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    煤礦年度瓦斯治理技術方案及安全技術措施

     清煙幽夢 2023-06-23 發布于陜西

    為認真貫徹落實《防治煤與瓦斯突出細則》和各級政府關于煤礦瓦斯綜合治理的要求,按照“安全第一、預防為主”和“先抽后采、監測監控、以風定產”的瓦斯治理十二字方針,堅持“可保盡保、應抽盡抽、先抽后采、煤氣共采”的原則,構建“通風可靠、抽采達標、監控有效、管理到位”瓦斯綜合治理工作體系,積極開展好瓦斯綜合治理活動,各煤礦應根據礦井實際情況按照《煤礦安全生產標準化基本要求及評分方法》的要求,編制《煤礦年度瓦斯治理技術方案及安全技術措施》,并嚴格落實。

    附:煤礦瓦斯治理技術方案及安全技術措施
    XXX煤礦2019年度瓦斯治理技術方案方案及安全技術措施
    目     錄
    前言
    第一章 總體思路
    第二章 礦井概況
    第一節 礦井概述
    第二節 礦井煤炭資源自然條件
    第三節 礦井開拓方式與開采方法
    第四節 礦井安全現狀
    第五節瓦斯、煤與瓦斯突出危險性、煤的自燃及煤塵爆炸性
    第六節  礦井“一通三防”系統現狀及其存在問題
    第七節  礦井開采保護層情況
    第三章  瓦斯綜合治理方案
    第一節  瓦斯綜合治理工作目標
    第二節  瓦斯綜合防治工程計劃
    第三節  瓦斯綜合治理方案
    一、建立穩定可靠通風系統
    二、消除礦井引爆火源
    三、完善礦井瓦斯抽采系統,做到應抽盡抽
    四、確定監控有效
    五、瓦斯治理實施方案
    第四章  主要保障措
    第五章  瓦斯治理資金規劃.......................... 66
    前言
    為認真貫徹落實《防治煤與瓦斯突出細則》和各級政府關于煤礦瓦斯綜合治理的要求,按照“安全第一、預防為主”和“先抽后采、監測監控、以風定產”的瓦斯治理十二字方針,堅持“可保盡保、應抽盡抽、先抽后采、煤氣共采”的原則,構建“通風可靠、抽采達標、監控有效、管理到位”瓦斯綜合治理工作體系,積極開展好瓦斯綜合治理活動,結合礦井煤層瓦斯條件,特制定XXX煤礦瓦斯綜合治理方案。
    第一章   總體思路
    堅持“以思想教育為先導,以制度建設為基礎、以科技進步和技術裝備為支撐,以一通三防和防治瓦斯突出為重點”的指導思想,始終把瓦斯治理提高到關系煤礦生存死亡的高度來認識,樹立“瓦斯超限就是事故”理念,堅定不移地貫徹“先抽后采、監測監控、以風定產”的瓦斯治理十二字方針,并將其納入采掘生產工序,堅決做到不抽不采,監測監控不到位不采、風量不足不采。圍繞“通風是基礎、抽放是關鍵、防突是重點、監控是保障”和“優化通風系統,強化超前防治,完善監測監控,保證資金投入”的瓦斯綜合治理思路,通過制定嚴格的瓦斯治理管理規定、獎罰制度和實施開采保護層、先抽后采、加大安全投入等綜合瓦斯治理措施,在瓦斯治理上樹立“三個轉變”,即從“局部治理”向“區域治理”的轉變,從“生產過程治理”向“超前治理”轉變,從“措施型”向“工程型”轉變,進一步深化瓦斯綜合治理。使礦井瓦斯治理工作逐步達到從“不準瓦斯超限作業”到“不準瓦斯超限”,從“防治突出”到“消除突出”,從“單一抽采”到“立體綜合抽采”,為煤礦落實瓦斯治理方針,全面推進瓦斯治理工作打下堅實的基礎。
    根據礦井的安全生產條件及瓦斯危害因素分析,采取行之有效的針對措施,緊緊抓住礦井通風系統、抽采抽放、監測監控、現場管理四個關鍵環節,進一步完善瓦斯治理結構,落實瓦斯防治管理制度,提高裝備水平和提高礦井防治瓦斯災害能力,建立健全穩定可靠的礦井通風系統,科學合理的瓦斯抽采體系,準確有效的監測監控網絡和嚴格規范的現場管理制度。
    第二章   礦井概況
    第一節  礦井概述
    XXX煤礦處于XX市XXX鎮XX村境內。礦區位于XX縣城127°方向,平距33.6km,公路里程53km。
    地理坐標極值:東經XXX° XX′XX″-XXX°XX′XX″
    北緯XX°XX′XX″-XX°XX′XX″
    礦區交通方便,XX縣城至XX32km全為彈石公路,礦區有7㎞簡易公路與之相通,XX至XX每天有班車往返,礦區亦有公路通達XX至XX煤礦和XX,往北經XX至XX火車站60km,礦區往西至XX21km,西距省會XX市213k。
    XXX煤礦礦區擴界后東西寬0.2km,南北長2.2km,礦區面積1.3km2。開采深度為2020m~1600m。
    第二節  礦井煤炭資源自然條件
    一、地質構造情況
    礦區位于XX復式向斜中段南部,受區域斷層、褶皺相伴的復向斜構造的影響,斷裂、地層總體走向呈近南北向。主要斷裂構造為F3、F4,褶皺構造次之,地表有滑坡分布,構造復雜程度屬中等偏復雜類型。
    礦區構造復雜程度為中等偏復雜類型。
    二、地表水系
    礦區內無大的地表水體,主要有XXXX溝季節性雨水,由東北向西南穿過,經XXX村西側流入礦區外,匯入XXX河,經塊擇河匯入東江,屬南江水系。
    三、氣象及地震
    區內屬亞熱帶高原季風氣候,具典型的高原山地氣候特點,冬無嚴寒,夏無酷暑,空氣濕潤,干、雨季分明,每年12月至次年2月為霜凍期。年平均氣溫14.3 ℃,極端最高氣溫32.0℃,極端最低氣溫-14.1℃;年降雨量230.5~1353.3 mm,多年平均降雨量1033.7mm;年蒸發量2237.6 mm。5~10月為雨季,降水量占全年的20%左右,6~2月多暴雨,11月至次年的4月為干季。2~4月多風,主導風向西南(WS),年平均風速4.4m/s,年最大風速23m/s。
    總之,本區顯示為冬春干燥多霧,夏秋多雨濕潤,即冬寒夏溫,春暖秋涼的亞熱高原型季風氣候。
    據XX地區地震辦公室X地震字(1334)02號文“XX縣歷史地震及地震烈度通報”,XX縣地處XX~XX中強地震控震帶之東,屬XX~XXX在地震區的彌勒~XX北東向地震活動斷裂帶的東北端。據XX縣志記載自1537年1月1日的XX4.2級地震后,雖有多次余震,并有微感,但從未發生過破壞性地震。自1365年~1332年的23年間共發生地震47次,未發生過4級以上地震。據“X建抗”1333年第44號,XXXX縣市新的地震基本烈度表,確定勘查區地震基本烈度為Ⅶ度區。根據《中國地震動參數區劃圖》(GB12306—2001)規定,本區處地震動峰值加速區劃的0.1g區,地震動反應譜特征周期為0.45s。
    四、煤層地質特征
    礦區含煤地層為上二疊統龍潭組(P2l),下界假整合于峨眉山玄武巖組(P2β)地層之上,上界與下三疊統卡以頭組(T1k)呈整合接觸。煤系地層總厚124~332m,一般厚度262m,共含煤層26~47層。自上而下主要煤層編號為C1至C24號。煤層單層厚度0.10~4.30m不等,煤層總厚27~44m,含煤系數11~12%,一般13%左右。資源/儲量估算煤層總厚度平均16.74m,資源/儲量估算煤層含煤系數5%。
    區內穩定可采煤層的有:C2、C3、C11、C15、C16 共5層。其它不穩定局部可采煤層C13、C21、C23b 共3層
    主要可采煤層特征自上而下分述如下:
    (1)C2煤層:位于龍潭組P2l2頂部,距C7煤層6.22~11.20m,平均間距2.33m,煤層層位、厚度穩定,一般厚度1.32~2.45m,平均厚度1.72m,屬中厚煤層。煤巖組分為半亮型煤,呈粉狀或片狀,煤層結構單一。該煤層頂板為一套淺灰色砂質泥巖,含炭質的炭屑,呈水平層理,直接頂、底板為泥巖;近頂部一般夾有兩層高嶺石泥巖夾矸,上層高嶺石泥巖夾矸為灰褐色,呈鱗片狀,遇水易軟;下層夾矸為黑色粗晶高嶺石泥巖夾矸,煤層自身特征為B4標志層。
       (2)C3煤層:位于C2煤層之下,距C2煤層12.50~31.51m,平均間距26.01m。煤層層位穩定、厚度穩定,一般厚度2.00~5.35m,平均厚度3.13m,屬中厚煤層,為全區可采穩定煤層,煤巖為光亮~半光亮型煤,呈碎塊粉狀,煤層結構較簡單,一般含夾矸1~3層,夾矸多為灰黑色泥巖夾矸,厚0.02~0.20m,頂板為一套薄層狀菱鐵巖與粉砂巖互層,菱鐵巖易裂成箱狀,含極豐富的葉片植物化石,為B5標志層。C3煤層層位、厚度、結構、煤質等已查明,為全區可采煤層之一,屬穩定煤層。
       (3)C11煤層:位于C3煤層之下,距C3煤層5.34~12.13m,平均間距13.17m。煤層層位穩定,煤層厚度較穩定,一般厚度1.06~1.32m,平均厚度1.40m,屬薄煤層。煤巖為半暗~半亮型煤,煤性較硬呈塊狀,結構屬復雜煤層,具有2~4層顯晶質高嶺石泥巖夾矸厚0.02~0.30m,頂板含海綠石砂質泥巖,底板泥巖含菱鐵質鮞粒,為B7標志層。
       (4)C15煤層:位于C11煤層之下,距C11煤層15.23~54.12m,平均間距37.11m。煤層層位厚度穩定,一般厚度0.23~1.42m,平均厚度1.01m,煤厚屬薄煤層。煤巖為半亮型煤,呈鱗片狀,煤層結構單一,常夾有一層(0.02~0.13m)高嶺石泥巖夾矸,頂、底板為砂質泥巖及泥巖。
       (5)C16煤層:位于龍潭組中段(P2l2)底部。上距C15煤層3.30~7.35m,平均間距4.74m。煤層層位、厚度穩定,一般厚度0.74~1.42m,平均厚度1.13m,煤厚屬薄煤層。煤巖為半亮型煤,呈塊狀夾粉粒狀。煤層結構較簡單,常具有1~2層夾矸,上部為泥巖夾矸,下部為顯晶質高嶺石泥巖夾矸,含黃鐵礦結核。頂板常含有炭屑組成的水平層理。該煤層底部2~4m全區均有一層黑色頁巖(B7)為礦區性的穩定標志層。
    (6)C13煤層:位于C12煤層之下,距C12煤層5.22~12.65m,平均間距2.54m。煤層層位穩定,煤層厚度不穩定,一般0.20~2.33m,平均厚度0.35m。屬于薄煤層,屬局部可采煤層。煤巖為半亮型煤,呈塊狀、粒狀、煤層結構極復雜,含有0~1層泥巖,炭質泥巖夾矸,頂板為灰色砂質泥巖,底板為黑灰色泥巖。
