防止瓦斯積聚措施

防止瓦斯積聚措施煤礦是高危行業(yè)井下存在五大自然災(zāi)害特別是瓦斯災(zāi)害最為嚴(yán)重，瓦斯存在燃燒、爆炸、窒息等事故，瓦斯事故時具有突發(fā)性、破壞性、繼發(fā)性。瓦斯燃燒和爆炸必須具備三個條件：瓦斯的濃度、火源、足夠的氧氣，只要瓦斯?jié)舛确稀睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定的要求，就能夠阻止瓦斯事故的發(fā)生，因此防止瓦斯燃燒和爆炸的有效措施就是防止瓦斯積聚。一、礦區(qū)概況（一）、交通位置堃正煤礦小溝3號井（以下簡稱“小溝3號井”）位于雅安市市區(qū)220°方向、直距約11km處，屬雅安市雨城區(qū)觀化鄉(xiāng)楊家村六組管轄。礦區(qū)范圍中心點地理坐標(biāo)為東經(jīng)101°55′38″，北緯29°51′16″，面積1.442km2，開采深度標(biāo)高+1120～+900m，擬采煤層為硬炭煤層。小溝3號井主井工業(yè)場地有簡易公路通往觀化鄉(xiāng)與G108國道相接，觀化鄉(xiāng)北行約18km至雅安市接成雅高速、G318國道，南行約15km至滎經(jīng)縣，交通尚屬方便（見交通位置圖1-1-1）。（二）、地形地貌及水系小溝3號井位于四川盆地與康藏高原過渡帶、邛崍山脈南延部位，受構(gòu)造影響，地形起伏較大。區(qū)內(nèi)以剝蝕地貌為主，堅硬砂巖與軟弱泥巖被剝蝕成階梯地貌。區(qū)域內(nèi)海拔標(biāo)高為+1700～+1000m，相對高差700m。礦區(qū)范圍內(nèi)最高點位于4號拐點附近，標(biāo)高+1553m；最低點位于11號拐點附近，標(biāo)高約+985m，最大相對高差為568m，屬中山中切割地貌類型。區(qū)內(nèi)植被較發(fā)育，山梁及陡坡地帶植被覆蓋率60%～70%，主要為針、闊葉混交林。次為零星雜草叢生。緩坡、平臺地區(qū)多為耕地。礦區(qū)屬岷江支流青衣江水系，區(qū)內(nèi)無大的地表水體，橫向沖溝發(fā)育。（三）、氣象及地震區(qū)內(nèi)屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，年均氣溫17.2℃，1月均溫6.3℃，7月均溫27.5℃，最高溫度41.5℃，最低溫度-3.7℃，年均無霜期306d，年均日照時數(shù)1200h；年均降水量1007mm，5～7月降水量約占全年60%，常有春旱發(fā)生，伏旱較為嚴(yán)重。礦山位于盆地西部平行嶺谷區(qū)，新構(gòu)造運動表現(xiàn)為大面積均衡微弱抬升，無明顯的差異升降運動。根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001）及《建筑抗震設(shè)計規(guī)范（2008版）》（GB50011-2001），雅安市雨城區(qū)境內(nèi)抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度，設(shè)計基本地震加速度值為0.10g，設(shè)計地震第二組。二、防止瓦斯積聚的有效措施（一）優(yōu)化設(shè)計：（三）充水因素分析1、頂、底板充水水源區(qū)內(nèi)可采煤層位于須家河組第二段（中段）（T3xj2）頂部，直接充水含水層為須家河組第三段（上段）（T3xj3）砂巖孔隙裂隙含水層，砂巖孔隙裂隙水將沿開采后冒落裂隙帶浸入礦井，該含水層富水性弱～中等，須家河組各砂巖含水段，以裂隙水為主，但由于區(qū)內(nèi)無大的斷裂構(gòu)造，裂隙不甚發(fā)育，加之須家河組主要為砂、泥巖互層，各含水層之間有泥巖隔水層阻隔，相鄰含水段之間水力聯(lián)系相對較弱，因而砂巖裂隙水對礦井采掘安全威脅相對較小。2、老窯、老采空區(qū)積水雅能煤業(yè)有限責(zé)任公司開采硬炭煤層出露地表，區(qū)內(nèi)沿煤層露頭線分布有多處老煤窯，都是平硐開采，地下水能及時從平硐排出，老窯積水很少，但不排除老窯局部積水可能性，因此，淺部可能存在的老窯以及老采空區(qū)積水是未來淺部煤層資源開采時面臨的主要水患威脅之一。3、大氣降水以及地表溪溝水礦區(qū)范圍內(nèi)大的地表水體不發(fā)育，主要為季節(jié)性溪溝，含煤地層中頁巖、泥巖等為相對隔水層，因此，地表溪溝水一般對礦井充水影響微弱。但區(qū)內(nèi)可采煤層出露地表，淺部煤層資源開采產(chǎn)生的導(dǎo)水裂隙帶可能溝通地表，成為大氣降水或溪溝水補給井下主要通道，而導(dǎo)致井下涌水量加大或誘發(fā)突水事故，需引起礦山企業(yè)足夠重視。