淺析礦井瓦斯治理技術方案

南政民

（山西汾西礦業集團賀西煤礦,山西 柳林 033300）

淺析礦井瓦斯治理技術方案

南政民

（山西汾西礦業集團賀西煤礦,山西 柳林 033300）

摘要：賀西煤礦通過開展瓦斯治理工作體系建設，提高了煤礦瓦斯治理水平，有效遏止了煤礦瓦斯事故的發生。

關鍵詞：礦井；瓦斯；治理；方案；措施

1　通風、抽采、監控系統概況

1.1通風系統

賀西煤礦開采山西組3#、4#煤層，煤層自燃傾向性等級為III類，屬不易自燃煤層，煤塵具有爆炸性，爆炸性指數為23％。礦井為高瓦斯礦井， 2013年礦井瓦斯等級鑒定為：絕對瓦斯涌出量70.34m3/min,相對瓦斯涌出量22.67m3/t。

礦井通風方式為分區抽出式，礦井共有三個進風井，兩個回風井。總進風量18057m3/min，總回風量為18468m3/min，有效風量為17027m3/min，有效風量率為91％。采煤工作面全部采用“U”型、“Y”型沿空留巷通風系統。掘進工作面全部采用壓入式局部通風機通風，并實現了“雙風機雙電源”和“三專兩閉鎖”管理。

1.2抽采系統

賀西礦現有三個瓦斯抽采泵站分別為薛家嶺抽放泵站、薛家嶺新建泵站、獨胡峁瓦斯抽放泵站，總額定抽采能力為2620 m3/min，礦井實現了分區、分源抽采。

1.3瓦斯監控系統

我礦使用KJ-95N煤礦安全監控系統，瓦斯監控系統運行穩定，斷電可靠，能做到瓦斯超限報警、監控設備發生故障后系統及時斷電。瓦斯傳感器報警值、斷電范圍、斷電時間全部按照相關規定設置，各類傳感器備用量符合要求。系統覆蓋了井下各采區變電所、各區域及總回風巷、各采掘工作面及其巷道、各軌道巷、各皮帶運輸巷、中央水泵房等；井上原煤筒倉及操作室、精煤筒倉及操作室、皮帶走廊、洗煤廠、瓦斯抽放站、主通風機房、熱風機房等。瓦斯監控主備機、服務器設備已按照《礦井標準化范化》要求更換為IBM服務器。系統至今運行穩定可靠。

2　瓦斯治理方案

2.1優化通風系統

通風能力是瓦斯治理的基礎，也是提升礦井生產能力的關鍵。為進一步優化簡化礦井通風系統，我礦在中嵋芝施工進、回風井，中嵋芝回風井井筒工程已經完成，中嵋芝進風井井架工程已經完工。

我礦對采區進風大巷、回風大巷（三采3#軌道巷、4#軌道巷、4#回風巷、二采回風巷）進行巷修及擴刷巷道，保證巷道通風斷面，減小巷道阻力，有效保障了礦井通風；二采區主扇通過加裝鐵插板，減少了主扇外部漏風，加大了礦井有效風量，提升了礦井主扇運行效率。

我礦對3#和4#煤的回采工作面順槽內錯30米布置，使4#煤工作面順槽避開應力集中區，減少了巷道變形量，保證了通風斷面。

2.2合理上限配風

我礦嚴格按照汾煤通函【2012】45號《山西焦煤集團公司關于“變下為上，變高為低”暫行管理規定執行。

采掘工作面配風嚴格按照1.7倍富裕系數進行上限配風，現回采工作面瓦斯絕對涌出量最大地點為3301回采工作面，掘進工作面瓦斯絕對涌出量最大地點為3312材巷。

2.3建立立體抽采網絡，提高抽采能力

建立以地面鉆井、區域預抽、高抽巷、底抽巷、本煤層、鄰近層、裂隙帶、采空區、上隅角等多形式多方位井上下綜合立體化抽采網絡，通過立體化的抽采，加大了瓦斯抽采量，降低了風排瓦斯量，使我礦實現高瓦斯礦井低瓦斯狀態生產。

2.3.1瓦斯抽采系統改造

瓦斯抽采系統決定了礦井瓦斯抽采的效果，為了保證瓦斯抽采效果可從三個方面進行礦井抽采系統改造，即：增大瓦斯抽采能力、優化抽采管路布置、合理分配抽采能力。

為提高抽采系統能力，2012年我礦在薛家嶺泵站附近新建一座瓦斯抽采泵站對礦井瓦斯抽采系統進行擴能。2006年至現在我礦礦井抽采各項指標明顯提高。

2.3.2開展井下區域預抽

2012年，賀西礦完成區域預抽鉆孔進尺134282米，區域預抽面積為115.4萬m2。區域預抽是通過大面積施工瓦斯抽采鉆孔，超前掩護將來的采掘工作面。形式主要有：開展超前鉆孔掩護煤巷掘進瓦斯預抽、順層鉆孔煤層區域瓦斯預抽本煤層瓦斯治理模式、大孔徑鉆孔代替高抽巷、底板瓦斯抽采巷上向網格式穿層鉆孔鄰近層瓦斯治理模式等。