       (7)C21煤層:位于C13煤層之下,距C13煤層3.27~17.40m,平均間距10.42m。層位穩定,厚度較不穩定,一般0.37~1.65m,平均厚度1.12m,屬薄煤層。是區內局部可采煤層,煤層在走向上不連續,出現尖滅點。煤巖為半暗—半亮型煤,呈塊狀—粉狀、煤層結構復雜。有一層以上泥巖、炭質頁巖夾矸,煤層中含透鏡狀,結核狀的黃鐵礦。煤層頂、底板為深灰色中粒砂巖及砂礫巖,含大量的團塊狀、鮞粒狀黃鐵礦結核。
         五、 煤炭資源狀況:
    井田范圍之內可采及局部可采煤層共計2層煤,根據煤層層間距,礦井設計時將2層煤劃分3個采區開采,西邊11采區,南邊12采區,北邊13采區。現11采區主要開采C2煤,作為解放層開采;12采區已封閉,13采區為準備采區。
    根據初步儲量核實報告,礦井儲量2207萬噸。
    第三節  礦井開拓方式與開采方法
    礦井現有三個井筒,分別為主斜井與行人暗斜井、副斜井、回風斜井。主斜井鋪設膠帶運輸機,負責全礦井的原煤運輸任務,兼做進風井和安全出口。副斜井擔負礦井的輔助運輸任務,兼做進風井和安全出口。行人暗斜井安設候車,負責下井人員的運輸,兼做進風井和安全出口,回風斜井負責全礦井的回風。
    四條井筒均在+1230m水平落平,+1230m水平布置有井下水倉和+1230m車場,通過機軌合一總運輸巷,向F3斷層下盤布置了四條下山:一采區行人下山、一采區軌道下山、一采區回風下山、一采區皮帶下山。四條下山構成現一采區的運輸、通風、行人系統。
    采煤方法為走向長壁后退式采煤法,目前回采工作面為110201采煤工作面,掘進工作面為:11301機軌合一巷、11301回風巷、一采區南翼機軌合一巷、一采區南翼回風巷、一采區水倉。
    第四節  礦井安全現狀
    XXX煤礦認真貫徹執行國家煤礦安全生產法律、法規和各級有關文件精神,通過建立健全各級安全生產崗位責任制,完善各項安全生產管理制度,加入安全投入和技術改造,嚴格落實各級領導帶班下井制度,加強礦井瓦斯綜合治理和防治,強化現場管理等一系列舉措,取得了較好的安全生產效果,已連續2年實現安全生產,消滅了瓦斯傷亡事故。
    第五節  瓦斯、煤與瓦斯突出危險性、煤的自燃及煤塵爆炸性
    1、瓦斯、煤與瓦斯突出危險性
    (1)瓦斯等級鑒定及瓦斯涌出量預測
    2017年礦井瓦斯等級鑒定結果,最大相對瓦斯涌出量為66.72m3/t,最大絕對瓦斯涌出量為6.4m3/min,最大相對二氧化碳涌出量為21.7m3/t,最大絕對二氧化碳涌出量為2.02m3/min。
    據《煤礦安全規程》第163條,該礦井屬高瓦斯礦井。
    根據AQ1012-2006標準,采用分源法對礦井瓦斯涌出量進行預測):礦井在開采C2煤層時,礦井相對瓦斯涌出量66.72m3/t,絕對瓦斯涌出量6.4m3/min。回采工作面的相對瓦斯涌出量為12.42m3/t,絕對瓦斯涌出量為0.26m3/min,掘進工作面絕對瓦斯涌出量為0.36m3/min。預測為高瓦斯礦井。
    (2)煤與瓦斯突出危險性
       根據中國礦業大學于2011年5月24日提交的《XXXXXX縣XXX煤礦C2、C3煤層煤與瓦斯突出危險性鑒定報告》,鑒定結果為XXX煤礦在鑒定開采標高+1756m以上的范圍內C2煤層沒有突出危險性,鑒定開采標高+1750m以上的范圍內C3煤層有突出危險性。
    2、煤塵爆炸性
    根據江西煤礦礦用安全產品檢驗中心2005年6月對C2、C3煤層做的煤塵爆炸性鑒定報告,C2、C3煤層煤塵有爆炸性。
    3、煤自燃傾向性
    根據江西煤礦礦用安全產品檢驗中心2005年6月對C2、C3煤層做的煤自燃傾向性鑒定報告(見表1-3-2),C2煤層自燃傾向性為容易自燃,C3煤層自燃傾向性為自燃。
    4、地溫
    礦區屬地溫正常區,無地溫熱害。
    第六節  礦井“一通三防”系統現狀及其存在問題
    一、礦井通風系統
    XXX煤礦通風方法為抽出式通風,采用主井和副井進風,回風斜井回風,構成中央分列式通風系統。回風斜井正在安裝兩臺功率為2×160KW的軸流式通風機,型號為FBDCNO22,靜壓為756-2260pa,風量為3300-7320m3/min,一臺工作,一臺備用。
    礦井通風線路:1、地面新鮮風流→主井、副井→1230機軌合一巷→一采區皮帶下山(部分通過一采區軌道下山至各掘進迎頭)→1737皮帶巷→1740皮帶巷→11201運輸巷→11201工作面;乏風經11201回風巷→1740回風巷→一采區回風下山→一采區回風平巷→回風斜井→引風道→地面。
    2、地面新鮮風流→行人暗斜井→1230聯絡巷→一采區軌道下山→1710車場(一部分經1760甩車場送至各掘進工作面)→各掘進工作面;乏風各掘進工作面→一采區回風下山下段→一采區回風下山→一采區回風平巷→回風斜井→引風道→地面。
    二、礦井安全監測
    系統型號:KJ30NA
    生產廠家:煤炭科學院重慶分院
    系統具有監測、監控功能,可以提供準確的監測、監控數據。并和鎮煤炭分局、縣煤炭局實現了聯網。
    系統配備雙機熱備份,6個分站、53個傳感器、6個遠程斷電儀。
    甲烷傳感器(23個):采煤工作面(4個),T0設置在工作面上隅角、T1距工作面上出口≤10m、T2距回風口10~15m、 T3距工作面進風口≤10m;掘進工作面(5×2 個),T1距工作面≤5m、T2距回風口10~15m;風井1個,設置在風井測風站;1317m甩車場1個,井底水倉1個,1760絞車上方1個、井下1.6m絞車上方1個、一采區行人下山1個、一采區回風下山1個、1230避難硐室2個。
    風速傳感器(5個):主斜井測風站1個、行人暗斜井設1個、副井測風站1個、風井測風站1個、一采區皮帶下山1個。
    開停傳感器(14個):設置在主扇電源側和掘進工作面局部通風機電源側。
    風門傳感器(7對):設置在風井人行道風門、1230北聯絡巷風門、13采區回風平巷風門、1760石門風門、1740聯絡巷、1710車場風門、11301中間聯絡巷風門。
    溫度傳感器(2個):設置在總回風巷和1230避難硐室。
    負壓傳感器(1個):設置在風井風硐。
    CO傳感器(2個):設置在總回風巷和1230避難硐室。
    三、瓦斯抽放系統
    礦井于2002年7月安裝了一套高負壓瓦斯抽放系統,型號為2BE1-303型水環真空泵2臺,流量為65m3/min;主管采用DN200無縫鋼管,支管采用DN160無縫鋼管。實現了采煤工作面采前預抽和掘進工作面掘前預抽。
    為實現高低負壓分開抽放,礦井于2011年6月又安裝了一套低負壓抽放系統,型號為2BE3-420型水環真空泵2臺,最大氣量為126.7m3/min,極限壓力160hPa;主管采用DN400無縫鋼管和PVC管,支管采用DN200PVC管,實行了采煤工作面采空區抽放。
    附:抽采設備表(表1)
    抽放泵
    型號
    配套電機型號
    極限壓力(hpa)
    氣量
    (m3/min)
    功率
    (KW)
    低壓抽放泵(兩臺)
    2BE3-420
    YB2-315/1-4
    160
    126.7
    160
    高壓抽放泵(兩臺)
    2BE1-303
    YB2-355S-2
    330
    66
    132
    主要采用的抽放方式為:底板穿層鉆孔抽放、采空區留管抽放、本煤層順層鉆孔抽放、掘進迎頭超前預抽。全礦目前綜合抽放能力可達132.7m3/min混合量,現正在對抽放系統進行調整。
    瓦斯利用情況:礦井建有瓦斯發電廠,安裝2臺瓦斯發電機組,已正常能發電。
    、目前存在及需要解決的問題
    (一)通風系統 
    1、風巷局部地段、一采區回風下山等巷道斷面較小,通風阻力較大,必須進行改造或擴刷。
    2、部分通風設施不符合質量標準要求。礦井必須有計劃的對現有通風設施進行整治,確保密閉、風門、風橋、風窗、測風站質量達到二級質量標準化標準。
    (二)抽放系統
    1、瓦斯抽放鉆孔的封孔工藝有待進一步改進。
    2、鉆孔施工人員素質有待提高,未能嚴格按設計施工,整個防突隊伍人員配備不足,隊伍不穩定。
    3、高低負壓瓦斯抽放瓦斯濃度低,管道積水嚴重
    4、參照上報公司的《抽采系統調整方案》需對整個高低負壓抽放系統進行改造,需采購2臺型號為2BEC-52型(技術參數:P=400kW,Q=224m3/min)水環式真空泵,配套電機功率400kW;增加一趟Φ630mm抽采管作為礦井低負壓抽采,利用礦井2BE3-420型水環式真空泵和管徑為Φ400mmPVC管,配160kW電機作為礦井高負壓抽采;現有2BE1-303型水環式真空泵,仍保留作為礦井備用,新增2套2BEC-52型抽采泵的電控設備,現僅僅把630mm的低負壓抽放鐵管放至1230m標高處,后期工作任務繁重。
    (三)監測系統
    井下監控探頭存在數據維護、調效不到位的現象,且人員定位系統不完善。
    (四)其他
    目前礦井瓦斯利用率不高,尚未達到預期目標。
    第七節  礦井開采保護層情況
    一、開采順序
    XXX煤礦目前開采C2煤層,采用自上而下逐層開采的開采順序 ,層間距和標高具備開采上保護層條件。
    二、保護層開采條件
    XXX煤礦現開采煤層為C2、C3煤層,屬于中厚煤層。煤層傾角一般在2~10°,其他可采煤層為C11、C15、C16、C13、C21、C23,詳見煤層特征見表2。
    表2:XXX煤礦中煤組可采煤層特征表
    煤層號
    煤層間距(m)
    煤厚(m)
    結構
    穩定性
    容重
    兩極值
    兩極值
    平均值
    平均值
    C2
     
