下组煤“一通三防”安全管理措施研究

杜江江

(山西高平科兴龙马煤业有限公司，山西 高平 048400)

1 前言

龙马煤业井田内3号煤层保有储量1 595万t，通过计算3号煤设计可采储量为689万t，3号煤所剩资源储量不多，且已进入复采区域，服务年限仅剩5年。为保证矿井正常生产衔接，实现矿井可持续的达产、稳产、正常衔接、煤质优化，实现矿井经济效益最大化，对下组煤(9号、15号)水平进行延深开采。

9号煤层位于太原组三段下部，上距3号煤层42.57～53.42m，平均44.00m。煤层厚0.60～1.31m，平均厚为1.19m，煤层结构简单，0～1层矸石。煤层顶板为泥岩、砂质泥岩或粉砂岩；底板为粉砂岩、砂质泥岩。在井田西部边界及西北角分布不可采地段，煤层较厚处分布在东南部补10钻孔处，厚度达1.31m。9号煤层局部稳定，煤层结构简单，为较稳定的全区大部分可采煤层。

15号煤层位于太原组一段顶部，K2灰岩之下，上距9号煤层28.79～37.27m，平均34.00m。煤层厚1.00～3.39m，平均厚2.24m，煤层结构简单，一般含1层矸石，矸石成分多为炭质泥岩或灰黑色泥岩。煤层顶板为K2灰岩，底板为泥岩。在井田北部及东部，厚度在2.5m以上,其中补1钻孔处煤层厚度较厚,达3.39m，南部ZK2钻孔及补9钻孔处厚度较薄，为1.86m和1.83m，其余煤层厚度2～2.5m，15号煤层全区稳定，煤层结构简单，为稳定的全区可采煤层。

矿井绝对瓦斯涌出量为3.5m3/min，相对瓦斯涌出量为2.82m3/t，掘进最大绝对瓦斯涌出量为0.28m3/min，回采最大绝对瓦斯涌出量为0.90m3/min，回采最大绝对瓦斯涌出量为0.22m3/min。批复等级为低瓦斯矿井。

本井田15号煤层在地勘时期埋深198.53m处瓦斯测定最大值1.09m3/t，最大埋深220m预测瓦斯含量1.30m3/t，不超1.5m3/t；预测其开采层的相对瓦斯涌出量q=3m3/t。其邻近层的相对瓦斯涌出量为1.71m3/t；矿井最大相对瓦斯涌出量为4.71m3/t，按矿井设计年生产能力60万t计算，矿井最大绝对瓦斯涌出量为5.95m3/min。本井田15号煤层开采期间，属于低瓦斯矿井。

3号煤层属Ⅲ类不易自燃煤层，15号煤层属II类自燃煤层，煤尘均无爆炸危险性。

2 “一通三防”安全措施

2.1 通风系统

15号煤层开采时风量为60m3/s；通风容易时期负压为616.4Pa；通风困难时期负压为1 013.18Pa。

根据风量、负压，设计选用FBCDZ- 8- No26B型矿用防爆对旋轴流式主要通风机两台，两台通风机一台工作，一台备用。

2.2 安全设施

2.2.1 防灭火

15号煤层为自燃煤层，必须采取防灭火措施，杜绝火灾事故发生。防治措施有以下几个方面。

(1)定期对采煤工作面上隅角的CO、CO2浓度和气体温度进行检查，发现问题，及时采取相应的防灭火技术措施及时处理。

(2)保持正常的回采推进度，采煤工作面采完后，按规定及时封闭。

(3)工作面备足必备的消防材料、工具材料，工器具定期检查和更换。胶带机头、工具房、工作面低压移动变电所处、电气列车、乳化液泵站、转载机机头、油脂存放点按规定配备一定数量的干粉灭火器和沙箱[1]。

(4)在工作面、回风巷道等井下其他地点选用矿用隔爆型设备。井下电气设备均选用具有“MA”标志的产品。

(5)井下配电网路均设有过流、短路保护装置。

(6)工作面消防洒水系统。

(7)由于15号煤层为容易自燃煤层，设计采用安装黄泥灌浆防灭火系统和阻化剂防灭火系统。

2.2.2 综合防尘

(1)本矿井在各进风巷道和回风巷道设风速探头，连续监测各巷道的风速和风量，使风量在满足各用风地点所需风量的同时，控制风速不超限。

(2)在采掘工作面的采煤机、掘进机、液压支架产尘源以及运输系统中的带式输送机、刮板输送机、转载机等转载点上均设置喷雾防尘装置。喷雾防尘装置由管道阀门及高压雾化喷嘴构成。

(3)在采煤工作面回风巷道出口及距工作面50m内、装煤点下风方向20m左右处、带式输送机巷道、回风大巷等处设置风流净化水幕。

(4)综采工作面进行煤层预注水，使煤体保持湿润，可减少开采时的煤尘飞扬。设计对综采工作面煤体进行注水，注水孔沿工作面顺槽布置，为使注水能充分渗透煤层，应保证充分的注水时间，同时为避免与回采工作面相互干扰，并应保障一定注水超前距。

