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瓦斯综合防治措施在兴安煤矿的应用

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[摘 要]通风是治理瓦斯的基础,抽采是治理瓦斯的治本之策,监控是防治瓦斯事故的有效手段,管理是瓦斯治理工作的保障。瓦斯治理工作,做为矿井防灾减灾工作的重中之重,只有采取综合防治方法,全矿井群策群力,整体配合,才能取得好效果。

[关键词]矿井通风;瓦斯;瓦斯预抽;监测监控

中图分类号:TF046.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)41-0249-01

序言

兴安煤矿是“一五”期间由前苏联援建的156项重点工程之一,1956年7月建成投产时设计能力为150万吨,后经过三次改扩建,设计能力增加到450万吨,现核定生产能力240万吨。兴安矿通风方式为中央并列压入式,分区通风,中央副井和九层斜井联合入风,多风井排风。经抚顺煤科院2005年3月10日鉴定为煤与瓦斯突出矿井。近年来,我矿认真贯彻落实瓦斯治理12字方针(“先抽后采、以风定产、监测监控”),努力构建“16”字工作体系(“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位"),不断优化通风系统,坚持以瓦斯抽放为主,持续加大防突工作力度。

一、优化通风系统,坚持以抽为主,强化生产过程中的瓦斯治理

㈠优化通风系统,实现稳定可靠。

一是实施降阻增风工程,确保通风系统顺畅。恢复失修总排风巷道4条,共计870米。二是简化矿井通风系统,健全采区专用回风巷。补掘二水平南33层大巷及石门650米,将二水平南21、27层大巷及二水平北大巷改为专用回风系统。三是补掘回风井,增加回风能力。针对矿井南部通风路线长、阻力大的实际,新掘南部回风立井450米,补掘中九层四号斜井地面段立井,矿井水柱下降10mm。四是进行合理改造。掘送中七D一号井2―3水平段500米,对中七D二号乘人缆车井进行改造,解决了升入井人员在回风流中的安全问题。

㈡坚持应抽尽抽,做到效果达标。

一是制定抽放规划,落实抽采措施。坚持执行瓦斯治理“一面一策”制度,对年内所有高瓦斯采掘工作面均逐个提前制定了有针对性的瓦斯综合治理措施,并认真组织实施,留足预抽预排瓦斯的时间。在抽采过程中努力提高抽放钻孔施工速度和质量,保证了抽采流量和瓦斯浓度。

二是加大预抽力度,实现应抽尽抽。针对矿井煤与瓦斯突出日益严重的状况,建成第二套瓦斯抽放系统、向四水平接设永久抽放管路4352米,为实现应抽尽抽提供了保证。

三是加强工作面瓦斯治理技术,消除瓦斯影响。坚持做到“三个同步”,即:采掘工作面抽放设计与采区设计同步进行,采区准备巷道施工与施工抽放钻场和钻孔同步进行,预抽区域和防突区域施工开拓准备巷道与施工抽放钻场、钻孔同步进行。采用高位长钻孔抽取法、仰角钻下透气套管抽取法、采空区密闭抽取法、上隅角埋管抽取法、本层预抽法、邻近层卸压瓦斯抽取法、大直径水平长钻孔和顶板孔替代高抽巷技术进行抽采。矿井瓦斯抽采率45.5%,工作面抽采率48%―71%。

二、区域解突,先抽后采,从根本上消除突出危害

㈠开采保护层,实现区域消突。

2005被鉴定为煤与瓦斯突出矿井以来,我们坚持从设计入手,进行区域规划,通过开采保护层进行区域消突,至今以累计开采保护层工作面10个,保护面积180.2 m3,解放高瓦斯煤层储量1182万吨,开采保护层煤量20完吨,实现了局部防突与区域治理并重的转变。例如,我矿三水平南23、24、27层一四区,储量300万吨,23、24层间距30米,24与27层间距35米。我们针对23、24层瓦斯含量6.5―7.2 m3/t,瓦斯压力在0.6―1.2 Mpa,27层瓦斯含量为4.6 m3/t,且不具备突出危险的实际,采取上行开采顺序,先采27层,开采下解放层,解放23、24层。在开采过程中同时抽采23、24层瓦斯,瓦斯抽放浓度在35%―72%,工作面瓦斯涌出量在20―35 m3/min时,工作面抽采率达到50%―76%。经27和24层开采后,现采23层时,工作面日产量在6000T―8000T时,瓦斯涌出量仅为2―3m3/min,做到了开采保护层并实现了区域消突。

