義安礦業瓦斯綜合治理總體方案措施
義安礦業瓦斯綜合治理總體方案措施
洛陽義安礦業有限公司
2007年10月
瓦斯綜合治理總體方案
第一部分 基本情況
一、煤礦基本情況
洛陽義安礦業有限公司位於新安縣正村鄉境內，距新安縣城15km，是由義煤集團公司和新安電力集團公司於2005年2月合資組建的股份製公司。2003年11月破土動工，現已進入三期煤巷掘進工程。
義安礦井田長約6.3km，寬約5.5km，麵積28.744km2，井田儲量16407萬噸，可采儲量10708萬噸。設計生產能力1.2Mt/a，服務年限63.7年。
二、礦區瓦斯地質概況及瓦斯災害
（一）礦區瓦斯地質概況
主采煤層為石炭二疊係山西組二1煤，厚度煤層厚度0～14.30m，平均4.15m ，煤層傾角6～10°，煤層直接頂、底板以泥岩、砂岩為主；二2煤層位於山西組中下部，下距二1煤層24.69m，煤層厚度0～2.63m，平均厚度0.69m，屬局部可采煤層，煤厚變化規律不明顯，屬不穩定煤層。煤種以貧、瘦煤為主，煤質好、發熱量高。
地勘煤層瓦斯含量4.02～12.19m3/t，平均為7.22m3/t，處於沼氣帶、氮氣帶的範圍，且沼氣帶、氮氣沼氣帶互相穿插，分帶與深度關係不明顯。
（二）瓦斯災害
2006年9月以來與河南理工大學合作，在井下巷道中跟蹤觀測二2煤層約100m、二1煤層約200m，在井下適當位置采集新鮮煤樣，並對二1、二2煤層的瓦斯放散初速度和堅固性係數進行了測定，其中二1煤層的f、Δp值測定20套，二2煤層的f、Δp值測定12套。二1煤和二2煤構造軟煤發育，瓦斯放散初速度較大，二1煤層煤體堅固性係數f值在0.14~0.46之間，瓦斯放散初速度ΔP數值值域在15.17~31.66之間；二2煤層煤體f值在0.17~0.40之間，ΔP數值值域在18.49~42.00之間，具備了發生突出的煤體強度和放散初速度條件。計算得到的二1煤層煤樣K值在42.00~221.43之間，二2煤層煤樣K值在在77.04~200.00之間，均大於煙煤的臨界值。
井下實測煤層瓦斯含量14個，其中二1煤10個（9個有效），二2煤4個（3個有效）。二1煤層瓦斯含量在6.4~14.52m3/t之間，平均為10.02m3/t。二2煤層瓦斯含量在9.4~10.2m3/t之間，平均為9.79m3/t。
建井以來共發生瓦斯動力現象3次，突出總煤量281.9t，總瓦斯量11536m3，其中2007年1月4日，在西翼軌道大巷發生一次突出型動力現象，突出煤量246t，湧出瓦斯10400m3。
現已鑒定為煤與瓦斯突出礦井。
三、礦井通風、自燃和煤塵爆炸性
礦井通風：礦井采用中央並列式通風方式，形成以副井、主井進風，風井回風的通風係統，采用抽出式通風，在風井安裝兩台BDK-8-№3.2（2×355KW）對旋式軸流風機，一台使用，一台備用。礦井總進風量達7940m3/min（其中：主井進風3069m3/min，副井進風4871m3/min），總排風量為8031m3/min，礦井負壓：1208.9 Pa。
煤炭自燃及煤塵：所開采煤層屬不易自燃煤層。抑製煤塵爆炸最低岩粉量為55%，煤塵有爆炸危險性。
四、瓦斯綜合治理現狀
