高瓦斯礦井的瓦斯綜合防治技術(shù)
集團(tuán)超化煤礦礦井生產(chǎn)能力240萬(wàn)t/a。井下有5個(gè)生產(chǎn)采區(qū),開采標(biāo)高-300--100 m ,礦井瓦斯等級(jí)為高瓦斯礦井,煤層厚2.0-21 m,屬“三軟”不穩(wěn)定厚煤層,主付井進(jìn)風(fēng),東西兩風(fēng)井回風(fēng),現(xiàn)有兩臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),備用通風(fēng)機(jī)兩臺(tái),礦井總進(jìn)風(fēng)量8760 m³/ min,總排風(fēng)量9340 m³/ min,瓦斯排放量37 m³/ min。近幾年來(lái),隨著開采標(biāo)高的延伸,礦井相對(duì)瓦斯涌量越來(lái)越高,下山掘進(jìn)工作面甚至出現(xiàn)瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象,為有效防治礦井瓦斯,該礦共投入資金1860萬(wàn)元,對(duì)礦井瓦斯實(shí)施綜合治理,為礦井安全生產(chǎn)創(chuàng)造了良好條件。
1建立合理可靠的通風(fēng)系統(tǒng)
1.1改造通風(fēng)系統(tǒng),提高通風(fēng)能力,堅(jiān)持以風(fēng)定產(chǎn)
2001年該礦東西兩回風(fēng)井分別改造使用了BDK軸流式節(jié)能通風(fēng)機(jī),增加礦井總進(jìn)風(fēng)量2 880 m³/ min,減少礦井漏風(fēng)311 m³/ min,增加礦井通風(fēng)生產(chǎn)能力66萬(wàn)t/ a,電機(jī)功率降低150 k W,年平均節(jié)省電費(fèi)50萬(wàn)元。解決礦井通風(fēng)能力不足問(wèn)題,使礦井通風(fēng)系統(tǒng)的能力和可靠程度有了明顯提高。
1.2優(yōu)化礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò),降低通風(fēng)阻力
針對(duì)礦井主要巷道失修,斷面小,風(fēng)阻增大,通風(fēng)能力難以提高,該礦專門成立巷修隊(duì)將主要通風(fēng)巷道全部擴(kuò)修為10.5m²斷面U型鋼支架巷道,共計(jì)3 800 m,同時(shí),各下山采區(qū)實(shí)現(xiàn)專用回風(fēng)巷,共計(jì)新掘?qū)S没仫L(fēng)巷3 000 m,通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)縮短860 m,實(shí)現(xiàn)了礦井降阻增風(fēng)、減耗目標(biāo)。
1.3完善通風(fēng)設(shè)施,優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng),提前升級(jí)改造機(jī)電設(shè)施
22下山煤巷掘進(jìn)工作面出現(xiàn)瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象后,該礦不等突出礦井鑒定結(jié)果,就嚴(yán)格按照突出礦井標(biāo)準(zhǔn)對(duì)通風(fēng)、監(jiān)測(cè)、機(jī)電等系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造,用錨桿等加固加厚風(fēng)門墻體,臨時(shí)通風(fēng)設(shè)施一律取消,安裝防逆風(fēng)裝置,主要巷道及掘進(jìn)巷道每隔50 m安設(shè)一組壓風(fēng)自救裝置,所有機(jī)電設(shè)施全部按照高突礦井井下電器要求進(jìn)行升級(jí)改造。
1 .4進(jìn)行礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性評(píng)價(jià)
每年進(jìn)行一次反風(fēng)演習(xí)和礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)及可靠性評(píng)價(jià),測(cè)算反風(fēng)率及礦井通風(fēng)阻力,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)、設(shè)施可靠,風(fēng)流穩(wěn)定,具有較強(qiáng)的抗災(zāi)能力,發(fā)生災(zāi)變時(shí)風(fēng)流易于控制,便于搶險(xiǎn)救災(zāi),保證通風(fēng)系統(tǒng)合理、穩(wěn)定、可靠。
2加強(qiáng)瓦斯綜合防治
2. 1建立瓦斯防治專業(yè)隊(duì)伍
成立專門機(jī)構(gòu)和瓦斯抽放、預(yù)測(cè)專業(yè)隊(duì),負(fù)責(zé)瓦斯抽放、防突、監(jiān)測(cè)及安全裝備的管理。
2. 2實(shí)施礦井瓦斯抽放
嚴(yán)格落實(shí)瓦斯治理“十二字”方針,井下、地面各建立一個(gè)瓦斯抽放泵站,井下炮采放頂煤工作面、高瓦斯掘進(jìn)工作面和綜采放頂煤工作面分別實(shí)施頂板巖石鉆孔抽放、高位巷道抽放、超前淺孔與巷幫鉆孔抽放、采空區(qū)抽放、上隅角埋管抽放等,杜絕了采掘面瓦斯經(jīng)常超限現(xiàn)象,產(chǎn)量與進(jìn)尺提高了40%。
2. 3防治煤與瓦斯突出
自從22下山22121下付巷掘進(jìn)工作面出現(xiàn)瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象后,所有下山煤巷掘進(jìn)頭全部按照“四位一體”防突措施嚴(yán)格瓦斯治理,包括突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),防治突出措施的效果檢驗(yàn),安全防護(hù)等綜合防治措施,采用鉆屑一瓦斯流量法進(jìn)行效果檢驗(yàn),綜合指標(biāo)R值取6,積累了大量經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。礦井投入新型液壓鉆機(jī)6臺(tái),2004年掘進(jìn)工作面打超前鉆孔4820 m,到目前為止,井下采掘面未發(fā)生過(guò)瓦斯突出。
