下組煤“一通三防”安全管理措施研究

杜江江

(山西高平科興龍馬煤業(yè)有限公司，山西 高平 048400)

1 前言

龍馬煤業(yè)井田內(nèi)3號煤層保有儲量1 595萬t，通過計算3號煤設計可采儲量為689萬t，3號煤所剩資源儲量不多，且已進入復采區(qū)域，服務年限僅剩5年。為保證礦井正常生產(chǎn)銜接，實現(xiàn)礦井可持續(xù)的達產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、正常銜接、煤質(zhì)優(yōu)化，實現(xiàn)礦井經(jīng)濟效益最大化，對下組煤(9號、15號)水平進行延深開采。

9號煤層位于太原組三段下部，上距3號煤層42.57～53.42m，平均44.00m。煤層厚0.60～1.31m，平均厚為1.19m，煤層結(jié)構(gòu)簡單，0～1層矸石。煤層頂板為泥巖、砂質(zhì)泥巖或粉砂巖；底板為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖。在井田西部邊界及西北角分布不可采地段，煤層較厚處分布在東南部補10鉆孔處，厚度達1.31m。9號煤層局部穩(wěn)定，煤層結(jié)構(gòu)簡單，為較穩(wěn)定的全區(qū)大部分可采煤層。

15號煤層位于太原組一段頂部，K2灰?guī)r之下，上距9號煤層28.79～37.27m，平均34.00m。煤層厚1.00～3.39m，平均厚2.24m，煤層結(jié)構(gòu)簡單，一般含1層矸石，矸石成分多為炭質(zhì)泥巖或灰黑色泥巖。煤層頂板為K2灰?guī)r，底板為泥巖。在井田北部及東部，厚度在2.5m以上,其中補1鉆孔處煤層厚度較厚,達3.39m，南部ZK2鉆孔及補9鉆孔處厚度較薄，為1.86m和1.83m，其余煤層厚度2～2.5m，15號煤層全區(qū)穩(wěn)定，煤層結(jié)構(gòu)簡單，為穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層。

礦井絕對瓦斯涌出量為3.5m3/min，相對瓦斯涌出量為2.82m3/t，掘進最大絕對瓦斯涌出量為0.28m3/min，回采最大絕對瓦斯涌出量為0.90m3/min，回采最大絕對瓦斯涌出量為0.22m3/min。批復等級為低瓦斯礦井。

本井田15號煤層在地勘時期埋深198.53m處瓦斯測定最大值1.09m3/t，最大埋深220m預測瓦斯含量1.30m3/t，不超1.5m3/t；預測其開采層的相對瓦斯涌出量q=3m3/t。其鄰近層的相對瓦斯涌出量為1.71m3/t；礦井最大相對瓦斯涌出量為4.71m3/t，按礦井設計年生產(chǎn)能力60萬t計算，礦井最大絕對瓦斯涌出量為5.95m3/min。本井田15號煤層開采期間，屬于低瓦斯礦井。

3號煤層屬Ⅲ類不易自燃煤層，15號煤層屬II類自燃煤層，煤塵均無爆炸危險性。

2 “一通三防”安全措施

2.1 通風系統(tǒng)

15號煤層開采時風量為60m3/s；通風容易時期負壓為616.4Pa；通風困難時期負壓為1 013.18Pa。

根據(jù)風量、負壓，設計選用FBCDZ- 8- No26B型礦用防爆對旋軸流式主要通風機兩臺，兩臺通風機一臺工作，一臺備用。

2.2 安全設施

2.2.1 防滅火

15號煤層為自燃煤層，必須采取防滅火措施，杜絕火災事故發(fā)生。防治措施有以下幾個方面。

(1)定期對采煤工作面上隅角的CO、CO2濃度和氣體溫度進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題，及時采取相應的防滅火技術措施及時處理。

(2)保持正常的回采推進度，采煤工作面采完后，按規(guī)定及時封閉。

(3)工作面?zhèn)渥惚貍涞南啦牧稀⒐ぞ卟牧?，工器具定期檢查和更換。膠帶機頭、工具房、工作面低壓移動變電所處、電氣列車、乳化液泵站、轉(zhuǎn)載機機頭、油脂存放點按規(guī)定配備一定數(shù)量的干粉滅火器和沙箱[1]。

(4)在工作面、回風巷道等井下其他地點選用礦用隔爆型設備。井下電氣設備均選用具有“MA”標志的產(chǎn)品。

(5)井下配電網(wǎng)路均設有過流、短路保護裝置。

(6)工作面消防灑水系統(tǒng)。

(7)由于15號煤層為容易自燃煤層，設計采用安裝黃泥灌漿防滅火系統(tǒng)和阻化劑防滅火系統(tǒng)。

2.2.2 綜合防塵

(1)本礦井在各進風巷道和回風巷道設風速探頭，連續(xù)監(jiān)測各巷道的風速和風量，使風量在滿足各用風地點所需風量的同時，控制風速不超限。

(2)在采掘工作面的采煤機、掘進機、液壓支架產(chǎn)塵源以及運輸系統(tǒng)中的帶式輸送機、刮板輸送機、轉(zhuǎn)載機等轉(zhuǎn)載點上均設置噴霧防塵裝置。噴霧防塵裝置由管道閥門及高壓霧化噴嘴構(gòu)成。

(3)在采煤工作面回風巷道出口及距工作面50m內(nèi)、裝煤點下風方向20m左右處、帶式輸送機巷道、回風大巷等處設置風流凈化水幕。

(4)綜采工作面進行煤層預注水，使煤體保持濕潤，可減少開采時的煤塵飛揚。設計對綜采工作面煤體進行注水，注水孔沿工作面順槽布置，為使注水能充分滲透煤層，應保證充分的注水時間，同時為避免與回采工作面相互干擾，并應保障一定注水超前距。

