Z礦井瓦斯綜合防治措施

1、z礦井瓦斯綜合防治措施一、宣東礦井概況 宣東礦業(yè)公司是邯礦集團張家口盛源公司下屬的子公司。宣東礦井92年開始籌建,97年正式建井,2021年底通過省局安全設(shè)施和生產(chǎn)許可證驗收,投入試生產(chǎn)。設(shè)計生產(chǎn)能力90萬噸,服務(wù)年限為64.3年。礦井可采煤層三組5層,即3、1、2、3、2煤層,其中主采煤層為3、2煤層;礦井地質(zhì)儲量為一億二千八百萬噸,可采儲量8682萬噸。其間2021年產(chǎn)煤68萬噸,2021年83萬噸,2021年78萬噸。 礦井為立井開拓方式,兩水平開采,即-230m和-350m水平;開采深度為8001000米。采煤方法為傾向長壁采煤法,采煤工藝為綜采;掘進巖巷、半煤巖巷采用鉆爆法施工,煤巷

2、主要使用綜合機械化掘進方法。 礦井通風(fēng)方式為主井回風(fēng),副井進風(fēng)的中央并列式;通風(fēng)方法為抽出式。通風(fēng)機工作風(fēng)量9300m3/min,風(fēng)壓3.2kpa,能夠滿意目前礦井安全生產(chǎn)的需要。 投入試生產(chǎn)初期,布置二個采區(qū),二個回采面生產(chǎn),即一采區(qū)、二采區(qū);后由于瓦斯涌出量大,通風(fēng)能力不足,改為一井一面生產(chǎn);2021年6月一采區(qū)回收完畢且封閉,至此礦井生產(chǎn)區(qū)域全部集中到二采區(qū)。今年的主要回采工作面為33205采面,面長140米,推進長度1500米,煤層傾角510o,煤層厚度3.55.0米;采用zz5200-21/42支撐掩護式支架和mg300-700/wd型采煤機與sgz-764/400型刮板輸送機配套使

3、用。全年計劃產(chǎn)量96萬噸。 原礦井初步設(shè)計為低瓦斯礦井,瓦斯相對涌出量為5.54m3/t,但礦井投產(chǎn)后瓦斯等級鑒定結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于初步設(shè)計,屬高瓦斯礦井。 歷年來的礦井瓦斯涌出量統(tǒng)計如下: 2021年相對量:23.75m3/t肯定量:5m3/min 2021年相對量:32.04m3/t肯定量:43.45m3/min 2021年相對量:43.54m3/t肯定量:70.29m3/min 2021年(抽放后)相對量:40.6m3/t肯定量:68.68m3/min 瓦斯涌出量呈逐年增加的趨勢。隨著開采區(qū)域的加大,瓦斯涌出量還將有明顯的增加。瓦斯涌出量比地質(zhì)報告供應(yīng)的高78倍。瓦斯涌出嚴(yán)重制約著礦井正常生產(chǎn)

4、能力的有效發(fā)揮,對礦井安全生產(chǎn)造成重大威逼。多年來,我們對瓦斯涌出規(guī)律及來源進行了研究,并有針對性地采取了各種防治措施,我公司對礦井通風(fēng)系統(tǒng)進行了改造,對礦井瓦斯進行了綜合治理,取得了良好的效果。從而保證了回采工作面的正常生產(chǎn)。 二、礦井“一通三防”措施 1、通風(fēng)系統(tǒng)改造 、更換礦井主扇,增加礦井風(fēng)量。 把原來的bdk-8-no24通風(fēng)機改為fbcdz54-8-no26礦用防爆抽出式對旋軸流通風(fēng)機,礦井風(fēng)量增加3000m3/min,總回風(fēng)瓦斯?jié)舛冉档?.3%。 、增加巷道斷面。 對-230大巷其中300米進行擴大斷面,由原來的9m2擴大到13m2削減了礦井風(fēng)阻。 、調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)。 2021年對

5、礦井通風(fēng)系統(tǒng)進行了調(diào)整,原通風(fēng)方式為-230軌巷及-200軌巷進風(fēng),-230機巷及-200機巷回風(fēng)。經(jīng)礦井通風(fēng)阻力測定后改為-230軌巷及-230機巷進風(fēng),-200機巷及-200軌巷回風(fēng)。礦井通風(fēng)阻力降低20mmh2o。 、轉(zhuǎn)變采煤工作面通風(fēng)方式。 由初采時的u型通風(fēng)改為u+l型通風(fēng),逐步進化到現(xiàn)在的一進兩回通風(fēng)方式,徹底消退了采煤工作面隅角瓦斯超限的擔(dān)心全隱患。 、新建風(fēng)井轉(zhuǎn)變礦井通風(fēng)方式。 由中央并列式改為邊角式通風(fēng)方式。估計礦井總進風(fēng)量在14000m3/min,增加礦井通風(fēng)能力(估計2021年6月完成系統(tǒng))。 2、瓦斯治理 、依據(jù)國家煤礦安全監(jiān)察局第21號令,在2021年初,成立了公司瓦

