瓦斯综合治理措施

淮北矿业（集团）有限责任公司芦岭煤矿二00六年度瓦斯综合治理措施二00六年元月21矿井概况芦岭矿位于宿州市东南20km处，北距淮北市（集团公司所在地）82km。矿井西临津浦铁路，距芦岭火车站9km，矿区专用铁路在此与津浦铁路接轨。井田走向长约8.2km，倾斜宽3.6km，面积29.5km2。矿井1959年12月始建，1969年12月投产，原设计生产能力为150万t/a，服务年限66.1a。改扩建后矿井设计生产能力为240万t/a。矿井采用立井石门分水平开拓方式，全矿共有7座井筒，其中主井一座，副井三座，风井三座（东风井已停用）。沿井田倾斜方向共划分为三个开采水平，分别为-400m、-590m、-800m（暂定）。一、二水平设有井底车场、水平运输大巷，并分别以石门与各采区连接。采煤方法为：走向长壁全部垮落采煤法、厚煤层低位人工简易放顶煤和综合机械化放顶煤开采方法。矿井通风方式为中央边界、西翼并列混合式，通风方法为抽出式。南风井装备有2台K4-2×73№28型离心式风机，一台工作，一台备用，电机功率为1.25MW，风机风量为12265m3/min；西风井装备有2台BD-Ⅱ-8№29型轴流式风机，电机功率为2×500KW一台工作、一台备用，风机风量为9975m3/min。矿井主采煤层为、8煤层、9煤层和10煤层三层，7煤3层局部可采。各主采煤层均具有煤尘爆炸危险性且具有自然发火倾向性，各煤层平均煤尘爆炸指数为34.67%，煤层自然发火期为2～4个月。芦岭煤矿是煤与瓦斯突出矿井，矿井瓦斯涌出量为100.69m3/min，相对瓦斯涌出量为26.46m3/t。建矿以来，先后发生21起煤与瓦斯突出，其中伤亡事故三起造成22人死亡，最为严重的一起是2002年4月3日发生在II818-3#溜煤上山的特大煤岩与瓦斯爆炸事故，共突出煤岩量7000余吨，瓦斯123万方，死亡13人；2003年5月13日，矿井又发生一起特大瓦斯爆炸事故，造成86名阶级兄弟遇难。瓦斯灾害十分严重。2005年在集团公司的正确领导下，在全矿干部职工的共同努力下，矿井瓦斯治理工作取得了长足的进步，2006年全矿干群一定要戒骄戒躁，做好充分准备，严格落实本措施中的各项规定，打好全年瓦斯治理攻坚战。2006年瓦斯治理具体措施如下：2矿井通风措施2.1矿井目前通风系统概况目前矿井生产采区有Ⅱ81采区、Ⅱ82采区及Ⅱ88、88、810采区，准备采区有Ⅱ4及Ⅱ3采区。东部Ⅱ81采区主要通过-400大巷、-590东大巷进风，Ⅱ81回风上山、101轨道上山及东边界回风上山回风至南风井。中部Ⅱ82采区通过-400大巷、-590西大巷进风，Ⅱ82回风上山、Ⅱ104回风上山、102中部回风上山回至南风井。西部88采区及Ⅱ8采区通过西部井-320大巷、-400西皮大巷及-590西大巷进风，4通过88人行上山及回风石门、Ⅱ88回风上山回至西风井。810采区通过-320大巷进风，通过西总回风巷回至西风井。矿井等积孔为7.76m2，南风井等积孔为4.02m2,西风井等积孔为3.84m2。2.2优化、简化通风系统05年，西部井风机进行了更换，同时新掘了二水平西部回风上山，西部通风系统改造基本完成。06年重点要对II82采区通风系统进行优化，并根据实际需要及时调整矿井、采区通风系统，坚决杜绝不合理的串联通风、扩散通风及采空区通风，确保通风系统合理、稳定、可靠。根据05年初规化将原来呆滞的各采区9煤进行回采，以收缩战线，简化通风系统，目前Ⅱ923以回采结束，Ⅱ821区段轨道巷已回收；985工作面回采已结束，983区段要尽快进行回收，Ⅱ914工作面还剩最后一个眼也将回采结束。06年矿井至少减少二个区段，通风系统将得到进一步简化。2.3通风设施质量上台阶为了使矿井主要进、回风巷之间联络巷的通风设施能够得到有效监护，确保矿井通风系统稳定，这些地点已安装了语音报警系统，06年要逐步推广到各采区车与所有区段过车风门，并必须保证井下所有风门闭锁装置能够正常使用，如有破坏严格按照《芦岭煤矿通风设施管理办法》执行。