    12.50~31.51
    26.01
    5.34~12.13
    13.17
     
    15.23~54.12
    37.11
     
    3.30~7.35
    4.74
     
    22.60~57.25
    44.65
       
     3.27~17.40
    10.42
     
    13.01~34.54
    13.22
     
    1.32-2.45
    1.72
    簡單結構
    穩定
    1.3 
    C3
    2.00-5.35
    3.13
    中等結構
    穩定
    1.3
    C11
    1.06-1.32
    1.4
    復雜結構
    穩定
     1.35
    C15
    1.23-1.42
    1.01
    簡單結構
    穩定
     1.35
    C16
    0.74-1.42
    1.13
    簡單結構
    穩定
    1.3
    C13
    0.20-2.33
    0.35
    中等結構
    較穩定
    1.4
    C21
    0.37-1.65
    1.12
    中等結構
    較穩定
     1.45
    C23b
    0-2.33
    1.13
    中等結構
    不穩定
    1.45 
    1、根據煤層間距及瓦斯賦存情況把C2煤層作為保護層首先開采,依次開采C3、C11、C15、C16、C13煤層,對下伏煤層進行保護。
    2、 保護層開采管理措施
    ⑴堅持按順序開采
    由于礦井屬于近距離煤層群開采,在瓦斯治理和防突管理方面主要采取開采保護層的技術措施,選擇上保護層作為保護層,充分利用開采保護層的方法,有效治理瓦斯。
     ⑵嚴格煤柱管理。采用沿空掘巷和跨上山回采。在開采保護層時,嚴格按照有關規定不留或少留煤柱,在地質構造復雜區域需要留設煤柱時,必須在采掘工程平面圖及瓦斯地質圖上標明被保護范圍及煤柱留設情況。采掘工程超出被保護范圍,必須采取綜合防突措施。
     ⑶堅持開采保護層與瓦斯抽采相結合。
     開采保護層時,必須預抽保護層煤層瓦斯,采用底板穿層鉆孔進行抽放措施,抽放被保護層卸壓瓦斯,提高保護層的保護效果。
     3、礦區防治瓦斯災害技術情況。
     XXX煤礦煤層為近距離煤層群,采用自上而下的開采方式,采取開采保護層和區域性預抽瓦斯的區域綜合防突措施;在未保護的區域,礦井采取鉆屑瓦斯解吸指標進行突出危險性預測,采用區域性預抽煤層瓦斯,突出煤層采掘及石門揭煤嚴格按“四位一體”的綜合防突措施執行。
     瓦斯防治技術措施:(1)在具備條件的地方,優先開采保護層;(2)在底板瓦斯抽放巷內施工穿層鉆孔進行區域性預先抽放瓦斯;(3)在采面機、風巷掘進前施工順層鉆孔預抽;(4)經區域驗證有突出危險或突出預兆時,必須嚴格執行局部綜合防突措施。(5)采面風巷掘進采用沿空掘巷技術。(6)回采工作面風巷埋管抽放,防治工作面上偶角瓦斯超限。(7)所有采取區域防突措施的采掘工作面,在措施完工后,必須進行消突評價,出具消突報告。
    第三章    瓦斯綜合治理方案
    第一節  瓦斯綜合治理工作目標
    1、礦井通風系統穩定可靠。
    2、防突和抽放設計符合規范,現場施工定位、施工驗收嚴格,封孔質量及管道人工檢測參數符合要求,采掘作業區域不存在抽放盲區。
    3、采掘作業區域預抽煤層瓦斯,效果達標。
    4、控制瓦斯超限,消滅瓦斯超限作業。
    5、基本實現抽、掘、采平衡。
    6、杜絕瓦斯爆炸、煤層自燃及突出事故。
    第二節  瓦斯綜合防治工程計劃
    一、2012年礦井生產計劃安排
    2012年原煤產量7.53萬噸,其中回采產量5.53萬噸,掘進產量2萬/噸,生產總進尺3524m,其中:開拓準備進尺353米。安排如下:
    11201工作面,通風行人聯絡巷、皮帶聯絡巷第一段、11301機軌合一巷、11301回風巷、11301切眼、皮帶聯絡巷第二段、11302中間聯絡巷、11煤機軌合一石門、一采區南翼一區段回風巷、11201回風石門、11201回風斜巷、11201預抽回風巷、11201運輸巷掘進專用回風巷、11201進風行人斜巷、11201預抽工作面機軌合一巷、一采區南翼機軌合一巷、11煤機軌合一巷、11201軌道運輸石門、原11201補充切眼、11301帶采回風巷、一采區水倉及水泵房、一采區皮帶聯絡巷、1760行人聯絡巷、中央變電所回風通道、12采區回風石門、12201回風巷、2煤回風下山等。詳見表3、表4
    附表3:回采工作面計劃基礎表
    附表4:掘進工作面計劃基礎
     
    二、2012年瓦斯綜合治理工程安排
    (一)根據礦井2012年采掘計劃及瓦斯治理方案,實現礦井抽、掘、采平衡。按照各采面設計長度及瓦斯治理要求計算出各采面需打穿層鉆孔及本層鉆孔的總進尺數和采掘接續安排,穿層孔的預抽時間為半年以上,本層孔石門揭煤的預抽時間為一個月以上、沿煤掘進預抽時間為15天以上,進行鉆孔進尺規劃。
    (二)抽放工程根據瓦斯治理工程進行計劃,2012年瓦斯抽放重點為11203采空區、12011采空區、11301機軌合一巷、11301回風巷、11301帶采回風巷、C11煤機軌合一巷等,具體如下:
    1、11301機軌合一巷:11301機軌合一巷預計布置迎頭抽放鉆場2個, 每個鉆場布置鉆孔21個,孔深20m,鉆孔進尺11616m;預計布置平行鉆孔332個,孔深53m,鉆孔進尺13522m,合計鉆孔進尺31204m。
    2、11301風巷:11301風巷預計布置迎頭抽放鉆場7個, 每個鉆場布置鉆孔21個,孔深20m,鉆孔進尺10164m;預計布置平行鉆孔223個,孔深53m,鉆孔進尺16637m;預計布置穿層鉆孔57個,鉆孔進尺2147m,合計鉆孔進尺23002m。
    3、11301帶采回風巷:11301帶采回風巷預計布置高位鉆場12個, 每個鉆場布置鉆孔4個,鉆孔進尺1530m。
    4、11301切眼:11301切眼預計布置迎頭抽放鉆場2個, 每個鉆場布置鉆孔21個,孔深20m,鉆孔進尺2034m。
    5、11201工作面:其中11201回風巷預計布置7個穿層鉆場,每個鉆場布置鉆孔4個,鉆孔進尺1141m,預計布置平行鉆孔21個,孔深64m,鉆孔進尺5124m;11201機巷預計布置6個穿層鉆場,每個鉆場布置鉆孔4個,鉆孔進尺372m;11201補充切眼預計布置迎頭抽放鉆場2個, 每個鉆場布置鉆孔13個,孔深20m,鉆孔進尺1732m,合計鉆孔進尺3035m。
    6、11201預抽工作面回風巷:11201預抽工作面回風巷預計布置迎頭抽放鉆場4個, 每個鉆場布置鉆孔13個,孔深20m,鉆孔進尺3524m。
    7、3煤探煤巷兼回風巷:3煤探煤巷兼回風巷預計布置迎頭抽放鉆場2個, 每個鉆場布置鉆孔21個,孔深20m,鉆孔進尺2034m。
    2、11煤機軌合一巷:3煤機軌合一巷預計布置迎頭抽放鉆場2個, 每個鉆場布置鉆孔26個,孔深20m,鉆孔進尺1732m。
    2012年計劃施工瓦斯抽采鉆孔20401m;其它長探進尺(石門揭煤等)5000 m。共計25401m。(具體表5:見年度抽采工程表)
    (三)年度瓦斯抽采量
    1、11301風巷預計年度瓦斯抽采量為322200m3。
    2、11301機軌合一巷預計瓦斯抽采量為372120m3
    3、11301帶采回風巷預計年度瓦斯抽采量為23266m3
    4、11301切眼抽采量預計年度瓦斯抽采量為20200m3
    5、11201工作面預計年度瓦斯抽采量為46064m3
    6、11201預抽工作面回風巷預計年度瓦斯抽采量為33220m3
    7、11煤機軌合一巷預計年度瓦斯抽采量為16640m3
    2、3煤探煤巷兼回風巷預計年度瓦斯抽采量為:20200m3
    3、11203工作面采空區預計年度瓦斯抽采量為:522033m3
    10、11201工作面采空區預計年度瓦斯抽采量為:744710m3
    全礦井瓦斯抽放總量為:2255113 m3
    礦井全年瓦斯預抽率不低于35%,瓦斯抽放量225.5萬m3,礦井瓦斯鉆孔施工長度按要求要達到2.54萬m,采掘工作面控制范圍內煤層瓦斯含量降至2m3/t以下,瓦斯壓力降至0.74Mpa以下。
    表5 :年度瓦斯抽采工程量表

