浅谈煤矿瓦斯管理与治理技术
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摘 要：瓦斯是我国煤矿的主要灾害因素之一，从每年的事故统计中来看，绝大多数是由于瓦斯爆炸，约占特大事故总数的70%左右。本文中笔者结合大黄山豫新煤业有限责任公司瓦斯治理技术的经验，谈几点粗浅认识，以便和同行交流与学习。
关键词：瓦斯防治；抽放；安全
中图分类号：TD712 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2011）0020(C)-0212-02
前言：我国是世界上最大的产煤国，也是煤矿瓦斯灾害最严重的国家，全国煤矿年瓦斯涌出量在100亿m3以上。在统计的635处原国有重点煤矿中，高瓦斯和突出矿井有280处，约占44.1%。瓦斯是我国煤矿的主要灾害因素之一，它是由赋存在井下煤层中的有害气体受采动的影响释放到开采空间的有害气体的组成，其主要成分为甲烷。瓦斯煤尘爆炸、煤与瓦斯突出等灾害严重威胁着我国煤矿的安全生产，从每年的事故统计中来看，煤矿发生一次死亡10人以上的特大事故中，绝大多数是由于瓦斯爆炸，占特大事故总数的70%左右，为此，瓦斯爆炸被称为是我国煤矿安全的“第一杀手”。如何治理和防治瓦斯事故的发生，应引起煤矿各级领导及煤矿管理人员的高度重视，并对其进行认真分析研究，从理论和实际工作中找出解决办法，防止和避免重大事故的发生。
一、矿井概况
大黄山豫新煤业有限责任公司是农六师国有控股企业，其前身是大黄山煤矿。煤矿建于1958年，分一号井、七号井两对矿井开采。两井原设计生产能力分别为15万吨和9万吨，现核定生产能力分别为16万吨和10万吨。
七号井：所采煤层属急倾斜近距离厚煤层群，侏罗系下八道湾组，共含煤6层，煤层总厚度约41.2m。煤层的透气性系数在0.68―1.01m2/MPa2.d之间。瓦斯储量为31702.47万m3，现水平煤层瓦斯最大压力0.72MPa。煤层瓦斯含量为3.47―5.66m3/t。矿井相对瓦斯涌出量76.9m3/t，绝对瓦斯涌出量13.29m3/min，矿井瓦斯等级属高瓦斯矿井。
一号井：所采煤层属缓倾斜近距离厚煤层群，侏罗系下八道湾组，共含煤6层，煤层总厚度约37.08m。煤层的透气性系数在0.319―2.823m2/MPa2.d之间，瓦斯储量为34888.194万m3。矿井煤层瓦斯现水平最大压力1.06MPa，深度每100m下降瓦斯压力增加0.41―0.67MPa。现水平煤层瓦斯含量为5.06m3/t，深度每100m下降瓦斯含量增加2.36m3―3.3m3。矿井相对瓦斯涌出量29.66m3/t，绝对瓦斯涌出量37.08m3/min，矿井瓦斯等级属高瓦斯矿井。
（一）大黄山豫新煤业有限责任公司瓦斯治理现状
大黄山豫新煤业有限责任公司所属矿井的瓦斯灾害异常严重，历史上的多次瓦斯事故曾给企业带来了极大的危害和惨重的损失。从58年建矿以来曾发生5起瓦斯爆炸事故。从1983年开始建立瓦斯抽放系统，84年形成了抽放能力为64m3/min的瓦斯抽放系统。随着矿井的改扩建项目实施，对矿井的瓦斯抽放系统进行改造，2005年形成了抽放能力为180m3/min瓦斯抽放系统。经过50年的不懈努力和探索，逐步形成了较为完善的瓦斯抽放技术和瓦斯监测、监控系统，监测监控系统选用重庆煤科院的生产的KJ90系统，全套系统配置管理64个分站，可扩展为128个，1024个输入量，512个控制量。目前，两矿井已经连续19年没有发生煤与瓦斯爆炸事故，今年我们将抽出的矿井瓦斯进行充分利用，建立16×500KW瓦斯发电厂，为企业提供电能，保护环境，创造效益。
（二）大黄山豫新煤业有限责任公司瓦斯治理技术经验
1、对临近煤层进行瓦斯抽放
