煤礦瓦斯抽采現(xiàn)狀與整治對策研究

摘 要：現(xiàn)階段，我國煤礦瓦斯抽采存在諸多問題，例如：瓦斯抽采裝備和技術(shù)滯后、煤礦瓦斯抽采難度系數(shù)大、技術(shù)創(chuàng)新和基礎(chǔ)理論研究不足、煤礦瓦斯利用率不高等。東李煤礦是煤與瓦斯突出的礦井，瓦斯災(zāi)害嚴(yán)重，發(fā)生過煤與瓦斯突出事故。文章簡要介紹東李煤礦瓦斯抽采現(xiàn)狀，并基于現(xiàn)狀的分析提出行之有效的整治對策。

關(guān)鍵詞：東李煤礦；煤礦瓦斯；抽采現(xiàn)狀；整治對策

東李煤礦位于水塘向斜東翼，開采深度由+1500m～+1200m標(biāo)高。根據(jù)《東李煤礦資源儲量核實與勘察報告》，該礦最大瓦斯含量為18.59m3/t，同一層煤瓦斯含量與埋藏深度的關(guān)系較為明顯，該礦區(qū)構(gòu)造較復(fù)雜，瓦斯含量亦較復(fù)雜，構(gòu)造對該礦區(qū)瓦斯含量有較大影響。2008年4月27日，礦井在117聯(lián)絡(luò)巷揭17號煤層放炮時，發(fā)生了煤與瓦斯突出，突出煤量435t，涌出瓦斯50000m3，造成3人死亡，5人受傷。因此礦井17號煤層為煤與瓦斯突出煤層，礦井為煤與瓦斯突出礦井。

1 瓦斯抽采必要性和可行性

1.1 煤礦井瓦斯抽采的必要性

1.1.1 基于瓦斯涌出量的計算結(jié)果

通過運用“分源預(yù)測法”對礦井的掘進(jìn)工作面、回采工作面及礦井的瓦斯涌出量進(jìn)行預(yù)測。采掘工作面瓦斯涌出量均大于《煤礦安全規(guī)程》（2011年版）和《煤礦瓦斯抽采規(guī)范》（AQ1027-2006）的要求，并建立瓦斯抽采系統(tǒng)的指標(biāo)。

1.1.2 基于防止煤與瓦斯突出

該礦井有煤與瓦斯突出的可能性。從防止煤與瓦斯突出分析，有必要進(jìn)行瓦斯抽采。

1.2 煤礦井瓦斯抽采的可行性

開采層瓦斯抽采的可行性取決于煤層的透氣性，其評價指標(biāo)有兩個：煤層的透氣性系數(shù)（？姿）和鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)（d）。東李礦井實測瓦斯抽采難易程度指標(biāo)及鉆孔瓦斯流量測定參數(shù)見表1。該礦井已建立有高、低負(fù)壓抽放系統(tǒng)，其中，高負(fù)壓系統(tǒng)用于煤層預(yù)抽和消突，低負(fù)壓系統(tǒng)用于采空區(qū)抽采，并采用了底板穿層鉆孔、本煤層、采空區(qū)和尾巷等綜合抽采措施。實踐證明，本礦井引入的煤礦井瓦斯抽采措施具有可行性。

2 東李煤礦瓦斯抽采的現(xiàn)狀

特殊的地理地質(zhì)條件導(dǎo)致東李煤礦災(zāi)害齊全，其中以瓦斯尤為嚴(yán)重，而礦井的安全生產(chǎn)離不開對瓦斯治理工作的高度重視。礦井自2004年建礦之初，由于對瓦斯地質(zhì)情況不清楚，對礦井瓦斯災(zāi)害嚴(yán)重情況認(rèn)識不足，礦井瓦斯等級被鑒定為高瓦斯礦井，進(jìn)而造成礦井設(shè)計瓦斯管理等級不到位，系統(tǒng)不配套，安全設(shè)施不完善，并直接導(dǎo)致了2008年“4.27”煤與瓦斯突出事故的發(fā)生。

現(xiàn)階段，東李煤礦正在開采首采采區(qū)最后一個區(qū)段。煤礦生產(chǎn)及輔助系統(tǒng)包括：開采系統(tǒng)，礦井通風(fēng)，瓦斯、煤塵、火災(zāi)防治，礦井運輸、提升，爆破材料及井下爆破，安全綜合管理等系統(tǒng)。但東李煤礦瓦斯、煤塵、火災(zāi)防治、防治煤與瓦斯突出，其具體表現(xiàn)為：