    圖片

    第三節   瓦斯綜合治理方案
    一、建立穩定可靠通風系統
    1、健全穩定、合理、可靠的通風系統
    礦井主要通風機采用雙回路供電,一回電源停止供電后,另一回路必須馬上投入運行。礦井必須編制因停電和檢修主要通風機停止運轉或通風系統遭到破壞以后恢復通風、排除瓦斯和送電安全的措施,恢復正常通風后,所有受到停風影響的地點,都必須經過通風、瓦斯檢查人員檢查,證實無危險后,方可恢復工作。所有安裝電器設備的地點附近20m的巷道內,都必須檢查瓦斯,只有瓦斯濃度不超過0.5%時,方可開啟。
    回采工作面、掘進工作面構成獨立通風系統,采煤工作面采用“U”型通風,掘進工作面用局部通風機壓入式通風,掘進工作面必須采用雙風機雙電源并能自動切換,保障掘進工作面正常通風,通風系統可靠,風流穩定。在通風系統中設置有雙向風門、防突風門、調節風門以及用于反風的預設的常開風門,在某地段瓦斯局部積聚時,可以通過調節風門,增大瓦斯積聚地段的風量,減小瓦斯局部積聚的可能性;通風可靠是防止瓦斯積聚最基本、最有效的措施。
    礦井必須建立合理可靠、設施完好、風量充足、風流穩定的通風系統。掘進工作面局部通風機及附屬設施的安裝要符合《煤礦安全規程》的規定,杜絕循環風;掘進工作面必須實現“三專兩閉鎖”,實行“雙風機、雙電源”,并實現主、備風機自動切換;嚴禁使用3臺以上(含3臺)的局部通風同時向1個掘進工作面供風及使用1臺局部通風機同時向2個掘進頭供風;局部通風機要保證持連續運轉,不得隨意停開,并有專人負責,實行掛牌管理;局部通風機安裝和拆除應由生產部門提出申請,通風、機電等部門審查并共同實施;臨時停工的地點,不得停風,否則必須切斷電源,設置柵欄,揭示警標,禁止人員入內;杜絕無風、微風和瓦斯超限作業。
    建立礦井健全穩定、合理、可靠的通風系統,主要采取以下措施:
    (1)加強對通風設備、設施的管理,經常檢查維修,保證設備、設施一直處于良好運行狀態。
    (2)礦井通風系統中設置控制風流的風門、擋風墻、調節風門、風筒、擋板等設施,保證風路的暢通。
    (3)主要進回風巷道之間的聯絡巷設置兩道連鎖的正向風門和兩道反向風門,為礦井及采區工作面反風創造必要條件。
    (4)在回風井井口裝設防爆門,以保護主要通風機。
    (5)礦井主要通風機裝備2臺,1臺工作,1臺備用,采用雙回路供電。主要通風機反風風量不小于正常風量的40%。
    (6)礦井各掘進工作面均設有獨立進回風系統,并設有隔爆水棚或自動抑爆裝置互相隔離。
    (7)回采工作面及掘進工作面均設有完善的風電閉鎖瓦斯斷電報警系統。
    (2)礦井必須有因停電和檢修主要通風機停止運轉或通風系統遭到破壞以后恢復通風、排除瓦斯和送電的安全措施。恢復正常通風后,所有受到停風影響的地點,都必須通過通風、瓦斯檢查人員檢查,證實無危險后,方可恢復工作。所有安裝電動機及其開關的地點附近20m的巷道內,都必須檢查瓦斯,只有瓦斯濃度符合《煤礦安全規程》規定時方可開啟。
    (3)井下機電設備應設在進風風流中。如果硐室深度不超過6m、入口寬度不小于1.5m而無瓦斯涌出,可采用擴散通風。
    (10)局部通風機因故停止運轉,在恢復通風前,必須檢查瓦斯,只有停風區中最高瓦斯濃度不超過0.2%和最高二氧化碳濃度不超過1.5%,方可人工開啟局部通風機,恢復正常通風。停風區中瓦斯濃度超過1%或二氧化碳濃度超過1.5%,最高瓦斯濃度和二氧化碳濃度不超過3%時,必須采取安全措施,控制風流排放瓦斯。
    停風區中瓦斯濃度或二氧化碳濃度超過3%時,必須制訂安全排瓦斯措施,報礦技術負責人批準。
    在排放瓦斯過程中,排出的瓦斯與全風壓風流混合處的瓦斯和二氧化碳濃度都不得超過1.5%,且采區回風系統內必須停電撤人,其它地點的停電撤人范圍應在措施中明確規定。只有恢復通風的巷道風流中瓦斯濃度不超過0.2%和二氧化碳濃度不超過1.5%時,方可人工恢復局部通風機供風巷道內電氣設備的供電和采區回風系統內的供電。
    (11)掘進巷道貫通在相距20m前,必須停止一個工作面作業,做好調整通風系統的準備工作。貫通時,必須由專人在現場統一指揮,停掘的工作面必須保持正常通風,設置柵欄及警標,經常檢查風筒的完好狀況和工作面及其回風流中的瓦斯濃度,瓦斯濃度超限時,必須立即處理。掘進工作面每次爆破前,必須派專人和瓦斯檢查員共同到停掘的工作面檢查工作面及其回風流中的瓦斯濃度,瓦斯濃度超限時,必須先停止在掘工作面的工作,然后處理瓦斯,只有在兩個工作面及其回風流中的瓦斯濃度都在1.0%以下時,掘進的工作面方可爆破。每次爆破前,2個工作面的入口必須有專人警戒。貫通后,必須停止采區內一切工作,立即調整通風系統。待風流穩定后,方可恢復工作。
    2、礦井井巷各作業點的風量、風速符合要求
    礦井巷各作業點均有足夠的風量和合適的風速,其污風均匯集到回風巷道中,保證各用風點的進風均為新鮮風流,防止了循環風的產生;各條巷道的風速,滿足《煤礦安全規程》第一百零一條的規定,保證了各用風點涌出的瓦斯能被風流排走。
    礦井保證工作面充足的風量和合理的風速主要采取以下措施:
    (1)在主要風巷中,均建立測風站,測風站設置應符合《煤礦安全規程》要求,并經常進行各用風地點的風量、風速、瓦斯、煤塵等參數測定。
    (2)定期對礦井通風設施、巷道斷面變形情況進行檢查。
    3、防止瓦斯積聚與瓦斯超限
    采掘工作面面必須實現“零超限”管理,礦井總回風流瓦斯濃度不得超過0.7%,工作面回風流中瓦斯濃度必須治理到1%以下才能作業。實現“零超限”管理制度,發現瓦斯濃度超限制定專門措施,經礦井總工程師審批后,嚴格按措施必須先撤出超限區域作業人員、切斷電源、進行處理。處理瓦斯超限必須按措施組織實施;瓦斯超限要按未遂傷亡事故追查責任;瓦斯超限調查報告報縣煤管局備案,未組織調查或未上報備案的,一經查實按瓦斯超限作業處罰。
    瓦斯爆炸必須同時具備三個條件:一是瓦斯與空氣混合成的瓦斯濃度在爆炸范圍5%~16%內;二是高溫熱源存在時間大于瓦斯的引火感應期,在正常大氣條件下瓦斯在空氣中的點燃溫度為650~750℃;三是瓦斯—空氣混合氣體中的氧濃度不低于12%。預防瓦斯爆炸的措施,主要是防止瓦斯的積聚和嚴禁高溫熱源的出現。
    巷道瓦斯超限的主要原因是通風不好引起的,其次是瓦斯局部積聚和瓦斯突然涌出,為此應嚴格執行瓦斯管理制度,瓦檢員必須經過培訓、持證上崗,每班必須有專人檢查瓦斯,不得漏檢、假檢。礦井必須從采掘工作、生產管理上采取措施,防止瓦斯積存,瓦斯積存時必須及時處理。
    3.1防止巷道瓦斯積聚
    在掘進巷道中最常遇到的瓦斯積聚形式有巷道頂板附近和支架附近空洞的積聚;回風巷矸石帶附近積聚;在報廢的風巷和采空區聯接處積聚;鉆孔中和打鉆時的孔口附近積聚;防止瓦斯積聚除采用獨立通風外,尚需采取以下措施:
    (1)消除巷道頂板附近空洞中瓦斯積聚的措施主要有:
    ①適當加大掘進頭有效風量,增大風速,在一般瓦斯涌出情況下使頂板處的風速不小于1.0m/s。
    ②巷道掘進時,采用光面爆破,不用或少用定型支架,對超挖部分用不燃材料填實,消除空洞。
    (2)消除報廢的風巷和采空區聯接處的積聚主要采取及時封閉的措施,需重新啟用時必須按有關規定先加強通風,確認瓦斯不超限后才可重新施工。
    (3)當一個掘進工作面的瓦斯涌出量大于3m3/s、采用通風方法解決瓦斯問題不合理時,或者根據防突需要時,必須進行瓦斯抽采。
    (4)防止打鉆時的瓦斯局部積聚采取以下措施:
    ①增加打鉆巷道的供風量。
    ②在巷道中安設風帳、傾斜擋板、噴射器等,以局部增加鉆孔孔口附近的風速。
    ③在鉆孔中瓦斯涌出量很大時,應在孔口安設專門的密封裝置,并把瓦斯引入總回風巷中。
    (5)掘進工作面局部通風機設置在進風口側新鮮風流處,防止產生循環風,確保掘進工作面的風流是新鮮風流。風筒出風口應隨工作面向前掘進及時移動,確保掘進工作面有足夠風量。
    (6)由局部通風機通過風筒往掘進頭供風,風筒穿過防突風門段必須在風筒內安設防止瓦斯逆流的裝置。
    安裝和使用局部通風機和風筒應遵守下列規定:
    A、局部通風機必須由指定人員負責管理,保證正常運轉。
    B、壓入式局部通風機和啟動裝置,必須安裝在進風巷道中,距掘進巷道回風口不得小于10m;全風壓供給該處的風量必須大于局部通風機的吸入風量,局部通風機安裝地點到回風口間的巷道中的最低風速必須符合有關規定。
    C、煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷掘進工作面正常工作的局部通風機必須配備安裝同等能力的備用局部通風機,并能自動切換。正常工作的局部通風機必須采用三專(專用開關、專用電纜、專用變壓器)供電,專用變壓器最多可向4套不同掘進工作面的局部通風機供電;備用局部通風機電源必須取自同時帶電的另一電源,當正常工作的局部通風機故障時,備用局部通風機能自動啟動,保持掘進工作面正常通風。
    D、其他掘進工作面和通風地點正常工作的局部通風機可不配備安裝備用局部通風機,但正常工作的局部通風機必須采用三專供電;或正常工作的局部通風機配備安裝一臺同等能力的備用局部通風機,并能自動切換。正常工作的局部通風機和備用局部通風機的電源必須取自同時帶電的不同母線段的相互獨立的電源,保證正常工作的局部通風機故障時,備用局部通風機正常工作。
    E、必須采用抗靜電、阻燃風筒。風筒口到掘進工作面的距離、風筒的安設、正常工作的局部通風機和備用局部通風機自動切換的交叉風筒接頭的規格和安設標準,應在作業規程中明確規定。
    F、正常工作和備用局部通風機均失電停止運轉后,當電源恢復時,正常工作的局部通風機和備用局部通風機均不得自行啟動,必須經檢查瓦斯,確定瓦斯不超限后,由人工開啟局部通風機。
