高瓦斯礦井的瓦斯綜合防治技術

陳書楷，常獻偉，王建軍，馬裏根
(鄭煤集團超化煤礦，河南鄭州452385)

[摘要]鄭煤集團超化礦通過實施通風係統改造，瓦斯 安全 評價，采掘麵瓦斯抽放， 安全監測係統建設，貫徹落實瓦斯“十二字”方針，以及不斷改進“一通三防”基礎設施，為礦井 安全生產打下了堅實基礎。
[關鍵詞]通風係統改造;瓦斯 安全 評價;安全監測;礦井瓦斯抽放;煤與瓦斯突出防治
[中圖分類號]TD722[文獻標識碼]B[文章編號]1672-9943(2005) 04-0030-02
0引言
鄭煤集團超化 煤礦礦井生產能力240萬t/a。井下有5個生產采區，開采標高-300－-100 m ,礦井瓦斯等級為高瓦斯礦井，煤層厚2.0－21 m,屬“三軟”不穩定厚煤層，主付井進風，東西兩風井回風，現有兩台主要通風機運轉，備用通風機兩台，礦井總進風量8760 m³/ min，總排風量9340 m³/ min，瓦斯排放量37 m³/ min。近幾年來，隨著開采標高的延伸，礦井相對瓦斯湧量越來越高，下山掘進工作麵甚至出現瓦斯動力現象，為有效防治礦井瓦斯，該礦共投入資金1860萬元，對礦井瓦斯實施綜合治理，為礦井安全生產創造了良好條件。
1建立合理可靠的通風係統
1.1改造通風係統，提高通風能力，堅持以風定產
2001年該礦東西兩回風井分別改造使用了BDK軸流式節能通風機，增加礦井總進風量2 880 m³/ min，減少礦井漏風311 m³/ min，增加礦井通風生產能力66萬t/ a，電機功率降低150 k W，年平均節省電費50萬元。解決礦井通風能力不足問題，使礦井通風係統的能力和可靠程度有了明顯提高。
1.2優化礦井通風網絡，降低通風阻力
針對礦井主要巷道失修，斷麵小，風阻增大，通風能力難以提高，該礦專門成立巷修隊將主要通風巷道全部擴修為10.5m²斷麵U型鋼支架巷道，共計3 800 m，同時，各下山采區實現專用回風巷，共計新掘專用回風巷3 000 m，通風網絡縮短860 m，實現了礦井降阻增風、減耗目標。
1.3完善通風設施，優化通風係統，提前升級改造機電設施
22下山煤巷掘進工作麵出現瓦斯動力現象後，該礦不等突出礦井鑒定結果，就嚴格按照突出礦井 標準對通風、監測、機電等係統進行升級改造，用錨杆等加固加厚風門牆體，臨時通風設施一律取消，安裝防逆風裝置，主要巷道及掘進巷道每隔50 m安設一組壓風自救裝置，所有機電設施全部按照高突礦井井下電器要求進行升級改造。
1 .4進行礦井通風係統可靠性 評價
每年進行一次反風演習和礦井通風係統優化 設計及可靠性 評價，測算反風率及礦井通風阻力，實現係統、設施可靠，風流穩定，具有較強的抗災能力，發生災變時風流易於控製，便於搶險救災，保證通風係統合理、穩定、可靠。
2加強瓦斯綜合防治
2. 1建立瓦斯防治專業隊伍
成立專門機構和瓦斯抽放、預測專業隊，負責瓦斯抽放、防突、監測及安全裝備的 管理。
2. 2實施礦井瓦斯抽放
嚴格落實瓦斯治理“十二字”方針，井下、地麵各建立一個瓦斯抽放泵站，井下炮采放頂煤工作麵、高瓦斯掘進工作麵和綜采放頂煤工作麵分別實施頂板岩石鑽孔抽放、高位巷道抽放、超前淺孔與巷幫鑽孔抽放、采空區抽放、上隅角埋管抽放等，杜絕了采掘麵瓦斯經常超限現象，產量與進尺提高了40%。
2. 3防治煤與瓦斯突出