6、斯綜合治理機構(gòu)。形成以總經(jīng)理為組長,總工程師為副組長的瓦斯管理體系,嚴(yán)格落實瓦斯治理“十二字方針”,杜絕超通風(fēng)能力、超設(shè)計能力生產(chǎn)。 、成立特地的瓦斯抽放區(qū),負(fù)責(zé)全礦井的瓦斯抽放工作和煤層注水、煤體加固等工作。 、建立瓦斯臨時和永久抽放系統(tǒng)。 2021年9月臨時抽放系統(tǒng)正式運行,該系統(tǒng)主要抽放采空區(qū)瓦斯,防止采空區(qū)高濃度瓦斯溢出。2021年初,建立瓦斯永久抽放系統(tǒng),5月份正式對采煤工作面進行瓦斯抽放,其中臨時抽放系統(tǒng)的瓦斯抽放量為10m3/min,永久抽放系統(tǒng)的瓦斯抽放量為20-25 m3/min。抽放方法采用巷道密閉抽放、高位頂板頂層鉆孔抽放和低位頂板斜叉鉆孔抽放。采面抽放率為40%,經(jīng)抽放

7、后采煤工作面回風(fēng)及礦井總回風(fēng)基本未出現(xiàn)瓦斯超限現(xiàn)象,杜絕了重大瓦斯事故的發(fā)生。 、礦井裝備了kj66瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)。 在井下全部工作面及硐室、進回風(fēng)巷根據(jù)煤礦安全規(guī)程要求安裝了瓦斯傳感器及其他參數(shù)傳感器,并實行計算機聯(lián)網(wǎng)。井下全部探頭由瓦斯員分片負(fù)責(zé),并由專人準(zhǔn)時調(diào)校。 、掌握掘進工作面進度。 掘進工作面掘進速度由1.6米循環(huán)改為0.8米循環(huán),削減了單位時間內(nèi)的瓦斯涌出量。 、在掘進工作面的掘進設(shè)備方面全部淘汰煤電鉆,改為風(fēng)鉆。杜絕了因煤電鉆失爆引起的各類事故。 、進一步與科研院所合作攻關(guān),著手進行本煤層打鉆、注水、抽放工作,研究探討3本煤層瓦斯抽放方法,從源頭治理煤塵和瓦斯,徹底實現(xiàn)先抽后采,

8、先抽后掘。 3、防滅火 由于我礦井煤塵自然發(fā)火期短,為做到防患于未然對采煤工作面及采面煤柱作如下措施: 、購置了高效泡沫滅火劑,用風(fēng)鉆打眼,對可疑地點進行澆注。 、購置了兩臺多功能高壓泵對采空區(qū)每天進行阻化劑噴灑,阻擋了采空區(qū)浮煤氧化。 、2021年底購置兩臺二氧化碳發(fā)生器,主要對采空區(qū)灌注。一方面阻擋浮煤氧化,另一方面降低采空區(qū)瓦斯?jié)舛?有利于阻擋采空區(qū)自然發(fā)火和瓦斯事故發(fā)生。 、為防止進回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷受壓形成裂隙漏風(fēng)而導(dǎo)致自然發(fā)火,我礦購置了馬麗散加固劑,對全部片幫裂隙進行了充填加固,削減了裂隙漏風(fēng)。 、在地面建立了黃泥灌漿系統(tǒng),注漿管路緊跟回采工作面。 、為加強氣體監(jiān)測手段,購置了氣象色譜分

9、析儀,由專人負(fù)責(zé)定期對井下各地點氣體進行分析化驗。 、委托撫順煤研所對我礦井的煤樣進行分析化驗,已確定我礦自燃發(fā)火的標(biāo)志性氣體。經(jīng)化驗得出我礦的標(biāo)志性氣體為乙烯,為我礦預(yù)防自燃發(fā)火供應(yīng)了牢靠的科學(xué)依據(jù)。 4、防塵 、在回采工作面支架安設(shè)了架間噴霧,完善了采煤機內(nèi)外噴霧。 、采煤機和掘進機均采用內(nèi)外噴霧抑制煤塵飛揚。 、各掘進工作面均采用濕式打眼,水炮泥,凈化通風(fēng)。 、建立完善的井下防塵系統(tǒng),對煤倉和溜煤眼上、下口煤炭運輸轉(zhuǎn)載點等進行自動噴霧灑水,同時設(shè)置粉塵探頭,以掌握各產(chǎn)塵點的粉塵濃度。 、在采面回風(fēng)側(cè)建筑新型擋塵簾,基本杜絕了回風(fēng)流煤塵超限。 、新購進兩臺巖石電鉆,預(yù)備對采掘工作面打鉆進行