(5)采煤機和掘進機采用內(nèi)外噴霧系統(tǒng)。進行爆破作業(yè)時采用濕式鉆眼、沖洗巷道、水炮泥、爆破噴霧、裝巖灑水和凈化風流等措施，并在各掘進工作面配備濕式除塵風機，減少粉塵產(chǎn)生。

(6)液壓支架安裝噴霧，降柱、移架時同步噴霧設備。

(7)加強粉塵的檢測和防治工作，制定職業(yè)危害防治措施，并為從業(yè)人員提供符合標準的勞動防護用品。

(8)在15號煤層配備一臺ZDY- 1250注水鉆和一臺3ZSB- 158/18注水泵，進行煤層注水。

2.2.3 礦井瓦斯防治

1)防止瓦斯積聚的措施

(1)建立穩(wěn)定、合理、可靠的通風系統(tǒng)。本礦井15號煤設計了穩(wěn)定、合理、可靠的通風系統(tǒng)，礦井采用中央分列式通風方式，機械抽出式通風方法。在巷道布置上主要大巷采用2條巷道、1進1回布置方式，為減少煤層風化和瓦斯涌出，主要煤層巷道均采用錨噴支護，噴射混凝土封閉巷道周圍。

隨著礦井開拓開采區(qū)域的擴大，要加強15號煤層的瓦斯含量和瓦斯組分的測定工作，并根據(jù)測定結(jié)果檢驗和修正礦井瓦斯涌出量預測結(jié)果，及時調(diào)整開采、通風和瓦斯治理方案。同時，要加強地質(zhì)構(gòu)造工作，積極測試地質(zhì)構(gòu)造帶內(nèi)的瓦斯參數(shù)，如發(fā)現(xiàn)異常及時采取安全措施，取保生產(chǎn)安全[2]。

(2)防止回采工作面瓦斯積聚與瓦斯超限?；夭晒ぷ髅婢贾?條巷道，采用1進1回“U”通風方式，系統(tǒng)簡單可靠。

15號煤層回采工作面配風720m3/min，能夠保證上隅角瓦斯不超限。

工作面上隅角安裝一個甲烷傳感器1個，上隅角甲烷傳感器報警濃度≥0.8%；斷電濃度≥1.2%；復電濃度<0.8%。

工作面回采結(jié)束后，必須在45d內(nèi)進行永久性封閉。

(3)防止其他巷道瓦斯超限和積聚措施。獨頭巷道擴散通風距離不超過6m，且巷道寬度不得小于1.5m，巷道不得有瓦斯涌出，并經(jīng)常檢查其瓦斯是否超限。

己報廢巷道、硐室、暫時不用的巷道、硐室或硐室的某一部分，必須及時密閉，并設置警示標志，經(jīng)常檢查密閉效果。

加強井下煤倉上下口的通風，以稀釋瓦斯等有害氣體，防止放煤口上方瓦斯積聚。

將冒落空洞進行填實，支架兩側(cè)及頂板、背板密實，防治瓦斯積聚。

加強通風管理，合理配風，保證采掘工作面和通風巷道有足夠的風量連續(xù)不斷的稀釋瓦斯。

對可能的局部瓦斯富集區(qū)安設瓦斯傳感器實行監(jiān)測監(jiān)控。

(4)實施有效瓦斯監(jiān)控。設計配備了安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，在井下按規(guī)定要求安設風門開關狀態(tài)、巷道風速與風流瓦斯傳感器、風電、瓦電閉鎖裝置，用于監(jiān)測采掘工作面、進回風巷道、煤倉、主通風機風硐等風量、風速、瓦斯?jié)舛群涂刂仆L系統(tǒng)、采掘通風設備的供電與運轉(zhuǎn)。

2)防止瓦斯爆炸的措施

(1)加強礦井通風能力，提高有效風量，建立合理、完善的通風系統(tǒng)，同時加強通風管理，減少漏風，井下設備需裝有風、電、瓦斯閉鎖裝置。

(2)加強采煤工作面上隅角管理，預防上隅角瓦斯積聚。

(3)杜絕火源。加強電器設備管理，井下電氣設備的選用符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定；井下不得帶電檢修、搬遷電氣設備、電纜和電線；井下防爆電氣設備的運行，維護和修理工作，必須符合防爆性能的各項技術要求；對因瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)定被切斷電源的電氣設備，必須在瓦斯?jié)舛冉档?.0%以下時，方可通電開動；消除其他火源，如金屬碰撞產(chǎn)生的火花等。

(4)加強盲巷的管理。

(5)搞好礦井瓦斯監(jiān)測和預報。設置礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，配備相應的便攜式個體瓦斯監(jiān)測儀。

(6)井下風筒、膠帶、電纜等非金屬制品，均應選用取得安全標志并具有阻燃和抗靜電性能的產(chǎn)品。

(7)爆炸及火災避災路線。井下巷道進出口和交叉點顯眼處安裝安全逃生方向牌，工作地點必須有避災路線圖。入井人員必須熟知礦井避災知識、路線及逃生技能。

爆炸與火災避災路線相同，隨工作地點變化而變化，避災原則是逆新風流而走。

3 結(jié)論

對下組煤15號煤層的通風、防滅火、防塵、防瓦斯的安全管理進行了研究，提出了安全管理措施，保障了工作面的安全高效開采。