高瓦斯矿井瓦斯综合防治技术浅议

葛东兴

葛东兴汾西矿业集团公司贺西煤矿033305

摘要结合贺西矿高瓦斯矿井的实际，通过深入探索和总结分析，制定出行之有效的瓦斯综合防治技术，为打造本质安全型矿井，实现矿井安全可持续发展奠定了坚实的基础。

关键词高瓦斯矿井瓦斯综合治理防治技术安全发展

1．矿井“一通三防”概况

贺西矿是高瓦斯矿井，现主要开采山西组３＃、４＃煤层，３＃煤层厚度为1.4－1.8m，４＃煤层厚度2.5－４m，煤层倾角３°～11°。井田开拓方式为斜井－立井混合开拓。矿井通风采用分区抽出式，共有三个进风井，两个回风井。独胡峁回风井安装2台对旋轴流式风机；回风立井安装2台对旋轴流式风机。总进风量18286M3/分，总回风量18469M3/分，瓦斯风排量为33.87M3/分，瓦斯抽采量为36.73M3/分。矿井抽采率达52%。

矿井绝对瓦斯涌出量为102.83m3/min，相对瓦斯涌出量为22.78m3/t，煤层自燃倾向性为Ⅲ类不易自燃,煤尘具有爆炸危险性,煤尘爆炸性指数23％。

近几年，随着开采标高的延伸，煤层瓦斯含量越来越高，+560水平以下煤层被鉴定为有突出危险，严重制约矿井的安全生产和科学发展。为有效防治瓦斯，该矿花大资金下大力气对矿井瓦斯实施综合治理，为矿井安全生产创造了有利条件。

2．瓦斯综合防治技术

2.1建立合理稳定可靠的通风系统

1）加强系统改造，完善通风设施。针对矿井主要巷道失修，断面小，风阻增大，通风能力难以提高，井下存在临时设施，尤其是风桥质量差，抗灾能力低的问题，对六条主要进、回风巷进行挑顶、扩帮、补喷，增补一条辅助回风巷。对现有质量差的通风设施进行整改，主要进、回风联络巷，采掘顺槽巷道风门更换为无压铁风门等。对原有旧简易风桥进行加固、堵漏，对新施工的风桥进行全部设计施工为自然风桥。确保了矿井通风系统的可靠性，实现了矿井降阻增风、减耗目标。

2）进行矿井通风系统可靠性评价。每年进行一次反风演习和矿井通风系统优化设计及可靠性评价，测算反风率及矿井通风阻力，实现系统、设施可靠，风流稳定，具有较强的抗灾能力，发生灾变时风流易于控制，便于抢险救灾，保证通风系统合理、稳定、可靠。

3）加强局部通风管理。对所有局扇实行“五专一化一切换”管理，坚持使用双风机双电源自动切换和“三专两闭锁”，指派专人每天进行局扇的切换试验。每月1号对局部通风机的副局扇进行不少于2个小时的运转，从而保证了主局扇发生故障时，副局扇能够正常运转，确保了局部供风的可靠性。全部使用大功率对旋风机，并安装机电开停传感器，实现实时监测运行状态，风筒使用大直径和防炮崩抗静电、阻燃风筒。

4）优化回采工作面通风系统。在保护层开采和瓦斯抽采取得显著成果的基础上，结合已有回采工作面改造使用“U”型通风系统的成功经验，在4#煤回采工作面推行使用“U”型通风系统。与国家瓦斯研究治理中心淮南煤科院共同研究，对3#煤回采工作面进行“Y”型通风无煤柱开采设计，并在3311工作面推广应用，做到了系统简单，可靠，易于管理。

2.2多措并举，加强瓦斯综合防治

1）建立瓦斯防治专业队伍。成立瓦斯探放区和瓦斯抽采、防突专业队和防突实验室，负责瓦斯抽放、防突、监测及相关数据测量分析和安全装备的管理。

2）推行保护层开采技术。坚持应保必保，应抽尽抽，先抽后采的原则，优先对3#煤进行开采。消除了被解放4#煤层的突出危险性，极大降低了煤层瓦斯压力和采掘工作面的瓦斯涌出量，为优化回采工作面通风系统奠定了基础，进而减少了巷修量，也使掘进工作面实现了长距离单巷掘进，形成真正意义上的独立通风。