公司高度重視礦井瓦斯綜合治理工作，製定了《防治煤與瓦斯突出執行細則》、《2007年煤與瓦斯突出應急預案》、《壓風自救係統管理製度》等一係列的管理製度，采取了多種技術、管理措施，堅持瓦斯超限就是02manbetx.com ，嚴格執行控製突出的規定。2006年9月以來，積極與河南理工大學進行技術合作，對礦井瓦斯基本參數進行了測定，製定了《防治煤與瓦斯突出總體設計》，對礦井防突進行統一規劃。
特別是自2007年2月以來，更進一步提高防治瓦斯意識，加強落實煤巷防突措施和通風瓦斯管理和治理力度，取得了良好效果，保持了全公司安全生產的良好局麵。
在煤巷掘進中，采取了主巷排放鑽孔和巷幫鑽場抽放瓦斯的綜合防突措施，主巷排放鑽孔按每平方米2個鑽孔進行控製，保證有6米的措施孔超前距。每20米交替布置一個巷幫抽放鑽場，鑽場內布置9個抽放鑽孔。並在掘進的同時，在軌道、膠帶順槽的鑽場內布置本煤層抽放鑽孔，交叉10米以上，進行連管抽放，為工作麵的回采創造條件。嚴格落實預測預報和效果檢驗工作。有效地降低煤巷掘進過程中，回風流中瓦斯濃度。
石門揭煤時，采用巷幫鑽場截流抽放和主巷抽放的方法進行消突，安全順利揭煤5次。
在地麵安裝了2BEC67抽放泵站，井下安裝SK-120抽放泵站。現利用井下SK-120抽放泵站，對巷幫抽放鑽孔、本煤層抽放鑽孔、石門揭煤鑽孔進行連續抽放。
五、主要問題及03manbetx
1、煤層自然條件複雜，影響因素多，煤與瓦斯突出防治困難。
我礦為煤與瓦斯突出礦井，由於地質構造複雜，煤層賦存極不穩定，煤層煤質鬆軟，瓦斯賦存，突出煤層呈明顯的區域分布特點，安全開采難度大，其主要原因：一是煤與瓦斯突出是一種極為複雜的動力現象，其突出機理尚處於探索階段，現有理論還不能完全解釋各種類型的瓦斯動力現象，現有防突技術措施難以做到完全控製突出的發生；二是地質構造極為複雜，煤層賦存極不穩定，產狀變化大，特別是厚度經常變化，屬於地應力疊加集中區域和瓦斯賦存不穩定區域，突出危險大。預測預報及措施孔的施工非常困難，為防突工作帶來難度；三是煤層全層煤質鬆軟，煤的堅固性係數（f）隻有0.2左右，屬於構造破壞煤和典型的突出煤層特征；四是巷道支護困難，遇到煤層變化帶，頂煤難以控製，容易冒落造成瓦斯超限或誘發瓦斯動力現象；五是煤層透氣性較差，屬於難以抽放煤層，常規技術預抽效果差，鑽孔瓦斯衰減速度快，抽放瓦斯濃度較低。
2、瓦斯綜合治理技術、管理體係需要進一步完善。
對瓦斯治理過程中存在的關鍵技術問題，如礦區瓦斯賦存規律，突出危險區域分布規律，突出危險程度評價，成套防突技術體係，鬆軟煤層打深孔技術，如何進一步從源頭上加強瓦斯綜合治理工作等問題，需要進一步研究解決。
第二部分 指導思想、目標
一、指導思想
堅持以人為本，關愛礦工生命，樹立“瓦斯02manbetx.com 可以預防和避免”、“瓦斯是資源和清潔能源”的意識，堅持“安全第一、預防為主”的安全生產方針，堅持“管理、裝備、培訓並重”原則，堅持貫徹“先抽後采、監測監控、以風定產”的瓦斯治理工作方針，樹立“瓦斯02manbetx.com 是可以預防和避免的”意識，實施“可保盡保、應抽盡抽”的瓦斯綜合治理戰略，堅持“高投入、高素質、嚴管理、強技術、重責任”。
二、目標
1、樹立“瓦斯02manbetx.com 可以預防和避免”的意識，依靠科技進步和發展先進生產力，處理好安全與生產的矛盾；
