瓦斯抽采技术在平煤香山矿的应用

雷五洲

摘 要：瓦斯事故是煤矿五大灾害之首，是煤矿安全生产的“第一杀手”，瓦斯治理历来都是各个煤矿企业安全工作的重中之重，但随着矿井开采深度的增加，井下地质条件越来越复杂，瓦斯的治理工作也越来越困难，如何能够有效的治理瓦斯，确保矿井安全生产，已经成为煤矿企业的研究重点。

关键词：瓦斯；安全；抽采

中图分类号：TD713 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）15-0046-02

1 地理位置

平煤股份香山矿位于宝丰县周庄镇境内，东距平顶山市区约16 km，西距宝丰县10 km。井田位于平顶山市香山寺西部，东部以55勘探线与平煤集团十一矿相邻，西至凤凰岭逆断层，南至各组煤层露头，北部分别到丙组-300 m、丁组-550 m、戊组-570 m、已组和庚组-500 m水平，戊煤组-550 m，己组和庚煤组-700 m底板等高线与十一矿为界。全矿井绝对瓦斯涌出量为7.90 m3/min，相对瓦斯涌出量为4.02 m3/t，属瓦斯矿井。

2 工作面概况

戊9-10-22200综采工作面东起戊二下延轨道下山保护煤柱，西至郑尧高速保护煤柱线，其上为戊9-10-22180规划面，下部为矿井边界。该采面煤层赋存稳定，走向长度1 852 m，采长185 m，煤层厚度在0.7 m～3.1 m之间，平均煤厚2.4 m，煤层倾角10 °～15 °，一般在13 °左右，可采储量109万t。采用单一走向长壁后退式采煤方法，综合机械化采煤工艺，全部垮落法管理顶板。工作面采用上行风通风，风量为1 800 m3/min，瓦斯绝对涌出量为3.62 m3/min，相对涌出量2.44 m3/t。

3 瓦斯传感器分布情况

戊9-10-22200综采工作面共布置瓦斯传感器4个，分别在采面上隅角，采面上口机尾向外10 m内，风巷中部及距风巷外口10～15 m范围内。传感器垂直悬挂在巷道的上方，距顶板不大于300 mm，距巷帮不小于200 mm，报警浓度为≥0.5%，断电浓度为≥0.8%，复电浓度≤0.5%，断电范围为工作面及其机轨巷内的全部非本质安全型电气设备。传感器每周调校一次。如图1所示。

4 瓦斯安全管理及效果

4.1 瓦斯安全管理措施

①在采面投产前风巷瓦斯传感器必须按规定装备齐全，悬挂在规定位置，且传感器与煤壁之间严禁存放带电设备。

②上隅角及采面上口传感器的外移工作必须由当班班长负责，当班瓦斯检查员负责督促。全队职工都应有责任保护好瓦斯监测传感器，不得随意碰撞和洒水，造成传感器监测数据失真和误断电现象。

③上隅角和下隅角必须使用挡风帘，挡风帘覆盖机巷下帮不低于5 m，采面不低于10 m，上隅角挂风帘长度不低于10 m，避免上隅角瓦斯积聚。

④采煤上、下口老空区必须采取封堵措施，防止漏风。下口老空区使用编织袋配合珍珠盐进行封堵，上口老空区在使用编织袋和珍珠盐封堵之后再使用黄泥涂抹表面进行封闭。

4.2 采取瓦斯管理措施后的瓦斯情况

束管监测系统检测数值，如图2所示。

通过束管监测系统所反映的情况来看，老空区的瓦斯含量最高达到2.1%，最低在1.7%，基本在2.0%上下；上隅角瓦斯含量最高达到1.19%，最低在0.79%，基本在1.0%上下；回风流瓦斯含量则相对较低，最高达到0.65%，最低在0.39%，基本在0.5%上下徘徊。充分说明在采取了相应的瓦斯安全管理措施后仍旧达不到安全生产的要求，因此必须采取瓦斯治理专项措施。结合现场实际情况，瓦斯抽放是最经济、最合理的瓦斯专项治理措施。

5 瓦斯抽放泵的选型、管路布置及抽放方法

5.1 瓦斯抽放泵的参数及组成

根据工作面实际情况，确定选用型号为2BES42型矿用防爆真空泵。排气量：0～150 m3/min，极限真空度：-81 kPa，功率200 kW，电压：660 V，电机型号为YBSS200，外型33 m×2 m×1.5 m。该套泵站所有设备均安装在平板车上，共有设备：水环真空泵1台，气水分离器一套，电动机1台，防爆开关1台，放水器4个，出渣器2个。瓦斯断电使用KG4N监控系统中的2台甲烷传感器，一台安设在泵站回风侧，斯浓度达到0.5%时瓦斯断电仪自动切断泵站的所有电气设备；另一台安设在排放管口下风侧30 m处，局巷道顶板300 mm，报警点、断电点为1%，瓦斯浓度达到1%时瓦斯断电仪自动切断泵站的所有电气设备。

