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822018 年第 1 期 煤矿瓦斯治理及防治策略 甘路军 常 青 （山西和顺天池能源有限责任公司，山西 和顺 032700） 摘 要 本研究中以天池能源公司为切入点，详细分析煤矿瓦斯治理及防治策略，保证煤矿安全生产经营。 关键词 煤矿瓦斯 治理防治 措施分析 中图分类号 TD712 文献标识码 B doi10.3969/j.issn.1005-2801.2018.01.034 Gas Control and prevent Strategy of Coal Mine Gan Lu-jun Chang Qing Shanxi Heshun Tianchi Energy Co., LTD., Shanxi Heshun 032700 AbstractIn this study, Tianchi energy company is the breakthrough point, detailed analysis of coal mine gas control and prevention strategies, ensure the safety of coal mine production and operation. Keywords coal mine gas control and prevent measures analysis 收稿日期 2017-08-07 作者简介 甘路军 （1981-） ， 男， 山东兖州人， 本科， 助理工程师， 技术员，研究方向一通三防及防突。 煤炭开采过程中瓦斯事故发生率逐渐提高，本 文通过分析天池能源公司煤矿瓦斯治理现状，分析 治理过程中存在的各类问题，给出具体防治措施。 1 煤矿瓦斯概述 1.1 煤矿概况 山西和顺天池能源有限责任公司位于山西省晋 中市和顺县城以南 13km 的喂马乡古腰村。井田面 积近 19km2，设计开采量为 120 万 t/a。矿井通风系 统采用独立进回风系统，属于典型的“四进一回”， 也就是 4 个进风斜井、1 个回风立井，中央并列式 通风采用机械抽出式方法。采掘方式为综合机械化 一次采全高方法，需要通风量较大且集中，井下通 风系统大多采用双进双回的方式 [1]。 1.2 15煤层情况 2016 年鉴定后确定为高瓦斯矿井，CO2绝对涌 出量为 4.68m/min，相对涌出量为 1.53m/t。 1.2.1 煤层构成 15煤层老顶多为粗砂岩、中砂岩或中粗砂岩， 极局部地带为含砾粗砂岩（补 5 孔附近），其厚度 在 021.71m 之间，平均 10.22m。在横向上，矿井 西北部和东南部厚度相对较大，向东、向西减薄， 在东部边界 408、101、309 和 306 孔以东完全缺失。 有时含有细砂岩或砂泥互层的直接顶（补 2 孔、补 5 孔和补 8 孔附近），厚度 08.10m，平均 1.77m。 1.2.2 顶板物性特征 二采区补充勘探期间，15 煤层顶板物性特征 为 比 重 2.652.75g/cm， 平 均 2.70g/cm， 孔 隙 率 1.307.00，平均 3.69，含水量 0.200.90， 平 均 0.39， 抗 压 强 度 31.60105.60MPa， 平 均 65.25MPa， 抗 拉 强 度 1.774.00MPa， 平 均 2.80MPa。底板特征密度平均 2.72g/cm，孔隙率 平均 3.45，含水率 0.72，含水量 0.400.90， 平均 0.48，软化系数 0.210.54，平均 0.37，抗压 强度 13.7338.93MPa，平均 24.99MPa，抗拉强度 0.201.57MPa，平均 1.07MPa。 