井下所有密闭墙厚度均要在500mm以上；要按要求设置正反向风5门，防突区域内的风门墙垛厚度必须在800mm以上，以提高矿井抗灾能力。另外，要推广使用可调节的调节风窗，保证矿井瓦斯治理与矿井风量调节需要。3区域性瓦斯治理措施芦岭矿8、9煤层属突出煤层，瓦斯含量高，10煤随着开采水平的延伸，也可能存在突出危险，因此，10煤必须按突出煤层进行管理。除10采区（在风-氧化带以上）外，其余采区均属于突出危险区，均必须采取防突措施及安全防护措施。所有入井人员必须佩带隔离式自救器。且所有井下工作人员，必须进行防突知识的培训，熟悉突出的预兆和防治突出的基本知识，经考试合格后，方准上岗，培训时间不得少于1个月。另外，除10采区的所有采掘工作面均必须按规定安设压风自救系统。且除10采区的所有掘进工作面的进风侧必须按规定设置至少2道反向风门。3.1煤层瓦斯预抽除10采区以外，所有采区8、9煤开采前，必须进行煤体瓦斯预抽。3.1.1矿井主采煤层瓦斯抽采难易程度芦岭矿主采煤层8、9属突出煤层，8煤透气性系数为0.028m2/MPa2·d,瓦斯含量高，属于难抽放煤层，随着开采深度的增加，采掘时瓦斯涌出量大，突出危险性增加。3.1.2预抽工艺、预抽工程量、预抽率、预抽量及预抽瓦6斯浓度预抽工艺：预抽采用底板双岩巷内施工底板穿层钻孔。预抽工程量：底板穿层钻孔沿底板双岩巷每20m布置一钻场，每钻场内施工一定数量的钻孔，钻孔控制整个开采煤层的全部范围，穿透9煤和8煤。吨煤钻孔工程量为0.06m。预抽率、预抽量及预抽瓦斯浓度：预抽率30%以上，预抽时间1.0年以上。3.2保护层开采开采保护层是解决区域性煤与瓦斯突出根本的首选的途径。因此具备开采保护层条件的应首先考虑开采保护层。根据矿井煤层赋存情况，7煤层薄且极不稳定，只在矿井投产初期中央局部采区的局部区段可采。因此，要开采解放层只能选择10煤下解放层。以前考虑产量稳定及接替安排需要，一般是先开采8煤再回采9煤最后采10煤层。造成先开采10煤层作为下解放层的区域范围相对缩小，甚至有的采区已不具备开采下解放层的条件，否则将破坏为开采上部8、9煤所施工的基本岩石巷道。但随着开采深度的增加，煤与瓦斯突出的日益严重必须寻求开采解放层作煤治理瓦斯突出的根本出路。近年来，我们选择Ⅱ82采区二区以下尚未准备8煤基本岩石巷道的新区段，尝试先开采10煤以下解放层。3.2.1首个保护层开采工作概况7矿井首个保护工作面Ⅱ1044工作面，走向长520m,倾斜宽163m，煤层倾角8～10°平均采高2.1m，其与上部8、9煤平均层间距为70m，符合下保护层开采条件。该面与2001年元4日开始回采至2001年12月11日回采结束。回采过程中由于地质构造留有35m煤柱。3.2.2瓦斯治理情况考虑保护层工作面回采时，上部8、9煤卸压瓦斯通过裂隙下移至保护层工作面及本煤层瓦斯涌出量大，易造成保护层工作面瓦斯超限。设计时采用双风巷布置，两风巷水平间距10m，并在下风巷中，每间隔20m作一个顶板钻场，在钻场内沿煤层走向工作面推进方向布置15个钻孔，抽放8、9煤卸压瓦斯，同时在上风巷内老塘埋管边采边抽，以解决工作面中上部瓦斯超限问题。工作面自开切眼向前推至35m时瓦斯涌出量逐渐增大，该面回采时瓦斯时有超限，推进速度较慢。在随后回采的Ⅱ1046工作面，除采取Ⅱ1044工作的瓦斯治理措施外，又增加了一条高位抽放巷，并在高抽巷内向8、9煤层布置钻孔，钻孔与巷道相结合抽放，进一步拦截上部8、9煤下移瓦斯，取得了较好的效果。特别是在Ⅱ1048工作面的回采前又增加了机、风巷顺层孔抽放，地面钻孔抽放措施，使Ⅱ1048工作面回采过程中，工作面回风瓦斯最大不超过0.5%，治理效果十分明显。3.2.3被保护层工作面准备情况8Ⅱ1044保护层工作面对应被保护层工作面为Ⅱ826西延工作面，该区段工作面岩巷自03年元月份开始准备，由于受下部Ⅱ1044回采的影响，已掘进岩巷毁坏严重，经常出现前掘后修现象，因此掘进速度慢，设计所有工程06年5月底才能结束。