2、堅持“可保盡保、應抽盡抽、先抽後采、煤氣共采”的瓦斯綜合治理戰略，“高投入、高素質、嚴管理、強技術、重責任”的瓦斯治理原則和“以抽定產、以風定產、工程先行、技術突破、裝備升級、管理創新、全麵提高”的治理思路；
3、建立健全符合礦區實際的瓦斯綜合治理技術、管理體係，達到機構健全、製度完善、技術措施根據瓦斯災害程度，實行分區、分級治理，采取不同級別的瓦斯治理技術措施；
4、搞好“一通三防”工作，杜絕瓦斯、煤塵爆炸、瓦斯突出、煤炭自燃等惡性事故的發生。
第三部分 瓦斯綜合治理方案
建立健全瓦斯綜合治理管理製度，依靠科技創新，實施科研攻關，推廣應用新技術、新工藝、新裝備，從源頭上、從根本上治理瓦斯，是礦井實現安全生產的關鍵。以預防大事故、消除大隱患為重點，認真落實“先抽後采，監測監控，以風定產”的瓦斯治理十二字方針，按照 “優化通風係統、強化超前防治、完善監測監控、保證資金投入”的瓦斯綜合治理思路，開展瓦斯綜合治理礦井建設，從礦井、采區、工作麵設計與布局入手，以礦井通風係統合理、穩定、可靠為先機，堅持超前治理、局部措施與瓦斯治理工程並重，針對我礦煤層和地質條件，采取切實可行的瓦斯綜合治理方案。
一、建立健全礦井瓦斯綜合治理管理製度
瓦斯綜合管理製度是保障瓦斯治理順利開展的基礎，通過建立健全完善的瓦斯綜合管理製度，可以有效地明確各個職能科室和區隊的瓦斯治理責任，做到分工明確、分工合作，全礦一盤棋地共同參與瓦斯治理之中，確保瓦斯治理卓有成效地開展。我礦主要通過以下方麵進行：
1、進一步完善礦各級瓦斯綜合治理責任製；
2、實行礦長與科室、區隊簽訂瓦斯防治安全責任書製度，層層有責任、層層抓落實；
3、確立礦技術負責人的權力和地位，樹立技術權威，提高執行力；充分發揮礦總工程師的權利，調動以總工程師為首的技術整體力量的積極性和主動性，凡總工程師批複的措施，礦井任何副職無權更改；
4、完善措施審批製度，瓦斯防治技術措施要由通風科或防突科共同進行編製，由負責編製科室組織所有生產科室和總工程師參與的措施會審會議，共同03manbetx 措施的合理性和可操作性，確定瓦斯治理方案。措施一經製定必須嚴格執行，若條件發生變化及時進行修訂，並重新會審；
5、對采掘工作麵防突技術措施製定統一編寫內容、格式，達到規範化、標準化；對防突風門、壓風自救裝置、避難硐室、遠距離放炮等防突安全防護設施製定標準和統一的管理辦法；
6、結合我礦實際製定了《防突突執行細則》、《壓風自救係統管理製度》等防突管理辦法，成立防突科和抽放隊，防突科現有27人，抽放隊108人。防突科與地測科共同進行瓦斯地質工作。進一步做好區域劃分、分區分級管理、工作麵“四位一體”防突措施等工作；
7、嚴格執行礦井每月一次的“瓦斯治理”專題例會，總結通報瓦斯治理經驗教訓，安排瓦斯治理工作；
二、編製完善的瓦斯綜合治理設計
我礦為煤與瓦斯突出礦井，綜合治理瓦斯要以防突為主，加強防突設計。編製礦井防突總體設計，在每個水平、采區形成之前編製水平和采區的防突設計。
工作麵設計之時，要把瓦斯綜合治理納入到工作麵設計之中，做到瓦斯綜合的治理的超前防範和關口前移。由總工程師組織，各個生產係統領導、各個生產科室共同參與，進行瓦斯綜合治理方案設計。並組織會審後，報集團公司。
瓦斯綜合治理設計主要內容有：
1、工程概況、瓦斯地質情況，相關插圖；
