瓦斯防治浅谈

2015-08-19雷文龙中煤科工集团重庆研究院有限公司瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室重庆400037

山东工业技术 2015年16期

关键词：石门保护层瓦斯

雷文龙（中煤科工集团重庆研究院有限公司瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆 400037）

瓦斯防治浅谈

雷文龙
（中煤科工集团重庆研究院有限公司瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆 400037）

瓦斯灾害是各煤矿井诸多灾害危害最大、破坏性最强的灾害。本文主要内容就是矿井应该如何进行瓦斯防治，并从多个方面进行了比较详细地介绍。

瓦斯防治;瓦斯灾害；矿井安全

1 瓦斯防治的意义

瓦斯是煤矿生产中的有害因素，它不仅污染空气，而且当空气中瓦斯含量为5%～16%时，遇火会引起爆炸，造成事故。但瓦斯爆炸是可以预防的，瓦斯突出（gas outburst）也是可以预测的，如经常测量巷道空气中的瓦斯含量，测量瓦斯涌出量，并采取有效通风、严禁烟火、预先抽放、开采保护层、人工突出等措施，可以保障煤矿生产的安全。本文将从这些方面讨论如何进行瓦斯防治。

2 防治瓦斯超限与爆炸

2.1 改善通风

强化现场通风、瓦斯技术管理，优化通风系统，合理配备工作面风量，及时处理现场瓦斯超限，及时封堵采空区和盲巷，消除瓦斯积聚，是防治瓦斯超限与爆炸的基本的有效的方法。

对生产矿井要有完整独立的通风系统，各翼、各水平、各采区有独立的回风系统，自然发火煤层采区要有专用回风巷。

在矿井通风系统管理上，严格按《煤矿安全规程》及相关规定执行。在风量分配上，严格按照本矿井的矿井风量计算细则进行采掘工作面风量分配。

2.2 加强瓦斯检测

强化瓦斯检测制度的现场落实。重点采掘工作面配备专职瓦斯检查员检查瓦斯，普通区域严格执行巡回检查制度。瓦斯检查员井下手上交接班、划区域负责把关，严格执行井下记录牌板、检查记录手册、瓦斯日报“三对口”管理。加强通风安全监控。所有矿井均按标准装备矿井安全监控系统，实时监控全部采掘工作面（包括打钻）进回风流、矿井总回风巷、一翼回风巷、各机电设备硐室的瓦斯浓度，并监控被控电气设备的通电、断电状况，全面实现瓦斯超限自动报警、断电，停风时停止供电、停止作业。对管路安装、临时维修等移动性作业地点，实施作业人员配备便携式瓦斯报警仪实时监测瓦斯，防止瓦斯超限作业发生瓦斯爆炸事故。

2.3 杜绝火源

（1）严格机电设备防爆管理。入井电气设备严格执行性能检查，防爆性能不合格者，一律不得入井。使用中的电气设备，实行定期防爆性能检查，发现失爆者，立即停止运转并升井检修。井下禁止敲打和撤开矿灯。

（2）严防静电火花，入井人员严禁穿化纤衣服下井，风筒等材料必须是防静电的才能使用。严防杂散电流火花，井下电网接地电阻必须符合规定。严防雷电火花引入井下，所有管线、轨道都必须在入井井口进行接地绝缘。

（3）严格明火管理。井下不得随意进行电焊、气割等工作，如因特殊情况需进行电焊、气割等，必须制定专项安全技术措施。加强自然发火煤层开采管理，采取可靠的技术管理措施防治煤层自然发火。如发生了煤层自然发火必须及时灭火或封堵，加强封堵火区管理，及时采取灌注黄泥浆、断氧等措施使火区熄灭。不准随意启封火区，如因需要必须启封火区，必须取样检测火区的各项气体指标，确认火区已熄灭，方可制定专项措施进行启封。

（4）严格执行井下放炮制度。按规定使用煤矿许用电雷管和炸药，严格执行“一炮三检”制和“三人连锁放炮”制，炮眼按规定装填水炮泥和黄泥，放炮坚持使用喷雾洒水装置。

（5）严防产生撞击火花和摩擦火花。严格执行防尘管理制度，搞好洒水防尘工作，防止煤尘堆积和飞扬，遇火引起煤尘瓦斯爆炸。

2.4 搞好瓦斯抽采

解决采掘工作面等地点瓦斯超限，防治煤与瓦斯突出，搞好煤层瓦斯抽采是直接有效的措施。

3 防治煤与瓦斯突出

煤层发生突出的威胁越来越大，突出灾害的治理越来越难。但随着科技的进步，防治突出的技术越来越高，防突的效果越来越好。

3.1 区域综合防突措施

即区域突出危险性预测、区域防突措施、区域措施效果检验、区域验证。具体的区域防突措施有开采保护层和预抽煤层瓦斯。

3.1.1 开采保护层

开采保护层是最有效的区域综合防突措施，根据各煤层突出危险情况，选出合适的煤层作为保护层。对保护层开采后沿倾斜方向的保护范围、沿走向（始采线、终采线）的保护范围、保护层与被保护层之间的最大有效保护垂距均有明确的规定;开采保护层时，同时抽采保护层的瓦斯；开采保护层时采空区内不得留有煤（岩）柱，对特殊情况留有煤（岩）柱时，被保护层在对应区域进行采掘工作前，采取相应的局部综合防突措施。

