宣東礦井瓦斯綜合防治措施

　　一、宣東礦井概況

　　宣東礦業公司是邯礦集團張家口盛源公司下屬的子公司。宣東礦井92年開始籌建，97年正式建井，2001年底通過省局安全設施和生產許可證驗收，投入試生產。設計生產能力90萬噸，服務年限為64.3年。礦井可采煤層三組5層，即Ⅲ3、Ⅳ1、Ⅳ2、Ⅳ3、Ⅴ2煤層，其中主采煤層為Ⅲ3、Ⅴ2煤層；礦井地質儲量為一億二千八百萬噸，可采儲量8682萬噸。其間2002年產煤68萬噸，2003年83萬噸，2004年78萬噸。

　　礦井為立井開拓方式，兩水平開采，即－230m和－350m水平；開采深度為800～1000米。采煤方法為傾向長壁采煤法，采煤工藝為綜采；掘進岩巷、半煤岩巷采用鑽爆法施工，煤巷主要使用綜合機械化掘進方法。

　　礦井通風方式為主井回風，副井進風的中央並列式；通風方法為抽出式。通風機工作風量9300m3/min，風壓3.2kpa，能夠滿足目前礦井安全生產的需要。

　　投入試生產初期，布置二個采區，二個回采麵生產，即一采區、二采區；後由於瓦斯湧出量大，通風能力不足，改為一井一麵生產；2004年6月一采區回收完畢且封閉，至此礦井生產區域全部集中到二采區。今年的主要回采工作麵為33205采麵，麵長140米，推進長度1500米，煤層傾角5～10º，煤層厚度3.5～5.0米；采用ZZ5200-21/42支撐掩護式支架和MG300-700/WD型采煤機與SGZ-764/400型刮板輸送機配套使用。全年計劃產量96萬噸。

　　原礦井初步設計為低瓦斯礦井，瓦斯相對湧出量為5.54M3/t,但礦井投產後瓦斯等級鑒定結果遠遠大於初步設計,屬高瓦斯礦井。

　　曆年來的礦井瓦斯湧出量統計如下：

　　2001年相對量：23.75M3/t　　絕對量：5m3/min

　　2002年相對量：32.04M3/t　　絕對量：43.45m3/min

　　2003年相對量：43.54M3/t　　絕對量：70.29m3/min

　　2004年（抽放後）相對量：40.6M3/t　　絕對量：68.68m3/min

　　瓦斯湧出量呈逐年增加的趨勢。隨著開采區域的加大，瓦斯湧出量還將有明顯的增加。瓦斯湧出量比地質報告提供的高7～8倍。瓦斯湧出嚴重製約著礦井正常生產能力的有效發揮，對礦井安全生產造成重大威脅。多年來，我們對瓦斯湧出規律及來源進行了研究，並有針對性地采取了各種防治措施，我公司對礦井通風係統進行了改造，對礦井瓦斯進行了綜合治理，取得了良好的效果。從而保證了回采工作麵的正常生產。

　　二、礦井“一通三防”措施

　　1、通風係統改造

　　①、更換礦井主扇，增加礦井風量。

　　把原來的BDK－8－No24通風機改為FBCDZ54－8－No26礦用防爆抽出式對旋軸流通風機，礦井風量增加3000M3/min，總回風瓦斯濃度降低0.3%。

　　②、增加巷道斷麵。

　　對-230大巷其中300米進行擴大斷麵，由原來的9m2擴大到13m2減少了礦井風阻。

　　③、調整通風係統。

　　2002年對礦井通風係統進行了調整，原通風方式為-230軌巷及-200軌巷進風，-230機巷及-200機巷回風。經礦井通風阻力測定後改為-230軌巷及-230機巷進風，-200機巷及-200軌巷回風。礦井通風阻力降低20mmH2O。

　④、改變采煤工作麵通風方式。

　　由初采時的U型通風改為U+L型通風，逐步進化到現在的一進兩回通風方式，徹底消除了采煤工作麵隅角瓦斯超限的不安全隱患。

　　⑤、新建風井改變礦井通風方式。

　　由中央並列式改為邊角式通風方式。預計礦井總進風量在14000m3／min，增加礦井通風能力（預計2006年6月完成係統）。

　　2、瓦斯治理

　　①、根據國家煤礦安全監察局第21號令，在2005年初，成立了公司瓦斯綜合治理機構。形成以總經理為組長，總工程師為副組長的瓦斯管理體係,嚴格落實瓦斯治理“十二字方針”，杜絕超通風能力、超設計能力生產。