5.2 瓦斯抽放泵的安设

瓦斯泵站安设在回风巷外段新鲜风流内。在旁边设置一个长1.5 m，宽1.2 m，深0.8 m的水箱2个，用于抽放泵的循环用水。抽放泵的用水直接排到水沟内流至-570水仓内，瓦斯浓度观测孔设在排放管侧，排放口设置在戊组总会内。瓦斯抽、排放管均采用φ200 mm的无缝钢管，瓦斯排放管长120 m，排放管路出口设置警示标志，管口下侧设置1个甲烷传感器；瓦斯抽出管路长1 800 m。抽放泵站及管路布置图，如图3所示。

5.3 抽放方法

采用边采边抽的方法。戊9-10-22200综采工作面自然发火期为6～12个月，自燃等级一级，为了防止老空区自然发火，并根据实际经验确定每班抽方瓦斯4～6 h。抽放管路末节使用φ200 mm，长6 m的玻璃钢软管，管口使用钢丝过滤网包裹，以防止渣块进入管路。软管伸入老空区1.5 m左右。采面每推进6 m拆卸一次无缝钢管（一根φ200 mm的无缝钢管的长度），拆卸无缝钢管在停泵期间。

6 瓦斯排放安全浓度校检

该泵排出瓦斯进入戊组总回风巷中，而戊组总回风巷瓦斯浓度必须小于1%。先戊组总回风巷中瓦斯浓度最大为3%，风量最大为1 800 m3/min，按该泵排量最大为60 m3/min，取最大瓦斯浓度4%，则使戊组总回风巷瓦斯浓度增加0.14%，总瓦斯浓度为4.4%，符合《煤矿安全规程》要求。

7 瓦斯抽放泵的操作及注意事项

7.1 开 机

瓦斯抽放泵在开机时要注意以下一些事项：首先要检查瓦斯泵同轴度和轴承架的黄油是否足够，然后再放入清水清洗10分钟，以便放出污水。其次，要检查泵及其他设备能否投入工作，关闭备用泵的进水和进气、排气阀门。第三，要操作电器系统，试启动检查运转方向是否正确，正确即可正常运转，使抽放泵投入正常使用，然后再缓缓开启进气阀门，调节各阀门，使抽放泵各抽放参数达到合理要求。第四，还要保持轴承温度不超过外界温度50 ℃，实测的最高温度不大于75 ℃，并保持供水压力0.02～0.08 MPa排水温度不大于40 ℃。此外，在还要注意注水和水封的情况是否正常以及转速和轴承功率是否稳定等等，要时刻观察抽放泵的运行状况，发现异常时要及时向领导汇报。

7.2 停 机

瓦斯抽放泵在停机时需要注意的事项主要有：首先是停机前先检查各相应设备能否进入停机规程中，切勿操作过急，以免操作不当导致事故和机器的损害。其次是按照操作规程的要求关闭进气阀、切断进气，同时还要及时切断电机电源，使抽放泵处于停机状态。第三要检查好进水管阀门及排水管阀门是否已经关闭到位，这里值得注意的是，当需要停机的时间在两天以上时，还应该放出泵内积水。最后需要强调的是，当遇到紧急情况（比如停电）时，除了要迅速关闭工作系统外，还要立刻向上级单位汇报，以免延误处理时机，影响应急预案的启用。

7.3 放水管理

泵站司机要及时抽放站附近放水器内的积水，确保泵站运转稳定，抽放负压、流量正常，停泵后和开泵前必须放水，保证放火器内无水，方可开泵。

抽放泵停开一天以上须将泵体内的水从泵体下部放完，以免泵体锈蚀。

8 采取瓦斯抽放措施后的瓦斯情况

通过束管监测系统所反映的情况来看，采取瓦斯抽放措施后老空区的瓦斯含量最高达到1.2%，最低在1.02%，基本在1.1%上下；上隅角瓦斯含量最高达到0.7%，最低在0.32%，基本在0.4%上下；回风流瓦斯含量则相对较低，最高达到0.35%，最低在0.18%，基本在0.22%上下徘徊。说明在采取了瓦斯抽放措施后达到安全生产的要求。

9 结 语

通过瓦斯抽放措施前后瓦斯情况对比，充分说明了瓦斯抽放措施起到的重要作用，有效的降低了采面回风流中的瓦斯含量，达到了采面安全生产要求，保证了采面的安全生产，值得煤炭系统的工程技术人员做进一步的探讨和研究

参考文献：

[1] 聂敏忠.朱庄煤矿高位钻孔瓦斯抽放技术的应用[J].煤炭科学技术，

2008，（36）.

[2] 张建国，林柏泉，叶青.工作面卸压区浅孔瓦斯抽放技术研究[J].采矿与 安全工程学报，2006，（4）.