2、掘進、回采期間危險源辨識，定性03manbetx 、定量預測，如瓦斯湧出量預測03manbetx ，突出危險性預測分析，自然發火危險性分析等，必須有文字分析和定量計算主要過程；
3、掘進、回采期間瓦斯治理技術措施，包括正規設計圖紙；
4、措施效果定性、定量預測分析。
三、瓦斯治理技術措施實施分區分級管理
對礦井的各個掘進工作麵和采煤工作麵，根據每個工作麵的煤層和地質條件，采取不同的瓦斯治理方案，製定有針對性的“一麵一措”瓦斯治理措施的。
（一）煤巷掘進的瓦斯治理措施
2008年我礦主要煤巷有12011工作麵軌道順槽、切眼，12071工作麵軌道順槽、膠帶順槽、切眼，12031軌道順槽 、膠帶順槽，12051工作麵軌道順槽、膠帶順槽。我礦所揭露的二1、二2煤層均為突出煤層，在煤巷的掘進過程中，全部采用防突管理，製定專項防突措施。根據《礦井防突總體設計》，我礦優選采用主巷淺孔排放+巷幫鑽場抽放的綜合防突措施，既進行消突，又可減少煤層向巷道內的釋放瓦斯量。
1、巷幫鑽場：在巷道掘進時，每20米在巷道兩側交替施工鑽場，鑽場深3～4m，鑽場的巷道淨斷麵為上寬3.2m，下寬4.9m，高2.6m。
2、鑽孔參數：
主巷排放鑽孔：鑽孔半徑φ89mm，鑽孔深度控製前方11m，鑽孔數目按每平方米2個進行設計。12011軌道順槽、12051軌道、膠帶順槽斷麵積為9.79m2，上寬3.24m，下寬4.86m，高2.4m，設計21個排放鑽孔；12071軌道、膠帶順槽、12031軌道、膠帶順槽斷麵積為12. 4m2，上寬3.94m，下寬5.61m，高2.6m，設計27個排放鑽孔。
巷幫鑽場內施工深孔抽放鑽孔，孔深控製前方50m，控製巷幫8m，12011軌道順槽設計9個鑽孔，12071、12051、12031工作麵軌道膠帶順槽設計5個鑽孔。
3、施工順序：先上排後下排、由下幫往上幫施工。
4、超前鑽孔施工前加強工作麵支護，打好迎麵支架，背好工作麵。
5、抽放鑽孔施工完畢後，必須立即封孔合茬抽放，封孔長度不小於6 m，封孔抽放後，每2天由抽放人員測定的每個抽放孔的負壓、流量和濃度等參數。當第三個以後的鑽場內，若鑽孔瓦斯濃度低於2%時，將該鑽場管路拆除。
6、主巷排放鑽孔完成後釋放2小時，進行防突措施的效果檢驗，當指標不超標時，允許向前掘進，保證有6m措施孔超前距和3m效檢孔超前距。
（二）近煤層岩巷掘進的瓦斯治理措施
針對近煤層岩巷臨近煤層不同采取不同的防突措施。
1、近二1煤層岩巷2008年有12071工作麵中部車場、11軌道上山。12071工作麵中部車場采取的防突措施為：（1）首先進行12071工作麵中部車場揭開，然後進行下挖進入全煤巷，在全煤巷內施工鑽場，沿12071中部車場巷道方向，布置深70m、控製巷幫8m的深孔，進行抽放。（2）在12071膠帶順槽向12071中部車場巷道方向打深孔抽放鑽孔，連管進行抽放。使用2種防突措施共同進行消突。
11軌道上山主要采用防突措施巷的防突措施，即巷道底板距二1煤層3m時，在巷幫開口做斜巷揭二1煤層，然後在二1煤層中做小斷麵防突措施巷，在防突措施巷沿煤層向主巷下方打深孔抽放鑽孔，控製11軌道上山巷幫8米以上，進行消突，並在主巷內進行效果檢驗，當指標不超時，進行掘進岩巷。
