浅析矿井瓦斯治理技术方案

南政民

（山西汾西矿业集团贺西煤矿,山西 柳林 033300）

浅析矿井瓦斯治理技术方案

南政民

（山西汾西矿业集团贺西煤矿,山西 柳林 033300）

摘要：贺西煤矿通过开展瓦斯治理工作体系建设，提高了煤矿瓦斯治理水平，有效遏止了煤矿瓦斯事故的发生。

关键词：矿井；瓦斯；治理；方案；措施

1　通风、抽采、监控系统概况

1.1通风系统

贺西煤矿开采山西组3#、4#煤层，煤层自燃倾向性等级为III类，属不易自燃煤层，煤尘具有爆炸性，爆炸性指数为23％。矿井为高瓦斯矿井， 2013年矿井瓦斯等级鉴定为：绝对瓦斯涌出量70.34m3/min,相对瓦斯涌出量22.67m3/t。

矿井通风方式为分区抽出式，矿井共有三个进风井，两个回风井。总进风量18057m3/min，总回风量为18468m3/min，有效风量为17027m3/min，有效风量率为91％。采煤工作面全部采用“U”型、“Y”型沿空留巷通风系统。掘进工作面全部采用压入式局部通风机通风，并实现了“双风机双电源”和“三专两闭锁”管理。

1.2抽采系统

贺西矿现有三个瓦斯抽采泵站分别为薛家岭抽放泵站、薛家岭新建泵站、独胡峁瓦斯抽放泵站，总额定抽采能力为2620 m3/min，矿井实现了分区、分源抽采。

1.3瓦斯监控系统

我矿使用KJ-95N煤矿安全监控系统，瓦斯监控系统运行稳定，断电可靠，能做到瓦斯超限报警、监控设备发生故障后系统及时断电。瓦斯传感器报警值、断电范围、断电时间全部按照相关规定设置，各类传感器备用量符合要求。系统覆盖了井下各采区变电所、各区域及总回风巷、各采掘工作面及其巷道、各轨道巷、各皮带运输巷、中央水泵房等；井上原煤筒仓及操作室、精煤筒仓及操作室、皮带走廊、洗煤厂、瓦斯抽放站、主通风机房、热风机房等。瓦斯监控主备机、服务器设备已按照《矿井标准化范化》要求更换为IBM服务器。系统至今运行稳定可靠。

2　瓦斯治理方案

2.1优化通风系统

通风能力是瓦斯治理的基础，也是提升矿井生产能力的关键。为进一步优化简化矿井通风系统，我矿在中嵋芝施工进、回风井，中嵋芝回风井井筒工程已经完成，中嵋芝进风井井架工程已经完工。

我矿对采区进风大巷、回风大巷（三采3#轨道巷、4#轨道巷、4#回风巷、二采回风巷）进行巷修及扩刷巷道，保证巷道通风断面，减小巷道阻力，有效保障了矿井通风；二采区主扇通过加装铁插板，减少了主扇外部漏风，加大了矿井有效风量，提升了矿井主扇运行效率。

我矿对3#和4#煤的回采工作面顺槽内错30米布置，使4#煤工作面顺槽避开应力集中区，减少了巷道变形量，保证了通风断面。

2.2合理上限配风

我矿严格按照汾煤通函【2012】45号《山西焦煤集团公司关于“变下为上，变高为低”暂行管理规定执行。

采掘工作面配风严格按照1.7倍富裕系数进行上限配风，现回采工作面瓦斯绝对涌出量最大地点为3301回采工作面，掘进工作面瓦斯绝对涌出量最大地点为3312材巷。

2.3建立立体抽采网络，提高抽采能力

建立以地面钻井、区域预抽、高抽巷、底抽巷、本煤层、邻近层、裂隙带、采空区、上隅角等多形式多方位井上下综合立体化抽采网络，通过立体化的抽采，加大了瓦斯抽采量，降低了风排瓦斯量，使我矿实现高瓦斯矿井低瓦斯状态生产。

2.3.1瓦斯抽采系统改造

瓦斯抽采系统决定了矿井瓦斯抽采的效果，为了保证瓦斯抽采效果可从三个方面进行矿井抽采系统改造，即：增大瓦斯抽采能力、优化抽采管路布置、合理分配抽采能力。

为提高抽采系统能力，2012年我矿在薛家岭泵站附近新建一座瓦斯抽采泵站对矿井瓦斯抽采系统进行扩能。2006年至现在我矿矿井抽采各项指标明显提高。

2.3.2开展井下区域预抽

2012年，贺西矿完成区域预抽钻孔进尺134282米，区域预抽面积为115.4万m2。区域预抽是通过大面积施工瓦斯抽采钻孔，超前掩护将来的采掘工作面。形式主要有：开展超前钻孔掩护煤巷掘进瓦斯预抽、顺层钻孔煤层区域瓦斯预抽本煤层瓦斯治理模式、大孔径钻孔代替高抽巷、底板瓦斯抽采巷上向网格式穿层钻孔邻近层瓦斯治理模式等。