采区巷道施工前，在已有巷道中施工瓦斯钻场、钻孔，穿透各煤层的瓦斯抽采钻孔，然后并网进行瓦斯抽放，预抽时间至少半年以后才安排巷道的掘进工作。今年七号井799水平东翼走向长度2000m，每隔30m施工一个钻场，每个钻场施工12个穿透中大煤层的钻孔，钻孔孔径Φ75mm，钻孔最大深度约120m，共施工钻场67个，钻孔长度16804m；一号井780水平东翼走向长度1800m，每隔30m施工一个钻场，每个钻场施工16个穿透中大煤层的钻孔，钻孔孔径Φ75mm，钻孔最大深度约180m，共施工钻场60个，钻孔长度97921m，钻孔平面上呈扇形重叠布置。邻近煤层通过这些钻孔进行抽采，矿井瓦斯抽采钻孔的终孔间距为6―8m。
2、工作面上偶角及空区瓦斯采用埋管和布置走向高低位钻孔进行抽放
为解决工作面瓦斯超限问题，大黄山豫新煤业有限责任公司对工作面上偶角及采空区的瓦斯进行了抽采。上隅角埋管抽放：在工作面回风顺槽铺设一趟直径为Φ108mm支管，外接4―5根Φ100钢丝弹簧胶管作为吸管对上隅角进行抽放。采空区瓦斯抽放采用高低位钻孔抽放法，钻场间隔30m，每个钻场布置6个钻孔；相邻两个高位钻场之间的钻孔必须有部分在平面上重叠，其长度不小于20m。
3、本煤层瓦斯抽放
工作面机巷沿工作面倾斜方向，每隔30m布置顺层钻孔，其孔深为工作面斜长的2/3。孔间距8―10m，孔径为Φ75mm，同时，在两孔之间增加一交叉钻孔，孔深适当处长1至2m，孔径Φ75mm。风巷每隔30m亦布置顺工作面方向的下向钻孔，孔长为工作面斜长的1/3。顺层钻孔前期预抽瓦斯，瓦斯衰减后采用高压进行煤体注水。
4、掘进工作面边抽边掘
由于矿井预抽时间、抽放效率等因素存在，巷道掘进工作面平均配风量200m3/min，风排瓦斯在炮后经常瞬间超限，造成安全隐患，影响施工进度，采取边抽边掘方法后，消除了风排瓦斯在炮后经常瞬间超限就问题，掘进速度由原80―100m提高到150―200m。
5、封孔技术
原瓦斯钻孔封孔采用水泥砂浆进行封孔，钻孔施工期长，影响瓦斯抽放时间，后引进聚氨脂封孔，套管固定时间由原来的几小时缩短到几分钟，加快了钻孔施工速度。
（三）瓦斯治理管理经验
结合多年的抽放实际，总结出了适合大黄山煤矿特点的瓦斯抽放措施：“多钻孔钻密孔，严封孔勤排水，多方法长期抽形成固定抽放和移动泵站相结合分区域抽放模式”。从根本上为矿井瓦斯灾害的治理奠定了基础。
1、矿井实行通风瓦斯调度值班制度。严格瓦斯巡回检查制度，及时反馈井下瓦斯等有害气体涌出信息，加强对瓦斯涌出异常现象的分析和治理；
2、认真落实瓦检员的岗位责任制。严格放炮管理制度和瓦斯检查制度，杜绝空班漏检；杜绝瓦斯超限区、点，一旦出现瓦斯超限区、点，按《煤矿安全规程》的有关规定，及时妥善处理；
3、实行干部跟班下井制度。严格干部跟班下井制度，保证各采掘面每班有副队长、队长以上干部跟班、严格调度和监控中心值班制度，发现井下瓦斯超限及时向值班领导汇报，值班领导必须及时做出处理措施并跟踪落实制、实行安全追究制；
4、实行动态管理。加强安全监控系统的使用维护、管理工作及系统功能的不断完善，及时掌握井下各种安全动态信息，实行安全工作动态管理；建立瓦斯抽放规律性和数据统计分析，使瓦斯抽放管理工作趋于规范。
结束语：煤矿瓦斯治理与管理是煤矿安全管理的重要环节，除了完善可靠的安全装备和采取有效的措施外，还应加强安全管理和安全监督。瓦斯事故工作是一项系统工程，只有煤矿企业要加大瓦斯管理投入，推出有效的对策和措施，健全各项规章制度，瓦斯爆炸事故才能大幅度地减少，煤矿的安全状况才能得到根本好转。
作者单位：新疆百花村股份有限公司
作者简介：温成新，1992年毕业于新疆煤炭专科学校，任新疆大黄山豫新煤业有限责任公司副总工程师兼项目部主任。
参考文献：
[1]李学来,刘见中.瓦斯灾害治理新技术[J].中国安全科学学报,2004(7).
[2]王联,黎静,颜晓花.瓦斯爆炸的原因及事故预防措施[J].煤矿现代化,2007(76).