瓦斯抽采技術(shù)在平煤香山礦的應(yīng)用

雷五洲

摘 要：瓦斯事故是煤礦五大災(zāi)害之首，是煤礦安全生產(chǎn)的“第一殺手”，瓦斯治理歷來都是各個煤礦企業(yè)安全工作的重中之重，但隨著礦井開采深度的增加，井下地質(zhì)條件越來越復(fù)雜，瓦斯的治理工作也越來越困難，如何能夠有效的治理瓦斯，確保礦井安全生產(chǎn)，已經(jīng)成為煤礦企業(yè)的研究重點。

關(guān)鍵詞：瓦斯；安全；抽采

中圖分類號：TD713 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）15-0046-02

1 地理位置

平煤股份香山礦位于寶豐縣周莊鎮(zhèn)境內(nèi)，東距平頂山市區(qū)約16 km，西距寶豐縣10 km。井田位于平頂山市香山寺西部，東部以55勘探線與平煤集團十一礦相鄰，西至鳳凰嶺逆斷層，南至各組煤層露頭，北部分別到丙組-300 m、丁組-550 m、戊組-570 m、已組和庚組-500 m水平，戊煤組-550 m，己組和庚煤組-700 m底板等高線與十一礦為界。全礦井絕對瓦斯涌出量為7.90 m3/min，相對瓦斯涌出量為4.02 m3/t，屬瓦斯礦井。

2 工作面概況

戊9-10-22200綜采工作面東起戊二下延軌道下山保護煤柱，西至鄭堯高速保護煤柱線，其上為戊9-10-22180規(guī)劃面，下部為礦井邊界。該采面煤層賦存穩(wěn)定，走向長度1 852 m，采長185 m，煤層厚度在0.7 m～3.1 m之間，平均煤厚2.4 m，煤層傾角10 °～15 °，一般在13 °左右，可采儲量109萬t。采用單一走向長壁后退式采煤方法，綜合機械化采煤工藝，全部垮落法管理頂板。工作面采用上行風(fēng)通風(fēng)，風(fēng)量為1 800 m3/min，瓦斯絕對涌出量為3.62 m3/min，相對涌出量2.44 m3/t。

3 瓦斯傳感器分布情況

戊9-10-22200綜采工作面共布置瓦斯傳感器4個，分別在采面上隅角，采面上口機尾向外10 m內(nèi)，風(fēng)巷中部及距風(fēng)巷外口10～15 m范圍內(nèi)。傳感器垂直懸掛在巷道的上方，距頂板不大于300 mm，距巷幫不小于200 mm，報警濃度為≥0.5%，斷電濃度為≥0.8%，復(fù)電濃度≤0.5%，斷電范圍為工作面及其機軌巷內(nèi)的全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。傳感器每周調(diào)校一次。如圖1所示。

4 瓦斯安全管理及效果

4.1 瓦斯安全管理措施

①在采面投產(chǎn)前風(fēng)巷瓦斯傳感器必須按規(guī)定裝備齊全，懸掛在規(guī)定位置，且傳感器與煤壁之間嚴禁存放帶電設(shè)備。

②上隅角及采面上口傳感器的外移工作必須由當(dāng)班班長負責(zé)，當(dāng)班瓦斯檢查員負責(zé)督促。全隊職工都應(yīng)有責(zé)任保護好瓦斯監(jiān)測傳感器，不得隨意碰撞和灑水，造成傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)失真和誤斷電現(xiàn)象。

③上隅角和下隅角必須使用擋風(fēng)簾，擋風(fēng)簾覆蓋機巷下幫不低于5 m，采面不低于10 m，上隅角掛風(fēng)簾長度不低于10 m，避免上隅角瓦斯積聚。

④采煤上、下口老空區(qū)必須采取封堵措施，防止漏風(fēng)。下口老空區(qū)使用編織袋配合珍珠鹽進行封堵，上口老空區(qū)在使用編織袋和珍珠鹽封堵之后再使用黃泥涂抹表面進行封閉。