3）大力实施瓦斯抽放。采用上下立体式综合抽放。在地面布置抽采井对煤层瓦斯进行直接抽放；建立两个地面固定瓦斯抽放泵站，对井下瓦斯进行全方位综合抽放。开展区域预抽工作。购置大功率、能够施工大孔径、长钻孔的千米钻机和澳钻，实施长钻孔、大范围区域预抽。采用多种方式进行抽放，主要有本煤层抽放、邻近层抽放、裂隙带抽放、底抽巷抽放、采空区埋管抽放和上隅角埋管抽放。改进工艺，提高效果。与科研机构、院校联系合作，对矿井瓦斯含量、压力、透气性系数、抽采半径等基础参数进行测定，研究探索适合矿井的瓦斯抽采工艺和抽采方法，不断提高矿井瓦斯抽采量。合理部署“抽、掘、采”衔接，保证预抽时间。在开采保护层3#煤层的同时，同步施工邻近层瓦斯抽放钻孔，对4#煤层进行预抽卸压，确保4#煤层预抽时间在3年以上。加强过程管理，保证成孔及抽放质量。坚持“多打孔、打好孔、打大孔”的原则，提高成孔质量，钻孔施工结束后必须进行洗孔，处理孔内煤岩粉渣；并且每个成孔都由验收人员联合签字验收，确保了施工质量和成孔效果。加强封孔的及时性和严密性。钻孔在施工后，及时对钻孔进行封孔，使用Φ50mmPE管封孔器，封孔器长度8米，封孔段7米，封孔采用机械式动压封孔，提高了钻孔封孔的气密性。定期对抽采系统进行巡查，及时处理管路内的积水和管路漏气现象，确保系统畅通。严格管路管理，按标准吊挂。对抽采钻孔进行挂牌管理，每3天观测一次，定期放水，做到抽采管路无积水。

4）完善系统，保证安全。完善抽采系统设计改造，实现了高低压、高低浓度分源抽采；把井下所有使用的玻璃钢管更换为安全系数更高的钢骨架纤维增强管，并着手建立低浓度瓦斯输送安全保证系统，保证抽采系统安全。

5）科技创新，有效预警。坚持科技创新，与有关院校合作，编制瓦斯地质图，进行《瓦斯地质灾害预警系统研究》，对瓦斯地质灾害进行有效预警。

2.3完善监测监控系统，确保监控有效

矿井于2002年8月安装KJ-95监测监控系统，于2009年升级为KJ-95N型，全面完成系统升级改造，并按要求将各种传感器装配到位，做到挪移及时，消除监控“盲区”。

矿井设有专门的监测监控中心站，监测监控中心站设在调度室,全天24小时实时监测井上、下瓦斯、CO、温度、风速、负压，主扇、局部通风机、抽放泵站、抽放管路、采煤机、皮带开停等情况，按照《煤矿安全规程》有关规定，定期进行瓦斯断电试验。

全矿井各采掘面、回风巷、机电铜室等分别安装了瓦斯、温度、一氧化碳和烟雾传感器，对监控设备及监测功能按照防突要求进行补充完善。井下所有瓦斯传感器断电点均按标准下调0.2%，做到超前防范，提高安全系数。另外，井下所有瓦斯传感器每周定期用标准气样调校一次，使得监控系统的报警、断电、闭锁、检测功能灵敏可靠。

加强个体防护，井下所有人员全部携带人员定位仪和隔离式自救器，井下所有班组长以上安全管理人员、特殊工种及独岗工作人员均携带便携式甲烷检测仪，随时检测各工作地点瓦斯变化情况。

2.4健全机构，完善制度，确保管理到位

修订、完善“一通三防”各项管理制度、实施细则和各工种岗位责任制；制定《贺西煤矿瓦斯治理三年规划》；加大“一通三防”和瓦斯抽采的绩效考核力度；加强“一通三防”机构和队伍建设，配齐“一通三防”人员；全面下调瓦斯报警、断电的浓度值，做到瓦斯事故的超前防范；开展瓦斯专项治理，组织专家组开展安全技术“会诊”。对矿井“一通三防”隐患进行地毯式查找，制定针对性措施，进行彻底性整改。

2.5防治煤与瓦斯突出

对+560水平以下的煤层掘进面按突出面管理，制定了防突方案，按要求进行钻屑量、k1值、坚固性系数、瓦斯放散初速度等参数进行测定分析，对3#回风巷进行瓦斯预抽，按规定进行了预测预报、效果检验，并配备压风自救系统，施工了避难硐室；加强职工的防突专业知识培训；编制瓦斯地质图；在采掘布置方面，先开采解放层3#煤层，后开采被解放层4#煤层；组建瓦斯防突专业队伍，建立瓦斯防突实验室，对井下采掘面每月至少进行一次瓦斯含量、煤的坚固性系数、瓦斯放散初速度及瓦斯吸附常数的测定。另外，利用瓦斯突出参数仪，通过对K1值及钻屑量的测定，快速判断局部工作面是否存在突出危险，并对防突措施进行效果检验；着手建立煤与瓦斯突出实时诊断系统，实现超前预警，超前防范，防患于未然。

2.6加强安全宣传教育，提高职工安全素质

以“一通三防”和瓦斯防治为主要内容的安全知识问答等专业书籍达到人手一册。全矿入井人员必须通过瓦斯综合防治等安全知识培训考试，并持证入井。井下所有特殊工种必须持有三级安全培训机构颁发的安全资格证上岗。加强队组安全教育培训、班组建设，积极开展“手指口述”。开展安全大讨论，强化职工安全业务培训，提高了职工的业务知识、标准化知识和安全知识，提高职工整体素质。

3．结语

经过近年来矿井瓦斯综合治理，矿井“一通三防”基础工作不断加强，井下瓦斯超限事故明显减少，通风系统得到优化，二采区实现了高瓦斯矿井低瓦斯区生产，从而使矿井安全生产和经营管理取得了显著的经济效益和社会效益。