10、煤層注水。 、配備煤塵檢測儀器、儀表對井下各作業(yè)場所和風(fēng)流中的粉塵濃度進行檢測,超限時馬上采取措施。 、根據(jù)規(guī)定設(shè)置隔爆水槽,防止煤塵爆炸擴散。 三、綜采工作面瓦斯防治措施 1、綜采工作面瓦斯涌出規(guī)律及來源分析 實踐表明,綜采工作面的瓦斯涌出,受頂板初次來壓、周期來壓、采空區(qū)面積、地質(zhì)構(gòu)造等因素的影響。工作面肯定瓦斯涌出量隨著回采距離的增加有明顯上升趨勢。隨著工作面的回采推進,工作面肯定瓦斯涌出量一直持續(xù)上升,最高時達53m3/min,一般在45m3/min;工作面本煤層肯定瓦斯涌出量基本維持在12m3/min之間;而采空區(qū)的瓦斯涌出量達33m3/min。經(jīng)調(diào)查和分析,確定與工作面回采到一定距

11、離,采空區(qū)老頂來壓垮落,聯(lián)絡(luò)密閉被壓裂、壓壞,垮落的松散巖石充填采空區(qū)有關(guān),尤其是從l巷涌出的瓦斯量高達41m3/min左右。從3205工作面瓦斯來源和構(gòu)成分析來看,綜采工作面瓦斯涌出主要來源于工作面落煤和采空區(qū)以及上覆巖層的瓦斯,其中采空區(qū)瓦斯涌出量占工作面瓦斯涌出量的72%75%,工作面落煤瓦斯涌出量占25%28%。采空區(qū)瓦斯涌出的大幅度增加是造成綜采工作面機巷及專用回風(fēng)巷瓦斯超限的主要原因。主要瓦斯涌出點為l巷及其滯后的兩、三個聯(lián)絡(luò)巷。 2.綜采工作面瓦斯治理措施及效果 從3204工作面的瓦斯涌出狀況分析可知,綜采工作面的瓦斯主要來源是采空區(qū)和工作面落煤。所以,降低瓦斯危害的主要措施是削

12、減采空區(qū)瓦斯涌出或轉(zhuǎn)變采空區(qū)瓦斯涌出地點,同時削減落煤瓦斯涌出和增加工作面的供風(fēng)量。 設(shè)置專用回風(fēng)巷和l巷:由于工作面的下隅角易積聚瓦斯,嚴(yán)重制約工作面的安全生產(chǎn)。為解決這一問題,在工作面機巷側(cè)增設(shè)一條專用回風(fēng)巷。同時在采面后沿空留設(shè)一段巷道與采后的聯(lián)絡(luò)巷形成l巷道,以解決采面下隅角瓦斯超限問題。通過增設(shè)專用回風(fēng)巷和l巷道的措施,使下隅角的瓦斯基本掌握在1.0%以下,同時專用回風(fēng)巷的設(shè)置,緩解了機巷的通風(fēng)壓力。 采空區(qū)瓦斯抽放:針對工作面的瓦斯涌出主要來源于采空區(qū),所以采取采空區(qū)瓦斯抽放這一治本措施。采空區(qū)瓦斯抽放的方法有: 206軌巷低位頂板斜交穿層鉆孔 從206工作面的軌巷(進風(fēng)巷)向20

13、5采面回風(fēng)側(cè)頂板打穿層鉆孔。鉆孔終孔點垂直位置落在采面煤層頂板以上2740m的裂隙帶內(nèi),水平位置距采面回風(fēng)巷幫2025m,鉆孔沿206軌巷平行布置。鉆孔間距10米,孔深81米,孔徑94或113mm,鉆孔與206軌巷水平夾角為65。,鉆孔傾角一般為2530。左右,鉆孔傾角依據(jù)煤層起伏作適當(dāng)調(diào)整。 205機巷高位頂板傾向順層鉆孔。 垂直205機巷向采面做頂板巖石鉆場,爬高812米,落平段10m。鉆場間距100米,每個鉆場布置鉆孔10個。孔呈扇形勻稱布置。徑孔點距煤層頂板高度2530m?？咨?20米,孔徑113mm。因做鉆場成本大,走矸困難,鉆孔傾角小,遇到破裂巖層或煤線不易成孔,高位頂板傾向順層鉆