2 煤矿瓦斯治理措施分析 天池能源提出“边采边抽、监测监控、以风定 产”的瓦斯治理工作方针，按照“高投入、高素质、 高水平、严落实、严监管、严处罚”的原则，主要 通过对通风系统的改良，为设备的运行提供保障。 通过增强技术，改进管理，落实责任机制，降低瓦 斯事故的发生。 2.1 治理步骤 （1）对瓦斯现象的鉴定工作，需要根据有关 规定，严格按照鉴定流程由技术人员完成鉴定工作， 对瓦斯等级做出精确的定位。同时根据鉴定结果， 督促天池公司完善矿井瓦斯防治措施；（2）开展 832018 年第 1 期 技能培训，掌握处理问题技能。对煤矿的所有工作 人员进行严格的培训学习，主要将瓦斯防治、煤与 瓦斯突出的基本知识和技能及时传达给工作人员； （3）落实相关规定，对瓦斯问题进行严密防范。 按照有关规定，建立人防、技防、物防三道防线， 对瓦斯事故进行严密防范，防患于未然。 2.2 15煤层瓦斯抽采 2.2.1 回采工作面瓦斯抽采 15煤层为抽采煤层，采用泄压抽采与边采边 抽方法，利用工作面进风巷道向煤层打迎面斜交、 向下分层倾斜及平行于工作面的钻孔，提高瓦斯抽 采量，达到降低开采层瓦斯涌出量的目的，图 1 所 示为钻孔布置示意图 [2]。 图 1 瓦斯抽采钻孔布置示意图 2.2.2 掘进工作面瓦斯抽采 矿井巷道回采工作面准备阶段，特别当采用放 炮作业时，经常出现掘进工作面瓦斯超限情况。巷 道掘进采用边掘边抽的方式，可以解决瓦斯浓度超 限问题，提高巷道掘进速度，图 2 为钻孔布置方式。 图 2 边掘边抽钻孔布置 2.3 抽采采空区瓦斯 采空区瓦斯抽采方法种类较多，依据采空区状 态划分成两种半封闭法与全封闭法。 （1）半封闭法。依据天池煤矿的实际情况半封闭 采空区直接采用半封闭插管抽采法，如图 3 所示。 （2）全封闭法。天池煤矿中存在很多全封闭 采空区，对采空区瓦斯采用密闭巷道法抽采。将密 闭打入到回风顺槽内，采空区中插入管子，将采空 区瓦斯直接抽采，如图 4 所示。 2.4 治理效果 根据预测的矿井瓦斯涌出量与抽采量，评价瓦 斯抽采效果。 （1）回采工作面最大瓦斯涌出量为 36.27m/ min，回采工作面抽采量为 24.52m/min，风排瓦斯 量为 11.75m/min，需风量为 1175m/min，备用系统 考虑 1.2，充分表明瓦斯抽采后通风能力可以满足 要求；（2）矿井最大瓦斯涌出量为 64.72m/min， 抽 采 量 为 25.42m/min， 风 排 瓦 斯 量 为 39.30m/ min，需风量 4972m/min，基于 1.2 备用系数考虑， 瓦斯抽采后可以满足相关要求。 图 3 半封闭插管抽采示意法 图 4 全封闭采空区抽采方法 2.5 其他治理措施 （1）提高投入，有效落实安全经济政策。对 于具有高瓦斯问题以及在开采中存在瓦斯动力现象 的矿井，按 20 元 /t 提取瓦斯治理专项资金，资金 主要用于煤矿通风系统、瓦斯抽采系统、矿井防灭 火系统、综合防尘系统、安全监控系统的完善和改 造；对防突安全欠账问题及时处理，已经确认的突 出矿井，应该尽快加大投入，完善防突专项设计， 同时建立瓦斯抽放系统 [3]。 （2）提高技术人员素质。严格按规定数量配备 矿井技术人员，并建立严格的考核机制，对不符合 要求的人员，及时淘汰，保证技术人员的总体质量。 （3）对煤矿技术、通风、瓦斯、现场等相关 部门加强监管。各级政府和有关部门切实做好监督 （下转第 88 页） 882018 年第 1 期 温度等环境变化情况，并在使用后随时观测一段时 间，防止发生次生灾害以及后期对施工地点作业人 员的身体影响。 （6）综放工作面回撤是一个全面系统工程， 涉及专业较多，应提前开好回撤工作各专业协调会， 随着回撤工作的进展，情况也会发生变化，应及时 编制相关的保障措施，便于指导现场作业人员安全 操作。 