煤礦瓦斯抽采現狀與整治對策研究

摘 要：現階段，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滯后、煤礦瓦斯抽采難度系數大、技術創新和基礎理論研究不足、煤礦瓦斯利用率不高等。東李煤礦是煤與瓦斯突出的礦井，瓦斯災害嚴重，發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狀，并基于現狀的分析提出行之有效的整治對策。

關鍵詞：東李煤礦；煤礦瓦斯；抽采現狀；整治對策

東李煤礦位于水塘向斜東翼，開采深度由+1500m～+1200m標高。根據《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系較為明顯，該礦區構造較復雜，瓦斯含量亦較復雜，構造對該礦區瓦斯含量有較大影響。2008年4月27日，礦井在117聯絡巷揭17號煤層放炮時，發生了煤與瓦斯突出，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果

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

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，其評價指標有兩個：煤層的透氣性系數（？姿）和鉆孔瓦斯流量衰減系數（d）。東李礦井實測瓦斯抽采難易程度指標及鉆孔瓦斯流量測定參數見表1。該礦井已建立有高、低負壓抽放系統，其中，高負壓系統用于煤層預抽和消突，低負壓系統用于采空區抽采，并采用了底板穿層鉆孔、本煤層、采空區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狀

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

現階段，東李煤礦正在開采首采采區最后一個區段。煤礦生產及輔助系統包括：開采系統，礦井通風，瓦斯、煤塵、火災防治，礦井運輸、提升，爆破材料及井下爆破，安全綜合管理等系統。但東李煤礦瓦斯、煤塵、火災防治、防治煤與瓦斯突出，其具體表現為：

（1）東李煤礦為煤與瓦斯突出礦井。

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

（3）東李煤礦地面設置了永久抽放系統，建立了高負壓抽放系統和低負壓抽放系統，抽放管路沿回風斜井、一甩道回風石門、1340回風大巷、1340回風石門、112回風上山、112運輸上山、1127運輸巷、1127回風巷、1128運輸巷、1128回風巷鋪設。

（4）安設有安全監測監控系統1套，配備主機2臺，監控系統為雙回路供電，下井主要技術人員與帶班負責人配備便攜式瓦斯檢測報警儀（見表2），東李煤礦設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，應及時修改礦井開采設計方案，編制礦井防突專項設計與抽放設計，并嚴格按照煤與瓦斯突出礦井進行設計與管理。此外，應成立瓦斯抽放隊與防突隊等專業瓦斯治理施工隊伍，配備各型號液壓巖石鉆機共六臺和相關的檢測儀器儀表，以增加煤層底板抽放工程和保護層開采區域性防突技術對策。

3.2 基于區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，切實做到不掘突出頭、不采突出煤，嚴防三超作業（超突出指標、超允采允掘距離、瓦斯超限）；加強防突與采掘工程配套管理，環環相扣，形成一整套既具嚴密性又具操作性的管理制度與操作方法。同時，完善安全防護措施，嚴把放炮關，嚴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系統的基礎上，完善安全監控系統，加強瓦斯檢查、瓦斯管理和局部通風，及時調節通風系統，減少了瓦斯超限現象，有效地杜絕了瓦斯事故。

到目前為止，礦井共掘進瓦斯抽放巷道1500多米，設置底板抽放鉆場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抽放、采煤工作面尾巷埋管與插管抽放，切實提高抽放質量。2011年，礦井進行通風系統改造，瓦斯抽放系統進行配套改造，在原有2套高低負壓抽放系統（90KW、55KW）的基礎上，新增一套獨立的220KW高負壓抽放系統，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的瓦斯發電機組需要。

4 結束語

綜上所述，煤礦瓦斯抽采與利用工程融合了生命工程、安全生產系統工程、效益工程和環保工程。基于此，各煤礦開采單位應該嚴格執行國家倡導的“監測監控、先抽后采、以風定產”的瓦斯整治方針，并就抽采系統工程設計、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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