其中底板專用瓦斯抽采巷結合穿層鉆孔預抽抽采模式，能夠高效實施突出煤層區域消突措施。賀西礦結合煤層賦存條件和采掘巷道布置，在下組煤（6#煤）開掘一條巷道為專用瓦斯抽采巷（314底抽巷），同時向3#、4#煤施工穿層孔，對各煤層進行區域性預抽和消突，又能在煤層回采過程中作為瓦斯排放巷。

我礦合理規劃區域預抽，通過使用千米鉆機及澳鉆施工長距離預抽遞進式鉆孔，消滅了“拼刺刀”式掘進。

2.3.3地面鉆采及利用

在不斷加強井下瓦斯綜合治理的同時，集團公司著眼長遠，于2011年與晉城藍焰集團公司合作在我礦井田范圍進行地面鉆井抽采進行消突，在地面施工鉆孔直接抽采井下未受采動影響的區域。

瓦斯利用，我礦于2009年年底建成薛家嶺瓦斯發電站，2011年4月并網發電，2011年累計利用瓦斯量為92.25萬m3，2012年累計利用瓦斯量為670.98萬m3，累計發電1525.46萬度。

3　多措并舉，加大瓦斯管控力度

3.1采掘管理

通過采用保護層開采及多形式瓦斯預抽方法，使3#煤回采工作面實現了“Y”型通風，4#煤回采工作面實現了 “U”型通風，掘進工作面全部采用局部通風機壓入式供風。現采、掘工作面除回采工作面上隅角局部區域（切頂線往里）瓦斯濃度在1％左右，其他風流中瓦斯濃度都保持在0.4％以下。采煤機正常割煤時，保持2m/min的截割速度。掘進機正常掘進時，保持1m/h的截割速度。并且采煤機與掘進機全部安設了機組瓦斯報警儀，瓦斯濃度在0.8％的基礎上又降低0.2％進行預警，當采、掘工作面任何一個瓦斯傳感器瓦斯濃度達到0.5％時，必須放慢截割速度；當任何一個瓦斯傳感器達到0.6％發出預報警時，必須停止采掘機作業，查明原因，進行處理。

3.2爆破管理

（1）爆破作業按要求編制爆破作業說明書，內容符合《規程》規定要求，采掘工作面爆破嚴格執行“一炮三檢”、“三人聯鎖”及“放炮斷電”制度。

（2）井下所有放炮地點全部安裝了放炮噴霧裝置，實現了放炮自動噴霧。

（3）吸取西山德順煤業“3.22”北回風巷一氧化碳超限事故教訓，按照汾煤通發445號文件規定，對我礦跟班領導、跟班隊干、安全員、瓦檢員及相關人員配備了便攜式一氧化碳測定儀，及時監測爆破過程中產生的CO，并通過一系列實驗驗證，要求在爆破作業中，一次性起爆炸藥量不得超過10kg，有效減少了爆破過程中造成有害氣體超限現象。

4　積極開展瓦斯地質研究

2010年8月賀西礦與河南理工大學共同研究開發了瓦斯地質動態預警系統技術項目，本項目研究成果對賀西礦主采煤層的瓦斯治理及煤與瓦斯突出防治工作提供了依據，并不斷積累瓦斯地質基礎數據和技術經驗。2010年12月，瓦斯基礎參數測試報告編制完成提交。2011年12月瓦斯地質災害預警系統完成。2012年與中國礦大合作完善數據收集進行分析，進而完善系統，對地質災害進行有效預警。

5　嚴格落實三級“四位一體”防突措施

礦井設置了瓦斯抽采防突專業隊伍，成立了探放區和防突科，探放區下設抽放隊、探水隊，防突科下設防突隊和瓦斯防突實驗室。由瓦斯防突實驗室對煤與瓦斯突出的各單項指標進行測定，井下利用WTC-2型瓦斯突出預測儀對井下現場進行快速的煤與瓦斯突出指標的預測與檢驗。

我礦瓦斯等級鑒定為高瓦斯礦井，根據中國礦業大學對我礦3#、4#煤層突出危險性的鑒定結果，3#煤層標高+578m以上沒有突出危險性，4#煤層在標高+580m以上沒有突出危險性。由于相鄰的沙曲礦為突出礦井，隨著礦井煤層向深部的開采延伸，瓦斯壓力及瓦斯含量的增加，下一步可能會升級為突出礦井，我礦現在嚴格按照“高瓦斯礦井按突出管理”的模式進行管理。在日常的瓦斯防治過程中除了嚴格執行兩級“四位一體”外，結合防突工程過程控制需要，提出了防突管理“四位一體”，建立了“區域四位一體、局部四位一體和管理保障四位一體”的三級“四位一體”防突管理體系，三級“四位一體”的嚴格執行，有效防止了煤與瓦斯突出事故的發生。

6　結語

賀西煤礦根據瓦斯涌出的特點，采取了相應的措施和技術手段，為日后的安全生產打下了良好的基礎。