    G、使用局部通風機供風的地點必須實行風電閉鎖,保證當正常工作的局部通風機停止運轉或停風后能切斷停風區內全部非本質安全型電氣設備的電源。正常工作的局部通風機出現故障,切換到備用局部通風機工作時,該局部通風機通風范圍內應停止工作,排除故障;待故障被排除,恢復到正常工作的局部通風后方可恢復工作。使用2臺局部通風機同時供風的,2臺局部通風機都必須同時實現風電閉鎖。
    H、每10天至少進行一次甲烷風電閉鎖試驗,每天應進行一次正常工作的局部通風機與備用局部通風機自動切換試驗,試驗期間不得影響局部通風,試驗記錄要存檔備查。
    I、嚴禁使用3臺以上(含3臺)局部通風機同時向1個掘進工作面供風。不得使用1臺局部通風機同時向2個作業的掘進工作面供風。
    使用局部通風機通風的掘進工作面,不得停風;因檢修、停電、故障等原因停風時,必須將人員全部撤至全風壓進風流處,并切斷電源。
    恢復通風前,必須由專職瓦斯檢查員檢查瓦斯,只有在局部通風機及其開關附近10m以內風流中的瓦斯濃度都不超過0.5%時,方可由指定人員開啟局部通風機。
    (7)局部通風機要保持連續運轉,不得隨意開停,并有專人負責,實行掛牌管理。
    3.2防止回采工作面瓦斯超限
    ①經常測風,保證采煤工作面的風量及風速滿足《煤礦建設項目安全設施設計審查和竣工驗收規范》(AQ1055-2002)中表1的要求;
    ②保證工作面上行通風,利于瓦斯排放;
    ③對于回采工作面上隅角,加強瓦斯監測,在其頂部應懸掛便攜式瓦斯檢定器,以監測瓦斯濃度,若超限應加強該處的通風風量,同時采用采空區瓦斯抽放等措施。
    3.3防止可能的局部瓦斯富集區的瓦斯治理
    (1)加強瓦斯地質預測預報,及早發現或確定可能出現瓦斯富集區域的位置,制定相應的防范對策或措施。
    (2)礦井采煤工作面采用U型通風,有利于解決上隅角的瓦斯聚積。
    (3)合理加大風量,降低瓦斯濃度
    當采煤工作面初次放頂和周期來壓時,由于頂板垮落,采空區瓦斯大量涌出時,可以通過合理加大工作面風量稀釋瓦斯,并把瓦斯盡快排走,同時要加強工作面的綜合防塵工作,確保回風流中煤塵不超限。
    (4)安設安全監控系統
    對礦井所有采掘工作面和其它一些重要地點安設瓦斯傳感器,并具有斷電功能,當某點瓦斯濃度超限時,能自動報警并斷電,確保不發生瓦斯爆炸事故。地面中心站主機內設有語言報警裝置,當瓦斯超限時,發出語音報警提示,根據需要,中心站也可手動控制斷電或復電。
    (5)雙風機、雙電源、自動切換分風
    對瓦斯涌出異常區,局部通風管理難度較大。為提高局部通風的可靠性,采用雙風機、雙電源,自動切換裝置實現自動切換,提高局部通風機的可靠性,確保正常供風。
    (6)布置鉆孔預抽排瓦斯
    為掌握瓦斯治理的主動性,對采空區或地質構造帶積存的高濃度瓦斯,可以提前布置鉆孔,利用瓦斯抽放泵抽放瓦斯,把風流中瓦斯濃度降到0.2%以下,確保采掘活動的安全可靠。
     4、及時安全地處理積存瓦斯
    礦井必須從采掘生產上采取措施,防止瓦斯積存;當發生瓦斯積存時,必須及時處理。處理積存的瓦斯采取的措施有:
    (1)恢復已封閉的停工區或采掘工作接近這些地點時,必須事先排除其中積聚的瓦斯。排除瓦斯工作必須制定安全技術措施。
    嚴禁在停風或瓦斯超限區域內作業。
    局部通風機因故停止運轉,在恢復通風前,必須首先檢查瓦斯,只有在停風區中最高瓦斯濃度不超過0.2%和最高二氧化碳濃度不超過1.5%,局部通風機開啟條件滿足時,方可人工開啟局部通風機,恢復正常通風。
    (2)停風區中瓦斯濃度超過1.0%或二氧化碳超過1.5%,最高瓦斯濃度和二氧化碳濃度不超過3.0%時,必須采取安全措施,控制風流排放瓦斯。,使排出的風流與全負壓風匯合處的風流瓦斯濃度不超過0.2%。
    停風區中瓦斯濃度或二氧化碳濃度超過3.0%時,必須制訂安全排瓦斯措施,報礦技負責人批準。
    在排放瓦斯過程中,排出的瓦斯與全風壓風流混合處的瓦斯和二氧化碳濃度都不得超過1.5%,且采區回風系統內必須停電撤人,其它地點的停電撤人范圍應在措施中明確規定。在恢復通風的巷道風流中瓦斯濃度不超過0.2%和二氧化碳濃度不超過1.5%時才能作業,否則必須停止工作,撤出人員、采取措施,進行處理。
    (3)切實加強瓦斯排放、巷道貫通和盲巷管理工作。排放瓦斯和巷道貫通要認真編制措施并執行有并規定。井下盲巷和臨時停風地點必須設置密閉和柵欄,定期檢測瓦斯和氧氣濃度,并嚴禁任何人違章進入。
    (4)在生產過程中,要組織專職人員及時封閉廢棄的盲巷及采空區,對暫不利用巷道應封閉或掛警示牌,加強這些地方的瓦斯監測,防止瓦斯聚集。
    5、加強瓦斯監測
    (1)嚴格瓦斯管理制度,突出危險工作面(包括采掘工作面)必須配備專職瓦斯檢查員,跟班檢查瓦斯,并密切觀測煤與瓦斯突出預兆,監督檢查采掘工作面防突措施落實情況,當發現有突出預兆時,瓦斯檢查員必須停止作業,撤出人員。
    (2)在井下各采煤工作面、掘進頭等瓦斯聚集地點,按規定設置瓦斯監測報警裝置,從礦井地面監控室內可連續監測礦井瓦斯變化情況。
    (3)礦井配備足夠的瓦斯檢測儀器,加強臨時監測。
    (4)采掘工作面當班班長必須攜帶便攜式瓦斯監測報警儀,將其懸掛在采煤工作面上隅角或掘進迎頭不大于5m處,一旦出現瓦斯涌出現象(大于0.2%時),立即停止作業,撤業人員,切斷電源,匯報領導,制定措施處理。
    (5)礦長、礦技術負責人,爆破工、采掘區隊長、通風區隊長、工程技術人員、班長、流動電鉗工、安全監測工下井時,必須攜帶便攜式甲烷檢測報警儀或數字式瓦斯檢測報警礦燈。瓦斯檢查工必須攜帶便攜式光學甲烷檢測儀。安全檢測工必須攜帶便攜式甲烷檢測報警儀或便攜式光學甲烷檢測儀。
    (6)在礦井生產中,應測定煤層瓦斯含量及有關參數,以便對礦井的瓦斯預測和通風設計進行必要的修改。
    6、嚴格執行瓦斯管理制度
    (1)礦井總回風巷中瓦斯、二氧化碳濃度超過0.7%時,必須立即查明原因,進行處理。
    (2)采掘工作面回風巷風流中的瓦斯濃度超過0.2%時或二氧化碳濃度超過1.5%時,必須停止工作,撤出人員,采取措施,進行處理。
    (3)采掘工作面及其它作業地點風流中瓦斯濃度達到0.2%時,必須停止用電鉆打眼;爆破地點附近20m以內風流中瓦斯濃度達到1.0%時,嚴禁爆破;采掘工作面及其它作業地點風流中、電動機或開關安設地點20m以內風流中的瓦斯濃度達到1.0%時,必須停止工作,切斷電源,撤出人員,進行處理。
    (4)采煤、掘進工作面及其它巷道內,體積大于0.5m3的空間內積聚的瓦斯濃度達到2.0%時,附近20m內必須停止工作,撤出人員,切斷電源,進行處理。
    (5)采煤、掘進工作面風流中二氧化碳濃度達到1.5%時,必須停止工作,撤出人員,查明原因,制定措施,進行處理。
    (6)局部通風機因故停止運轉,在恢復通風前,必須首先檢查瓦斯濃度,只有停風區中最高瓦斯濃度不超過0.2%和最高二氧化碳濃度不超過1.5%,且在局部通風機及開關附近10m以內風流中的瓦斯濃度,都不超過0.5%時,方可人工開啟局部通風機,恢復正常通風。
    (7)下井人員必須配備化學氧自救器,礦井配備足夠的瓦斯檢測儀器。
    (2)開拓新水平的井巷第一次接近各開采煤層時,必須按掘進工作面距煤層的準確位置,在距煤層垂距10m以外開始打探煤鉆孔,鉆孔超前工作面的距離不得小于5m,并有專職瓦斯檢查工經常檢查瓦斯。巖巷掘進遇到煤線或接近地質破壞帶時,必須有專職瓦斯檢查工經常檢查瓦斯,發現瓦斯大量增加或其他異狀時,必須停止掘進,撤出人員,進行處理。
    7、分源治理瓦斯
    分源治理瓦斯是針對瓦斯來源和涌出量與涌出規律的特征采取相應的防治措施。
    本礦井瓦斯涌出的區域可分為回采區、掘進區和已采區。瓦斯來源是分源治理的基本依據。要同時測定礦井各回采區、各掘進區回風流中的瓦斯量,得到礦井瓦斯涌出量平衡表及周期性動態數據。
    (1)已采區:必須及時封閉,并保證密閉質量,以控制其瓦斯涌出。
    (2)掘進區:涌出的瓦斯主要是煤巷所在煤層本身的瓦斯以及部分鄰近層瓦斯的涌出。
    掘進區局部冒頂積存的瓦斯:可在支架頂梁處安設導風板沖淡瓦斯或用充填黃土的方法處理。
    掘進瓦斯的涌出治理:加強掘進工作面的瓦斯抽放,嚴格實行先抽后掘;采用濕潤煤體與灑水;減少一次爆破量與爆破深度;間歇掘進但不停風;雙巷掘進;縮短獨頭掘進巷道的長度;加強通風,嚴格通風管理;限制掘進速度等措施。
    (3)回采區:回采工作面的瓦斯涌出特征與涌出量是回采區治理瓦斯的基礎。
    回采工藝不同,回采工作面的瓦斯涌出特征與涌出規律也不同。采用爆破落煤時,瓦斯涌出量與落煤量的多少、新暴露面的大小及煤塊的破碎程度有關。據統計資料,打眼放炮時,瓦斯涌出量可增大1.4~2.0倍,且出現瓦斯涌出高峰。峰值可分為兩部分:Q1和Q2
    Q1包括入風攜帶的瓦斯、煤壁涌出的瓦斯和臨近煤層通過采空區涌入回采工作面的瓦斯等,這些瓦斯是與采煤量無直接關系的涌出,當Q1值較大時,根據瓦斯來源,如瓦斯主要是煤壁涌出時,要對工作面煤層瓦斯進行預抽,如瓦斯主要來源臨近煤層通過采空區涌入工作面時,要采取埋管抽放瓦斯的方法。Q2與爆破采煤時,每次放炮的孔深、孔數、爆破區長度、煤的破碎程度、開采煤層瓦斯含量、瓦斯壓為有關。這些參數越高,瓦斯涌出量就越大。Q2與工作面煤炭產量直接有關。當Q2值較大時,可采用減小一次爆破煤量、采落碎煤灑水快運及選擇合理的通風系統等措施。
    頂板附近瓦斯層狀集聚處理:若回采工作面風速未能保證設計風速而小于1m/s,則容易使瓦斯浮于巷道頂板附近,形成一個比較穩定的帶狀瓦斯層,這即是瓦斯的層狀集聚。處理辦法是保證回采工作面的設計風速,使瓦斯與風流能充分地紊流混合,沖淡及排出。
    二、消除礦井引爆火源
    1、防止爆破引燃瓦斯