【参考书目】 ［1］ 程卫民 . 矿井通风与安全 [M]. 北京 煤炭工业出 版社 ,2016. ［2］ 张国枢 . 通风安全学 [M]. 徐州 中国矿业大学出 版社 ,2007. （上接第 85 页） 降尘，内、外喷雾压力分别要超过 2MPa、4MPa。 当外喷雾压力小于 4MPa，在机组摇臂上加装自制 外喷雾装置，压力需大于 4MPa，无水或者喷雾装 置不能正常使用时必须停机。 （3）破碎机进、出口、各输送转载点必须安 设喷雾洒水装置，各胶带输送机及转载机机头安设 防尘罩，并保持完好、齐全、有效。防尘设施损坏 或无水时必须停止运转。 （4）工作面防尘设施必须保持完好、齐全、 有效，正常生产期间，必须正常使用各处的净化水 幕、降尘喷雾；割煤、移支架时，作业地点附近必 须打开临近支架移架喷雾，确保有效降尘。采煤机 无水或者喷雾装置不能正常使用时必须停机。 （5）巷道积尘采用冲洗的方式进行清除。冲 洗时，先将 3050m 胶管接至静压水管，由上风侧 向下风侧进行冲洗。冲洗频次严格按照“距工作面 30m 内巷道每班冲洗，30100m 每天至少冲洗一次， 100m 外每周至少冲洗一次，转载点 20m 内每班冲 洗”的要求执行。电气设备每班采用扫帚清扫。 （6）打眼作业必须采用湿式打眼。 （7）所有作业人员必须佩戴防尘口罩，并按 要求更换过滤原件及相关部件。 （8）工作面人员必须爱护防尘设施并坚持正 确使用，各班开工前，必须对洒水设施进行检修或 更换，使其保持齐全、完好，保证防尘效果。 （9）粉尘检测。XV1309 综采工作面总粉尘浓 度每月测定 2 次，呼吸性粉尘浓度每月测定 1 次。 各粉尘检测点由通风部根据（Q/JM J 1.0034-2013） （Q/JM J 1.0035-2013）煤矿作业场所粉尘检测地 点设置标准选择采样点。 4 结束语 采煤工作面的粉尘防治工作是一项技术性强、 难度大的工作，煤矿企业应大力鼓励科技创新，在 总结和改善现有防尘技术的基础上，将新的科学技 术应用到煤矿生产实践中去，为煤矿采煤工作面创 造一个安全、卫生的环境，以实现煤炭工业的可持 续发展。 【参考书目】 ［1］ 肇安 , 魏国山 . 综采工作面长孔注水防尘技术优 化 [J]. 煤矿安全 ,2015,46s139-42. ［2］ 邹常富 . 采煤机割煤产尘特性及防治技术研究 [J]. 煤炭工程 ,2016,48262-64. ［3］ 马威 . 高风速综采面采煤机产尘运移规律及防治 技术 [J]. 煤矿安全 ,2014,45467-70. 度，确保井下职工生命财产安全，做好瓦斯治理工 作具有现实意义。因此，在工作中要利用现代化科 学手段做好煤矿瓦斯治理工作，有效融合企业安全 生产与经济效益，推动天池公司可持续发展。 【参考文献】 ［1］ 祝钊 . 管道瓦斯爆炸流场及其影响因素数值模拟 [J]. 中国矿业大学学报 ,2017,4602300-305. ［2］ 邹云龙 . 单一煤层顺层钻孔瓦斯抽采半径动态测 定 [J]. 煤炭工程 ,2017,49058-10. ［3］ 孙百锁 , 畅毅科 . 鹿台山矿煤层瓦斯抽采难题与 对策 [J]. 煤炭工程 ,2017,490563-65. 工作，不断加大监督力度。对煤矿中存在的安全隐 患，及时处理整改，同时对相关单位做出处罚。杜 绝在高瓦斯和瓦斯突出矿区建立矿井，从源头上防止 瓦斯事故的发生。对于瓦斯超限瞒报情况务必进行 严肃处理，对检测瓦斯数据弄虚作假的情况，也应 该严肃处理，并追究相关部门或人员责任。对于发 生较大瓦斯事故的煤矿，应该关闭处理。对于具有 重大隐患却没采取有效措施的也应该进行关闭处理。 3 结语 煤矿安全生产人人有责，提高安全生产投入力 （上接第 83 页）