探析瓦斯礦井綜合防治瓦斯積聚

閻俊

摘 要：近年來，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有發(fā)生，對煤礦安全生產(chǎn)造成了嚴重威脅。文章結合山西某煤礦工程概況，在對礦井瓦斯涌出量預測分析的基礎上，對其防治瓦斯積聚的措施作一個簡要分析，以供同行借鑒和交流。

關鍵詞：煤礦；防治瓦斯積聚；瓦斯礦井

1 工程概況

山西某煤礦設計生產(chǎn)能力6.0Mt/a，投產(chǎn)時井下布置兩個安全高效綜采工作面生產(chǎn)。礦井采用主、副井為斜井，風井為立井的開拓方式，主、副斜井南北向布置直接與大巷相通，并由大巷直接準備工作面，取消了傳統(tǒng)的復雜井底車場，系統(tǒng)簡單。各煤層開拓大巷重疊布置，兼顧了全井田的開拓，分區(qū)明確，開拓工程量最省。井下巷道布置在煤層中，矸石量小，生產(chǎn)中實現(xiàn)矸石井下充填，無矸石出井。礦井投產(chǎn)兩個盤區(qū)，分別布置在最上部的2-2上煤層和沒有壓茬關系的3-1煤層，工作面采用國內(nèi)先進的綜合機械化一次采全高開采工藝。礦井通風系統(tǒng)為中央分列式，其中主、副斜井進風，回風立井回風。礦井通風方式采用抽出式。礦井初期風量為210m3/s，后期風量為230m3/s，通風容易時期負壓為1974.5Pa，通風困難時期負壓為2927.4Pa。據(jù)鉆孔瓦斯測定成果，煤層CH4含量為0.00～0.03ml/g·燃，CO2含量在0.03～0.63ml/g·燃之間。

2 瓦斯涌出量預測分析

根據(jù)分源預測法對礦井瓦斯涌出進行預測，由于礦井瓦斯含量低，低于分源預測法中瓦斯殘留標準，因此本礦井回采工作面和掘進工作面瓦斯涌出量均按照瓦斯含量的80%涌出，剩余20%殘留。根據(jù)礦井開拓部署，投產(chǎn)時布置兩個回采工作面，一盤區(qū)2-2上煤層內(nèi)回采工作面產(chǎn)量3.0Mt/a，二盤區(qū)3-1煤層內(nèi)回采工作面產(chǎn)量3.0Mt/a，礦井設計生產(chǎn)能力6.0Mt/a。礦井投產(chǎn)時為在2-2上、3-1煤層各布置一個回采工作面，布置2個2-2上煤層掘進工作面和2個3-1煤層掘進工作面，另布置2個大巷掘進工作面。一盤區(qū)相對瓦斯涌出量為0.09m3/t，二盤區(qū)相對瓦斯涌出量為0.09m3/t。礦井相對瓦斯涌出量最大為0.12m3/t，礦井絕對瓦斯涌出量為1.5m3/min，礦井為瓦斯礦井。

3 瓦斯積聚的防治措施

3.1 優(yōu)化巷道布置、采掘工藝

礦井采用斜-立井綜合開拓方式，由于2-2上煤層為局部可采煤層，而3-1煤層為全區(qū)基本可采煤層，該兩層煤設立一個水平，水平設在主采的3-1煤層中，在2-2上煤層設立輔助水平；由于6-1中煤層為薄煤層，同時6-1中與6-2中煤層間距為11.54～43.74m，平均20.98m；該兩層煤設立一個水平，水平設在主采的6-2中煤層中。因此，礦井設立四個水平，水平分別設在3-1、4-1、5-1、6-2中煤層中。3-1、4-1、5-1、6-2中煤層大巷的水平標高分別為+1385m、+1355m、+1328m、+1288m。由于2-2上煤層為局部可采煤層，而3-1煤層為基本全區(qū)可采煤層，水平設在3-1煤層，其主排水設施與3-1煤層聯(lián)合布置，設置在3-1煤層；以下煤層排水系統(tǒng)分別設置在4-1、5-1、6-2中煤層中。礦井應優(yōu)先開采淺部煤層，后采深部煤層。

