密閉巷道內(nèi)瓦斯抽排實(shí)踐

栗軍昌 樊付其

摘要：山西小回溝煤業(yè)有限公司小回溝礦井為高瓦斯礦井，礦井因施工計(jì)劃調(diào)整于2016年12月11日將2201抽采巷、2201輔運(yùn)巷、2201運(yùn)輸巷、2202回風(fēng)巷、2202輔運(yùn)巷等5條巷道停掘并密閉；2017年4月11～17日之間我們采用瓦斯抽排方法，連續(xù)排放了5個(gè)密閉巷道內(nèi)瓦斯；抽排方法與傳統(tǒng)風(fēng)排方法相比，不僅方法簡(jiǎn)便、投入少、時(shí)間短、節(jié)省人力，而且瓦斯排放濃度可控，更主要的是該方法安全可靠，避免了使瓦斯排放人員處于瓦斯環(huán)境中，對(duì)保障安全生產(chǎn)具有重要意義值得推廣使用。

關(guān)鍵詞：密閉巷道；瓦斯抽排方法；傳統(tǒng)風(fēng)排方法

一、工程概況

山西小回溝煤業(yè)有限公司小回溝礦井，位于山西省清徐縣西北15km，行政區(qū)劃屬清徐縣、古交市管轄；高瓦斯礦井；設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力3.0Mt/a；礦井投產(chǎn)初期開采水平03、2號(hào)煤層，現(xiàn)處于基建階段。根據(jù)《山西省煤炭工業(yè)廳晉煤瓦發(fā)【2012】890號(hào)文對(duì)涌出量預(yù)測(cè)報(bào)告批復(fù)》礦井開采03、2號(hào)煤層前期礦井相對(duì)瓦斯涌出量為34.88 m3/t、絕對(duì)涌出量為220.18m3/min。礦井已建成地面永久抽采泵站，站內(nèi)已安裝八臺(tái)水環(huán)式真空泵，其中高負(fù)壓抽采系統(tǒng)為2BEC67型水環(huán)式真空泵四臺(tái)、低負(fù)壓抽采系統(tǒng)為2BEC87型水環(huán)式真空泵四臺(tái)。

礦井因施工計(jì)劃調(diào)整于2016年12月11日將2201抽采巷、2201輔運(yùn)巷、2201運(yùn)輸巷、2202回風(fēng)巷、2202輔運(yùn)巷等5條巷道停掘，并在巷道入口處斷開風(fēng)筒、管線后進(jìn)行了密閉，各巷道密閉情況如表1所示。

二、抽排思路

利用瓦斯抽采系統(tǒng)負(fù)壓能在密閉墻內(nèi)外形成風(fēng)流循環(huán)的原理，在密閉墻上埋設(shè)瓦斯抽采管路，通過(guò)在墻體上打進(jìn)風(fēng)孔或?qū)⒚荛]內(nèi)風(fēng)筒拉出密閉墻外方式，向密閉內(nèi)送風(fēng)將密閉內(nèi)瓦斯稀釋并帶到抽采管路口，通過(guò)抽采系統(tǒng)將瓦斯抽排至地面；抽采原理見圖1所示。

三、施工方案

第一步：在密閉上方墻體上開鑿一個(gè)300×300mm方孔，預(yù)埋一根φ159mm瓦斯抽采支管和1根ф15mm數(shù)據(jù)觀測(cè)管（用于觀測(cè)密閉內(nèi)瓦斯?jié)舛龋椴芍Ч芤欢松钊雺w1.5m，另一端與抽采主管進(jìn)行連接，埋管后進(jìn)行封孔；在密閉靠近巷道底部處開鑿1個(gè)100×100㎜見方孔進(jìn)風(fēng)孔，開啟瓦斯抽采泵站靠負(fù)壓向密閉內(nèi)供風(fēng)，一抽一進(jìn)在密閉內(nèi)形成一個(gè)風(fēng)流循環(huán)，使密閉內(nèi)瓦斯不斷向密閉處擴(kuò)散，最終將密閉處瓦斯抽至3%以下。

第二步：將進(jìn)風(fēng)孔擴(kuò)到1000×1000mm，然后用竹竿把密閉巷道內(nèi)風(fēng)筒拉出，固定在密閉墻外，利用抽采產(chǎn)生的負(fù)壓，使新鮮風(fēng)流沿風(fēng)筒進(jìn)入工作面，瓦斯在風(fēng)流作用下涌向密閉處，通過(guò)抽采管抽出。

第三步：待密閉內(nèi)瓦斯抽排降到0.8%以下并穩(wěn)定2小時(shí)以上后，拆除密閉、停止抽采、開啟局部通風(fēng)機(jī)在巷道入口處采用風(fēng)筒錯(cuò)口送風(fēng)方法，逐漸增加風(fēng)量恢復(fù)巷道正常通風(fēng)。

第四步：恢復(fù)正常通風(fēng)0.5小時(shí)后，由礦山救護(hù)隊(duì)員進(jìn)入巷道內(nèi)全面檢查通風(fēng)和瓦斯情況。

四、施工方法

（一）鑿壁

灑水將密閉充分濕潤(rùn)后，開啟局部通風(fēng)機(jī)對(duì)準(zhǔn)密閉墻吹風(fēng)，并檢查密閉處20米范圍內(nèi)瓦斯?jié)舛鹊陀?.5%后，使用銅錘及銅鑿在密閉上，先鑿上部300×300㎜見方孔、再鑿密閉下部100×100㎜見方通風(fēng)孔。