Ⅱ826西延回采工作面预计06年12月投入生产。目前，我矿已开始与重庆煤科院合作，对保护层保护范围进行考察对保护效果的各种参数进行测定。对瓦斯抽放方法进行改进，对留有煤柱未解突段进行解突处理。3.2.4护层开采接替方向目前矿井已开采或准备的采区已无开采解放层的条件，下一步计划在未开拓的采区如Ⅱ83、Ⅱ86采区应先行开采10煤下解层，矿井三水平应全面推行10煤解放层开采，以彻底解决8、9煤突出问题。4局部瓦斯治理措施芦岭矿的瓦斯综合治理措施早期主要概括为几个方面：前期预抽，掘进期间主要是迎头排放钻孔，回采期间主要是顺层孔抽放与风巷斜交钻孔抽放相结合，虽取得了一定的效果。但随着开采水平的延伸，采掘工艺的改革，采掘进度的加快，煤层瓦斯含量增大，突出危险性加大，采掘时，瓦斯绝对涌出量增大，瓦斯综合治理的难度加大，以前的措施已不能满足生产和安全的需求，矿经过不断的改革、实践，在瓦斯综合治理方面又有进一步的创新。94.1采煤工作面瓦斯综合治理措施芦岭煤矿采煤工作面瓦斯综合治理措施经过不断的改革创新和实践，形成了一套切实可行的瓦斯治理方案，可归纳为12个字：强化预抽、边采边抽、立体抽采。主采煤层8、9、10煤瓦斯含量不同，突出危险性不同，因此，其治理措施也应不同。8、9煤层属突出煤层，瓦斯含量高，突出危险性高，因此，在有7煤及10煤开采条件的区域，必须首先开采7煤或10煤作为保护层，对8、9煤层进行解突，对于无保护层开采条件的区域，由于8、9煤层层间距小，平均3米，且9煤顶板破碎，首先开采9煤，对8煤层破坏严重，且开采时，8煤层瓦斯大量涌向工作面，防突及瓦斯治理难度大，因此，首先开采8煤顶分层，顶分层开采后，8煤剩余分层及9煤瓦斯含量大大降低，同时顶分层相当于开采了一层0距离的保护层，对对应的剩余8煤及9煤起到了解突的作用，顶分层开采结束后再对8煤进行分层回采，最后对9煤进行开采。4.1.18煤顶分层工作面瓦斯综合治理措施①开采前强化抽放：8、9煤层联合集中布置，在9煤底板布置双岩巷，在底板双岩巷内每隔20米布置一个底板钻场，每钻场内施工钻孔，钻孔终孔间距10米，均匀布孔，钻孔施工至8煤顶板，钻孔孔径Ф91mm以上，封孔深度8米以上，机械封孔，封孔后合茬抽放；抽放要有一定的预抽期，10必须1年以上，且预抽率必须在30%以上。②工作面回采时，必须对预抽的效果进行经常性的检查，即工作面每推进50米，采用钻孔解吸指标法进行连续两次预测，第一次预测无突出危险，保留2米的预测孔超前距后向前推进，只有两次预测均无突出危险，方可进行下一个预测循环。如其中一次预测有突出危险，均必须采取防突措施，如排放钻孔、浅孔注水等，并经效果检验有效后保留2米的检验孔超前距向前推进，且该工作面视为突出危险工作面。工作面如遇地质构造，需加强突出危险性预测。③顺层钻孔：在工作面机、风巷每10~20米施工一组顺层钻孔，扇形布置，终孔间距5米，深度机巷顺层孔50米以上，风巷顺层孔30米以上，封孔深度5米以上。④高位钻孔：沿风巷每隔40~60米施工一钻场，钻场施工至8煤顶板坚硬砂岩中，钻场内采用ZSM-250型钻机施工钻孔，孔径钻孔终孔位于8煤顶板15~20米范围内，钻孔终孔间距10米，Ф91mm以上，沿煤层倾向控制工作面1/3长度1/3以上。⑤老塘埋管抽放：沿工作面风巷上帮向老塘敷设一趟8吋瓦斯管路，管路伸入老塘20～40米，管端距底板1200mm以上。回采过程中，必须每20米提前预埋管路，交替前进，以保证老塘内埋管在20～40米。老塘埋管主要抽放采空区瓦斯。主要解决采空区瓦斯向工作面涌出和老塘角瓦斯积聚11的问题。回采过程中要加强上、下隅角的管理，减少向采空区漏风，上隅角要提前收一棚。且回采时，要定期观测采空区内的一氧化碳情况，定期取样化验，防止煤炭自然。同时，老塘埋管抽放，必须对进入老塘内以及老塘外20米的管路用绝缘材料包裹，防止摩擦或碰撞产生火花引发瓦斯