3.2 保證礦井采掘工作面風量和風速合理

根據(jù)計算并結合礦井實際生產(chǎn)，投產(chǎn)時布置兩個綜采工作面，每個綜采工作面風量確定為30m3/s，考慮一個備用工作面風量，采煤實際需要風量為75m3/s。礦井后期開采仍布置兩個綜采工作面，考慮一個準備工作面，則采煤實際需風量為75m3/s。為防止掘進工作面瓦斯?jié)舛瘸蓿仨毐ＷC掘進工作面有足夠的新鮮風量，經(jīng)現(xiàn)場實踐發(fā)現(xiàn)，掘進工作面風量充足，能有效防止工作面瓦斯?jié)舛瘸?。上述風量分配及風速均能滿足風排放瓦斯要求，同時巷道斷面大小、支護材料及巷道彎道半徑的選擇等，均應能避免局部地段的瓦斯集聚，使礦井有一個良好的通風系統(tǒng)。

3.3 保證礦井具有完善的通風系統(tǒng)

本礦井采用中央分列式通風方式，抽出式通風方法。礦井開采前期新鮮風流由副斜井（主斜井少量進風）進入2-2上（3-1）煤輔助運輸大巷，經(jīng)工作面輔助運輸順槽清洗工作面。乏風從回采工作面經(jīng)主運輸順槽，通過2-2上（3-1）回風大巷至回風立井排出地面。礦井達到設計生產(chǎn)能力時，共配備2個綜采工作面，6個掘進工作面，其中2個掘錨機掘進工作面，4個綜掘工作面。掘進工作面所需風量由局部扇風機對其壓入式供給。井下主變電所、主排水泵房等硐室利用主扇負壓通風，盤區(qū)變電所采用獨立通風。

3.4 完善制度，加強通風管理和質(zhì)量標準化工作

加強通風管理，嚴禁違章指揮、違章作業(yè)，嚴格建立通風瓦斯安全管理制度。綜采工作面上隅角瓦斯超限主要原因與風流狀況有密切關系。防治措施如下：

（1）加大綜采工作面的風量。理論和實踐證明，適當加大綜采工作面的風量對安全是相當有利的。根據(jù)本礦井瓦斯和地溫的狀況，綜采工作面配風量為30m3/s。

（2）稀釋上隅角的瓦斯?？刹捎脤эL簾和壓風稀釋法。風簾法一般與加大風量配合使用。風簾的長度一般在10m左右。壓風稀釋法是把井下使用的壓風管接入綜采工作面回風隅角處，用壓風來稀釋。

（3）井下電氣設備選用礦用防爆型電氣設備，本礦井變電所內(nèi)高壓開關選用BGP-630/10型礦用隔爆型高壓真空配電裝置，刮板機采用防爆組合開關，采掘面的低壓開關一般均為QZB型隔爆真空磁里起動器，局部通風機采用專用開關，可以使用和備用局部通風機自動切換。

（4）采取有效措施及時處理局部積存的瓦斯，特別是回采工作面上隅角等地點，應加強檢測與處理。不用的巷道及時封閉。工作面回風流、上隅角分別設置瓦斯檢查點，由專職瓦斯檢查員每班檢查三次，班與班、次與次檢查間隔時間為2～4h；工作面上隅角設便攜式瓦斯報警儀，懸掛位置距頂板0.3m，距切頂排1m，距下幫0.5m處，并處于常開狀態(tài)。

3.5 狠抓局部通風管理

礦井掘進巷道通風都必須采用局部通風機，每一盤區(qū)、每一掘進巷道開工前都應編制局部通風設計報告，內(nèi)容包含局部通風機型號和能力、局部通風的布置方式、供風量、風筒直徑等各種參數(shù)。本礦井掘進工作面利用局部通風機壓入式通風，使用長距離、抗靜電、阻燃性能風筒、局部通風機（雙風機）采用“二?！保▽Ｓ镁€路、專用開關）雙電源供電，保持局部通風機連續(xù)運轉的可靠性。全礦井共6個掘進工作面，均為巷綜掘工作面。每個掘進工作面配備FBD-2-№5/5.5×2型局部通風機（功率5.5×2kW，風量110～230m3/min，風壓380～2930Pa）1臺，備用2臺。全礦井共配備12臺局部通風機。

3.6 合理安排隔爆水棚

按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，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，采用型號為GBSD-40（設計水量為40L）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，布置的總長在23.3～23.8m之間，水袋的個數(shù)在26～28個之間，每一水棚區(qū)總儲水在1040～1120L之間，初期全礦共布置隔爆水棚供16組。

4 結束語

總之，對于瓦斯礦井，我們一定要嚴格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》的相關規(guī)定，加強日常管理，不能疏于馬虎，準確地預測礦井瓦斯涌出量，以減少煤礦瓦斯爆炸事故對生產(chǎn)的威脅。

參考文獻：

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