煤礦瓦斯預(yù)防支撐體系建立初探

吳再生

[摘要] 文章針對安穩(wěn)煤礦客觀條件和瓦斯災(zāi)害特點，為防止瓦斯安全事故，就構(gòu)建瓦斯預(yù)防支撐系統(tǒng)從采掘部署，“一通三防”管理等方面提出了具體框架型的具體建議并對具體內(nèi)容進(jìn)行了全面闡述。

[關(guān)鍵詞] 瓦斯預(yù)防支撐體系建立

一、礦井概況

安穩(wěn)煤礦位于重慶市綦江縣城東南，直距約45.5km，行政區(qū)劃屬重慶市綦江縣安穩(wěn)鎮(zhèn)。礦井為平硐、斜井混合開拓，礦區(qū)所處構(gòu)造部位屬箭頭埡背斜西翼，為簡單單斜構(gòu)造。礦區(qū)內(nèi)地層傾向310°～330°，平均為315°，傾角為39～44°。礦區(qū)范圍內(nèi)煤層產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致，礦區(qū)屬構(gòu)造簡單地區(qū)。

礦區(qū)范圍內(nèi)含煤地層為二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M，含穩(wěn)定可采煤層2層，自下而上依次為K1、K3。K1煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，局部含1～2層夾矸，夾矸巖性為炭質(zhì)泥巖，厚度0.05～0.09m，煤層厚為0.36～1.19m，基本全區(qū)可采。K3煤層結(jié)構(gòu)單一，煤層層位穩(wěn)定，煤層厚為2.12～2.83m，平均厚度為2.35m，全區(qū)可采，為礦井的主采煤層。瓦斯含量較大，災(zāi)害嚴(yán)重。采煤工作面采用放炮落煤工藝，為高瓦斯礦井，礦井絕對瓦斯涌出量2.37m3/min，相對瓦斯涌出量27.31 m3/t。煤層具有自燃發(fā)火傾向性和無爆炸性。

二、礦井瓦斯基本情況與參數(shù)

1.礦井瓦斯賦存狀況

井田內(nèi)開采煤層為傾斜煤層，含煤地層為上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M（P3l），煤層埋藏由淺至深，最低開采+250m標(biāo)高的煤層埋深在+250m左右，越到深部越不利于瓦斯的自然散逸，瓦斯含量和壓力增高。

2.煤層瓦斯含量

根據(jù)綦江縣煤炭工業(yè)管理局《關(guān)于印發(fā)綦江縣煤礦各煤層噸煤瓦斯含量取用數(shù)據(jù)的通知》（綦煤安[2007]58號）和現(xiàn)場實測，結(jié)合礦井現(xiàn)開采范圍，采用以下各煤層瓦斯含量值。即在K2煤層+200m水平及其以上水平、其余煤層+100m水平及其以上水平瓦斯含量可取值：K1：21.52m3/t；K3：24.53 m3/t。

3.礦井瓦斯涌出量及涌出的形式

1）礦井相對瓦斯涌出量和絕對瓦斯涌出量

礦井絕對瓦斯涌出量2.37m3/min，相對瓦斯涌出量27.31 m3/t。采用中華人民共和國安全生產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的“礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法”（AQ1018—2006）中的分源預(yù)測法對礦井瓦斯涌出量進(jìn)行預(yù)測。礦井相對瓦斯涌出量為46.88m3/t，則絕對瓦斯涌出量為14.78 m3/min。

2）瓦斯涌出的形式

本礦井瓦斯涌出的主要形式為普通涌出，瓦斯從煤層表面微細(xì)的裂縫中緩慢均勻持久地涌出，首先是煤層中的游離狀態(tài)的瓦斯在煤層開采破碎后自然釋放出來，然后煤層被破壞后，吸附在煤層中的瓦斯由吸附狀態(tài)轉(zhuǎn)換為游離狀態(tài)，因此礦井瓦斯主要涌出由開采煤層破壞后的自燃釋放涌出；其次為采空區(qū)的瓦斯，采煤工作面的瓦斯涌出主要來源于本層瓦斯涌出、上下鄰近層瓦斯涌出及采空區(qū)的瓦斯涌出。隨著開采深度的增加，工作面瓦斯涌出量會逐漸增加。

