過地質構造帶的瓦斯防治措施

董健

琿春礦業集團板石煤業有限公司 吉林琿春 133300

1 工程概況

某礦位于永城境內，開采深度大，井下斷層多、地質構造復雜。薛湖礦在井筒揭煤、井底車場揭煤及首采區揭煤期間，分別進行突出危險性鑒定，瓦斯壓力為0-1．65MPa，煤破壞類型為Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類，在井底構造帶附近煤巷掘進期間發生幾次動力現象。根據兩礦開采實踐表明，一旦遇斷層、褶曲等構造時，瓦斯涌出及動力現象明顯，打鉆過程中頂、卡鉆、噴孔現象時有發生。因此，針對某礦區深部開采作業過程中過構造的瓦斯治理工作需進行特殊研究

2 瓦斯綜合治理技術手段

2.1 通風防治瓦斯

理論方面而言，煤層滲透性較差，致使瓦斯抽放程度也不高，并且瓦斯滲流規律目前還尚未有一個合理的定論，所以瓦斯事件發生頻率持高不下。為了降低瓦斯安全事故的發生率可以選擇通風方式防治瓦斯。

（1）巷道及通風系統。巷道是設立在煤層中的，想要降低煤層風化程度并降低瓦斯產出，主要巷道需使用錨網噴支護，利用噴射混凝土封閉巷道四周；通過強制性通風能夠有效避免瓦斯積累，保持通風的穩定性和連續性，保證煤礦工作開展地點及生產巷道通風量充足，風速合適，瓦斯濃度控制在《煤礦安全規程》規定的合理范圍內；留置兩條專用回風巷，通風巷內禁止實施生產工作和放置設備，員工對巷道實施維修時，必須確保瓦斯體積分數在15‰，專用回風巷風速要高于0．5m/s。

（2）局部瓦斯聚集處理方法。如果出現局部瓦斯聚集的情況，可以通過以下幾種方式來進行處理：（1）引導巷道風流穿過瓦斯聚集局部，稀釋瓦斯濃度，這是一種操作方面，且行之有效的方法。需要特別提醒的是，對于瓦斯濃度較高的局部處理時，要檢測其出風側，如果瓦斯濃度過高，要馬上降低風量或停止；（2）有關封閉墻前的瓦斯聚集處理，需要從兩方面入手：其一，提高堵漏措施效率，從根本上消除；其二，利用伸縮骨架風筒，通過礦井風壓導風方法進行處理；（3）關于開采工作面采煤機周圍的處理，需要提高工作面進風量，基于對應降塵手段實施的基礎上，最大限度提升工作面風速，但要保證低于4m/s；（4）巷道頂板四周的處理，可以通過提高巷道風速的方式，將風速控制在1m/s以內[1]。

2.2 瓦斯防突防治技術

防突技術總共涉及到三個階段：安全防護、防治技術措施和綜合防治。在最近的二十多年發展中，目前已經初步建成了危險預測、防突手段、效果監察及安全防護措施的瓦斯防治總體工作結構，提高了瓦斯防治技術水平。

（1）煤礦綜合防突技術。就綜合防突技術而言，目前我國國內大體上已經實現了煤與瓦斯突出危險預測、防突手段、效果監察及安全防護措施的瓦斯防治總體工作結構，成為適應本國煤礦安全事故預防，特色性較強的技術體系。實現了實時監控技術的自主性研發、大范圍預抽瓦斯技術、保護層的區域性防突技術等，并在實踐中驗證了其可行性。

（2）區域性防治煤與瓦斯突出技術。這一技術是根據各種情況選擇與之相適應的技術措施，實現對全過程動態監控。然而在實施保護層措施過程中，一定不能忽視首采層瓦斯治理、被保護層瓦斯抽放；如果要進行順煤層長鉆孔強化預抽瓦斯措施時，每個區域的突出危險性防治、預抽技術，預抽成果評估都需要給予高度重視[2]。

（3）煤與瓦斯突出危險性的預測預報技術。我國出臺的相關規程中有規定，出現過一次突出的礦井就屬于煤與瓦斯突出礦井。對于預測存在突出危險的礦井開采煤層，同樣將其劃分為突出危險礦井。我國煤礦中煤層的基礎事故預防，多在地質勘查中便開始布局，并以周邊礦井或環境相似礦井為標準，對其中存在危險性的信息分別統計和歸類，并對其詳細分析，從而獲得有關該礦井危險性的信息。

2.3 采用綜合技術措施治理構造帶瓦斯異常涌出技術分析

實踐表明，構造帶瓦斯治理具有相當的難度和受各種不可預見因素影響，僅僅采取一至兩種技術手段往往不能夠湊效。因此，結合已經取得的經驗和教訓，進一步提出了運用綜合技術手段治理構造帶瓦斯的思路。經過實際運用，取得了明顯的成效。見圖1。運用綜合技術措施治理構造帶瓦斯涌出的方法同傳統的在構造帶注入水玻璃封堵瓦斯涌出通道的做法相比較，具有明顯優勢：（1）以“放”代“堵”，充分釋放了瓦斯，而不是堵住它。讓構造帶積蓄的瓦斯通過安全的途徑釋放了出來，消除了隱患。大量抽排和釋放了斷層帶和本煤層瓦斯，減少工作面掘進時瓦斯涌出量，為安全生產、提高單進水平奠定了堅實的基礎。（2）克服了方法單一帶來的弊端。提出運用綜合技術措施治理構造帶瓦斯涌出方法是科學的，這個思路的提出是經過充分的實踐得出的[3]。事實表明，特殊復雜地質條件下治理瓦斯涌出方法必須是多樣的，要留有充分的余地。（3）影響意義深遠。采用綜合技術措施治理構造帶瓦斯涌出，一方面，保證高瓦斯煤層掘進工作面順利通過構造帶；另一方面，使特殊復雜地質條件-構造帶積蓄的瓦斯提前得到有效治理，從很大程度上減少了瓦斯賦存的總量，為下一步采煤工作面的安全回采提前做了準備。

圖1 工作面綜合技術措施治理

通過采用綜合技術措施治理治理特殊地質構造帶瓦斯異常涌出：從相當程度上杜絕煤礦因過地質構造帶瓦斯事故的發生，也就是直接減少了煤礦因瓦斯事故帶來的巨大經濟損失；大幅度提高了掘進工作面在通過構造帶時單進速度，使工作面由原來的停滯不前，提高到月進尺240m以上，使采煤工作面提前2個月投產；提出的采用綜合技術措施治理構造帶瓦斯有相當的科學性，為今后在特殊地質構造條件下治理瓦斯異常涌出方面積累了豐富的經驗，為礦區實現安全高效生產奠定了基礎。