屯蘭礦瓦斯抽采綜合治理方案

孫勤盛

（西山煤電（集團）有限責任公司職業(yè)病防治所，山西 太原 030053）

1 礦井瓦斯抽采系統(tǒng)概況

屯蘭礦現有兩座地面抽采泵站和兩座移動抽采泵站，擔負全礦井高濃度、低濃度瓦斯抽采。

地面抽采泵站位于矸石山東側，1#泵站安裝3臺2BEC-62型水環(huán)式真空泵，兩用一備，通過2#管道井與井下抽采系統(tǒng)聯接，井下主干管路采用D710mm、D560mm聚乙烯管，支管路采用D450mm、D315mm聚乙烯管，擔負南四及北一上組煤盤區(qū)低濃度瓦斯抽采，抽采負壓0.028 MPa，瓦斯?jié)舛?%左右，抽采量23m3/min；2#泵站通過4#、5#管道井分別與井下北翼、南翼抽采系統(tǒng)聯接，井下主干管路采用D710mm、D630mm聚乙烯管，支管路采用D450mm、D315mm聚乙烯管，擔負全礦井高濃度瓦斯抽采，抽采負壓0.055 MPa，瓦斯?jié)舛?8%左右，抽采量85m3/min。

在抽采泵站西側下部臺階建有變壓器容量為500×2 kVA變電所，擔負著地面1#、2#抽采泵站所有設備的供電。兩座泵站內安裝了由重慶梅安森生產的自動監(jiān)測系統(tǒng)，對抽采泵的運行狀態(tài)及抽采參數進行監(jiān)測，同時安設了各種保護裝置及安全設施。

井下有2座移動式抽采泵，分別對12503工作面和22120工作面采空區(qū)瓦斯進行抽采，抽采負壓0.035MPa左右，抽采濃度3%～8%，抽采量6.5m3/min。

2 瓦斯治理目標

（1）瓦斯治理示范工程的指導思想

遏制重特大煤礦瓦斯事故，推進煤礦瓦斯防治形勢好轉，堅持“嚴格管理、系統(tǒng)改造和素質提高并重，軟件和硬件建設并重”的綜合治理方針，達到全員、全過程、全方位管理的煤礦瓦斯治理能力建設標準，全面提升礦井瓦斯治理水平，發(fā)揮示范作用。

（2）瓦斯治理示范工程的目的

推動瓦斯治理科學化、系統(tǒng)化建設，達到安全高效生產。

（3）瓦斯治理示范工程的目標

瓦斯治理示范礦井建成后，達到如下目標：瓦斯抽采年利用量1億m3以上，抽采率65%以上，抽采利用率達100%，年瓦斯超限次數降至“零”次，礦井工作面?zhèn)€數減至2個，月綜合單產25萬t以上，月綜合單進煤巷不低于500 m。

（4）瓦斯治理示范工程的技術路線

通過增建白草塔地面抽采泵站、北三盤區(qū)進、回風井及石家河進風立井，以及施工保護層開采通風巷道工程，全面提升礦井抽采能力和通風能力；全方位實施保護層開采、地面鉆井抽采、井下大面積區(qū)域預抽等區(qū)域性“消突”措施；通過施工高抽巷、底抽巷等瓦斯抽采巷道，對開采層、上下鄰近層及采空區(qū)瓦斯全方位抽采，形成“立體抽采格局”，并全面使用簡單、可靠的“Y”、“U”型通風系統(tǒng)。

3 抽采方法及效果

目前采用的抽采方法有上鄰近層瓦斯抽采、本煤層瓦斯抽采、下鄰近層瓦斯抽采、采空區(qū)抽采、地面鉆井抽采，其布置方法及抽采效果如下：

（1）上鄰近層抽采布置方法及抽采效果

上鄰近層瓦斯主要采用鉆孔抽采，抽采鉆孔垂直工作面走向或斜向工作面走向布置，垂高控制在40～45 m，伸入工作面距離45m左右，孔間距5m，孔徑113mm?；夭蓵r工作面推過鉆孔20～25m時進入抽采狀態(tài)，抽采活躍期為工作面推過鉆孔30～80m，80 m之后進入抽采衰減期，單孔抽采量0.5～1.5 m3/min。另外，在22120工作面試驗高位抽采巷抽采，抽采效果較好，有效地解決了工作面上隅角瓦斯問題。

圖1 回風巷鄰近層鉆孔布置圖

（2）本煤層抽采布置方法及抽采效果

本煤層瓦斯主要采用垂直于或斜交于工作面走向順層鉆孔抽采，孔間距3 m，孔徑113 mm，孔深控制在小于工作面采長的15～20 m預抽瓦斯?jié)舛?0～60%，單孔平均抽采量0.015～0.02 m3/min。

圖2 軌道巷或膠帶巷抽采鉆孔布置圖

圖3 鄰近層鉆孔剖面圖

圖4 本煤層鉆孔布置圖

（3）下鄰近層抽采布置方法及抽采效果

通過底抽鉆場或底抽巷抽采，有效地解決了回采工作面底板瓦斯異常涌出問題。

圖5 18205底抽巷本煤層鉆孔柱狀圖

（4）地面鉆井抽采效果

目前已施工74口鉆井，壓裂20口，壓裂42層，投運8口。每口鉆井日產氣量400～800 m3，截至目前共產氣32.5萬m3。

4 瓦斯治理成效

（1）“通風可靠”：通過強化瓦斯抽采、保護層開采等綜合治理瓦斯措施，實現瓦斯治理由以“風排為主”向以“抽采為主”的轉變，采煤工作面推行“U”、“Y”通風方式，礦井通風系統(tǒng)進一步簡化優(yōu)化，全面達標。

（2）“抽采達標”：全礦井進行開采布局、開采順序調整，選擇北二、北三較低瓦斯區(qū)域的優(yōu)先開發(fā)和南翼首采保護層的大面積開采，全面強化大面積瓦斯預抽、立體式卸壓抽采等綜合抽采工藝，形成全井田形成立體式循環(huán)卸壓瓦斯抽采格局，礦井產能大幅度提升。即南五盤區(qū)：通過對02#煤保護層開采、循環(huán)解放2#、8#、9#主采煤層，形成立體式循環(huán)卸壓瓦斯抽采格局，做到“不掘突出頭，不采突出面”，達到“高突瓦斯煤層低瓦斯狀態(tài)下作業(yè)”；北一盤區(qū)、南二左翼盤區(qū)、南四盤區(qū)通過強化區(qū)域瓦斯抽采以及上、下鄰近層卸壓瓦斯抽采，形成立體式瓦斯抽采格局。

（3）“監(jiān)控有效”：進一步完善和加強礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)管理，做到顯示靈敏準確、斷電有效可靠。

（4）“管理到位”：全礦井不斷提升理念、完善制度，形成“高投入、強素質、嚴管理”通風瓦斯管理體系，切實把瓦斯治理各項制度、措施落實到位。