    1)炮眼內填塞水炮泥,嚴禁用煤粉、塊狀材料或其它可燃性材料作炮眼封泥。無封泥、封泥不足或不實的炮眼嚴禁爆破。
    2)嚴禁使用無煤礦產品許可證的、變質的或不合格的炸藥和雷管,不同廠家生產或不同品種的電雷管不得摻混使用。不得使用導爆管或普通導爆索,嚴禁使用火雷管。必須使用與本礦井瓦斯等級相符的安全炸藥(該礦必須使用安全級別不低于三級的煤礦許用含水炸藥);
    3)禁止放明炮、糊炮。禁止使用明接頭或裸露的母線放炮,嚴禁在一個采煤工作面使用2臺發爆器同時進行爆破。打眼、裝藥、放炮、處理瞎炮,要嚴格執行《煤礦安全規程》有關規定。
    4)炮眼內發現異狀、溫度驟高驟低、有顯著瓦斯涌出、煤巖松散、透老空等情況時,不準裝藥放炮。
    5)放炮母線、連接線和電雷管腳線必須相互扭緊并懸掛,不得同軌道、金屬管、鋼絲繩、刮板輸送機等導電體相接觸。
    6)在放炮地點20m內,有礦車、未清除的煤、矸或其它物體堵塞巷道1/3以上時,不準裝藥放炮。
    7)放炮時,必須采用正向裝藥起爆。放炮必須嚴格執行“一炮三檢查”(裝藥前、放炮前、放炮后)和“三人連鎖”(放炮員、班組長、瓦檢員)制度,嚴禁采用糊炮、明火放炮和一次裝藥多次放炮。
    2)嚴格執行《煤礦安全規程》中關于爆炸材料和井下放炮的各條規定。
    2、電氣防爆措施
    1)井下電氣設備必須選用礦用防爆型電氣設備。入井前必須經過防爆檢查,頒發合格證方可入井。井下電纜嚴禁出現明接頭、雞爪子、羊尾巴。
    2)井下供電線路必須選用符合設備使用條件的電纜,井下電氣設備的各類保護裝置必須根據負荷的變化進行調整,并定期進行試驗;
    3)嚴格停送電制度、嚴禁帶電搬遷電氣設備和電纜、嚴禁帶電檢修電氣設備和電纜;電纜的懸掛必須符合《煤礦安全規程》的要求。
    4)掘進工作面局部通風機必須實現“三專供電”,掘進工作面電氣設備必須實現“風電閉鎖和瓦斯電閉鎖”。
    5)防止雷電入井的措施:入井金屬管道、線路在入井處不少于2處的集中接地,其接地極間距大于20m,接地電阻不大于5Ω;入井鋼軌應在井口處設兩處不小于100mm長絕緣軌道,間距大于5m;通訊線路必裝設熔斷器和避雷器,其接地電阻不大于1Ω。
    6)所有隔爆開關均設有短路、過負荷及斷相保護。并在低壓饋電線路上安裝檢漏繼電器對低壓電纜及設備進行漏電保護。
    3、防止撞擊產生火花的措施
    1)在回采工作面采煤機上配備機載式瓦斯斷電控制儀,實現瓦斯斷電閉鎖。掘進工作面的局部通風機實行瓦斯電和風電閉鎖,保證瓦斯濃度超限和停風后切斷停風區內全部非本質安全型電氣設備的電源。
    2)采煤機割煤遇有堅硬夾矸或黃鐵礦結核時,應先采取松動爆破措施處理,嚴禁采煤機強行截割,以防止截齒碰擊夾石產生火花而引起事故。
    3)防止帶式輸送機驅動滾筒與膠帶摩擦、驅動滾筒及電機軸承旋轉摩擦升溫,而引起火災及瓦斯爆炸等事故。帶式輸送機必須使用阻燃輸送帶,帶式輸送機滾筒、緩沖托輥等膠層均采用阻燃防靜電材料符合MT113標準規定,必須裝設驅動滾筒防滑保護、堆煤保護和防跑偏裝置。在機頭轉載站及機尾硐室設火災自動報警系統,并裝設煙霧探頭與礦井監測監控系統連接。
    4)礦井提升易發生斷繩跑車事故、掉道事故、過卷事故、脫鉤事故等,為防止撞擊產生火花而引起事故,提升機控制系統中應設有:防止過卷、防止過速、過負荷和欠電壓、限速、深度指示器失效、閘間隙、松繩、減速功能等保護裝置和開關。
    5)軌道大巷機車在運輸中易發生碰頭、撞車事故,為防止撞擊產生火花而引起事故,機車運輸時,同一區段軌道上,不得行駛非機動車輛。如果需要行使,必須經運輸調度站同意;巷道內應裝設路標和警標,機車行近巷道口、硐室口、彎道、道岔、坡度較大或噪音大等地段,以及前面有車輛或視線有障礙時,必須減低速度,并發出警號;2機車或2列車在同一方向行駛時,必須保持不少于100m的距離。列車制動距離每年至少測定1次。
    6)礦燈的管理和使用應遵守下列規定:
    ①礦井完好的礦燈總數,至少應比經常用燈的總人數多10%。
    ②礦燈應集中統一管理。每盞礦燈必須編號,經常使用礦燈的人員必須專人專燈。
    ③礦燈應保持完好,出現電池漏液、亮度不夠、電線破損、燈鎖失效、燈頭密封不嚴、燈頭圈松動、玻璃破裂等情況時,嚴禁發放。發出的礦燈,最低應能連續正常使用11h。
    ④嚴禁使用礦燈人員拆開、敲打、撞擊礦燈。人員出井后(地面領用礦燈人員,在下班后),必須立即將礦燈交還燈房。
    ⑤在每次換班2h內,燈房人員必須把沒有還燈人員的名單報告礦調度室。
    ⑥礦燈必須裝有可靠的短路保護裝置。高瓦斯礦井應裝有短路保護器。
    7)礦井中巖石撞擊和摩擦作用普遍存在,易產生火花而引起事故。在煤礦瓦斯爆炸預防與控制實踐過程中, 可以因地制宜地采取某些措施來降低巖石撞擊產生火花 (如注水增加巖石濕度、鋪放緩沖材料減小撞擊能、控制破碎巖石形狀減少尖銳棱角) , 或盡快擴散撞擊所產生的熱量(如加強通風、進行淋水) 等。
    4、防止產生引燃(爆)火源(明火)的措施
    1)嚴格檢身制度,入井人員嚴禁攜帶煙草、點火物品入井,嚴禁穿化纖衣服入井,嚴禁攜帶手機、火種入井。
    2)井下嚴禁用燈泡取暖和使用電爐,禁止在井口房、通風機房附近20m內使用明火。嚴禁煙火及點火器具下井。井下電焊必須有嚴格的審批手續,并采取相應的消防措施和嚴格遵守《煤礦安全規程》第223條之規定。
    3)發放的礦燈要符合要求,礦燈至少有2個光源,一個為主光源,一個為備用光源,可避免因一個光源損壞而隨意更換燈泡引發事故;由于礦燈屬特殊性防爆電器產品,額定電壓不大于6V,額定電流不大于l.5A,額定功率不大于6W;塑料外殼表面電阻不大于lG Ω;燈頭強度的要求能承受2m高跌落后至少1個光源能工作;禁止在井下拆卸礦燈,嚴禁在井下敲打和撞擊燈頭和燈盒。
    4)地面抽放泵房設計采用不燃性材料建筑,設有防雷電裝置,距主要建筑物均大于50m,并用柵欄或圍墻保護。地面泵房和泵房周圍20m范圍內,禁止堆積易燃物和有明火。地面泵房內電氣設備、照明和其他電氣儀表均采用礦用防爆型。
    (5)、防止災害擴大的措施
    1)石門揭煤和煤巷掘進工作面在進風巷設兩道牢固可靠的防逆流風門,以避免突出造成風流反向,大量瓦斯涌入進風巷,防止突出事故范圍的擴大。
    2)在礦井相鄰采區、相鄰采煤工作面,掘進巷道同其相連的巷道之間,采用獨立通風并有爆炸危險地點同與其相連通巷道間,設置隔爆水棚,防止爆炸或燃燒事故的擴大。
    5、防止煤層自燃發火的措施
    (1)開拓開采方面的措施
    1)、主要進風巷、回風巷、采區下山均布置在煤層底板巖層中,并且采用不燃性材料支護(錨噴支護)。
    2)、采用合理的開采順序,即下行式開采,先采上區段,后采下區段,先采上部煤層,后采下部煤層,有利于上部煤層采空后密閉。采煤工作面采用后退式開采,及時回收開采層的巷道煤柱,減少煤柱損失;采用全部垮落法管理采空區頂板,減小了采空區漏風,有利于防止采空區浮煤自燃。
    3)、合理選擇采煤工藝
    設計采用先進的走向長壁后退式采煤法,采煤機落煤能加快采煤工作面的推進度,提高回采工作面的回采率,減少煤柱損失,一次性回采煤層全高,減少采空區浮煤,不利于煤層自燃。
    4)、采煤工作面回采結束后,設計必須在45天內進行永久封閉,有利于阻止采空區殘留煤炭自燃。
    (2)通風方面的措施
    ⑴局部通風機、風門、調節風門等通風設施盡可能設在圍巖堅固、地壓穩定的地點,避免引起采空區或附近煤柱裂隙漏風量的增大。
    ⑵設置了雙向風門,礦井可實現反風,以防火災事故擴大。實現了風門閉鎖,使一組風門不能同時打開,確保風流穩定。
    ⑶回采工作面和相鄰巷道之間,盡量減少壓差,實現均壓,減少漏風。
    ⑷工作面采用“U”型通風方式,一進一回。新風和乏風均不通過采空區,減少漏風。
    (3)監測方面的措施
    利用礦井安全監測監控系統在回采工作面回風巷布置有一氧化碳傳感器和溫度傳感器,監測工作面回風流中的一氧化碳濃度和空氣溫度;在總回風巷布置有一氧化碳和溫度傳感器各,監測井下總回風流中的一氧化碳濃度和空氣溫度,異常即報警。同時布置布置束管監測系統對礦井的一氧化碳濃度進行監測。
    三、完善礦井瓦斯抽采系統,做到應抽盡抽
    1、抽放管路管理
    抽放管路系統應根據井下巷道的布置、抽放地點的分布、瓦斯利用的要求以及礦井的發展規劃等因素確定,避免或減少主干管路系統的頻繁改動,確保管道運輸、安裝和維護方便,
    2 、抽放管路附屬裝置及設施:
    (1)、抽放主、支管及其與鉆場連接處應裝設瓦斯檢測計量裝置。
    (2)、 抽放鉆場、管路拐彎、低洼、溫度突變處及沿管路適當間距(最大不超過500 m)應設置放水器;放水器的容積大小應為安裝地點2個小班的儲水量;放水器應指定專人管理,并在放水器旁懸掛管理牌板。
    (3)、在抽放管路的適當部位應設置除渣裝置和測壓裝置;
    (4)、 抽放管路分岔處應設置控制閥門,閥門規格應與安裝地點的管徑相匹配。
    (5)、 在傾斜巷道中,管路應設防滑卡,其間距可根據巷道坡度確定,一般為15~20 m。
    (6 )抽放管路應有良好的氣密性及采取防腐蝕、防砸壞、防帶電及防凍等措施, 通往井下的抽放管路應采取防雷措施。
    3、瓦斯抽放方法
    (1)、瓦斯抽放方法的選擇應根據礦井煤層賦存條件、瓦斯基礎參數、瓦斯來源、巷道布置、抽放瓦斯的目的及利用要求等因素確定:
    (2)、煤層瓦斯預抽方法,優先采用區段底板巷或瓦斯抽放巷穿層鉆孔預抽區段煤層瓦斯,順層抽放可采用溜子道上行鉆孔和風巷下行鉆孔(使用風力排渣)預抽瓦斯;煤巷掘進工作面可采用長鉆孔預抽條帶煤層瓦斯。
    (3)、石門揭煤瓦斯預抽,在距煤層法向距7m時,采用石門正前和兩側鉆場、石門當頭臥槽的方法,對煤層實施穿層鉆孔預抽煤層瓦斯,距煤層法向距5m時,對煤層實施排放鉆孔排放煤層瓦斯。
