高瓦斯矿井的瓦斯综合防治技术

[摘要] 郑煤集团超化矿通过实施通风系统改造，瓦斯安全评价，采掘面瓦斯抽放，安全监测系统建设，贯彻落实瓦斯“十二字”方针，以及不断改进“一通三防”基础设施，为矿井安全生产打下了坚实基础。

[关键词] 通风系统改造;瓦斯安全评价;安全监测;矿井瓦斯抽放;煤与瓦斯突出防治

[中图分类号]TD722[文献标识码]B[文章编号]1672-9943(2005) 04-0030-02
0引言

    郑煤集团超化煤矿矿井生产能力240万t/a。井下有5个生产采区，开采标高-300－-100 m ,矿井瓦斯等级为高瓦斯矿井，煤层厚2.0－21 m,属“三软”不稳定厚煤层，主付井进风，东西两风井回风，现有两台主要通风机运转，备用通风机两台，矿井总进风量8760 m³/ min，总排风量9340 m³/ min，瓦斯排放量37 m³/ min。近几年来，随着开采标高的延伸，矿井相对瓦斯涌量越来越高，下山掘进工作面甚至出现瓦斯动力现象，为有效防治矿井瓦斯，该矿共投入资金1860万元，对矿井瓦斯实施综合治理，为矿井安全生产创造了良好条件。

1建立合理可靠的通风系统

1.1改造通风系统，提高通风能力，坚持以风定产
    2001年该矿东西两回风井分别改造使用了BDK轴流式节能通风机，增加矿井总进风量2 880 m³/ min，减少矿井漏风311 m³/ min，增加矿井通风生产能力66万t/ a，电机功率降低150 k W，年平均节省电费50万元。解决矿井通风能力不足问题，使矿井通风系统的能力和可靠程度有了明显提高。

1.2优化矿井通风网络，降低通风阻力
    针对矿井主要巷道失修，断面小，风阻增大，通风能力难以提高，该矿专门成立巷修队将主要通风巷道全部扩修为10.5m²断面U型钢支架巷道，共计3 800 m，同时，各下山采区实现专用回风巷，共计新掘专用回风巷3 000 m，通风网络缩短860 m，实现了矿井降阻增风、减耗目标。

1.3完善通风设施，优化通风系统，提前升级改造机电设施
    22下山煤巷掘进工作面出现瓦斯动力现象后，该矿不等突出矿井鉴定结果，就严格按照突出矿井标准对通风、监测、机电等系统进行升级改造，用锚杆等加固加厚风门墙体，临时通风设施一律取消，安装防逆风装置，主要巷道及掘进巷道每隔50 m安设一组压风自救装置，所有机电设施全部按照高突矿井井下电器要求进行升级改造。

1 .4进行矿井通风系统可靠性评价
    每年进行一次反风演习和矿井通风系统优化设计及可靠性评价，测算反风率及矿井通风阻力，实现系统、设施可靠，风流稳定，具有较强的抗灾能力，发生灾变时风流易于控制，便于抢险救灾，保证通风系统合理、稳定、可靠。

2加强瓦斯综合防治

2. 1建立瓦斯防治专业队伍
    成立专门机构和瓦斯抽放、预测专业队，负责瓦斯抽放、防突、监测及安全装备的管理。

2. 2实施矿井瓦斯抽放
    严格落实瓦斯治理“十二字”方针，井下、地面各建立一个瓦斯抽放泵站，井下炮采放顶煤工作面、高瓦斯掘进工作面和综采放顶煤工作面分别实施顶板岩石钻孔抽放、高位巷道抽放、超前浅孔与巷帮钻孔抽放、采空区抽放、上隅角埋管抽放等，杜绝了采掘面瓦斯经常超限现象，产量与进尺提高了40%。

2. 3防治煤与瓦斯突出
    自从22下山22121下付巷掘进工作面出现瓦斯动力现象后，所有下山煤巷掘进头全部按照“四位一体”防突措施严格瓦斯治理，包括突出危险性预测，防治突出措施的效果检验，安全防护等综合防治措施，采用钻屑一瓦斯流量法进行效果检验，综合指标R值取6，积累了大量经验数据。矿井投入新型液压钻机6台，2004年掘进工作面打超前钻孔4820 m，到目前为止，井下采掘面未发生过瓦斯突出。

