淺談高瓦斯大傾角綜采工作麵瓦斯治理

淺談高瓦斯大傾角綜采工作麵瓦斯治理

永貴能源貴州龍華煤業通防部王勝奎

摘要:根據龍華煤礦瓦斯地質實際情況，礦井首次采用綜合機械化回采工藝時，結合礦山實際情況，針對1101大傾角工作麵製定出切實可行的瓦斯綜合治理方案，實施多措並舉，對瓦斯進行超前治理,實現抽采達標，嚴格現場管理各項規章製度的落實,防止瓦斯02manbetx.com 發生。

關鍵詞：瓦斯地質係統原理瓦斯治理安全生產

一、礦井概況

龍華煤礦隸屬於河南煤化集團公司永貴能源，設計年生產能力

為30萬噸/年，該礦位於貴州省黔西縣南部。井田範圍呈東西長約 3.0km ，南北寬約 1.4764km 的不規則五邊形，麵積 4.4292km ²，開采深度由+1425～+ 950m 。礦區位於腰帶岩向斜南東翼，總體呈現一單斜構造，區內地層傾向大致為324°～331°，傾角18°。礦區範圍及附近未見較大斷層和褶曲存在，井下巷道中偶見一些落差＜ 5m 的小斷層，構造複雜程度中等。含煤岩係為龍潭煤係，為海陸交互相沉積，煤係厚64.5— 116.3米 ，一般厚 105.0米 ，煤層總厚 18米 ，含煤係數18.6%，龍潭煤係含煤層數10餘層，其中穩定可采5層，局部可采2層，該礦現主采煤層為M1、M4、M5三煤層。其中M1煤平均層厚 2.90m ；M4、M5煤層平均層厚 1.76m 。 煤質以無煙煤為主，少量貧煤，屬於低灰---中灰，中至高發熱量，高硫煤。礦井為高瓦斯礦井，開采煤層均為不自燃發火、無煤塵爆炸危險性。礦井通風係統采用中央並列式通風，兩進一回（主副井進風，風井回風），主扇型號為FBCDZNO20/54,功率2×110KW，排風量2520- - 5580m3 /min，風井靜壓900pa，等級孔為 2.8 m² ，礦井需風量可隨安全生產需要進行變頻調節。

二、1101大傾角綜采工作麵煤層瓦斯特征：

1101工作麵為走向傾斜長壁後退式，在一采區首次實行綜合機械化回采的工作麵，走向 890m ，采長 135m ，工作麵最大傾角35度，平均傾角27度，煤層均厚 2.8m ，回采區段煤層原始瓦斯壓力0.72Mpa,瓦斯原始含量為 18.72m³ /t，煤層瓦斯流量衰減係數為0.161/d^-1，透氣性係數 0.0087 m² /(MPa².d)，屬於難以抽放瓦斯煤層。其回采塊段煤層瓦斯特征為：回采的MI煤層瓦斯明顯高於M4、M5煤瓦斯；切眼向外 657m 腰帶岩向斜軸部地段瓦斯含量高於其他塊段；臨近層瓦斯受頂板垮落影響隨漏風湧入到上隅角；回采範圍內封閉型小型構造多，構造附近煤層瓦斯含量增大。

三、瓦斯綜合治理方案

在擬訂方案過程中，根據1101綜采工作麵煤層瓦斯地質條件和瓦斯湧出特點，我們針對性地采取了以下綜合措施治理瓦斯。

（1）實施立體密集交叉鑽孔綜合抽放本煤層、采空區瓦斯（具

體設計見圖1）。

1）工作麵回采前在切眼內布置走向平行鑽孔，孔間距 1 米 ，孔深不小於 80 米 ，切眼內共計布置105個抽放孔，鑽孔總進尺 8440m ,回采前預抽90天。

2）工作麵下順槽實施雙層扇形抽放技術，解決低滲煤層瓦斯抽采問題，以提高抽采率。在下順槽施工鑽場20個，鑽場間距 45m ,每個鑽場內布置抽放孔20個，各相鄰鑽孔之間形成立體交叉格狀抽放網。鑽場之間補充上行本煤層抽采孔，防止出現抽采空白帶。