其中底板专用瓦斯抽采巷结合穿层钻孔预抽抽采模式，能够高效实施突出煤层区域消突措施。贺西矿结合煤层赋存条件和采掘巷道布置，在下组煤（6#煤）开掘一条巷道为专用瓦斯抽采巷（314底抽巷），同时向3#、4#煤施工穿层孔，对各煤层进行区域性预抽和消突，又能在煤层回采过程中作为瓦斯排放巷。

我矿合理规划区域预抽，通过使用千米钻机及澳钻施工长距离预抽递进式钻孔，消灭了“拼刺刀”式掘进。

2.3.3地面钻采及利用

在不断加强井下瓦斯综合治理的同时，集团公司着眼长远，于2011年与晋城蓝焰集团公司合作在我矿井田范围进行地面钻井抽采进行消突，在地面施工钻孔直接抽采井下未受采动影响的区域。

瓦斯利用，我矿于2009年年底建成薛家岭瓦斯发电站，2011年4月并网发电，2011年累计利用瓦斯量为92.25万m3，2012年累计利用瓦斯量为670.98万m3，累计发电1525.46万度。

3　多措并举，加大瓦斯管控力度

3.1采掘管理

通过采用保护层开采及多形式瓦斯预抽方法，使3#煤回采工作面实现了“Y”型通风，4#煤回采工作面实现了 “U”型通风，掘进工作面全部采用局部通风机压入式供风。现采、掘工作面除回采工作面上隅角局部区域（切顶线往里）瓦斯浓度在1％左右，其他风流中瓦斯浓度都保持在0.4％以下。采煤机正常割煤时，保持2m/min的截割速度。掘进机正常掘进时，保持1m/h的截割速度。并且采煤机与掘进机全部安设了机组瓦斯报警仪，瓦斯浓度在0.8％的基础上又降低0.2％进行预警，当采、掘工作面任何一个瓦斯传感器瓦斯浓度达到0.5％时，必须放慢截割速度；当任何一个瓦斯传感器达到0.6％发出预报警时，必须停止采掘机作业，查明原因，进行处理。

3.2爆破管理

（1）爆破作业按要求编制爆破作业说明书，内容符合《规程》规定要求，采掘工作面爆破严格执行“一炮三检”、“三人联锁”及“放炮断电”制度。

（2）井下所有放炮地点全部安装了放炮喷雾装置，实现了放炮自动喷雾。

（3）吸取西山德顺煤业“3.22”北回风巷一氧化碳超限事故教训，按照汾煤通发445号文件规定，对我矿跟班领导、跟班队干、安全员、瓦检员及相关人员配备了便携式一氧化碳测定仪，及时监测爆破过程中产生的CO，并通过一系列实验验证，要求在爆破作业中，一次性起爆炸药量不得超过10kg，有效减少了爆破过程中造成有害气体超限现象。

4　积极开展瓦斯地质研究

2010年8月贺西矿与河南理工大学共同研究开发了瓦斯地质动态预警系统技术项目，本项目研究成果对贺西矿主采煤层的瓦斯治理及煤与瓦斯突出防治工作提供了依据，并不断积累瓦斯地质基础数据和技术经验。2010年12月，瓦斯基础参数测试报告编制完成提交。2011年12月瓦斯地质灾害预警系统完成。2012年与中国矿大合作完善数据收集进行分析，进而完善系统，对地质灾害进行有效预警。

5　严格落实三级“四位一体”防突措施

矿井设置了瓦斯抽采防突专业队伍，成立了探放区和防突科，探放区下设抽放队、探水队，防突科下设防突队和瓦斯防突实验室。由瓦斯防突实验室对煤与瓦斯突出的各单项指标进行测定，井下利用WTC-2型瓦斯突出预测仪对井下现场进行快速的煤与瓦斯突出指标的预测与检验。

我矿瓦斯等级鉴定为高瓦斯矿井，根据中国矿业大学对我矿3#、4#煤层突出危险性的鉴定结果，3#煤层标高+578m以上没有突出危险性，4#煤层在标高+580m以上没有突出危险性。由于相邻的沙曲矿为突出矿井，随着矿井煤层向深部的开采延伸，瓦斯压力及瓦斯含量的增加，下一步可能会升级为突出矿井，我矿现在严格按照“高瓦斯矿井按突出管理”的模式进行管理。在日常的瓦斯防治过程中除了严格执行两级“四位一体”外，结合防突工程过程控制需要，提出了防突管理“四位一体”，建立了“区域四位一体、局部四位一体和管理保障四位一体”的三级“四位一体”防突管理体系，三级“四位一体”的严格执行，有效防止了煤与瓦斯突出事故的发生。

6　结语

贺西煤矿根据瓦斯涌出的特点，采取了相应的措施和技术手段，为日后的安全生产打下了良好的基础。