(5)采煤机和掘进机采用内外喷雾系统。进行爆破作业时采用湿式钻眼、冲洗巷道、水炮泥、爆破喷雾、装岩洒水和净化风流等措施，并在各掘进工作面配备湿式除尘风机，减少粉尘产生。

(6)液压支架安装喷雾，降柱、移架时同步喷雾设备。

(7)加强粉尘的检测和防治工作，制定职业危害防治措施，并为从业人员提供符合标准的劳动防护用品。

(8)在15号煤层配备一台ZDY- 1250注水钻和一台3ZSB- 158/18注水泵，进行煤层注水。

2.2.3 矿井瓦斯防治

1)防止瓦斯积聚的措施

(1)建立稳定、合理、可靠的通风系统。本矿井15号煤设计了稳定、合理、可靠的通风系统，矿井采用中央分列式通风方式，机械抽出式通风方法。在巷道布置上主要大巷采用2条巷道、1进1回布置方式，为减少煤层风化和瓦斯涌出，主要煤层巷道均采用锚喷支护，喷射混凝土封闭巷道周围。

随着矿井开拓开采区域的扩大，要加强15号煤层的瓦斯含量和瓦斯组分的测定工作，并根据测定结果检验和修正矿井瓦斯涌出量预测结果，及时调整开采、通风和瓦斯治理方案。同时，要加强地质构造工作，积极测试地质构造带内的瓦斯参数，如发现异常及时采取安全措施，取保生产安全[2]。

(2)防止回采工作面瓦斯积聚与瓦斯超限。回采工作面均布置2条巷道，采用1进1回“U”通风方式，系统简单可靠。

15号煤层回采工作面配风720m3/min，能够保证上隅角瓦斯不超限。

工作面上隅角安装一个甲烷传感器1个，上隅角甲烷传感器报警浓度≥0.8%；断电浓度≥1.2%；复电浓度<0.8%。

工作面回采结束后，必须在45d内进行永久性封闭。

(3)防止其他巷道瓦斯超限和积聚措施。独头巷道扩散通风距离不超过6m，且巷道宽度不得小于1.5m，巷道不得有瓦斯涌出，并经常检查其瓦斯是否超限。

己报废巷道、硐室、暂时不用的巷道、硐室或硐室的某一部分，必须及时密闭，并设置警示标志，经常检查密闭效果。

加强井下煤仓上下口的通风，以稀释瓦斯等有害气体，防止放煤口上方瓦斯积聚。

将冒落空洞进行填实，支架两侧及顶板、背板密实，防治瓦斯积聚。

加强通风管理，合理配风，保证采掘工作面和通风巷道有足够的风量连续不断的稀释瓦斯。

对可能的局部瓦斯富集区安设瓦斯传感器实行监测监控。

(4)实施有效瓦斯监控。设计配备了安全监测监控系统，在井下按规定要求安设风门开关状态、巷道风速与风流瓦斯传感器、风电、瓦电闭锁装置，用于监测采掘工作面、进回风巷道、煤仓、主通风机风硐等风量、风速、瓦斯浓度和控制通风系统、采掘通风设备的供电与运转。

2)防止瓦斯爆炸的措施

(1)加强矿井通风能力，提高有效风量，建立合理、完善的通风系统，同时加强通风管理，减少漏风，井下设备需装有风、电、瓦斯闭锁装置。

(2)加强采煤工作面上隅角管理，预防上隅角瓦斯积聚。

(3)杜绝火源。加强电器设备管理，井下电气设备的选用符合《煤矿安全规程》的规定；井下不得带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线；井下防爆电气设备的运行，维护和修理工作，必须符合防爆性能的各项技术要求；对因瓦斯浓度超过规定被切断电源的电气设备，必须在瓦斯浓度降到1.0%以下时，方可通电开动；消除其他火源，如金属碰撞产生的火花等。

(4)加强盲巷的管理。

(5)搞好矿井瓦斯监测和预报。设置矿井安全监测监控系统，配备相应的便携式个体瓦斯监测仪。

(6)井下风筒、胶带、电缆等非金属制品，均应选用取得安全标志并具有阻燃和抗静电性能的产品。

(7)爆炸及火灾避灾路线。井下巷道进出口和交叉点显眼处安装安全逃生方向牌，工作地点必须有避灾路线图。入井人员必须熟知矿井避灾知识、路线及逃生技能。

爆炸与火灾避灾路线相同，随工作地点变化而变化，避灾原则是逆新风流而走。

3 结论

对下组煤15号煤层的通风、防灭火、防尘、防瓦斯的安全管理进行了研究，提出了安全管理措施，保障了工作面的安全高效开采。