三、瓦斯預(yù)防支撐體系設(shè)計

1.合理采掘工藝設(shè)計，減少對礦井瓦斯涌出的影響

工作面采用走向長壁采煤后退式開采，工作面采用“U”型通風(fēng)方式，區(qū)段采用下行式開采順序；放炮落煤，采用局部垮落法管理采空區(qū)頂板，有利于減少煤層采空區(qū)的瓦斯釋放。

礦井的通風(fēng)系統(tǒng)及采區(qū)巷道布置、采掘工作面布置、采掘工藝及開采順序符合相關(guān)技術(shù)政策規(guī)定。采區(qū)及采掘工作面實現(xiàn)獨立通風(fēng)。從巷道布置、采掘工藝上防止瓦斯積聚，確保礦井有穩(wěn)定、可靠的通風(fēng)系統(tǒng)。

2.防止瓦斯積聚

瓦斯積聚是指局部瓦斯?jié)舛瘸^2％，其體積超過0.5m3的現(xiàn)象。加強(qiáng)通風(fēng)管理是防止瓦斯積聚根本。礦井及采區(qū)必須建立一個安全可靠的通風(fēng)系統(tǒng)；主要通風(fēng)機(jī)是全礦的心臟，必須按要求進(jìn)行安裝維護(hù)，保證主要通風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，堅持做到連續(xù)、穩(wěn)定的向井下所有用風(fēng)地點供風(fēng)，并保持足夠的風(fēng)量。停電、停風(fēng)時必須立即打開人行通道風(fēng)門，通知井下切斷電源，人員撤離至進(jìn)風(fēng)巷中甚至撤離出地面。礦井主要通風(fēng)機(jī)必須采用雙回路供電，一回運(yùn)行，一回帶電備用；每臺主要通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量在任何情況下都必須保持礦井安全生產(chǎn)的需要。加強(qiáng)通風(fēng)設(shè)施管理，兩道風(fēng)門實現(xiàn)聯(lián)鎖，確保正常通風(fēng)，防止風(fēng)流短路發(fā)生瓦斯超限。

堅持定期測風(fēng)制度，掌握井下各用風(fēng)地點風(fēng)量變化情況，消滅老塘風(fēng)，擴(kuò)散通風(fēng)及不合規(guī)定的串聯(lián)通風(fēng)。

局部通風(fēng)機(jī)與工作面用電設(shè)備必須實現(xiàn)“兩閉鎖”，局部通風(fēng)機(jī)必須實現(xiàn)雙風(fēng)機(jī)雙電源供電，局部通風(fēng)機(jī)必須實現(xiàn)“專用變壓器、專用線路、專用開關(guān)”供電。局部通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)可能會引起其供風(fēng)的掘進(jìn)工作面無風(fēng)，造成瓦斯積聚，故在恢復(fù)通風(fēng)前，必須首先檢查瓦斯?jié)舛龋贿x用抗靜電、阻燃風(fēng)筒，風(fēng)筒口距掘進(jìn)工作面的距離以及局部通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒的安設(shè)應(yīng)在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定，嚴(yán)禁三臺及以上的局部通風(fēng)機(jī)向同一個掘進(jìn)工作面供風(fēng)，不得使用一臺局部通風(fēng)機(jī)向二個掘進(jìn)工作面供風(fēng)。

臨時停工地點不得停風(fēng)，否則，必須切斷電源，設(shè)置柵欄，揭示警標(biāo)，并要有專人在柵欄處新鮮風(fēng)流中看守，嚴(yán)禁人員入內(nèi)。停工區(qū)內(nèi)瓦斯或CO2濃度達(dá)到3％不能立即處理時必須在24h內(nèi)封閉完畢。已采區(qū)必須及時封閉，并保證密閉質(zhì)量，以控制其瓦斯涌出。