2、近二2煤層岩巷2008年主要為西膠帶大巷，由於二2煤層薄且起伏變化大，不適宜打順層鑽孔，就采取在岩巷內向頂（底）板布置穿煤層的排放鑽孔，控製巷幫8m，控製前方10～15m。待效檢指標不超時，向前掘進，保證5m的措施孔超前距。
（三）采煤工作麵的瓦斯治理措施
采煤工作麵的瓦斯治理措施，我礦計劃在工作麵形成之後，采用綜合治理方案。
1、在煤巷掘進過程中，在軌道、膠帶巷道內布置本煤層抽放鑽孔，鑽孔終孔間距為2.5m，抽放鑽孔交叉10m以上，使工作麵消除空白帶。在煤層厚度大於5m的區域，補打本煤層鑽孔，保證工作麵有效消突。
2、在工作麵形成之後，進行回采時，在工作麵采用淺孔排放鑽孔，再次進行消突，待效檢指標不超時允許回采，保證有3m的措施孔超前距。
3、在工作麵回采之時，要采取采空區埋管抽放、上隅角采空區抽放、高位鑽孔抽放等立體抽放措施。在抽放時做到高、低壓分源抽放。
（四）石門揭煤防突措施
2008年石門揭煤主要有12051膠帶順槽、12031膠帶順槽、11軌道上山等地點。石門揭煤措施主要采取巷幫鑽場截流抽放和巷道正頭抽放相結合的消突措施，在巷道兩側掘進寬3m、高2.7m、深4m的抽放鑽場，共施工88個抽放鑽孔，其中巷道正頭24個抽放鑽孔，每個鑽場內32個抽放鑽孔，控製巷幫8m、終孔間距2m。布置2個測壓鑽孔，當抽放量達到設計要求時，采用鑽屑解吸指標△h2進行效果檢驗。
（五）安全防護措施
在煤巷掘進和回采之前，要加強防突設施的構築，嚴格按《防治煤與瓦斯突出細則》設置防突風門、壓風自救裝置、避難硐室和遠距離放炮等安全防護設施。煤巷掘進及工作麵回采必須采取放炮落煤，嚴禁使用風鎬、手鎬掘進。放炮時必須采取停電、撤人遠距離放炮措施。
（六）嚴格執行預測預報及效果檢驗工作
突出危險性預測是判斷煤層的突出強度的重要手段，為了積累瓦斯基礎資料，在煤巷掘進過程中，每20m進行一次突出危險性預測。無論指標是否超標，均還要采取防突措施。
效果檢驗是防突工作的一個重要環節，每個循環措施孔後，均要采取效果檢驗，隻要有一個指標超標時，都必須停止向前掘進，進行補充措施，隻至均不超標才能掘進。
在預測方麵不僅要采取鑽屑量S、鑽孔瓦斯湧出初速度q和鑽屑解吸指標△h2或K1值，而且還要配合電磁輻射共同判斷。尋找出適合我礦的突出危險性敏感指標。
四、優化通風係統，保證通風係統合理、穩定、可靠
合理、穩定、可靠的礦井通風係統是搞好瓦斯綜合治理的基礎，礦井通風係統必須達到“抗災減災”要求，即係統簡單、風量充足、回風專用、斷麵大、通風設施牢，防護裝備齊全可靠，礦井具有較強的抗災能力和防止災害擴大的能力。
1、合理布置巷道，完善通風係統。在采區、工作麵設計的同時，對通風係統進行設計優化，確保礦井主通風回路的形成，在主進風、主回風係統中不設風門、風牆等調風設施。按照防治煤與瓦斯突出的要求，在每個煤巷掘進工作麵和揭煤工作麵設置兩道反向防突風門和兩道正向風門，風門嚴格按《防突細則》要求建造，並在防突風門設置風筒防逆風裝置。在煤巷掘進工作麵布置專用回風巷，形成獨立的通風係統。做到通風係統合理、穩定、順暢。
2、局部通風嚴格執行“三專兩閉鎖”，“風機自動倒台”、“雙風機、雙電源、瓦斯風電閉鎖、專人看管”的風機管理製度，同時在局部通風機開關負荷側安裝了開停狀態傳感器，確保局部通風機的正常運轉，並實現了24小時在線監控局部通風機運轉狀態。確保掘進工作麵供風正常，消滅風機停電停風事故。
