(jī)采用防爆組合開關(guān)，采掘面的低壓開關(guān)一般均為QZB型隔爆真空磁里起動(dòng)器，局部通風(fēng)機(jī)采用專用開關(guān)，可以使用和備用局部通風(fēng)機(jī)自動(dòng)切換。

3.5 加強(qiáng)局部通風(fēng)管理

礦井掘進(jìn)巷道通風(fēng)都必須采用局部通風(fēng)機(jī)，每一采區(qū)、每一掘進(jìn)巷道開工前都應(yīng)編制局部通風(fēng)設(shè)計(jì)報(bào)告，內(nèi)容包含局部通風(fēng)機(jī)型號(hào)和能力、局部通風(fēng)的布置方式、供風(fēng)量、風(fēng)筒直徑等各種參數(shù)。

本礦井掘進(jìn)工作面利用局部通風(fēng)機(jī)壓入式通風(fēng)，使用長(zhǎng)距離、抗靜電、阻燃性能風(fēng)筒、局部通風(fēng)機(jī)（雙風(fēng)機(jī)）采用“二?！保▽Ｓ镁€路、專用開關(guān)）雙電源供電，保持局部通風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。

全礦井共5個(gè)掘進(jìn)工作面，均為半煤巖巷普掘工作面。每個(gè)掘進(jìn)工作面配備FBD-2-№5/5.5×2型局部通風(fēng)機(jī)（功率5.5×2 kW，風(fēng)量110～230 m3/min，風(fēng)壓380～2 930 Pa）1臺(tái)，備用2臺(tái)。全礦井共配備12臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)。

3.6 合理安排隔爆水棚

為防止煤塵和瓦斯爆炸引起二次爆炸的可能性，阻止爆炸的進(jìn)一步傳播，該礦井下隔爆水棚的布置方式采用集中式，采用型號(hào)為GBSD-40（設(shè)計(jì)水量為40 L）的塑料水袋組成。

隔爆水棚的每一組水棚區(qū)根據(jù)所在巷道的凈斷面積和巷道形式的不同，布置的總長(zhǎng)在23.3～23.8 m之間，水袋的個(gè)數(shù)在26～28個(gè)之間，每一水棚區(qū)總儲(chǔ)水在1 040～1 120 L之間，初期全礦共布置隔爆水棚供16組，主要布置在以下地點(diǎn)：

①7112采面軌道巷、回風(fēng)巷掘進(jìn)工作面內(nèi)（各1組）；

②9222采面軌道巷、回風(fēng)巷掘進(jìn)工作面內(nèi)（各1組）；

③7112采面軌道巷、運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷內(nèi)（各2組）；

④9211采面軌道巷、運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷內(nèi)（各2組）。

4 結(jié) 語(yǔ)

總之，對(duì)于低瓦斯礦井，我們一定要嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定，加強(qiáng)日常管理，不能疏于馬虎，以減少煤礦瓦斯爆炸事故對(duì)生產(chǎn)的威脅。

參考文獻(xiàn)：

[1] 郭朝崗.淺談礦井瓦斯治理[J].煤，2011，（5）.