3）工作麵上順槽在煤層下部沿傾向，施工零度夾角的順層孔800個，孔間距 1 米 ，孔深 80 米 ；使該工作麵切眼向外 80 米 回采前與切眼鑽孔首先形成密集交叉方格型抽采網；切眼 80 米 開外煤層上部應用ZDY2300鑽機施工孔徑為 94mm 大直徑鑽孔600個，夾角為45度順層交叉孔600個，使上順煤層上下部相鄰兩鑽孔之間形成重迭卸壓帶，增加煤體透氣性，提高瓦斯抽放率。

4）回采前一個月，在工作麵上順施工高位抽放孔抽采采空區上部遊離瓦斯。孔深46~ 51m ，終孔位置到采空區上方，每組鑽孔5個，每組間距 45m ，在上順槽共計施工21組采空區抽采高位鑽孔。

5）上隅角實施定點插管抽采。其方法為：開啟地麵低負壓瓦斯抽放泵，在回采工作麵回風巷敷設一趟6寸PVC抽放管到距離上隅角 20 米 處（以後隨回采推進而回收），管路盡頭接設2寸彈簧軟管10— 15 米 ，彈簧軟管另一端接設6寸PVC抽放管一節，在6寸管路外套一節8寸PVC抽放管，連接處使用棉紗封堵嚴實後，該8寸抽放管插入工作麵上隅角內1— 3 米 ，以後隨回采推進，人工向外抽拉8寸管路。方法針對性強，不需要埋設管路，節約瓦斯治理成本。具體見附圖2

6）利用上順所施工的順層抽放孔在回采工作麵接近前 5 米 ，實施煤層深孔靜壓注水，通過煤體注水後，繼續抽放的瓦斯抽放單孔因注水後煤體透氣性增強，促進瓦斯抽出濃度提高，同時促進綜采工作麵割煤、移架工序時，工作麵浮塵大幅度下降。

1101工作麵綜合瓦斯抽放示意圖1

1101工作麵上隅角插管抽放示意圖2

（2）、建立安全、穩定可靠的工作麵通風係統，合理分配風量。首先工作麵建立U型後退式獨立通風係統，新鮮風流由進風井經采區進風大巷直接進入工作麵下順槽，流經工作麵後經回風順槽直接進入礦井總回，工作麵係統僅設置回風聯巷一處永久風門，確保工作麵通風係統簡單、獨立、安全、可靠，風量充足。其次強化落煤及煤壁釋放及采空區湧出的瓦斯的風排措施。對落煤及煤壁釋放的瓦斯和采空區湧出的瓦斯首先采用合理的風排措施，即把1101工作麵風量配到 1500 m³ /min，可排除瓦斯最大能力為 15 m³ /min。在開采初期至工作麵回采結束，工作麵回風流中的瓦斯濃度一直保持在0.5％以下。

（3）建立迅捷高效的瓦斯閉環管理體係。

在一個管理係統內部，管理手段，管理過程等必須形成一個連續的封閉的回路，才能形成有效的管理活動，這就是“閉環原則”。首先確立瓦斯閉環管理體係的各環節，既隱患預測發現、異常原因03manbetx 、采用技術對策、效果綜合評價、資料整理歸檔。其次把各環節按照“閉環原則”整合為一個能夠高效運轉的瓦斯閉合管理體係。第三，通過井下安全監控、瓦斯檢查員、放炮員、巡回檢查員、電鉗工等異常發現單元的現場檢測結果，及時啟動瓦斯閉合管理，把各類瓦斯隱患消除在萌芽狀態。