3.嚴(yán)格瓦斯檢查與綜合管理

建立嚴(yán)格的風(fēng)量、風(fēng)速、瓦斯及其它有害氣體的檢查制度，瓦檢員、安全檢查員必須經(jīng)合法培訓(xùn)合格后持證上崗。健全通防機(jī)構(gòu)，建立和完善通風(fēng)瓦斯調(diào)度制度，嚴(yán)格執(zhí)行“以風(fēng)定產(chǎn)”，嚴(yán)禁“超能力生產(chǎn)”和“超通風(fēng)能力生產(chǎn)”。礦長要負(fù)責(zé)“一通三防”的人、財、物，總工程師負(fù)責(zé)“一通三防”業(yè)務(wù)技術(shù)，做到職責(zé)分明。礦井必須建有集中安全監(jiān)測系統(tǒng)，對井下各地點的瓦斯實現(xiàn)連續(xù)實時監(jiān)測。瓦斯檢查工作必須由專職瓦檢員負(fù)責(zé)，礦井必須配備足夠的瓦檢員和瓦斯監(jiān)測監(jiān)控儀器儀表，下井管理人員、采掘機(jī)通運(yùn)隊干、班組長、放炮員、絞車司機(jī)、配電工、采區(qū)流動電鉗工必須攜帶便攜式瓦斯報警儀入井，并隨時檢查工作地點瓦斯變化情況。

按規(guī)定檢查各作業(yè)點的瓦斯?jié)舛龋瑖?yán)禁瓦斯超限作業(yè)，消滅空班漏檢和假檢，對瓦斯變化大的地點必須勤檢查。認(rèn)真執(zhí)行“一炮三檢”、“三人聯(lián)鎖放炮”制，對于各作業(yè)點瓦斯?jié)舛燃八扇〉拇胧┖拖锏镭炌ā⒚は锾幚怼⑹T揭煤等措施必須嚴(yán)格執(zhí)行。強(qiáng)化對盲巷的管理，盲巷瓦斯排放必須按規(guī)程制定切實可行的措施，嚴(yán)禁“一風(fēng)吹”。及時對片幫、冒頂進(jìn)行處理，及時處理采煤工作面上隅角和各掘進(jìn)磧頭等處的局部瓦斯積聚。

4.加強(qiáng)排放瓦斯的安全管理

因臨時停電或其它原因，局部通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行，在恢復(fù)通風(fēng)前必須首先檢查瓦斯。如果瓦斯和二氧化碳濃度超過3%時，必須制訂安全排放瓦斯措施，報礦總工程師批準(zhǔn)后，方能按照措施進(jìn)行瓦斯排放。排放瓦斯時，必須根據(jù)現(xiàn)場具體情況制訂針對性的安全技術(shù)措施，經(jīng)審批，并組織有救護(hù)隊參加的瓦斯排放工作。排放瓦斯前，局部通風(fēng)機(jī)附近10m內(nèi)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔怀^0.5%時，方可啟動局部通風(fēng)機(jī)，逐步排放瓦斯；排出的瓦斯和二氧化碳與全風(fēng)壓風(fēng)流混合處的濃度不得超過1.5%。排放時應(yīng)檢查瓦斯?jié)舛龋?dāng)全壓風(fēng)流混合處瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1.5%時，應(yīng)向獨頭巷道減少風(fēng)量，確保濃度不超限。嚴(yán)禁局部通風(fēng)機(jī)發(fā)生循環(huán)風(fēng)。獨頭巷道回風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)必須切斷電源，撤出人員、安設(shè)警戒。排放瓦斯結(jié)束后，整個獨頭巷道內(nèi)瓦斯?jié)舛炔怀^1%，氧氣濃度不低于20%，二氧化不超過1.5%，且穩(wěn)定30min后瓦斯?jié)舛葻o變化，方可人工恢復(fù)電氣設(shè)備送電。