地区矿井构建的探索与实施

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本文作者：邢建国工作单位：冀中能源邯郸矿业集团陶二煤矿

（一）优化采掘部署实现部署合理1.突出危险区与无突出危险区协调开采为缓解防突压力，为瓦斯治理赢得时间，矿井安排在首采区只布置1个回采工作面，2个掘进工作面，其它采掘工作面布置在四下采区与北二采区，使突出危险区内生产系统简单、生产能力富余。2.实施反程序式保护层开采1#和2#煤层均为突出煤层，其中1#煤层平均厚度1.25m，瓦斯压力最大1.86Mpa；2#煤层平均厚度3.5m，瓦斯压力最大1.51Mpa。1#煤层比2#煤层瓦斯压力大、煤层厚度薄，难以实施防突措施钻孔消突，所以选择突出危险性较小、比较容易控制的2#煤作为保护层，而将瓦斯压力更大、更难控制的1#煤作为被保护层。3.首采区南翼煤层沿倾斜方向上行开采为了实现采煤工作面Y型通风，同时减少沿空留巷次数与工程量，决定改变首采区南翼煤层在倾斜方向的开采顺序，工作面布置采用沿煤层倾斜方向上从传统的从上往下开采，改变为从下往上开采。4.揉摸式混泥土充填沿空留巷为了减少突出危险区内煤巷掘进工程量，解决煤巷掘进慢、危险性高等难题，矿井在突出危险区大力推广揉摸式混泥土充填沿空留巷技术。（二）改造通风系统实现通风更可靠1.维修回风巷道针对矿井地应力大、巷道易于变形，矿井安排3支开掘队伍专门维修通风巷道，并采用特殊注浆材料封堵容易漏风地点，使矿井有效风量率提高到88%以上。2.实施首采区独立通风系统改造通过在南采强皮、主斜皮带等地点构筑通风设施，使首采区具有独立进风、独立回风，首采区发生瓦斯灾害后不会波及其它采区。（三）升级瓦斯抽采系统实现抽采达标矿井地面瓦斯抽采系统原为2台抽采能力150m3/min（每台）水环式真空泵，满足不了将来矿井瓦斯抽采，因此决定实施瓦斯抽采系统升级改造，在地面安装4台抽采能力260m3/min（每台）的水环式真空泵，形成2套地面高低浓瓦斯分源抽采系统，1套主要抽采大流量、低浓度卸压瓦斯，1套抽采低流量、高浓度未卸压瓦斯。井下安装了1套额定抽采能力60m3/min的临时抽采系统，主要临时抽采工作面上隅角瓦斯。形成了多系统、高负压、大流量、严封孔、密打钻、强管理模式[2]～[3]。（四）强化防突钻孔施工及参数测定1.改进了打钻设备及工艺矿井2#煤层区域防突措施主要采用顺层钻孔预抽煤层，经过不断摸索，总结出采用ZDY4000S型钻机结合圆弧形凸棱钻杆施工煤巷条带顺层钻孔，能使钻孔深度达到80m，并且施工速度较快；采用CMS1-6200/80煤矿用深孔履带钻车结合115mm螺旋钻杆施工回采区域顺层钻孔，能使回采区域卸压较好；采用SGZ-ⅢA型及结合94mm直径螺旋钻孔施工穿层钻孔，能达到施工速度快、成孔较好。满足区域防突措施的要求。2.建立了瓦斯实验室与沈阳煤科院、重庆煤科院合作，安装了煤层瓦斯含量测定仪3台（1台为重庆煤科院）、SP3420A气相色谱仪1台、WY-98A型吸附常数测定仪1台、WT-1型瓦斯扩散速度测定仪1台、密度测定仪1台、瓦斯压力测定仪1台、煤层坚固性测定仪2台等，具有对煤层瓦斯压力、煤层瓦斯含量、瓦斯放散初速度、煤层坚固性系数、煤层瓦斯吸附常数、矿井气体成分及浓度、煤层密度、煤质水分、灰分、挥发分等参数进行检测和分析的能力。（五）监控系统实施工业以太环网改造矿井安装了KJ75N煤矿安全生产监测监控系统，但原先采用的是“电缆树形结构模型”，存在容量小、稳定性不好等确定，因此矿井实施监控系统工业以太环网改造，形成矿井首采区、四下采区与北二采区两个光纤环网，实现了瓦斯监控系统、视频监控系统、防突预警系统等共用光纤环网格局，实现了防突与瓦斯管理视频化、实时化、数字化。

（一）健全了瓦斯治理机构与体系配备了专职通风副总、地测副总，建立了瓦斯治理科、防突区、通风区专门机构，设置了采煤一区、掘进区、工程队专业施工队伍。瓦斯治理科负责瓦斯治理技术工作及技术监督，下设瓦斯实验室。防突区负责抽采、防突、打钻等，下设钻机队、抽放队、防突队。通风区负责瓦斯、监控、通风、防尘等，下设监测队、瓦斯队、放炮队、通风队、防尘队等。采煤一区负责突出危险区内工作面回采。掘进区负责突出危险区内煤巷掘进。工程队负责突出危险区内石门揭煤。（二）完善了矿井瓦斯管理制度按照示范矿井建设要求，及时完善了“一通三防”管理制度，制定了瓦斯抽采达标评估体系，矿井防突程序化管理体系，实现了通防资料微机化、档案化管理。四、结论（一）通过突出危险区与无突出危险区采掘工作面协调布置，反程序式保护层开采、煤层倾斜方向上行开采、沿空留巷等技术，实现了突出危险区采煤工作面Y型通风，减少了煤巷工作面掘进次数与工程量，实现了采掘部署合理。（二）通过扩修整改通风巷道，构筑通风工程，实现了突出危险区独立进风与独立回风，实现了采区分区通风、各采区有专用回风巷，采煤工作面风量达到1200m3/min以上，掘进工作面风量达到400m3/min以上。（三）通过升级改造矿井瓦斯抽采系统，实现了矿井高低浓瓦斯地面分源抽采，矿井瓦斯抽采率达到40%以上，回采工作面瓦斯抽采率提高到55%以上，工作面回风流瓦斯浓度小于0.4%。（四）通过改进钻孔施工工艺与强化煤层瓦斯参数测定，顺煤层钻孔平均深度由过去的50m提高到80m以上，工作面掘进速度由40m/月提高到60m/月以上，抽采达标后采掘工作面残余瓦斯含量小于4m3/t。（五）通过监测系统光纤环网改造，使监测系统容量大幅度增加、传输速度大幅度提高、可靠性增强。（六）通过机构建设，制度完善，责任明确，使矿井防突与瓦斯治理机构健全、分工明确、流程清晰、专业化强。