龍華煤礦在開采1101工作麵時，我們預測該工作麵在進行裏段回采接近向斜軸時瓦斯湧出量將增大，工作麵推過腰帶岩向斜軸部後，瓦斯湧出量趨於正常。其判斷依據為，首先由於裏段區域煤層受擠壓作用工作麵中部形成較厚的煤包，同時圍岩為透氣性差的泥岩；其次該工作麵裏段有3處小斷層，地質構造複雜，根據以上資料和以往掘進時該區域瓦斯湧出特性和規律，我們準確的預測出該地點為高瓦斯區域。經采取相應的技術對策，如工作麵回采前延工作麵風巷走向以 3米 間距一次施工88個深 95m 以上的φ 90mm 鑽孔，實施煤體高壓注水增透，以利於其他孔的瓦斯抽放，把抽采瓦斯和煤層注水防塵相結合，即提前釋放煤層中瓦斯又在回采時達到大幅度降塵的目的，在工作麵回采時，回風流瓦斯濃度始終在0.3%左右，始終沒有超過0.5%，既做到了主動式防塵，又避免了割煤時瓦斯超限的現象，同時也不影響生產。

（4）、加強正向激勵，調動人的積極性和和創造性。

以科學的手段，激發人的內在潛力，使其充分發揮積極性、主動性、和創造性，這就是“激勵原則”。人的工作動力來源於內在動力、外部動力和工作吸引力。首先製定《1101工作麵瓦斯綜合管理實施辦法》，對包幹區域的瓦斯檢查員、綜采跟班隊長、安全檢查員、監測工等特殊工種明確以正向激勵為主獎罰辦法，充分調動該區域各工種瓦斯治理齊抓共管的可喜局麵，讓職工切實從瓦斯治理中得到實惠；其次，長周期的利用群眾周末安全例會對瓦斯檢查員、安全員進行“小批次，多循環”滾動式培訓，使每人對出現瓦斯異常隱患“能說會做”；第三，嚴把基層幹部提拔關，杜絕人情提拔、關係提拔，把基層管理幹部提拔同業務素質、工作能力，政治思想素質掛鉤，使該礦在1101工作麵瓦斯綜合治理實施過程中，“一通三防”隊伍得到鍛煉，人員素質得到提高，湧現出許多優秀拔尖人才，使該礦在貴州新井建設人員大流動中，該礦未出現管理人員接力脫鉤和斷層現象。

四、應用效果評價

龍華煤礦在回采瓦斯賦存及地質條件複雜的大傾角1101綜采該工作麵過程中，通過超前規劃、逐漸摸索、不斷總結經驗，找出一條適合高瓦斯大傾角綜采工作麵的瓦斯綜合治理的路子，且取得顯著的效果。該工作麵自2010年5月開始回采至2011年2月回采結束，工作麵回風流瓦斯沒有超過0.5%現象，上隅角的瓦斯濃度也沒有出現過積聚、超限現象，達到了預期的瓦斯治理效果，實現瓦斯零超限，為工作麵的安全生產提供了保證。未發生任何人生安全02manbetx.com ，有利的保障了礦井安全生產。

五、結語

我們清醒地認識到，“瓦斯不治，礦無寧日”隻要有瓦斯存在，就可能形成瓦斯積聚，一旦瓦斯達到一定濃度，遇到明火，瓦斯爆炸將不可避免。瓦斯並不可怕，可怕的是人對瓦斯認識程度、對危險的重視程度，龍華煤礦在井下開采生產過程中，運用科學的安全管理方式以及有效的資源，發揮人的智慧，對礦井瓦斯災害進行預測預防和控製，實現生產過程中人與機器設備、物料、環境的和諧，達到安全生產的目的。

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作者簡介：王勝奎（1969——），男，安徽淮南人，1995年畢業於淮北職業技術學院，畢業以來一直從事煤礦通風瓦斯技術管理工作,現任貴州龍華煤業通防部長。電話：15117535217

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