4.2 采取瓦斯管理措施后的瓦斯情況

束管監(jiān)測系統(tǒng)檢測數(shù)值，如圖2所示。

通過束管監(jiān)測系統(tǒng)所反映的情況來看，老空區(qū)的瓦斯含量最高達到2.1%，最低在1.7%，基本在2.0%上下；上隅角瓦斯含量最高達到1.19%，最低在0.79%，基本在1.0%上下；回風(fēng)流瓦斯含量則相對較低，最高達到0.65%，最低在0.39%，基本在0.5%上下徘徊。充分說明在采取了相應(yīng)的瓦斯安全管理措施后仍舊達不到安全生產(chǎn)的要求，因此必須采取瓦斯治理專項措施。結(jié)合現(xiàn)場實際情況，瓦斯抽放是最經(jīng)濟、最合理的瓦斯專項治理措施。

5 瓦斯抽放泵的選型、管路布置及抽放方法

5.1 瓦斯抽放泵的參數(shù)及組成

根據(jù)工作面實際情況，確定選用型號為2BES42型礦用防爆真空泵。排氣量：0～150 m3/min，極限真空度：-81 kPa，功率200 kW，電壓：660 V，電機型號為YBSS200，外型33 m×2 m×1.5 m。該套泵站所有設(shè)備均安裝在平板車上，共有設(shè)備：水環(huán)真空泵1臺，氣水分離器一套，電動機1臺，防爆開關(guān)1臺，放水器4個，出渣器2個。瓦斯斷電使用KG4N監(jiān)控系統(tǒng)中的2臺甲烷傳感器，一臺安設(shè)在泵站回風(fēng)側(cè)，斯?jié)舛冗_到0.5%時瓦斯斷電儀自動切斷泵站的所有電氣設(shè)備；另一臺安設(shè)在排放管口下風(fēng)側(cè)30 m處，局巷道頂板300 mm，報警點、斷電點為1%，瓦斯?jié)舛冗_到1%時瓦斯斷電儀自動切斷泵站的所有電氣設(shè)備。

5.2 瓦斯抽放泵的安設(shè)

瓦斯泵站安設(shè)在回風(fēng)巷外段新鮮風(fēng)流內(nèi)。在旁邊設(shè)置一個長1.5 m，寬1.2 m，深0.8 m的水箱2個，用于抽放泵的循環(huán)用水。抽放泵的用水直接排到水溝內(nèi)流至-570水倉內(nèi)，瓦斯?jié)舛扔^測孔設(shè)在排放管側(cè)，排放口設(shè)置在戊組總會內(nèi)。瓦斯抽、排放管均采用φ200 mm的無縫鋼管，瓦斯排放管長120 m，排放管路出口設(shè)置警示標(biāo)志，管口下側(cè)設(shè)置1個甲烷傳感器；瓦斯抽出管路長1 800 m。抽放泵站及管路布置圖，如圖3所示。

5.3 抽放方法

采用邊采邊抽的方法。戊9-10-22200綜采工作面自然發(fā)火期為6～12個月，自燃等級一級，為了防止老空區(qū)自然發(fā)火，并根據(jù)實際經(jīng)驗確定每班抽方瓦斯4～6 h。抽放管路末節(jié)使用φ200 mm，長6 m的玻璃鋼軟管，管口使用鋼絲過濾網(wǎng)包裹，以防止渣塊進入管路。軟管伸入老空區(qū)1.5 m左右。采面每推進6 m拆卸一次無縫鋼管（一根φ200 mm的無縫鋼管的長度），拆卸無縫鋼管在停泵期間。

6 瓦斯排放安全濃度校檢

該泵排出瓦斯進入戊組總回風(fēng)巷中，而戊組總回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛缺仨毿∮?%。先戊組總回風(fēng)巷中瓦斯?jié)舛茸畲鬄?%，風(fēng)量最大為1 800 m3/min，按該泵排量最大為60 m3/min，取最大瓦斯?jié)舛?%，則使戊組總回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛仍黾?.14%，總瓦斯?jié)舛葹?.4%，符合《煤礦安全規(guī)程》要求。