3.1.2 预抽煤层瓦斯

矿井抽采方式主要有预抽、卸压抽、采空区抽采、密闭抽采、裂隙溶洞抽采五类。

对所有煤层进行煤层瓦斯预抽，抽采巷布置于煤系底板茅口灰岩中，边界区域无茅口灰岩时，则布置于煤系I3（大铁板）中或布置于煤系顶板长兴灰岩中。石门揭煤预抽时间不少于6个月，保护层工作面掘进前区域预抽时间不少于6个月，保护层工作面开采前区域预抽时间不少于12个月，且预抽负压不低于13千帕。石门揭煤在距煤层最小法向距离10米布置石门大钻场，布孔方式为距石门轮廓线外上部及两帮12米（下部为6.0米）范围内，抽采半径按1.5米进行网格式布置，在石门两边区域抽采钻场按区域抽采钻孔设计施工石门周边区域40米范围内区预抽钻孔。开采区域布孔方式实行钻场的区别控制，一个钻场钻孔全部先终孔于K1煤层，抽K1－K10煤层瓦斯；相邻一个钻场终孔至K3 、K7 、K9煤层，抽K3—K10煤层的瓦斯，区域抽采钻孔的抽采半径为7.5米，走向上钻孔终孔间距按10米进行布置（终孔至K1煤层钻孔以K2煤层为基准面）。对无保护层直接开采突出煤层的煤层，其预抽时间在规定基础上还要加长。预抽煤层瓦斯钻孔有穿层钻孔和顺层钻孔，预抽煤层瓦斯区域防突措施的有效指标按“煤层残余瓦斯压力小于0.74兆帕或残余瓦斯含量小于8立方米/吨”执行。预抽煤层瓦斯钻孔封孔长度根据煤岩特性确定，但穿层钻孔不少于3米，顺层钻孔不少于5米。

3.2 局部综合防突措施

局部综合防突措施即工作面突出危险性预测、工作面防突措施、工作面措施效果检验、安全防护措施。工作面防突措施有瓦斯抽采、瓦斯排放、金属骨架孔、水力冲孔等。

3.2.1 石门和主井、斜井揭煤

经过多年的总结提炼，形成了中梁山矿区“1、3、5”石门揭煤集成防突技术：“1”即对石门进行“立体瓦斯抽采”，“3”即对石门突出危险性开展“年度计划编制前、石门掘进前、揭煤层前”三级评估，“5”即揭煤过程中，采取“综合地质构造探测，水力扩孔，施工金属骨架，全井停电地面远距离遥控爆破揭煤层，发碹支护”等五项措施。

3.2.2 煤巷（半煤巷）掘进和采煤工作面

煤巷（半煤巷）平巷掘进采取全断面远距离爆破，眼子、斜坡掘进采取特殊措施后使用风镐或手镐掘进。在突出危险性预测（或校检）时如防突指标（K1、S值）超标，则在工作面施工抽采钻孔或排放钻孔，抽排达到效果方可恢复掘进。

南北矿采煤工作面均采用伪斜柔性掩护支架和伪斜短壁采煤法采煤。在突出危险性预测（或校检）时如防突指标（K1、S值）超标，则在工作面施工抽采钻孔或排放钻孔，抽排达到效果方可恢复采煤。钻孔在采煤工作面沿倾斜方向以3.0米间距设计布孔。

3.2.3 突出煤层外的巷道掘进

在突出煤层外的巷道掘进前，地质测量部门提前进行地质预测，掌握施工动态和围岩变化情况，及时验证提供的地质资料，并定期通报给防突组和采掘区队；遇有较大变化时随时通报。所有突出煤层外的掘进巷道（包括钻场等），距离突出煤层的最小法向距离小于10米时（在地质构造带小于20米时）采取边探边掘，确保最小法向距离不小于5米。同时搞好瓦斯检测，坚持管理人员跟值班，掌握瓦斯变化，发现瓦斯超限，及时断电撤人；采用远距离（起爆点距工作面不少于300米的进风流中）爆破，回风巷断电撤人，炮后至少30分钟方可进入工作面检查等安全防护措施。

3.2.4 突出煤层的煤巷中安装、更换、维修或回撤支架

突出煤层的煤巷中掘进安装支架时，要采取预防煤炭垮落而引起突出事故发生的措施，平巷安装支架前用前探梁加背板将暴露的煤体托起。眼子必须掘半边背半边，掘出0.5米要先支护后方可继续掘进，斜坡必须掘一架支一架，并在迎头加背板背护。更换支架必须先架后撤。维修支架必须先打立柱或斜撑加固，然后进行维修。回撤支架先打好替柱，再进行回撤。