演馬莊礦礦井瓦斯監測情況探析

摘要：本文以演馬莊礦井下生產作業情況為例，探討井下通風系統的設計及瓦斯監測鑒定的操作過程，針對監測過程中的問題提出具體的改進措施。

關鍵詞：礦井 瓦斯監測 通風系統 改進措施

根據《煤礦安全規程》第133條之規定，演馬莊礦于2013年8月份進行了礦井瓦斯等級鑒定工作。在鑒定工作開始前，礦總工程師組織召開了專業會議，對瓦斯鑒定工作進行了預先布置，對所涉及到的單位，人員及需要解決的問題，都責任到人，一一進行了安排。于8月6日、16日、26日三天分三班對全礦井風量及瓦斯涌出情況進行了全面測定。為了保證所測數據準確、可靠，在測定工作開始前，集中所有人員進行集中培訓，通風區給井下各測定地點的瓦斯檢查員、測風員，都一一發給了任務書，明確了責任，確保數據的準確、可靠。本次鑒定使用瓦斯鑒定器三臺、風速表三臺（皆已校驗合格）、秒表三塊、溫度計三支、記錄本三本。

1 礦井概況

演馬莊礦為國有全資公司，隸屬河南煤業化工集團焦煤能源有限公司。演馬莊礦位于焦作市東部約20公里，東鄰九里山礦井田，西接韓王井田，北起二1煤層隱伏露頭線，南到鳳凰嶺斷層。井田走向長4.3～7.5km，傾斜寬0.9～3.1km，井田面積為14.87km2，剩余地質儲量9515.2萬噸，可采儲量4574.4萬噸，礦井開拓方式為立井多水平上下山，回采方式為后退式走向長壁分層開采，全部垮落法管理頂板。

演馬莊礦由武漢煤礦設計院設計，1958年建井，1961年4月投產，設計生產能力45萬噸/年，礦井經多次改擴建，2008年核定生產能力120萬噸/年。2012年核定通風能力105萬噸/年，核定生產能力120萬噸/年，2012年實際生產原煤36.94萬噸。

2 生產情況

礦井現有兩個生產采區，分別為25采區、27采區；一個準備采區，27下段采區；一個開拓采區，27下山采區。正常生產的回采工作面有27131上段工作面；正常生產的煤巷掘進工作面有27131下段切眼。備用工作面有：25煤柱備用面、25093備用面。

3 通風系統及瓦斯情況

3.1 通風系統

演馬莊礦共有5個井筒，主、副井筒位于井田中央，東四斜井位于井田上部邊界的東部，西風井位于井田上部邊界的西部，東風井位于井田上部邊界的東部，屬中央邊界與兩翼對角式混合通風，通風方法為抽出式通風。主井、副井、東四斜井為進風井；東風井、西風井為回風井。

礦井采區均有較完整的通風系統，實現了分區通風，采區實現了“兩進一回”比較可靠的通風系統，采掘工作面全部實現了獨立的進、回風系統。回采工作面的回風巷、掘進工作面的進風側全部構筑了兩道堅固的正反向風門，專用回風道內未構筑任何調控風設施。二七采區、二五采區均設置了采區專用回風巷，能夠形成獨立完整的礦井通風系統。

東風井兩臺主要通風機為BDK-8-NO28型對旋式通風機，一臺運轉，一臺備用。東風井1#、2#主要通風機均為-3°，雙級運轉；目前東風井主要通風機工作風量為8625m3/min，負壓為2350Pa。

西風井兩臺主要通風機為FBCDZ-NO28型對旋式通風機，一臺運轉，一臺備用。西風井1#、2#主要通風機為-3°，單級運轉。工作風量為4634m3/min，負壓為1450Pa。

礦井實際總進風量13259m3/min，總回風量12973m3/min，礦井等積孔5.70m2。

3.2 監控系統

礦井監控系統型號為KJ101N型。實現了雙機熱備，24小時不間斷運行和焦煤公司監控中心實現聯網，每班都配備監測中心值班人員，處理各種異常情況和記錄、匯報、打印、設點等工作。中心站設在礦調度室內，配有直撥電話和焦煤公司監控中心進行雙向通話。系統功能齊全，并定期對瓦斯傳感器進行校驗。目前，監測監控系統運行正常穩定，符合《煤礦安全規程》規定。

4 計算方法

根據公式Q純=Q混×q+Q抽，計算出絕對瓦斯涌出量；根據公式Q相=Q純×1440/t，計算出相對瓦斯涌出量；其中：Q純為絕對瓦斯涌出量，Q混為風量，q為瓦斯濃度，Q抽為瓦斯抽出量，Q相為相對瓦斯涌出量，t為月平均日產量。