7 瓦斯抽放泵的操作及注意事項

7.1 開 機

瓦斯抽放泵在開機時要注意以下一些事項：首先要檢查瓦斯泵同軸度和軸承架的黃油是否足夠，然后再放入清水清洗10分鐘，以便放出污水。其次，要檢查泵及其他設(shè)備能否投入工作，關(guān)閉備用泵的進水和進氣、排氣閥門。第三，要操作電器系統(tǒng)，試啟動檢查運轉(zhuǎn)方向是否正確，正確即可正常運轉(zhuǎn)，使抽放泵投入正常使用，然后再緩緩開啟進氣閥門，調(diào)節(jié)各閥門，使抽放泵各抽放參數(shù)達到合理要求。第四，還要保持軸承溫度不超過外界溫度50 ℃，實測的最高溫度不大于75 ℃，并保持供水壓力0.02～0.08 MPa排水溫度不大于40 ℃。此外，在還要注意注水和水封的情況是否正常以及轉(zhuǎn)速和軸承功率是否穩(wěn)定等等，要時刻觀察抽放泵的運行狀況，發(fā)現(xiàn)異常時要及時向領(lǐng)導(dǎo)匯報。

7.2 停 機

瓦斯抽放泵在停機時需要注意的事項主要有：首先是停機前先檢查各相應(yīng)設(shè)備能否進入停機規(guī)程中，切勿操作過急，以免操作不當(dāng)導(dǎo)致事故和機器的損害。其次是按照操作規(guī)程的要求關(guān)閉進氣閥、切斷進氣，同時還要及時切斷電機電源，使抽放泵處于停機狀態(tài)。第三要檢查好進水管閥門及排水管閥門是否已經(jīng)關(guān)閉到位，這里值得注意的是，當(dāng)需要停機的時間在兩天以上時，還應(yīng)該放出泵內(nèi)積水。最后需要強調(diào)的是，當(dāng)遇到緊急情況（比如停電）時，除了要迅速關(guān)閉工作系統(tǒng)外，還要立刻向上級單位匯報，以免延誤處理時機，影響應(yīng)急預(yù)案的啟用。

7.3 放水管理

泵站司機要及時抽放站附近放水器內(nèi)的積水，確保泵站運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，抽放負壓、流量正常，停泵后和開泵前必須放水，保證放火器內(nèi)無水，方可開泵。

抽放泵停開一天以上須將泵體內(nèi)的水從泵體下部放完，以免泵體銹蝕。

8 采取瓦斯抽放措施后的瓦斯情況

通過束管監(jiān)測系統(tǒng)所反映的情況來看，采取瓦斯抽放措施后老空區(qū)的瓦斯含量最高達到1.2%，最低在1.02%，基本在1.1%上下；上隅角瓦斯含量最高達到0.7%，最低在0.32%，基本在0.4%上下；回風(fēng)流瓦斯含量則相對較低，最高達到0.35%，最低在0.18%，基本在0.22%上下徘徊。說明在采取了瓦斯抽放措施后達到安全生產(chǎn)的要求。

9 結(jié) 語

通過瓦斯抽放措施前后瓦斯情況對比，充分說明了瓦斯抽放措施起到的重要作用，有效的降低了采面回風(fēng)流中的瓦斯含量，達到了采面安全生產(chǎn)要求，保證了采面的安全生產(chǎn)，值得煤炭系統(tǒng)的工程技術(shù)人員做進一步的探討和研究

參考文獻：

[1] 聶敏忠.朱莊煤礦高位鉆孔瓦斯抽放技術(shù)的應(yīng)用[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，

2008，（36）.

[2] 張建國，林柏泉，葉青.工作面卸壓區(qū)淺孔瓦斯抽放技術(shù)研究[J].采礦與 安全工程學(xué)報，2006，（4）.