五、加強抽放管理
1、合理調整瓦斯抽放係統，實施分源治理，提高抽放效果
優選瓦斯抽采裝備，實現抽采係統能力最大化，做到“大流量、多泵抽、大管徑、多回路”。地麵安裝2BEC67型水環真空泵，其吸入絕對壓力為160~550hpa，吸氣量為237~518m3/min。井下安裝SK120型水環真空泵，其吸入絕對壓力為66.7hpa，吸氣量為120m3/min。。
根據不同的抽采方法和抽采瓦斯的濃度，實現分係統抽采即分源抽采。對本煤層抽放鑽孔利用地麵2BEC67抽放泵站進行抽放。采空區埋管抽放、高位鑽孔抽利用井下SK-120泵站進行分源抽放。
2、加強抽放鑽孔的成孔率，提高抽放效果
針對煤層的堅固係數低、煤層鬆軟的特點，在打鑽時采用螺旋鑽杆和壓風排碴的打鑽方法，提高鑽孔成孔率。
鑽孔封孔采用聚胺脂封孔，封孔長度大於6m，進一步提高封孔質量，減少漏風，提高抽放效果。
積極與河南理工大學、集團公司瓦斯研究所等科研院所進行合作，全麵研究礦區瓦斯賦存規律，突出危險區域分布規律，科學合理認識評價礦區瓦斯危害特點和突出危險程度，研究攻克鬆軟煤層打深孔技術，研究製定針對性的綜合治理措施體係。
不斷研究、引進防突新技術、新工藝、新裝備，努力提高礦區瓦斯綜合治理技術水平，重點開展以下關鍵技術、難題研究攻關。
1、礦區瓦斯賦存規律，測定瓦斯基礎參數（瓦斯壓力、瓦斯含量、煤層透氣性係數、鑽孔有效排放半徑、抽放半徑等）；
2、突出區域分布和突出危險程度評價；
3、安全岩柱的研究；
4、礦區突出預測敏感指標及其臨界值研究；
5、軟煤打深孔技術及裝備研究；
6、低透氣性煤層增透技術研究；
7、采掘工作麵綜合防突技術研究；
8、瓦斯抽放技術參數研究；
9、水力鑽進技術工藝研究；
七、建立完善的礦井安全監控係統，加強係統管理
礦井安全監控係統在煤礦安全生產過程中的地位越來越重要，建立完善可靠的礦井安全監控係統，保證監測數據準確，斷電功能靈敏可靠，斷電範圍符合規定，充分發揮監控係統的作用，是保證礦井安全生產的重要環節。每天打印瓦斯報表，經總經理、總工程師簽字後備案。
八、加強瓦斯綜合利用
對於現階段煤巷掘進頭麵少、沒有回采工作麵，瓦斯抽放量少、瓦斯濃度還較低，暫時不采用綜合利用。隨著煤巷掘進工作麵增多，采煤工作麵的回采，我礦計劃在地麵建立瓦斯發電等綜合利用項目。通過實施瓦斯綜合利用，步入“以用促抽、以抽保用”的良性軌道。
九、堅持通風瓦斯治理工程優先，增大安全投入
現在我礦為基建礦井，沒有專門提取的瓦斯治理費用，但我礦在建設過程中，加大安全投入，安裝先進的、功能齊全的環境監測係統、瓦斯抽放泵站、人員定位係統等瓦斯綜合治理設備，建造高質量、高標準的通風設施，加大瓦斯綜合治理的投入。
十、開展防突知識培訓教育，提高職工素質
加強組織開展全員瓦斯治理和防突知識培訓教育，不斷提高幹部職工防治瓦斯意識，逐步掌握瓦斯治理理論和實際應用能力，熟練掌握突出的有聲和無聲預兆，為全麵建設瓦斯綜合治理示範化礦井奠定基礎。
1、組織開展不同形式的培訓教育，重點培訓現場防突技術的實際應用能力和突出預兆；
3、開展防突知識競賽活動，表彰先進，批評落後，調動廣大幹部職工學習防突知識的積極性。