5 測點選擇

根據生產地區的布置和礦井瓦斯等級鑒定工作需要，共設置22個測點：①東風井南硐；②東風井西硐；③東五以東總回風；④東五以西總回風；⑤西一以東總回風；⑥西風井南硐；⑦西風井西硐；⑧21采區總回風；⑨27采區總回風；⑩27131下段切眼；■、25采區總回風；■25093備用面；■二五煤柱回風；■27131采面回風；■22回風；■25083備用面；■東總回風巷。

測定結果如下：

5.1 東、西風井及采區瓦斯情況

東風井相對瓦斯涌出量25.583/t，絕對瓦斯涌出量19.95m3/min，相對二氧化碳涌出量10.85m3/t，絕對二氧化碳涌出量8.46m3/min。

西風井相對瓦斯涌出量0m3/t，絕對瓦斯涌出量19.71m3/min，相對二氧化碳涌出量0m3/t，絕對二氧化碳涌出量4.52m3/min。

27采區相對瓦斯涌出量12.84m3/t，絕對瓦斯涌出量11.01m3/min，相對二氧化碳涌出量0m3/t，絕對二氧化碳涌出量2.29m3/min。

25采區相對瓦斯涌出量0m3/t，絕對瓦斯涌出量3.17 m3/min，相對二氧化碳涌出量0m3/t，絕對二氧化碳涌出量3.45m3/min。

22采區相對瓦斯涌出量0m3/t，絕對瓦斯涌出量2.51 m3/min，相對二氧化碳涌出量0m3/t，絕對二氧化碳涌出量1.10m3/min。

全礦井相對瓦斯涌出量53.54m3/t，絕對瓦斯涌出量41.75m3/min，采區或一翼最大相對瓦斯涌出量10.01m3/t；全礦井相對二氧化碳涌出量16.63m3/t，絕對二氧化碳涌出12.97m3/min，采區或一翼最大相對二氧化碳涌出量2.29m3/t。

5.2 礦井瓦斯和二氧化碳來源

上旬：絕對瓦斯涌出量回采區占總量的6.93%，掘進區占總量的1.66%，采空區占總量的43.58%，抽采量占總量的47.84%；絕對二氧化碳涌出量回采區占總量的10.25%，掘進區占總量的2.47%，采空區占總量的87.29%。

中旬：絕對瓦斯涌出量回采區占總量的6.53%，掘進區占總量的1.75%，采空區占總量的50.48%，抽采量占總量的41.24%；絕對二氧化碳涌出量回采區占總量的10.23%，掘進區占總量2.69%，采空區占總量的87.08%。

下旬：絕對瓦斯涌出量回采區占總量的4.89%，掘進區占總量的1.99%，采空區占總量的45.44%，抽采量占總量的47.67%；絕對二氧化碳涌出量回采區占總量的9.95%，掘進區占總量的2.70%，采空區占總量的87.36%。

6 鑒定結果

礦井相對瓦斯涌出量為55.54m3/t，絕對瓦斯涌出量41.75m3/min，相對二氧化碳涌出量為16.63m3/t，絕對二氧化碳涌出量為12.97m3/min。

根據測出數據的結果，礦井屬于高瓦斯礦井，演馬莊礦先后多次發生過強度不同的煤與瓦斯突出，依據《煤礦安全規程》133條和《防治煤與瓦斯突出規定》第3條的規定，本次礦井瓦斯等級鑒定結果為：煤與瓦斯突出礦井。

2004年12月，煤炭科學研究總院撫順分院對演馬莊礦煤炭自燃傾向和煤塵爆炸性進行了鑒定，鑒定結果為：屬三類不易自燃煤層，煤塵不具有爆炸性。

7 礦井瓦斯來源分析

根據礦井瓦斯和二氧化碳來源分析表可以看出，礦井瓦斯來源：抽采量占礦井絕對瓦斯涌出量的46%，其次是采空區、回采區，最后是掘進區。

二氧化碳的主要來源是采空區，其次是回采區，最后是掘進區。

8 改進措施

①積極開展瓦斯綜合治理工作，根據不同采區（面）的瓦斯涌出量和瓦斯賦存條件按照“分級、分區、分面、分源”的原則采取有針對性的瓦斯綜合治理方案，確保瓦斯綜合治理效果。②積極探索研究適合演馬莊礦的瓦斯抽采方法，不斷優化抽采參數設計，提高瓦斯綜合治理工程措施的效果。③加大回風系統改造，保證通風斷面，降低通風阻力，對主要進風巷道及通風設施采取堵漏措施，確保井下各用風地點的風量充足。④隨著開采深度的不斷延深，瓦斯涌出量的不斷增大，加強瓦斯區域治理工作。

參考文獻：

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