14、孔205采面只做了一個鉆場。 205機巷低位頂板穿層鉆孔。 沿205機巷每隔40m做一個低位鉆場,鉆場沿煤層向采面掘進5米,每個鉆場布置5個鉆孔,鉆孔呈扇形布置,孔深120米,孔徑94mm或113mm,徑孔點垂直方向距煤層頂板2532m,水平方向距回風(fēng)巷幫2280m。相鄰兩鉆場間鉆孔空間重疊距離為70m,單孔抽放瓦斯量最高為8.07m3/min,在有效抽放期內(nèi)一般穩(wěn)定在4m3/min左右。 工作面落煤涌出瓦斯的治理:工作面落煤瓦斯涌出量占25%28%。落煤涌出瓦斯的治理是確保工作面高產(chǎn)的必備措施。其治理方法是: 本煤層預(yù)抽放和邊采邊抽:本煤層預(yù)抽系統(tǒng)設(shè)在工作面進風(fēng)巷,鉆孔布置方式采用交叉布置方

15、式。鉆孔設(shè)計深度70米,孔徑為75,鉆孔高差取46倍鉆孔孔徑,鉆孔間距取2.53米。鉆孔施工完后先進行高壓注水使煤體產(chǎn)生裂隙,而后進行預(yù)抽放。單孔流量0.05m3/min。 增加工作面的供風(fēng)量。工作面的風(fēng)量由2000m3/min增加到2500m3/min。 利用相鄰工作面進風(fēng)巷進行配風(fēng):由于受采動影響,專用回風(fēng)巷會出現(xiàn)嚴(yán)重頂板下沉、幫鼓和底鼓的現(xiàn)象,使巷道有效斷面削減。為確保專用回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛日莆赵?.5%以下,從下一工作面進風(fēng)巷做一聯(lián)絡(luò)巷向?qū)Ｓ没仫L(fēng)巷配風(fēng),配風(fēng)量在400500m3/min。 通過上述措施工作面肯定瓦斯涌出量降到2432m3/min。工作面機巷、專用回風(fēng)巷、采面回風(fēng)隅角風(fēng)流中的

16、瓦斯?jié)舛染怀蕖?3.結(jié)論 采空區(qū)瓦斯涌出的增加是綜采工作面下隅角及回風(fēng)巷瓦斯超限的主要原因。采空區(qū)瓦斯涌出量占整個工作面瓦斯涌出量的72%75%,工作面落煤瓦斯涌出量占28%25%。 采用專用回風(fēng)巷和l巷是解決回風(fēng)隅角瓦斯超限,確保工作面高產(chǎn)、高效的有效措施。 采空區(qū)抽放是解決綜采工作面瓦斯涌出的治本措施,合理的通風(fēng)方式是工作面“以風(fēng)定產(chǎn)”的必備條件。 瓦斯治理措施必需有針對性,只有找到瓦斯涌出的主要源頭,采取有效措施,取得最好效果。瓦斯治理必需采取綜合措施,才能確保綜采工作面的高產(chǎn)高效和安全生產(chǎn)。 4、措施 針對宣東礦采面布置特點以及采空區(qū)瓦斯涌出量大等特點,結(jié)合204采面抽放經(jīng)驗,目前

17、205采面抽放比較抱負(fù)的鉆場組合方案是:在采面回風(fēng)巷布置低位疊式鉆場,鉆場間距4060米,每個鉆場布置5個鉆孔,鉆孔呈扇外形勻稱布置,孔深120米,終孔點距煤層頂板的高度為30米,后面鉆場鉆孔掩蓋前面鉆場鉆孔,當(dāng)前面鉆場鉆孔抽放效果下降時,后面鉆場鉆孔接著抽放。在與其相臨的下一個采面的進風(fēng)巷仍舊布置低位鉆場,鉆孔沿著巷道平行布置,鉆孔間距10米,孔深81米,終孔點距煤層頂板的高度一般為3040米。這種鉆場最大的優(yōu)點是采面推過后,鉆孔不遭受破壞,能連續(xù)使用,鉆孔壽命長,而且鉆孔傾角大,長度短,施工很簡單,是一種效果很不錯的鉆孔。 總之,隨著對瓦斯抽放工作各方面熟悉的不斷深入,瓦斯抽放效果會變得越來越抱負(fù),礦井瓦斯抽放量、抽放率、瓦斯?jié)舛?、采面產(chǎn)量等各項指標(biāo)逐月遞增,不斷刷新記錄。到今年8月份回采工作面瓦斯抽放率已接近50%,礦井瓦斯抽放濃度已達40%,