瓦斯抽采技術在平煤香山礦的應用

雷五洲

摘 要：瓦斯事故是煤礦五大災害之首，是煤礦安全生產的“第一殺手”，瓦斯治理歷來都是各個煤礦企業安全工作的重中之重，但隨著礦井開采深度的增加，井下地質條件越來越復雜，瓦斯的治理工作也越來越困難，如何能夠有效的治理瓦斯，確保礦井安全生產，已經成為煤礦企業的研究重點。

關鍵詞：瓦斯；安全；抽采

中圖分類號：TD713 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）15-0046-02

1 地理位置

平煤股份香山礦位于寶豐縣周莊鎮境內，東距平頂山市區約16 km，西距寶豐縣10 km。井田位于平頂山市香山寺西部，東部以55勘探線與平煤集團十一礦相鄰，西至鳳凰嶺逆斷層，南至各組煤層露頭，北部分別到丙組-300 m、丁組-550 m、戊組-570 m、已組和庚組-500 m水平，戊煤組-550 m，己組和庚煤組-700 m底板等高線與十一礦為界。全礦井絕對瓦斯涌出量為7.90 m3/min，相對瓦斯涌出量為4.02 m3/t，屬瓦斯礦井。

2 工作面概況

戊9-10-22200綜采工作面東起戊二下延軌道下山保護煤柱，西至鄭堯高速保護煤柱線，其上為戊9-10-22180規劃面，下部為礦井邊界。該采面煤層賦存穩定，走向長度1 852 m，采長185 m，煤層厚度在0.7 m～3.1 m之間，平均煤厚2.4 m，煤層傾角10 °～15 °，一般在13 °左右，可采儲量109萬t。采用單一走向長壁后退式采煤方法，綜合機械化采煤工藝，全部垮落法管理頂板。工作面采用上行風通風，風量為1 800 m3/min，瓦斯絕對涌出量為3.62 m3/min，相對涌出量2.44 m3/t。

3 瓦斯傳感器分布情況

戊9-10-22200綜采工作面共布置瓦斯傳感器4個，分別在采面上隅角，采面上口機尾向外10 m內，風巷中部及距風巷外口10～15 m范圍內。傳感器垂直懸掛在巷道的上方，距頂板不大于300 mm，距巷幫不小于200 mm，報警濃度為≥0.5%，斷電濃度為≥0.8%，復電濃度≤0.5%，斷電范圍為工作面及其機軌巷內的全部非本質安全型電氣設備。傳感器每周調校一次。如圖1所示。

4 瓦斯安全管理及效果

4.1 瓦斯安全管理措施

①在采面投產前風巷瓦斯傳感器必須按規定裝備齊全，懸掛在規定位置，且傳感器與煤壁之間嚴禁存放帶電設備。

②上隅角及采面上口傳感器的外移工作必須由當班班長負責，當班瓦斯檢查員負責督促。全隊職工都應有責任保護好瓦斯監測傳感器，不得隨意碰撞和灑水，造成傳感器監測數據失真和誤斷電現象。

③上隅角和下隅角必須使用擋風簾，擋風簾覆蓋機巷下幫不低于5 m，采面不低于10 m，上隅角掛風簾長度不低于10 m，避免上隅角瓦斯積聚。

④采煤上、下口老空區必須采取封堵措施，防止漏風。下口老空區使用編織袋配合珍珠鹽進行封堵，上口老空區在使用編織袋和珍珠鹽封堵之后再使用黃泥涂抹表面進行封閉。

4.2 采取瓦斯管理措施后的瓦斯情況

束管監測系統檢測數值，如圖2所示。

通過束管監測系統所反映的情況來看，老空區的瓦斯含量最高達到2.1%，最低在1.7%，基本在2.0%上下；上隅角瓦斯含量最高達到1.19%，最低在0.79%，基本在1.0%上下；回風流瓦斯含量則相對較低，最高達到0.65%，最低在0.39%，基本在0.5%上下徘徊。充分說明在采取了相應的瓦斯安全管理措施后仍舊達不到安全生產的要求，因此必須采取瓦斯治理專項措施。結合現場實際情況，瓦斯抽放是最經濟、最合理的瓦斯專項治理措施。

5 瓦斯抽放泵的選型、管路布置及抽放方法

5.1 瓦斯抽放泵的參數及組成

根據工作面實際情況，確定選用型號為2BES42型礦用防爆真空泵。排氣量：0～150 m3/min，極限真空度：-81 kPa，功率200 kW，電壓：660 V，電機型號為YBSS200，外型33 m×2 m×1.5 m。該套泵站所有設備均安裝在平板車上，共有設備：水環真空泵1臺，氣水分離器一套，電動機1臺，防爆開關1臺，放水器4個，出渣器2個。瓦斯斷電使用KG4N監控系統中的2臺甲烷傳感器，一臺安設在泵站回風側，斯濃度達到0.5%時瓦斯斷電儀自動切斷泵站的所有電氣設備；另一臺安設在排放管口下風側30 m處，局巷道頂板300 mm，報警點、斷電點為1%，瓦斯濃度達到1%時瓦斯斷電儀自動切斷泵站的所有電氣設備。