（四）礦井涌水量根據(jù)四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局化探隊2009年3月提交的《四川省雅安市雨城區(qū)觀化井田堃正煤礦小溝三號井資源/儲量核實報告》和儲量評審意見書，礦井枯水期涌水量為180m3/d，豐水期水量約450m3/d。（五）礦井水文地質(zhì)條件區(qū)內(nèi)地表水及地下水均靠大氣降水補給，并嚴(yán)格受其控制，地表水順坡向排泄良好，地下水以裂隙、孔隙水的形式存在，因各種因素影響，其含水量極為有限，加之井巷保持足夠的坡度，可自然排泄疏通坑道涌水，雖然儲量核實報告評審意見書認為區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件簡單，但考慮到淺部可能受到老窯積水威脅，因此，小溝三號井是以頂板裂隙含水層、老空水充水為主，水文地質(zhì)條件中等的煤礦床。二、工程地質(zhì)條件區(qū)內(nèi)山體自然斜坡上陡下緩，下部一般20°以下，局部山坡坡度可達40°，坡向南西，地層產(chǎn)狀傾向北東，傾角較緩，與山體組成逆向坡，穩(wěn)定性較好。礦區(qū)主要井巷沿煤層開拓，硬炭煤層偽頂、直接頂板主要為較軟弱薄層狀砂質(zhì)泥巖、泥巖、粘土巖組，巖層厚0.2～3.0m，物理力學(xué)強度低，抗風(fēng)化能力弱、穩(wěn)定性差，遇水易變形、軟化，易產(chǎn)生冒頂現(xiàn)象；硬炭煤層底板主要為較軟弱薄層狀砂質(zhì)泥巖、泥巖、粘土巖組，巖層厚0.6～1.0m，物理力學(xué)強度低，抗風(fēng)化能力弱，穩(wěn)定性差，遇水易變形、軟化、膨脹，易于產(chǎn)生底鼓現(xiàn)象。因此，需全段支護，為防止裂隙圍巖坍塌，故采礦后應(yīng)及時回填和支護。三、環(huán)境地質(zhì)條件區(qū)內(nèi)以及相鄰地區(qū)崩塌、泥石流、危巖等不良地質(zhì)現(xiàn)象較少但隨著礦井生產(chǎn)能力擴大以及采掘進展，可能會誘發(fā)新的環(huán)境地質(zhì)問題。四、其它開采技術(shù)條件（一）瓦斯本礦2008年度礦井瓦斯等級鑒定結(jié)果為：相對瓦斯涌出量7.32m3/t根據(jù)雅安市安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局文件（雅市安監(jiān)【2008】340號）“關(guān)于2008年度瓦斯等級鑒定結(jié)果的批復(fù)”，2008年礦井相對瓦斯涌出量為8.01m3/t，絕對瓦斯涌出量為0.62m3/min，為低瓦斯礦井（二）煤的自燃傾向與煤塵爆炸根據(jù)四川省煤炭產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站出具的煤樣檢測報告，硬炭煤層自燃傾向性等級為Ⅲ類，屬不易自燃煤層，無煤塵爆炸危險性。（三）地溫和沖擊地壓區(qū)內(nèi)為正常地溫區(qū)，地溫梯度小于3℃/100m。區(qū)內(nèi)及周邊礦井尚未發(fā)生過沖擊地壓現(xiàn)象，暫按無沖擊地壓礦井進行設(shè)計。（二）．合理采掘布置，要充分考慮通風(fēng)及瓦斯治理等及要求，力求簡單合理。礦井開拓方式（一）礦井現(xiàn)狀該礦始建于1999年，當(dāng)年投產(chǎn)，現(xiàn)生產(chǎn)規(guī)模為40kt/a，開采硬炭煤層，采用平硐開拓，共有2個井筒，主平硐標(biāo)高為+1070m，回風(fēng)平硐標(biāo)高為+1127m，通風(fēng)方式為分列式，采煤方法為走向長壁采煤法，放炮落煤，落煤方式為放炮落煤，采用人力推車運輸，垮落法管理頂板。（二）井口位置的選擇由于堃正煤礦小溝3號井原地面工業(yè)場地較為狹窄，不能滿足礦井?dāng)U建的生產(chǎn)需要，在+950m標(biāo)高新建礦井主平硐，新建工業(yè)場地具有暢通的場外公路，具備建設(shè)施工供電、供水、通訊等條件。無論從技術(shù)的角度還是從經(jīng)濟的角度考慮，新建主平硐及工業(yè)場地比較合理。礦井改造、利用原主平硐作為礦井?dāng)U建后的主平硐，改造、利用原回風(fēng)平硐作為礦井?dāng)U建后期的進風(fēng)平硐。水平劃分礦區(qū)范圍內(nèi)煤層為單斜構(gòu)造，煤層傾角為22～23°，允許可采煤層為硬炭煤層。整個礦井只劃分為一個水平，即+950m水平。大巷布置：（三）、建立合理、可靠、穩(wěn)定的礦井通風(fēng)系統(tǒng)。