2. 4开展掘进工作面瓦斯防治评价
    该矿成立评价工作领导小组，定期对掘进工作的瓦斯涌出量、煤与瓦斯突出危险性、通风系统、局部通风、抽放系统、监测系统、隔爆设施、压风自救、顶板岩石钻孔抽放、巷帮超前抽放、钻孔疏放、避灾铜室、物探、钻探分析、地质构造、设备防爆、机电设备保护、通风设施等项目进行预测预报及评价验证，并由总工程师组织各业务部门，分别对各专项评价进行会审，提出掘进工作面瓦斯防治综合评价意见，决定是否可以掘进及整改防治措施，确定允许掘进距离。2004年6月份以来，矿井采掘工作面消灭了因瓦斯压力、地质构造应力等因素造成煤与瓦斯涌出、压出及瓦斯超限现象。

2. 5采掘面实施煤壁浅孔高压注水
    当高压水进入煤层后，沿着裂隙流动、渗透和扩散，挤占了裂隙空间，将瓦斯从裂隙中挤出，通过检修班对煤壁浅孔高压注水，增加了瓦斯释放量，从而降低了生产过程的瓦斯涌出量。同时，煤壁浅孔高压注水，增加和扩展了煤层裂隙，煤体因充分吸收了水分而湿润，从而改变了煤层的物理力学特性，有效防止了采掘面煤墙片帮、冒顶，从而消灭了因煤墙片帮、冒顶所造成的瓦斯积聚及瓦斯超限现象。

3建设监测监控系统

3.1健全安全监控系统
    全矿井各采掘面、回风巷、机电铜室等分别安装了瓦斯、温度、风速、一氧化碳传感器，井下所有低浓度瓦斯传感器更换为高低浓度瓦斯传感器，对监控设备及监测功能按照防突要求进行补充完善。安全监控系统与集团公司安全监察局无线联网，井下各作业场所实现了安全状况的及时监控和多层次管理。井下所有瓦斯传感器断电点均调定为0.8％，当瓦斯浓度达到0.8％，所有波及范围内的机电设备均自动断电，2004年井下杜绝了瓦斯超限。另外，井下所有瓦斯传感器每周定期用标准气样调校一次，使得监控系统的报警、断电、闭锁、检测功能灵敏可靠。

3. 2强化个体防护
    自从22下山出现瓦斯动力现象后，井下所有人员全部携带隔离式自救器，井下所有班组长以上安全管理人员、特殊工种及独岗工作人员均携带便携式甲烷检测仪，随时检测各工作地点瓦斯变化情况。

3. 3严格落实掘进装备系列化
    井下所有掘进工作面全部实现掘进装备系列化，尤其局部通风机全部采用“三专两闭锁”，双风机，双电源，双风机实现自动倒台，所有风机全部使用大功率对旋风机，并安装机电开停传感器，实现实时监测运行状态，风筒使用大直径和防炮崩抗静电、阻燃风筒。

4加强安全宣传教育，提高职工安全素质

    以“一通三防”和瓦斯防治为主要内容的安全知识问答等专业书籍达到人手一册。全矿入井人员必须通过瓦斯综合防治等安全知识培训考试，并持证入井。井下所有特殊工种必须持有三级安全培训机构颁发的安全资格证上岗。所有安全生产管理人员必须经过河南理工大学矿井瓦斯防突培训班的安全培训，并考试合格方能上岗，这为提高全矿各专业人员的安全素质打下了基础。

5结语
    综合近年来矿井高瓦斯压力治理，矿井“一通三防”基础工作不断加强，杜绝了瓦斯超限等事故发生，矿井瓦斯治理工作也正是认真贯彻落实了“先抽后采，监测监控，以风定产”十二字方针，从而使矿井安全生产和经营管理取得了显著的经济效益和社会效益。