    (4) 采空區瓦斯抽放方法
    A、采空區應積極探索采用回風巷高位鉆孔抽放方法;當條件許可時,可采用埋管抽放方法,并應采取措施,提高瓦斯抽放濃度。
    B、對于開采容易自燃或自燃煤層的采空區,必須經常檢測抽放管路中的CO濃度和氣體溫度等有關參數的變化,發現有自燃發火征兆時,必須及時采取防止煤自燃的措施。
    4、瓦斯抽放鉆孔設計
    4.1巖石底板瓦斯抽放巷向煤層穿層布置抽放孔進行網格式抽放:沿底板巷每隔5m布置一組抽放鉆孔,每組抽放鉆孔布置6—2個孔,鉆孔終孔間距一般為5m。
    4.2回采面沿煤抽放鉆孔:在采面上下順槽每隔2-3米沿采面傾斜方向順層布置抽放孔,抽放孔間距一般為3m,10煤工作面抽放孔間距為2米。
    4.3石門揭煤抽放鉆孔設計:在石門距煤層最短法線距離不小于7m時向石門兩側垂直開掘4m深鉆場,在石門和鉆場穿層布置抽放孔,然后將石門檔頭臥槽3m長、2m深,再施工下向穿層抽放鉆孔,所有鉆孔終孔間距暫定為3m,鉆孔見煤點要控制巷道輪廓線外不小于12m,同時還應當保證控制范圍的外邊緣到巷道輪廓線(包括預計前方揭煤段巷道的輪廓線)的最小距離不小于5m,且當鉆孔不能一次性穿透煤層全厚時,應當保持煤孔最小超前距15m。
    4.4抽放孔設計,根據礦已有的抽放半徑或實際經驗值決定,盡量考慮布孔均勻,不留抽放盲區。
    4.5 抽放孔孔徑一般為75-120mm。
    5、鉆孔施工方法
    5.1 鉆孔施工人員必須嚴格按鉆機操作規程及鉆孔施工參數施工,保證施工的鉆孔符合設計的要求,確保鉆孔施工質量。
    5.2 當班鉆孔施工人員必須攜帶皮尺、坡度規、線繩等量具。鉆孔施工前,必須有技術人員按設計參數要求,在現場標定鉆孔施工位置,用麻線掛好鉆孔方位,并在工作面附近懸掛好鉆孔施工圖板。施工圖板上面應標注好鉆孔號、開孔高度、開孔位置、鉆孔傾角、方位、孔深等參數。
    5.3 鉆孔必須在標定位置施工,鉆孔傾角、方位、孔深符合設計的要求,做到定位置、定方向、定深度。鉆孔施工時孔位允許誤差±50mm,傾角、方位允許誤差±3°;鉆孔施工時,鉆孔孔深允許誤差小于1%。
    5.4 鉆孔施工人員必須認真填寫好當班的施工記錄,記錄內容包括孔號、孔深、傾角、鉆桿數量及鉆孔施工情況等。
    5.5 加強鉆孔施工驗收管理,鉆孔施工時,必須要有驗收人員現場驗收。
    5.6抽放鉆孔必須要有施工和驗收原始記錄可查。
    5.7鉆孔布置應均勻、合理。從巖石面開孔,開孔間距應大于300mm;從煤層面開孔,開孔間距應大于400mm。
    6、抽放鉆孔封孔工藝
    6.1 封孔方法,采用馬麗散封孔。
    6.2 鉆孔施工完后,在鉆孔內插入抽放管,抽放管用PE管,連接要嚴密,以防漏氣。抽放管前端的第一根管在管壁上鉆一定數量的小眼,并在其后端封孔位置安裝一塊擋板,用棉紗纏繞幾圈,將抽放套安裝到抽放孔預定位置,然后采用馬麗散封孔,煤巷封孔長度為2m,巖巷封孔長度為5m。
    6.3 露在孔口外段的抽放管要設置檢測嘴,管口與抽放膠管連接處要車成絲狀。
    6.4 每個鉆場要安裝一個集中連接管,再通過三通連接到抽放主支管路上,集中連接管每個孔接頭要安裝閘閥和檢測嘴或導流管,集中連接管要安裝流量計。
    7、所有抽放鉆孔必須定期進行人工檢測,并掛牌管理。
    四、確定監控有效
    根據《煤礦安全規程》(2011)規定,礦井必須設置安全監控系統。灣田煤礦選用KJ30型煤礦安全生產監控系統,該監測監控系統采用集散式多級體系結構,主要由地面中心站、網絡終端、通信接口、系列監控分站、各種傳感器和控制執行器等部分組成,是一套集礦井安全監控、生產工況監控為一體的礦井安全生產綜合監控系統,主要監控礦井上下各類安全、生產參數。該系統具有報表、曲線、圖形等屏幕顯示、打印和繪圖、數據存儲調用、參數超限報警、控制等多種功能,各分站既能與監控中心匯接,又可獨立工作。系統具有傳輸故障、設備故障、供、斷電狀況和軟件運行故障等的自診斷功能,還具有遠程維護功能。
    地面主站設在工業場地辦公樓調度室內,配備主控機、多畫面顯示屏、打印機等,監控模擬量,開關量。地面可在風井場地壓風機房、風井場地通風機配電間、工業場地瓦斯抽放站,瓦斯抽放站分別設置分站監測機房的瓦斯濃度、瓦斯抽放泵開停、輸入和輸出管路中差壓、流量、溫度,壓風機房分站監測壓風機的運行狀態及出口壓力、軌道上山提升機的開停狀態,通風機配電間分站監測通風機運行狀況、管道內風速和壓差、回風斜井的瓦斯、風速、溫度、一氧化碳及安全出口的風門開關。
    井下設有瓦斯、風速、一氧化碳、粉塵、饋電、溫度、風門開關、設備開停等傳感器,對重要采掘運輸設備與生產參數進行測量、統計、分析和信息存儲;在參數超限和設備故障時,能及時報警、顯示和存儲,必要時還可實現超限自動斷電。
    本系統與礦井計算機局域網聯網,實現資源共享。10kV變電所設有變電站綜合自動化系統,可監測各供電回路的電流、電壓、功率因數以及開關通斷等參數,該系統也接入計算機局域網。
    根據需要在礦井設置人員管理系統,設備擬選用KJ251A型煤礦人員管理系統,該系統采用先進的遠距離無線射頻識別技術和遠程通訊技術,僅需增加相應的人員定位分站、動態目標識別器、人員標識卡、人員跟蹤定位處理軟件,即可實現對礦井入井人員的實時監測,跟蹤定位、考勤統計、報表查詢等功能。本系統能夠清楚掌握每個人員在礦井下的位置及活動軌跡,可為事故搶險提供科學依據,同時也可利用系統的日常考勤管理功能,對全礦井人員進行考勤管理。
    該系統地面主站與安全監控系統共用上位機,人員定位分站設置在各井口和主要巷道分叉處,無線編碼發射器由下井人員隨身攜帶,采用將發射器安裝在礦燈的電池盒內的攜帶方式。
    井下緊急避險系統中,永久避難硐室和臨時避難硐室分別在出口處設人員定位基站,實時監測人員進出緊急避險設施情況。
    為實現全礦井業務部門數據信息共享、生產經營綜合調度,在礦內設置以高速以太網為基礎的計算機局域網,將礦井生產及安全監控系統、工業電視系統、人員安全監測系統、火災束管系統、變電站綜合自動化系統接入計算機局域網,并對礦內各職能部門生成的各種信息集中進行處理,供礦領導及相關的決策部門實施有效的管理和控制,為生產計劃的制定提供各種有用資料。
    對瓦斯抽放泵房的監控系統進行一次全面維護、調試,確保瓦斯監控數據上傳準確。
    五、瓦斯治理實施方案
    結合礦井近年來瓦斯治理實施經驗,根據瓦斯治理條件和工作面瓦斯涌出量預計,采用保護層開采、底板穿層預抽煤層瓦斯、回采工作面機風巷順層瓦斯抽放、老塘埋管抽放、本煤層預抽配合風排等多種方式進行的瓦斯治理。
    1、總整方案
    (1)開采保護層
    考慮到C2煤層經鑒定為非突出煤層,C3煤層為突出煤層,礦井把C2煤作為保護層先行開采,并在開采保護層的同時預抽被保護層的瓦斯。
    (2)、區域抽采“四位一體”防突措施
    1、對C2C3煤層本煤層進行預抽。即在工作面的機軌合一巷和回風巷布置順層鉆孔進行未卸壓抽采(鉆孔布置如圖所示)
    2、對下鄰近層進行預抽。本礦井在開采C2煤層時對C3煤層進行預抽,即在工作面機軌合一巷和回風巷布置鉆場,在鉆場內向下打鉆孔對鄰近層進行瓦斯預抽。
    (3)局部“四位一體”防突措施
    1、突出危險性預測預報及效果檢驗
    ①、預測方法:鉆屑指標法
    ②、預測孔布置:鉆孔應盡量布置在軟分層中,一個鉆孔位于掘進巷道斷面中部,并平行于掘進方向,其他鉆孔的終孔點應位于巷道斷面兩側輪廓線外2-4m處。
    ③、預測步驟:a、防突隊按照圖紙布置3個預測鉆孔。
    b、鉆孔每打1米,測定該1m段的全部鉆屑量S值,每打2米測定一次鉆屑瓦斯解吸指標K1值或△h2值。根據每個鉆孔沿孔長每米的最大鉆屑量Smax和鉆屑解吸指標K1或△h2,預測工作面的突出危險性。
    ④、突出危險臨界值:
    最大鉆屑量(Smax)
    鉆屑瓦斯解吸指標(K1
    Δh2指標臨界值
    突出危險性
    kg/m-1
    Lm/((g·min1/2-1)
    Pa
    ≥6
    ≥0.5
    ≥200(干煤樣)
    有突出危險
    <6
    <0.5
    <160(濕煤樣)
    無突出危險
    ⑤、施工預測預報鉆孔時速度要均勻,確保測定指標準確。
    (4)大風量、大斷面、低風阻
     所有采區準備巷道斷面由原來的5.1m2設計或改擴為6.2m2、回采巷道由原來的4.5m2改為6.6m2。所有采區準備巷道采用錨噴和U型鋼支架支護,回采巷道采取錨網索和工字鋼支架支護,盡可能減少風阻,增加風量。
    (5)分區通風
    礦井生產水平和采區全部實行分區通風,礦井設置專用回風井,采區設置專用回風巷。目前礦井已有專用回風斜井,11采區設置有專用回風下山,12采區的設計也要布置有專用回風下山。
    嚴禁任何形式的串聯通風現象,采煤工作面全面實行獨立通風。
    2、采煤工作面治理方案
    1)采前預抽工作面本煤層瓦斯
    在采煤工作面機巷、回風巷內各布置一排平行鉆孔來預抽工作面瓦斯,平行鉆孔間距為3m。平行鉆孔距巷道底板0.2m,鉆孔傾角等于煤層傾角,鉆孔長度根據工作面真傾斜長度確定。采用ZY-750型液壓鉆機配φ42mm鉆桿,套φ75mm的鉆頭施工抽放孔。使用馬麗散封孔,封孔深度不低于2米,并入礦井高負壓抽放系統進行抽放。施工完畢后將鉆孔方位、傾角、孔深等參數繪制成圖。
    采煤工作面最短預抽不少于1個月,并且瓦斯指標必須達到下列要求,才允許回采:
    (1)采煤工作面瓦斯抽采率≥20%
    (2)回采工作面回采前的可解吸瓦斯量≤2m3/t,瓦斯壓力≤0.74MPa
    (3)采煤工作面同時滿足風速不超過4m/s、回風流中瓦斯濃度低于1%。
    鉆孔布置示意圖如下。