　　②、成立專門的瓦斯抽放9 7 312 3 4 4 8 : 來源：安全文化網

區，負責全礦井的瓦斯抽放工作和煤層注水、煤體加固等工作。

　　③、建立瓦斯臨時和永久抽放係統。

　　2002年9月臨時抽放係統正式運行，該係統主要抽放采空區瓦斯，防止采空區高濃度瓦斯溢出。2004年初，建立瓦斯永久抽放係統，5月份正式對采煤工作麵進行瓦斯抽放，其中臨時抽放係統的瓦斯抽放量為10m3/min，永久抽放係統的瓦斯抽放量為20-25

　　m3/min。抽放方法采用巷道密閉抽放、高位頂板頂層鑽孔抽放和低位頂板斜叉鑽孔抽放。采麵抽放率為40%，經抽放後采煤工作麵回風及礦井總回風基本未出現瓦斯超限現象，杜絕了重大瓦斯02manbetx.com 的發生。

　　④、礦井裝備了KJ66瓦斯監控係統。

　　在井下所有工作麵及硐室、進回風巷按照《煤礦安全01manbetx 》要求安裝了瓦斯傳感器及其他參數傳感器，並實行計算機聯網。井下所有探頭由瓦斯員分片負責，並由專人及時調校。

　　⑤、控製掘進工作麵進度。

　　掘進工作麵掘進速度由1.6米循環改為0.8米循環，減少了單位時間內的瓦斯湧出量。

　　⑥、在掘進工作麵的掘進設備方麵全部淘汰煤電鑽，改為風鑽。杜絕了因煤電鑽失爆引起的各類02manbetx.com 。

　　⑦、進一步與科研院所合作攻關，著手進行本煤層打鑽、注水、抽放工作，研究探討Ⅲ３本煤層瓦斯抽放方法，從源頭治理煤塵和瓦斯，徹底實現先抽後采，先抽後掘。

　　3、防滅火

　　由於我礦井煤塵自然發火期短，為做到防患於未然對采煤工作麵及采麵煤柱作如下措施：

　　①、購置了高效泡沫滅火劑，用風鑽打眼，對可疑地點進行澆注。

　　②、購置了兩台多功能高壓泵對采空區每天進行阻化劑噴灑，阻止了采空區浮煤氧化。

　　③、2004年底購置兩台二氧化碳發生器，主要對采空區灌注。一方麵阻止浮煤氧化，另一方麵降低采空區瓦斯濃度；有利於阻止采空區自然發火和瓦斯02manbetx.com 發生。

　　④、為防止進回風聯絡巷受壓形成裂隙漏風而導致自然發火，我礦購置了馬麗散加固劑，對所有片幫裂隙進行了充填加固，減少了裂隙漏風。

　　⑤、在地麵建立了黃泥灌漿係統，注漿管路緊跟回采工作麵。

　　⑥、為加強氣體監測手段，購置了氣象色譜03manbetx 儀,由專人負責定期對井下各地點氣體進行03manbetx 化驗。

　　⑦、委托撫順煤研所對我礦井的煤樣進行03manbetx 化驗，已確定我礦自燃發火的標誌性氣體。經化驗得出我礦的標誌性氣體為乙烯，為我礦預防自燃發火提供了可靠的科學依據。