5.2 瓦斯抽放泵的安設

瓦斯泵站安設在回風巷外段新鮮風流內。在旁邊設置一個長1.5 m，寬1.2 m，深0.8 m的水箱2個，用于抽放泵的循環用水。抽放泵的用水直接排到水溝內流至-570水倉內，瓦斯濃度觀測孔設在排放管側，排放口設置在戊組總會內。瓦斯抽、排放管均采用φ200 mm的無縫鋼管，瓦斯排放管長120 m，排放管路出口設置警示標志，管口下側設置1個甲烷傳感器；瓦斯抽出管路長1 800 m。抽放泵站及管路布置圖，如圖3所示。

5.3 抽放方法

采用邊采邊抽的方法。戊9-10-22200綜采工作面自然發火期為6～12個月，自燃等級一級，為了防止老空區自然發火，并根據實際經驗確定每班抽方瓦斯4～6 h。抽放管路末節使用φ200 mm，長6 m的玻璃鋼軟管，管口使用鋼絲過濾網包裹，以防止渣塊進入管路。軟管伸入老空區1.5 m左右。采面每推進6 m拆卸一次無縫鋼管（一根φ200 mm的無縫鋼管的長度），拆卸無縫鋼管在停泵期間。

6 瓦斯排放安全濃度校檢

該泵排出瓦斯進入戊組總回風巷中，而戊組總回風巷瓦斯濃度必須小于1%。先戊組總回風巷中瓦斯濃度最大為3%，風量最大為1 800 m3/min，按該泵排量最大為60 m3/min，取最大瓦斯濃度4%，則使戊組總回風巷瓦斯濃度增加0.14%，總瓦斯濃度為4.4%，符合《煤礦安全規程》要求。

7 瓦斯抽放泵的操作及注意事項

7.1 開 機

瓦斯抽放泵在開機時要注意以下一些事項：首先要檢查瓦斯泵同軸度和軸承架的黃油是否足夠，然后再放入清水清洗10分鐘，以便放出污水。其次，要檢查泵及其他設備能否投入工作，關閉備用泵的進水和進氣、排氣閥門。第三，要操作電器系統，試啟動檢查運轉方向是否正確，正確即可正常運轉，使抽放泵投入正常使用，然后再緩緩開啟進氣閥門，調節各閥門，使抽放泵各抽放參數達到合理要求。第四，還要保持軸承溫度不超過外界溫度50 ℃，實測的最高溫度不大于75 ℃，并保持供水壓力0.02～0.08 MPa排水溫度不大于40 ℃。此外，在還要注意注水和水封的情況是否正常以及轉速和軸承功率是否穩定等等，要時刻觀察抽放泵的運行狀況，發現異常時要及時向領導匯報。

7.2 停 機

瓦斯抽放泵在停機時需要注意的事項主要有：首先是停機前先檢查各相應設備能否進入停機規程中，切勿操作過急，以免操作不當導致事故和機器的損害。其次是按照操作規程的要求關閉進氣閥、切斷進氣，同時還要及時切斷電機電源，使抽放泵處于停機狀態。第三要檢查好進水管閥門及排水管閥門是否已經關閉到位，這里值得注意的是，當需要停機的時間在兩天以上時，還應該放出泵內積水。最后需要強調的是，當遇到緊急情況（比如停電）時，除了要迅速關閉工作系統外，還要立刻向上級單位匯報，以免延誤處理時機，影響應急預案的啟用。

7.3 放水管理

泵站司機要及時抽放站附近放水器內的積水，確保泵站運轉穩定，抽放負壓、流量正常，停泵后和開泵前必須放水，保證放火器內無水，方可開泵。

抽放泵停開一天以上須將泵體內的水從泵體下部放完，以免泵體銹蝕。

8 采取瓦斯抽放措施后的瓦斯情況

通過束管監測系統所反映的情況來看，采取瓦斯抽放措施后老空區的瓦斯含量最高達到1.2%，最低在1.02%，基本在1.1%上下；上隅角瓦斯含量最高達到0.7%，最低在0.32%，基本在0.4%上下；回風流瓦斯含量則相對較低，最高達到0.35%，最低在0.18%，基本在0.22%上下徘徊。說明在采取了瓦斯抽放措施后達到安全生產的要求。

9 結 語

通過瓦斯抽放措施前后瓦斯情況對比，充分說明了瓦斯抽放措施起到的重要作用，有效的降低了采面回風流中的瓦斯含量，達到了采面安全生產要求，保證了采面的安全生產，值得煤炭系統的工程技術人員做進一步的探討和研究

參考文獻：

[1] 聶敏忠.朱莊煤礦高位鉆孔瓦斯抽放技術的應用[J].煤炭科學技術，

2008，（36）.

[2] 張建國，林柏泉，葉青.工作面卸壓區淺孔瓦斯抽放技術研究[J].采礦與 安全工程學報，2006，（4）.