㈡预抽煤层瓦斯,实现区域消突。

我矿自2006年开始对井下进行采前高瓦斯区域预抽,至今已对4个区域进行预抽,累计预抽瓦斯1371 m3,解放14个工作面,实现了区域消突。例如:我们根据四水平首采区17层一四区一段瓦斯含量 6.1m3/t,储量160万t,瓦斯储量 976 万m3,且11层与17层间距150米以上,不具备开采保护层的实际,有针对性的进行预抽煤层瓦斯,实现了区域消突。

一是进行突出危险性预测范围。具体采取开拓后区域预测的办法,施工预测钻孔不少于6个,根据瓦斯压力含量从预测结果划分出无突出危险区和突出危险区范围。二是预抽煤层瓦斯区域防突措施。三是进行区域措施效果检验和区域验证。采用直接测定煤层残余瓦斯压力和含量的方法进行预抽煤层瓦斯区域措施消突效果检验。。

㈢加强局部消突,实现石门安全揭煤。

一是完善地质保障系统。在地质构造、煤层赋存情况不清的情况下。⑴采取超前钻孔探煤、探瓦斯措施,钻孔深度不少于120m,钻孔与工作面距离不小于20米。⑵在采取超前钻孔的同时,场子前进每循环打5米探眼,不少于3个,防止了岩巷掘进误揭煤情况。

二是采取石门防突措施。对采用综合指标法和钻屑瓦斯解吸指标法测定有突出危险的工作面,在揭煤工作面距煤层最小法线距离10m以前施工钻孔,每个石门布置施工至少33个钻孔,钻孔呈扇形布置,同一方位布置3个钻孔(上、中、下),钻孔间距0.5m,钻孔穿透煤层全厚落点煤层顶板,水平间距5m,钻孔长度55―200m。钻孔施工完采用预抽瓦斯或排放钻孔防突措施。

三是进行石门揭煤措施效果检验。采取钻屑指标方法检验措施效果,即测定钻屑瓦斯解吸指标h2或残余瓦斯压力P。检验孔数为5个,分别位于石门的上部、中部、下部和两侧,终孔位置应位于防突措施控制范围的边缘线上。

采取局部防突措施后效果检验残余瓦斯压力P在0.5MPa,h2在200pa以下时,我矿采取了反向风门、避难峒室、压风自救和执行千米放炮等安全防护措施。2007年以来,共安全石门揭煤22次。

结语

瓦斯治理工作,做为矿井防灾减灾工作的重中之重,只有采取综合防治措施,在这些措施中,通风是治理瓦斯的基础,抽采是治理瓦斯的治本之策,监控是防治瓦斯事故的有效手段,管理是瓦斯治理工作的保障,全矿井群策群力,整体配合,才能取得好效果。

参考文献

⑴国家煤矿安全监察局编制《防治煤与瓦斯突出规定》读本

⑵马维绪,《煤矿通风与安全技术》是煤炭工业出版社出版

⑶周世宁、鲜学福、朱旺喜,《煤矿瓦斯灾害防治理论战略研讨》[M].徐州:中国矿业大学出版社

⑷龙煤集团鹤岗分(子)公司生产技术文件汇编

作者简介

张云龙(1971―),男,黑龙江省鹤岗市人,采矿工程本科学历,现任龙煤鹤矿集团兴安煤矿设计室主任,主要从事矿井开拓及采区设计。