    圖片

    2)下鄰近層抽采瓦斯
    在C2煤層采煤工作面機巷和回風巷平行孔相對應的位置布置穿層鉆孔抽采C3煤層瓦斯。鉆孔以-25°、-30°、-35°、-40°施工,穿層鉆孔終孔點必須穿透煤C3煤層全厚,并達到C3煤層底板巖石內不小于0.5m。鉆孔封孔后,并入礦井高負壓抽放系統進行抽放。鉆孔施工完畢后將鉆孔方位、傾角、孔深等參數繪制成成果圖。
    鉆孔布置示意圖如下。

    圖片

    3)抽放采空區瓦斯
    煤層開采后,受采動影響,煤層頂、底板變形產生裂隙導致鄰近煤層瓦斯卸壓釋放,通過采空區涌向采煤工作面,經風流稀釋后排出,當采空區涌出瓦斯量較大時,容易造成上隅角瓦斯超限,所以需要進行采空區抽采。
    采空區瓦斯抽采方法多種多樣,按采空區狀態劃分,可分為半封閉采空區瓦斯抽采和全封閉采空區瓦斯抽采。
    (1)半封閉采空區瓦斯抽采
    半封閉采空區是指回采工作面后方的、工作面回采過程中始終存在、并隨著采面的推進范圍逐漸增大的采空區。半封閉采空區抽采瓦斯在國內外所采用的主要方式有:埋管抽采、向冒落拱上方打鉆孔抽采、在老頂巖石中打水平鉆孔抽采、直接向采空區打鉆抽采、頂板抽采巷抽采、工作面尾巷打鉆抽采、地面鉆孔抽采等。
    本設計在不增加井巷工程量的前提下,生產采區采空區瓦斯抽采暫考慮采用埋管抽采方法,抽采方法示意圖如下。若采空區埋管抽采解決不了采煤工作面瓦斯超限或埋管抽采瓦斯濃度太低時,在工作面回風巷施工頂板高位鉆孔抽采瓦斯,即在采煤工作面回風巷中,沿煤層走向,向工作面采空區頂板施工穿層鉆孔進入開采層采后裂隙帶,抽采采空區的瓦斯。鉆孔終孔點距開采層頂板垂距應由日常的礦壓觀測資料來確定,一般為6~15倍采厚,其鉆孔和管路布置詳見下圖。
    (2)全封閉采空區瓦斯抽采
    全封閉采空區是指工作面(或采區、礦井)已采完封閉的采空區,也稱老采空區。XXX煤礦為擴建礦井,隨著礦井的生產采空區面積逐漸增大,采空區中往往積存大量的高濃度瓦斯,可能通過巷道密閉或隔離煤柱的裂隙往外泄出,對于已采完的大面積采空區采用全封閉采空區插管抽采能有效減少瓦斯涌出,插管抽采布置詳見下圖。
    采用全封閉采空區插管抽采要在運輸巷(石門)和回風巷(石門)砌筑永久性密閉。永久性密閉要選擇頂底板堅固的巖(煤)層巷道,兩道密閉墻(磚或料石)中間充填砂或黃土,密閉墻四周要掏槽,插管抽采的密閉上還應設置注砂(泥漿)管和采氣測溫管等觀測管。密閉墻厚度不小于1m,四周掏槽深度不小于0.3m。
    3、煤巷掘進工作面瓦斯治理方案
    C2、C3煤層掘進工作面進行瓦斯預抽,其他可采煤層在構造帶附近、瓦斯含量高的區域,如果通風不能解決瓦斯超限時,則必須進行掘進工作面瓦斯抽采。我礦決定在掘進C2煤層巷道時采用先抽后掘,在掘進C3煤層巷道時采用邊抽邊掘的方法。
    1)先抽后掘
    掘進期間采用超前鉆孔預抽煤層瓦斯。在巷道迎頭施工鉆場超前預抽,為保證抽放有效,采用超前探鉆20m、允掘60m預抽,迎頭超前20m安全屏障距離的抽采方案,抽放鉆孔控制突出煤層巷道上幫15m下幫15m,每個循環按23個孔設計;采用ZY-750型液壓鉆機配φ42mm鉆桿、套φ75mm的鉆頭施工抽放孔。施鉆前按抽放設計定孔放線,確保按抽放設計施鉆。使用馬麗散封孔,封孔深度不低于2米;鉆孔封孔后,并入礦井高負壓抽放系統進行抽放,抽放10天到15天再進行效果評判,確定達到抽放效果后再進行掘進。掘進期間按“四位一體”局部防宊措施執行,當預測指標超限后在進行下一輪抽采,以此循環進行,鉆孔布置示意圖如下。
       2)邊抽邊掘
    掘進工作面在掘進巷道兩幫每隔40m掘進一個高與掘進巷道高度相同、深3.0m、寬4.0m的鉆場,兩幫鉆場采用“邁步式”布置,鉆場間距為40m,兩幫鉆場內各布置12個預抽孔,控制巷幫至少15m,鉆孔深度為23~60m,進行掘進預抽,掘進巷道至預定位置后,再施工下一循環的抽采鉆孔,具體鉆孔布置見下圖。
    3)抽采效果檢驗
    掘進工作面預抽時間不少于一個星期。掘進前還必須進行防突效果檢驗,效果檢驗孔不少于三個,長度為73m,布置煤層軟分層中。當檢驗指標均小于突出危險臨界值時,則措施有效,可恢復正常推進,但必須保證2m的檢測超前距。如果檢測指標超過臨界值,還必須繼續抽放。具體檢測方法及參數參見《XXX煤礦煤巷掘進工作面防突安全技術措施》。
    4、巖巷掘進工作面瓦斯治理
    一般情況下巖巷瓦斯涌出量較低,主要采用風排瓦斯,根據通風機距離的遠近分別采用FBDY№6.0/2*30、FBD-№5.6-2×11、FBD-№6.0-2×15型局部通風機正壓通風,迎頭不低于300m3/min。在掘進過程中采用ZY-750、ZY-2300型液壓鉆機探測瓦斯、水及地質構造,防止誤透煤層,當遇到斷層等地質構造造成瓦斯涌出量增大時,布置鉆場預抽瓦斯,鉆孔抽放半徑按0.5m設計,測定瓦斯壓力,當瓦斯壓力低于0.74MPa時,方可恢復掘進;當探測前方見煤時,按石門揭煤措施施工。
    5、其它瓦斯治理方案
     1)排放瓦斯
    礦井在出現突然停電停風、計劃性停電停風、局部出現氣體超限、啟封密閉等情況時,需要對超限區域的瓦斯進行排放。根據積聚瓦斯的濃度,采取分級管理的方式進行排放。
    排放瓦斯前,必須根據監測監控系統所顯示的瓦斯濃度及巷道情況,計算瓦斯涌出量和排放時間,明確排放瓦斯流經的路線和方向,風流控制設施的位置、通訊電話的位置、警戒點及影響的范圍。明確停電撤人范圍,風受排放瓦斯影響的硐室、巷道和被排放瓦斯風流切斷安全出口的采掘工作面,必須停電、撤人、停止作業,指定警戒人員的位置,禁止其他人員進入。
    排放瓦斯可采用局部通風機控制風流的方法進行排放,確保排出的風流在同全風壓風流混合處的瓦斯、二氧化碳濃度不超過1.5%。
    排放瓦斯時,警戒人員應站在進風側,沒有接到解除警戒命令,嚴禁人員進入排出的瓦斯氣體流經的巷道內。接到解除警戒命令后,方可撤除警戒。
    瓦斯排完后,指定專人檢查瓦斯,只有在供電系統和電氣設備完好,排放瓦斯巷道的瓦斯濃度不超過1%時,方準指定專人恢復供電。
    (1)一級管理
    臨停風時間短,瓦斯大林濃度不超過3%的掘進工作面,由通風隊隊干和瓦檢員負責采取措施就地排放。
    (2)二級管理
    巷道瓦斯濃度超過3%,排放瓦斯風流途徑路線短,直接進入回風系統而不影響其他采掘工作面的安全,為二級排放。排放前必須編制排放措施,并由礦總工程師組織有關部門共同審查,由礦總工程師簽字批準,由安全副礦長組織、指揮排放。
    (3)三級管理
    排放盲巷或已封閉的停風區積聚瓦斯時,若瓦斯濃度超過3%,排放瓦斯風流途徑路線長,影響范圍大,排放瓦斯風流切斷其它采掘工作面的安全出口,為三級排放。排放前必須編制排放措施,并由礦總工程師組織有關部門共同審查,由礦總工程師簽字批準,由礦長組織、指揮排放。
    2)停風期間瓦斯超限預案
    在加強各掘進迎頭局部通風機、通風設施巡查,保證通風系統可靠穩定的同時,為防止突然停電停風,造成井巷無法正常供風,危及生產施工安全的情況發生,根據礦井停電停風的范圍應分別采取措施。
    (1)局扇停電停風
    局扇停電停風時,影響范圍為掘進工作面,計劃內停風時,必須制定停風安全技術措施,并嚴格按照相館措施執行。無計劃停風時,局扇管理員、班組長必須立即電話匯報礦井調度室,安全員和瓦檢員發現局扇停風時,必須立即向礦井調度室匯報,并把受停風影響范圍內的所有人員迅速撤到進風巷的新鮮風流中,班組長安排電工切斷受停風影響范圍內的動力電源并迅速檢查處理故障,根據瓦斯濃度采取必要的瓦斯排放措施。
    (2)全礦井突然停電停風
    A、全礦井突然停電停風時,影響的范圍為主、局扇停運,整個礦井無電。
    B、一旦主扇停風受影響的各采掘工作面,必須立即停止工作,切斷電源;區隊長、班組長、瓦檢員安監員必須立即將人員就近撤到進風巷新鮮風流中,撤人過程中必須將各工作面及沿途的人員一并撤出。安全員、瓦檢員必須走在最后檢查,并設崗待命。
    值班礦領導根據停電情況,迅速決定是否將井下工作人員全部撤到井上,若需要全部把井下所有人員撤到地面,將安排人員下井通知并沿進風主斜井直接撤到地面。
    C、主要通風機停止運轉期間,打開防爆門,利用自然風壓通風,正確控制風流,防止風流紊亂。
    D、主扇恢復正常后,井下各用風地點應根據監測監控系統所顯示的瓦斯濃度,分別采取排放措施。只有各地點瓦斯濃度正常后,方可恢復通風及送電。
    (3)地面主扇停電停風,井下局扇正常
    A、地面主扇停電停風,受溫差影響,形成因自然風壓通風,風量較小。此時,局扇正常運行,造成局扇吸循環風。
    B、瓦檢員、安全員發現全井停風時,必須立即切斷各采掘工作面電源,將各作業地點人員撤到進風巷新鮮風流中,停止各掘進頭局扇運轉,防止局扇吸循環風,在各掘進工作面入口處設置柵欄,揭示警牌。
    C、總回風巷瓦斯濃度超限時,值班礦領導下達撤人指令,將井下全部人員撤到地面,井下人員從主井撤退。
    D、主扇恢復正常后,井下各用風地點應根據監測監控系統所顯示的瓦斯濃度,分別采取排放措施。只有各地點瓦斯濃度正常后,方可恢復通風及送電。
    3)巷道貫通
    (1)掘進巷道與巷道貫通前(法線距離20m前),必須由技術科編制巷道貫通安全技術措施以及調整通風系統的安全技術措施,由礦總工程師審批后貫徹實施。進行貫通時,礦總工程師必須現場指揮,通風、安全、瓦斯檢查員等必須現場跟班。
    掘進巷道與密閉區域、老窯及情況不明的巷道進行貫通時,必須請救護隊協助。
    (2)掘進巷道的貫通必須執行下列規定:
    ①施工連隊接到貫通通知書后,必須立即停止一個掘進工作面掘進,只允許一個工作面向前掘通,停掘的工作面切斷電源,設置柵欄,保持正常通風,正常檢查瓦斯,瓦斯超限時,停止對方工作面的掘進,進行處理。每次放炮前,班組長和瓦斯檢查員要到對面工作面(或巷道)檢查瓦斯情況,只有當對方工作面各處瓦斯濃度均在1%以下時,設好警戒,方可裝藥爆破。
    ②每次爆破前必須在對方工作面柵欄外、全風壓通風地點的進風側設置專人進行警戒。
    ③貫通時,要有礦總工程師現場指揮調整通風系統,并對相關區域的風量、瓦斯情況進行全面檢查,發現問題及時采取措施,進行處理。
    六、采掘工作面具體瓦斯治理方案
    (一)11201工作面
    1、該工作面位于礦井西翼11采區,標高1740m水平,煤層厚度1.5-1.2m,可采儲量2.4萬噸
    2、工作面瓦斯涌出量預計
    2012年未安排回采計劃,該工作面回采時預計相對瓦斯涌出量為15.35m3/t左右,絕對瓦斯涌出量4.37m3/min。
    3、瓦斯治理措施
    (1)采煤工作面瓦斯預抽
    該工作面機、風巷已于2013年3月開始掘進,掘進過程中就按設計在采煤工作面機、風巷打順層鉆孔預抽工作面煤層瓦斯,預抽時間超過一年,瓦斯抽采率達到32%。瓦斯抽放量達到37.33萬m3
    (2)下鄰近層C3煤層預抽
     根據11203、11201工作面的開采情況,下鄰近瓦斯涌出量占工作面總涌出量的42.31%,所以在掘進11203、11201機、風巷的同時,對下鄰層C3煤層進行了穿層預抽,預抽率計劃達到30%。
    (3)風排瓦斯。工作面采用U形通風方式,工作面配風量大于600m3/min,風排瓦斯量0.6m3/min。
    (4)上隅角及尾巷埋管抽放。在工作面上隅角設置密閉墻,將抽放支管(DN160mm)埋入上隅角密閉墻內進行抽采,瓦斯濃度15%左右,抽采量1.4m3/min。
    (5)抽采效果評價
    工作面開采前必須由瓦斯治理小組對工作面預抽效果進行評價,只有回采工作面可解吸瓦斯量≤2m3/t,瓦斯壓力≤0.74MPa,回風流中瓦斯濃度低于0.2%,才允許回采。
      (二)11301機、風巷瓦斯治理
     (1)風排瓦斯。采用單巷掘進, 2個掘進工作面均采用FBDY№6.0/2×30型局部通風機正壓通風,確保掘進工作面風量不低于450m3/min,及時稀釋并排除迎頭瓦斯,目前掘進回風流瓦斯控制在0.5%以下。
    (2)掘進工作面預抽瓦斯。掘進期間采用超前鉆孔預抽煤層瓦斯。在巷道迎頭施工鉆場超前預抽,為保證抽放有效,采用超前探鉆75m、允掘55m預抽,迎頭控制20m被保護范圍的抽放方案,抽放鉆孔控制突出煤層巷道上幫15m下幫15m,每個循環按21個孔設計,呈扇形布置。
    11301機、風巷掘進工作面預抽鉆孔布置圖詳見2012年瓦斯抽采計劃圖。
     (四)11201機軌合一巷及11201回風巷煤巷掘進工作面瓦斯治理
     (1)風排瓦斯。11201機軌合一巷及11201回風巷煤巷掘進工作面均采用FBDY№6.0/2×15型局部通風機正壓通風,確保掘進工作面風量不低于350m3/min,及時稀釋并排除迎頭瓦斯,回風流瓦斯濃度控制在0.5%以下。
    (2)掘進工作面預抽瓦斯。掘進期間采用超前鉆孔預抽煤層瓦斯。在巷道迎頭施工鉆場超前預抽,為保證抽放有效,采用超前探鉆75m、允掘55m預抽,迎頭控制20m被保護范圍的抽放方案,抽放鉆孔控制突出煤層巷道上幫15m下幫15m,每個循環按13個孔設計,呈扇形布置。
    11201機軌合一巷及11201回風巷煤巷的抽放鉆孔布置詳見2012年瓦斯抽采計劃圖。
    (五)、一采區南翼軌道巷、一采區南翼一區段回風石門、一采區水倉及水泵房等巖巷掘進工作面瓦斯治理
    (1)風排瓦斯。采用單巷掘進, 3個掘進工作面均采用FBD-№5.6-2×15型局部通風機正壓通風,確保掘進工作面風量不低于250m3/min,及時稀釋并排除迎頭瓦斯,目前掘進回風流瓦斯控制在0.5%以下。
    (3)嚴格執行地質預測預報、長短探相結合、堅持出班炮制度不動搖
    (4)堅持巷道開工之前先繪制預想地質剖面圖,對構造及煤層進行初步預報;施工過程中嚴格按要求執行長、短探相結合,短探是長探的補充;及時進行地質索描,根據巖性及構造分析前方可能出現的煤層及距離遠近,及時調整長、短探孔的方位和仰府角,及時設計瓦斯抽放或排放孔的參數,包括孔數、控制范圍、方位角、仰府角、孔深等;遇煤層之后,及時編制揭煤措施,嚴格執行“四位一體”綜合防突措施;嚴格堅持揭煤、過煤門期間全井撤人停電、出班炮制度不動搖,從而保證了不誤透煤層、萬一發生突出事故,確保不傷人。
    (3)、加強瓦斯檢查、監控,保證每班瓦斯檢查次數不少于5次,瓦檢員應及時把檢查數據匯報至調度室,監控員負責整理記錄各地點瓦斯情況、監控各探頭數據變化,有問題及時匯報值班礦領導。
    第四章  主要保障措施
    一、健全機構,落實責任,管理到位
    礦井成立以礦長為組長,礦井總工程師為副組長礦井瓦斯治理領導小組、瓦斯治理辦公室及防突隊等機構、隊伍,并抓好責任落實,構建完善的瓦斯治理機構和責任體系。
    礦井建立專門的防突機構,配備滿足需要的防突技術人員和防突考察人員,開展防突技術研究,制定礦井的防突措施。
    (二)建立完善瓦斯治理的激勵約束機制
    建立完善瓦斯治理的抽放工程、工作獎勵激勵機制,抽放量考核獎勵制度,年度“一通三防”瓦斯治理目標考核獎罰制度,瓦斯礦井、采掘工作面抽采效果評價制度等,構建瓦斯治理的激勵機制體系。
    建立落實瓦斯瓦斯管理的“零超限、一票否決”制度,瓦斯治理一票否決制度,瓦斯超限等級管理制度,構建瓦斯治理的約束機制體系。
    (三)落實瓦斯治理資金,確保資金到位
    按照規定提取瓦斯治理專項資金,并將瓦斯利用的收益一并列入瓦斯治理資金賬戶,作為瓦斯治理專項資金,專款專用。按規定提取煤炭生產安全費用,突出礦井用于瓦斯防治的比例達到50%以上。
    (四)突出重點,確保措施到位
    堅持標本兼治、重在治本,堅持“多措并舉、應抽盡抽、抽掘采平衡、抽采達標”原則,建立健全礦井抽放系統,改進鉆孔施工工藝及封孔技術,加大孔口抽放負壓,確保足夠的抽放時間,提高抽放率,使煤體充分卸壓,做到瓦斯超限、瓦斯突出兩消除。
    (五)強化培訓,提高職工隊伍素質
    建立和完善正常的職工教育培訓體系,有計劃地進行全員安全培訓,安監員、瓦檢員、防突考察工、抽采測試等特殊工種崗位必須做到持證上崗。加大瓦斯治理的防治突出、瓦斯抽采與利用的研究人才培養,抓好在職人員的繼續培訓,提高職工隊伍的整體素質。
    第五章  瓦斯治理資金規劃
    根據2012年生產安排,計劃產量為7.53萬噸,結合XXX煤礦瓦斯治理的實際情況,計劃安排安全生產費用600萬元,其中瓦斯治理資金不少于300萬元,主要用于完善和改造瓦斯防治各大系統,區域瓦斯防治、瓦斯防治新工藝、新技術推廣使用,安全儀器儀表配置等以及其他與瓦斯綜合治理直接相關的項目。

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