（1）東李煤礦為煤與瓦斯突出礦井。

（2）采用分列抽出式通風(fēng)，回風(fēng)斜井安裝有FBCDZ№21/2*250主要通風(fēng)機(jī)2臺；1128運輸巷掘進(jìn)工作面和1128回風(fēng)巷掘進(jìn)工作面分別安設(shè)了FBDY6.0/2*22局部通風(fēng)機(jī)2臺。采煤工作面與掘進(jìn)工作面采用獨立通風(fēng)。

（3）東李煤礦地面設(shè)置了永久抽放系統(tǒng)，建立了高負(fù)壓抽放系統(tǒng)和低負(fù)壓抽放系統(tǒng)，抽放管路沿回風(fēng)斜井、一甩道回風(fēng)石門、1340回風(fēng)大巷、1340回風(fēng)石門、112回風(fēng)上山、112運輸上山、1127運輸巷、1127回風(fēng)巷、1128運輸巷、1128回風(fēng)巷鋪設(shè)。

（4）安設(shè)有安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)1套，配備主機(jī)2臺，監(jiān)控系統(tǒng)為雙回路供電，下井主要技術(shù)人員與帶班負(fù)責(zé)人配備便攜式瓦斯檢測報警儀（見表2），東李煤礦設(shè)置了各類瓦斯防治裝備及傳感器。

3 東李煤礦瓦斯抽采的整治對策

綜合煤礦瓦斯抽采的必要性和可行性、東李煤礦瓦斯抽采現(xiàn)狀，本文提出如下整治對策：

3.1 礦井瓦斯等級升級為煤與瓦斯突出礦井后，應(yīng)及時修改礦井開采設(shè)計方案，編制礦井防突專項設(shè)計與抽放設(shè)計，并嚴(yán)格按照煤與瓦斯突出礦井進(jìn)行設(shè)計與管理。此外，應(yīng)成立瓦斯抽放隊與防突隊等專業(yè)瓦斯治理施工隊伍，配備各型號液壓巖石鉆機(jī)共六臺和相關(guān)的檢測儀器儀表，以增加煤層底板抽放工程和保護(hù)層開采區(qū)域性防突技術(shù)對策。

3.2 基于區(qū)域性防突措施的完善組建了防突隊，落實局部防突措施，消除消突盲區(qū)，切實做到不掘突出頭、不采突出煤，嚴(yán)防三超作業(yè)（超突出指標(biāo)、超允采允掘距離、瓦斯超限）；加強(qiáng)防突與采掘工程配套管理，環(huán)環(huán)相扣，形成一整套既具嚴(yán)密性又具操作性的管理制度與操作方法。同時，完善安全防護(hù)措施，嚴(yán)把放炮關(guān)，嚴(yán)格實行全井撤人放交接班炮措施，并取得了較好的安全效果。

3.3 礦井在改造完善通風(fēng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，完善安全監(jiān)控系統(tǒng)，加強(qiáng)瓦斯檢查、瓦斯管理和局部通風(fēng)，及時調(diào)節(jié)通風(fēng)系統(tǒng)，減少了瓦斯超限現(xiàn)象，有效地杜絕了瓦斯事故。

到目前為止，礦井共掘進(jìn)瓦斯抽放巷道1500多米，設(shè)置底板抽放鉆場22個，施工底板抽放鉆孔1430個，完成鉆孔工程114000多米。同時，落實了本煤層瓦斯抽放與采空區(qū)抽放、采煤工作面尾巷埋管與插管抽放，切實提高抽放質(zhì)量。2011年，礦井進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)改造，瓦斯抽放系統(tǒng)進(jìn)行配套改造，在原有2套高低負(fù)壓抽放系統(tǒng)（90KW、55KW）的基礎(chǔ)上，新增一套獨立的220KW高負(fù)壓抽放系統(tǒng)，使抽放能力由原來的126m3/min，提高到324m3/min。純瓦斯抽放量也由原來的10m3/min提高到了40m3/min，可滿足6臺600KW的瓦斯發(fā)電機(jī)組需要。

4 結(jié)束語

綜上所述，煤礦瓦斯抽采與利用工程融合了生命工程、安全生產(chǎn)系統(tǒng)工程、效益工程和環(huán)保工程。基于此，各煤礦開采單位應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行國家倡導(dǎo)的“監(jiān)測監(jiān)控、先抽后采、以風(fēng)定產(chǎn)”的瓦斯整治方針，并就抽采系統(tǒng)工程設(shè)計、可行性論證、抽采和利用平衡等方面予以把控，以提高瓦斯抽采和利用效果。

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