自從22下山22121下付巷掘進工作麵出現瓦斯動力現象後，所有下山煤巷掘進頭全部按照“四位一體”防突 措施嚴格瓦斯治理，包括突出危險性預測，防治突出 措施的效果檢驗，安全防護等綜合防治 措施，采用鑽屑一瓦斯流量法進行效果檢驗，綜合指標R值取6，積累了大量經驗數據。礦井投入新型液壓鑽機6台，2004年掘進工作麵打超前鑽孔4820 m，到目前為止，井下采掘麵未發生過瓦斯突出。
2. 4開展掘進工作麵瓦斯防治評價
該礦成立評價工作領導小組，定期對掘進工作的瓦斯湧出量、煤與瓦斯突出危險性、通風係統、局部通風、抽放係統、監測係統、隔爆設施、壓風自救、頂板岩石鑽孔抽放、巷幫超前抽放、鑽孔疏放、避災銅室、物探、鑽探 03manbetx 、地質構造、設備防爆、機電設備保護、通風設施等項目進行預測預報及評價驗證，並由總 工程師組織各業務部門，分別對各專項評價進行會審，提出掘進工作麵瓦斯防治綜合評價意見，決定是否可以掘進及整改防治 措施，確定允許掘進距離。2004年6月份以來，礦井采掘工作麵消滅了因瓦斯壓力、地質構造應力等因素造成煤與瓦斯湧出、壓出及瓦斯超限現象。
2. 5采掘麵實施煤壁淺孔高壓注水
當高壓水進入煤層後，沿著裂隙流動、滲透和擴散，擠占了裂隙空間，將瓦斯從裂隙中擠出，通過檢修班對煤壁淺孔高壓注水，增加了瓦斯釋放量，從而降低了生產過程的瓦斯湧出量。同時，煤壁淺孔高壓注水，增加和擴展了煤層裂隙，煤體因充分吸收了水分而濕潤，從而改變了煤層的物理力學特性，有效防止了采掘麵煤牆片幫、冒頂，從而消滅了因煤牆片幫、冒頂所造成的瓦斯積聚及瓦斯超限現象。
3建設監測監控係統
3.1健全安全監控係統
全礦井各采掘麵、回風巷、機電銅室等分別安裝了瓦斯、溫度、風速、一氧化碳傳感器，井下所有低濃度瓦斯傳感器更換為高低濃度瓦斯傳感器，對監控設備及監測功能按照防突要求進行補充完善。安全監控係統與集團公司安全監察局無線聯網，井下各作業場所實現了安全狀況的及時監控和多層次 管理。
井下所有瓦斯傳感器斷電點均調定為0.8％，當瓦斯濃度達到0.8％，所有波及範圍內的機電設備均自動斷電，2004年井下杜絕了瓦斯超限。另外，井下所有瓦斯傳感器每周定期用 標準氣樣調校一次，使得監控係統的報警、斷電、閉鎖、檢測功能靈敏可靠。
3. 2強化個體防護
自從22下山出現瓦斯動力現象後，井下所有人員全部攜帶隔離式自救器，井下所有 班組長以上 安全 管理人員、特殊工種及獨崗工作人員均攜帶便攜式甲烷檢測儀，隨時檢測各工作地點瓦斯變化情況。
3. 3嚴格落實掘進裝備係列化
井下所有掘進工作麵全部實現掘進裝備係列化，尤其局部通風機全部采用“三專兩閉鎖”，雙風機，雙電源，雙風機實現自動倒台，所有風機全部使用大功率對旋風機，並安裝機電開停傳感器，實現實時監測運行狀態，風筒使用大直徑和防炮崩抗靜電、阻燃風筒。
4加強安全宣傳教育，提高職工安全素質
以“一通三防”和瓦斯防治為主要內容的 安全知識問答等專業書籍達到人手一冊。全礦入井人員必須通過瓦斯綜合防治等 安全知識培訓考試，並持證入井。井下所有特殊工種必須持有三級安全培訓機構頒發的安全資格證上崗。所有安全生產 管理人員必須經過河南理工大學礦井瓦斯防突培訓班的安全培訓，並考試合格方能上崗，這為提高全礦各專業人員的安全素質打下了基礎。
5結語
綜合近年來礦井高瓦斯壓力治理，礦井“一通三防”基礎工作不斷加強，杜絕了瓦斯超限等 02manbetx.com 發生，礦井瓦斯治理工作也正是認真貫徹落實了“先抽後采，監測監控，以風定產”十二字方針，從而使礦井安全生產和經營管理取得了顯著的經濟效益和社會效益。
[作者簡介]陳書楷(1966－)，男， 工程師，畢業於河南理工大學采礦係，現任超化礦安質科科長。