（二）埋管

鑿孔后在孔底密閉墻上攤鋪100mm厚C20細(xì)石混凝土，將ф159mm抽采管和ф15mm數(shù)據(jù)觀測(cè)管按設(shè)計(jì)位置和深入密閉內(nèi)長(zhǎng)度，安放在細(xì)石混凝土上，二次攤鋪細(xì)石混凝土至ф159mm抽采管頂面，瓦斯抽采管埋設(shè)完畢并將閥門關(guān)閉后方可開鑿下部進(jìn)風(fēng)口。

（三）封孔

預(yù)埋1根ф159mm抽采鋼管和1根ф15mm數(shù)據(jù)觀測(cè)管后用快硬細(xì)石混凝土進(jìn)行封孔，并用砂漿進(jìn)行抹面。

（四）抽采

管路連接后，即開始進(jìn)行抽采，抽采過(guò)程中隨時(shí)觀測(cè)地面瓦斯抽采泵站管路上瓦斯?jié)舛戎?，每班由專業(yè)人員在井下使用探仗伸入觀測(cè)孔內(nèi)，檢查瓦斯?jié)舛?，并與地面瓦斯數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照，確定瓦斯?jié)舛冉档?.8%以下時(shí)，做啟封密閉恢復(fù)通風(fēng)準(zhǔn)備工作。

五、抽采實(shí)例和效果比較

以2201抽采巷為例進(jìn)行說(shuō)明

抽采前1天在2201抽采巷密閉下風(fēng)側(cè)10～15米處設(shè)置甲烷傳感器（報(bào)警濃度0.6%），在2201抽采巷密閉上風(fēng)側(cè)10～15米處安設(shè)電話一部與地面調(diào)度中心進(jìn)行聯(lián)系。2017年4月11日8：30開始鑿壁埋管10：40開始進(jìn)行抽排，12：15密閉附近瓦斯?jié)舛冉抵?.8%時(shí)開始擴(kuò)大進(jìn)風(fēng)口，13：20將密閉巷道內(nèi)風(fēng)筒用竹竿拉出，在負(fù)壓作用下用風(fēng)筒向工作面送風(fēng)，20：50密閉內(nèi)瓦斯降至0.8%，21：50開始拆除密閉，22：30外部風(fēng)筒與內(nèi)部風(fēng)筒逐步進(jìn)行錯(cuò)口連接恢復(fù)巷道正常通風(fēng)，22：40巷道通風(fēng)正常，23：10礦山救護(hù)隊(duì)員進(jìn)入巷道內(nèi)全面檢查，23：35宣布排放結(jié)束。全過(guò)程共計(jì)用時(shí)16小時(shí)5分鐘，抽采負(fù)壓10Kpa，抽采支管流量15.47m3/min，抽排過(guò)程中作業(yè)人員全部在全風(fēng)壓巷道中，未發(fā)生瓦斯超限報(bào)警情況。

若2201抽采巷采用傳統(tǒng)風(fēng)排方式（風(fēng)筒錯(cuò)口相接，通過(guò)控制風(fēng)筒接口重合面積調(diào)整風(fēng)量，先小后大、先接5m后接10m風(fēng)筒交替向前逐段延長(zhǎng)（5m距離）由外向里排放密閉內(nèi)的瓦斯），按照保證排出的巷道回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛仁冀K小于1.20%，排放人員所經(jīng)之處瓦斯?jié)舛炔怀^(guò)0.50%計(jì)算，預(yù)計(jì)排放時(shí)間需要26小時(shí)；排放瓦斯過(guò)程中排放人員始終處于瓦斯環(huán)境中，且排放瓦斯人員均需要由一定工作經(jīng)驗(yàn)的老通風(fēng)工擔(dān)任，若控風(fēng)不當(dāng)有可能造成巷道出口混合風(fēng)流處瓦斯超限。

六、結(jié)語(yǔ)

2017年4月11～17日之間我們采用瓦斯抽排方法，連續(xù)排放了5個(gè)密閉巷道內(nèi)瓦斯，且未發(fā)生一起瓦斯超限事故；采用瓦斯抽排方法與傳統(tǒng)風(fēng)排方法相比，不僅方法簡(jiǎn)便、投入少、時(shí)間短、節(jié)省人力，而且瓦斯抽排濃度可控，更主要的是該方法安全可靠，避免使瓦斯排放人員處于瓦斯環(huán)境中，對(duì)保障安全生產(chǎn)具有重要意義值得推廣與使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王魁軍.瓦斯抽放的新方法[M].煤炭工業(yè)出版社，1996.

[2]周世寧，張建國(guó)，礦井瓦斯抽放理論與技術(shù)[M].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1996.

[3]張福旺，礦井瓦斯防控技術(shù)[M].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2009.

[4]徐超，淺談我國(guó)瓦斯抽放技術(shù)[J].山東煤炭科技，2010（08）.

[5]張鐵崗，礦井瓦斯抽放綜合技術(shù)[M].煤炭工業(yè)出版社，2001.

[6]王顯政主編，煤礦瓦斯抽放安全新技術(shù)[M].煤炭工業(yè)出版社，2002.

[7]李孟陽(yáng)，瓦斯抽放孔技術(shù)研究[D].重慶大學(xué)，2012.

（作者單位：中煤第一建設(shè)有限公司第十工程處）