　　4、防塵

　　①、在回采工作麵支架安設了架間噴霧，完善了采煤機內外噴霧。

　　②、采煤機和掘進機均采用內外噴霧抑製煤塵飛揚。

　　③、各掘進工作麵均采用濕式打眼，水炮泥，淨化通風。

　　④、建立完善的井下防塵係統,對煤倉和溜煤眼上、下口煤炭運輸轉載點等進行自動噴霧灑水,同時設置粉塵探頭，以控製各產塵點的粉塵濃度。

　　⑤、在采麵回風側建築新型擋塵簾，基本杜絕了回風流煤塵超限。

　　⑥、新購進兩台岩石電鑽，準備對采掘工作麵打鑽進行煤層注水。

　　⑦、配備煤塵檢測儀器、儀表對井下各作業場所和風流中的粉塵濃度進行檢測，超限時立即采取措施。

　　⑧、按照規定設置隔爆水槽，防止煤塵爆炸擴散。

三、綜采工作麵瓦斯防治措施

　　1、綜采工作麵瓦斯湧出規律及來源03manbetx

　　實踐表明，綜采工作麵的瓦斯湧出，受頂板初次來壓、周期來壓、采空區麵積、地質構造等因素的影響。工作麵絕對瓦斯湧出量隨著回采距離的增加有明顯上升趨勢。隨著工作麵的回采推進，工作麵絕對瓦斯湧出量一直持續上升，最高時達53m3/min，一般在45m3/min；工作麵本煤層絕對瓦斯湧出量基本維持在12m3/min之間；而采空區的瓦斯湧出量達33m3/min。經調查和分析，確定與工作麵回采到一定距離，采空區老頂來9 7 3 123 4 4 8 : 來源：安全文化網

壓垮落，聯絡密閉被壓裂、壓壞，垮落的鬆散岩石充填采空區有關，尤其是從L巷湧出的瓦斯量高達41m3/min左右。從Ⅲ3205工作麵瓦斯來源和構成分析來看，綜采工作麵瓦斯湧出主要來源於工作麵落煤和采空區以及上覆岩層的瓦斯，其中采空區瓦斯湧出量占工作麵瓦斯湧出量的72%～75%，工作麵落煤瓦斯湧出量占25%～28%。采空區瓦斯湧出的大幅度增加是造成綜采工作麵機巷及專用回風巷瓦斯超限的主要原因。主要瓦斯湧出點為L巷及其滯後的兩、三個聯絡巷。

　　2.綜采工作麵瓦斯治理措施及效果

　　從Ⅲ3204工作麵的瓦斯湧出情況分析可知，綜采工作麵的瓦斯主要來源是采空區和工作麵落煤。所以，降低瓦斯危害的主要措施是減少采空區瓦斯湧出或改變采空區瓦斯湧出地點，同時減少落煤瓦斯湧出和增加工作麵的供風量。

　　⑴設置專用回風巷和L巷：由於工作麵的下隅角易積聚瓦斯，嚴重製約工作麵的安全生產。為解決這一問題，在工作麵機巷側增設一條專用回風巷。同時在采麵後沿空留設一段巷道與采後的聯絡巷形成L巷道，以解決采麵下隅角瓦斯超限問題。通過增設專用回風巷和L巷道的措施，使下隅角的瓦斯基本控製在1.0%以下，同時專用回風巷的設置，緩解了機巷的通風壓力。

　　⑵采空區瓦斯抽放：針對工作麵的瓦斯湧出主要來源於采空區，所以采取采空區瓦斯抽放這一治本措施。采空區瓦斯抽放的方法有：

　　①206軌巷低位頂板斜交穿層鑽孔

　　從206工作麵的軌巷（進風巷）向205采麵回風側頂板打穿層鑽孔。鑽孔終孔點垂直位置落在采麵煤層頂板以上27～40m的裂隙帶內，水平位置距采麵回風巷幫20～25m，鑽孔沿206軌巷平行布置。鑽孔間距10米，孔深81米，孔徑Φ94或Φ113mm，鑽孔與206軌巷水平夾角為65。，鑽孔傾角一般為25～30。左右，鑽孔傾角根據煤層起伏作適當調整。

　　②205機巷高位頂板傾向順層鑽孔。

　　垂直205機巷向采麵做頂板岩石鑽場，爬高8～12米，落平段10m。鑽場間距100米，每個鑽場布置鑽孔10個。孔呈扇形均勻布置。徑孔點距煤層頂板高度25～30m。孔深120米，孔徑Φ113mm。因做鑽場成本大，走矸困難，鑽孔傾角小，遇到破碎岩層或煤線不易成孔，高位頂板傾向順層鑽孔205采麵隻做了一個鑽場。

　　③205機巷低位頂板穿層鑽孔。

　　沿205機巷每隔40m做一個低位鑽場，鑽場沿煤層向采麵掘進5米，每個鑽場布置5個鑽孔，鑽孔呈扇形布置，孔深120米，孔徑Φ94mm或Φ113mm，徑孔點垂直方向距煤層頂板25～32m，水平方向距回風巷幫22～80m。相鄰兩鑽場間鑽孔空間重疊距離為70m，單孔抽放瓦斯量最高為8.07m3/min，在有效抽放期內一般穩定在4m3/min左右。