2. 4開展掘進(jìn)工作面瓦斯防治評(píng)價(jià)
該礦成立評(píng)價(jià)工作領(lǐng)導(dǎo)小組,定期對(duì)掘進(jìn)工作的瓦斯涌出量、煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性、通風(fēng)系統(tǒng)、局部通風(fēng)、抽放系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、隔爆設(shè)施、壓風(fēng)自救、頂板巖石鉆孔抽放、巷幫超前抽放、鉆孔疏放、避災(zāi)銅室、物探、鉆探分析、地質(zhì)構(gòu)造、設(shè)備防爆、機(jī)電設(shè)備保護(hù)、通風(fēng)設(shè)施等項(xiàng)目進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及評(píng)價(jià)驗(yàn)證,并由總工程師組織各業(yè)務(wù)部門,分別對(duì)各專項(xiàng)評(píng)價(jià)進(jìn)行會(huì)審,提出掘進(jìn)工作面瓦斯防治綜合評(píng)價(jià)意見,決定是否可以掘進(jìn)及整改防治措施,確定允許掘進(jìn)距離。2004年6月份以來(lái),礦井采掘工作面消滅了因瓦斯壓力、地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力等因素造成煤與瓦斯涌出、壓出及瓦斯超限現(xiàn)象。
2. 5采掘面實(shí)施煤壁淺孔高壓注水
當(dāng)高壓水進(jìn)入煤層后,沿著裂隙流動(dòng)、滲透和擴(kuò)散,擠占了裂隙空間,將瓦斯從裂隙中擠出,通過(guò)檢修班對(duì)煤壁淺孔高壓注水,增加了瓦斯釋放量,從而降低了生產(chǎn)過(guò)程的瓦斯涌出量。同時(shí),煤壁淺孔高壓注水,增加和擴(kuò)展了煤層裂隙,煤體因充分吸收了水分而濕潤(rùn),從而改變了煤層的物理力學(xué)特性,有效防止了采掘面煤墻片幫、冒頂,從而消滅了因煤墻片幫、冒頂所造成的瓦斯積聚及瓦斯超限現(xiàn)象。
3建設(shè)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)
3.1健全安全監(jiān)控系統(tǒng)
全礦井各采掘面、回風(fēng)巷、機(jī)電銅室等分別安裝了瓦斯、溫度、風(fēng)速、一氧化碳傳感器,井下所有低濃度瓦斯傳感器更換為高低濃度瓦斯傳感器,對(duì)監(jiān)控設(shè)備及監(jiān)測(cè)功能按照防突要求進(jìn)行補(bǔ)充完善。安全監(jiān)控系統(tǒng)與集團(tuán)公司安全監(jiān)察局無(wú)線聯(lián)網(wǎng),井下各作業(yè)場(chǎng)所實(shí)現(xiàn)了安全狀況的及時(shí)監(jiān)控和多層次管理。井下所有瓦斯傳感器斷電點(diǎn)均調(diào)定為0.8%,當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到0.8%,所有波及范圍內(nèi)的機(jī)電設(shè)備均自動(dòng)斷電,2004年井下杜絕了瓦斯超限。另外,井下所有瓦斯傳感器每周定期用標(biāo)準(zhǔn)氣樣調(diào)校一次,使得監(jiān)控系統(tǒng)的報(bào)警、斷電、閉鎖、檢測(cè)功能靈敏可靠。
3. 2強(qiáng)化個(gè)體防護(hù)
自從22下山出現(xiàn)瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象后,井下所有人員全部攜帶隔離式自救器,井下所有班組長(zhǎng)以上安全管理人員、特殊工種及獨(dú)崗工作人員均攜帶便攜式甲烷檢測(cè)儀,隨時(shí)檢測(cè)各工作地點(diǎn)瓦斯變化情況。
3. 3嚴(yán)格落實(shí)掘進(jìn)裝備系列化
井下所有掘進(jìn)工作面全部實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)裝備系列化,尤其局部通風(fēng)機(jī)全部采用“三專兩閉鎖”,雙風(fēng)機(jī),雙電源,雙風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)倒臺(tái),所有風(fēng)機(jī)全部使用大功率對(duì)旋風(fēng)機(jī),并安裝機(jī)電開停傳感器,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)行狀態(tài),風(fēng)筒使用大直徑和防炮崩抗靜電、阻燃風(fēng)筒。
4加強(qiáng)安全宣傳教育,提高職工安全素質(zhì)
以“一通三防”和瓦斯防治為主要內(nèi)容的安全知識(shí)問(wèn)答等專業(yè)書籍達(dá)到人手一冊(cè)。全礦入井人員必須通過(guò)瓦斯綜合防治等安全知識(shí)培訓(xùn)考試,并持證入井。井下所有特殊工種必須持有三級(jí)安全培訓(xùn)機(jī)構(gòu)頒發(fā)的安全資格證上崗。所有安全生產(chǎn)管理人員必須經(jīng)過(guò)河南理工大學(xué)礦井瓦斯防突培訓(xùn)班的安全培訓(xùn),并考試合格方能上崗,這為提高全礦各專業(yè)人員的安全素質(zhì)打下了基礎(chǔ)。
5結(jié)語(yǔ)
綜合近年來(lái)礦井高瓦斯壓力治理,礦井“一通三防”基礎(chǔ)工作不斷加強(qiáng),杜絕了瓦斯超限等事故發(fā)生,礦井瓦斯治理工作也正是認(rèn)真貫徹落實(shí)了“先抽后采,監(jiān)測(cè)監(jiān)控,以風(fēng)定產(chǎn)”十二字方針,從而使礦井安全生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)管理取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。