　　⑶工作麵落煤湧出瓦斯的治理：工作麵落煤瓦斯湧出量占25%～28%。落煤湧出瓦斯的治理是確保工作麵高產的必備措施。其治理方法是：

　　①本煤層預抽放和邊采邊抽：本煤層預抽係統設在工作麵進風巷，鑽孔布置方式采用交叉布置方式。鑽孔設計深度70米，孔徑為φ75，鑽孔高差取4～6倍鑽孔孔徑，鑽孔間距取2.5～3米。鑽孔施工完後先進行高壓注水使煤體產生裂隙，而後進行預抽放。單孔流量0.05m3/min。

　　②增加工作麵的供風量。工作麵的風量由2000m3/min增加到2500m3/min。

　　⑷利用相鄰工作麵進風巷進行配風：由於受采動影響，專用回風巷會出現嚴重頂板下沉、幫鼓和底鼓的現象，使巷道有效斷麵減少。為確保專用回風巷瓦斯濃度控製在1.5%以下，從下一工作麵進風巷做一聯絡巷向專用回風巷配風，配風量在400～500m3/min。

通過上述措施工作麵絕對瓦斯湧出量降到24～32m3/min。工作麵機巷、專用回風巷、采麵回風隅角風流中的瓦斯濃度均不超限。

　　3.結論

　　①采空區瓦斯湧出的增加是綜采工作麵下隅角及回風巷瓦斯超限的主要原因。9 7 3 1 234 4 8 : 來源：安全文化網

采空區瓦斯湧出量占整個工作麵瓦斯湧出量的72%～75%，工作麵落煤瓦斯湧出量占28%～25%。

　　②采用專用回風巷和L巷是解決回風隅角瓦斯超限，確保工作麵高產、高效的有效措施。

　　③采空區抽放是解決綜采工作麵瓦斯湧出的治本措施，合理的通風方式是工作麵“以風定產”的必備條件。

　　④瓦斯治理措施必須有針對性，隻有找到瓦斯湧出的主要源頭，采取有效措施，取得最好效果。瓦斯治理必須采取綜合措施，才能確保綜采工作麵的高產高效和安全生產。

　　4、措施

　　針對宣東礦采麵布置特點以及采空區瓦斯湧出量大等特點，結合204采麵抽放經驗，目前205采麵抽放比較理想的鑽場組合方案是：在采麵回風巷布置低位疊式鑽場，鑽場間距40～60米，每個鑽場布置5個鑽孔，鑽孔呈扇形狀均勻布置，孔深120米，終孔點距煤層頂板的高度為30米，後麵鑽場鑽孔覆蓋前麵鑽場鑽孔，當前麵鑽場鑽孔抽放效果下降時，後麵鑽場鑽孔接著抽放。在與其相臨的下一個采麵的進風巷仍然布置低位鑽場，鑽孔沿著巷道平行布置，鑽孔間距10米，孔深81米，終孔點距煤層頂板的高度一般為30～40米。這種鑽場最大的優點是采麵推過後，鑽孔不遭受破壞，能繼續使用，鑽孔壽命長，而且鑽孔傾角大，長度短，施工很容易，是一種效果很不錯的鑽孔。

　　總之，隨著對瓦斯抽放工作各方麵認識的不斷深入，瓦斯抽放效果會變得越來越理想，礦井瓦斯抽放量、抽放率、瓦斯濃度、采麵產量等各項指標逐月遞增，不斷刷新記錄。到今年8月份回采工作麵瓦斯抽放率已接近50%，礦井瓦斯抽放濃度已達40%，礦井瓦斯月均抽放量已突破100萬米3，目前公司正在籌建瓦斯電廠，礦井“五大災害”之魔首“瓦斯”已被我公司降服，並將把它“變害為寶”充分利用。

　　2005年1～3月份除受支架影響外，4～8月份礦井月產量均突破10萬噸，沒有因為瓦斯影響到生產，目前瓦斯抽放已具備保證礦井年產100萬噸的能力，公司投資1.1億的風井建設工程將於2006年7月投入使用，屆時將徹底改善礦井的通風係統，有效保證礦井安全生產，2007年礦井年產量有望達到150萬噸。

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