實現(xiàn)機械通風(fēng)，分區(qū)通風(fēng)，按需配風(fēng)，加強對主要通風(fēng)機的管理：井下通風(fēng)設(shè)施安設(shè)位置合理，不得任意拆除。根據(jù)礦井開拓布置情況，本礦井采用分列式通風(fēng)方式，抽出式通風(fēng)方法，采煤工作面采用“U”型通風(fēng)。根據(jù)礦井通風(fēng)容易時期和困難時期用風(fēng)地點的實際需要配風(fēng)。通風(fēng)風(fēng)容易時期：采煤工作面：5m3/s備用采煤工作面：2.5m3/s掘進工作面：4×3=12m3/s硐室：4m3/s其它：1.5m3/s合計：25m3/s通風(fēng)困難時期：采煤工作面：6m3/s采煤工作面：5m3/s備用采煤工作面：2.5m3/s掘進工作面：4×3=12m3/s硐室：4m3/s其它：1.5m3/s合計：25m3/s通風(fēng)設(shè)施1、為使風(fēng)流按擬定路線流動，控制各用風(fēng)地點的風(fēng)量，在井下的有關(guān)巷道中設(shè)置了風(fēng)門、調(diào)節(jié)風(fēng)門等通風(fēng)構(gòu)筑物。2、為防止瓦斯爆炸時損壞主要通風(fēng)機，回風(fēng)井口設(shè)有防爆門。3、當(dāng)進風(fēng)井筒、進風(fēng)巷道及井下主要地點發(fā)生火災(zāi)時，為避免火災(zāi)事故的擴大，有時需要反風(fēng)時，所選軸流式通風(fēng)機可通過電機反轉(zhuǎn)實現(xiàn)反風(fēng)。（二）防止漏風(fēng)的措施1、巷道掘進時應(yīng)加強通風(fēng)管理。風(fēng)筒力求吊掛平直；局部通風(fēng)機應(yīng)墊高（或懸掛），保持與風(fēng)筒成一直線；注意不斷改進柔性風(fēng)筒的接頭方法，以減少漏風(fēng)，保證掘進工作面有足夠的風(fēng)量。2、生產(chǎn)中應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗，采取行之有效的措施，把采空區(qū)漏風(fēng)減少到最低程度。3、風(fēng)門、隔風(fēng)墻及調(diào)節(jié)風(fēng)門等通風(fēng)構(gòu)筑物應(yīng)盡量設(shè)置在圍巖堅固、地壓穩(wěn)定的地點。4、開采后的帶區(qū)和工作面應(yīng)及時封閉，并盡量避免引起采空區(qū)或附近煤柱裂隙漏風(fēng)量增加。5、降低用風(fēng)地點的風(fēng)阻，以減少其鄰近漏風(fēng)通路的漏風(fēng)量。6、生產(chǎn)時應(yīng)設(shè)專人負責(zé)通風(fēng)構(gòu)筑物的檢查與維修。（三）降低風(fēng)阻的措施1、錨桿支護巷道的周壁應(yīng)盡可能光滑。2、擴大巷道斷面是降低摩擦阻力的主要措施，會使摩擦阻力顯著地減少。3、進入風(fēng)硐的轉(zhuǎn)彎處，除做成圓滑的壁面外，還應(yīng)設(shè)置導(dǎo)風(fēng)板。礦井主要通風(fēng)機技術(shù)特征表內(nèi)容工作通風(fēng)機風(fēng)機型號FBCZ-4-№13A風(fēng)量范圍(m3/s)20～46靜壓范圍(Pa)220～1200配套電機型號YBFe225M-4電機額定功率(kW)45工作電壓(V)380葉片安裝角(°)20—32轉(zhuǎn)速(rpm)1450四、通風(fēng)機運行工況點1、通風(fēng)機網(wǎng)路風(fēng)阻計算（1）通風(fēng)容易時期網(wǎng)路阻力系數(shù)：R1=398.8/26.252=0.57871（2）通風(fēng)困難時期網(wǎng)路阻力系數(shù)：R2=920.5/26.252=1.335872、通風(fēng)機運行工況點（1）通風(fēng)容易時期風(fēng)機運行工況點參數(shù)如下，工況點M1見圖6-2-1。Q1工=27m3/sH1工=421.9Paη1工=76%α1工=20°（2）通風(fēng)困難時期風(fēng)機運行工況點參數(shù)如下，工況點M2見圖6-2-2。Q2工=27.4m3/sH2工=1002.9Paη2工=71%α2工=26°（四）加強局部通風(fēng)管理每個掘進工作面配備有1臺FBD-2-№5/5.5×2型局部通風(fēng)機壓入式通風(fēng)，掘進工作面均設(shè)有專用回風(fēng)巷，將乏風(fēng)直接導(dǎo)入回風(fēng)道，實現(xiàn)獨立通風(fēng)。掘進工作面必須使用局部通風(fēng)機，嚴(yán)禁循環(huán)風(fēng)；嚴(yán)禁擴散通風(fēng)；嚴(yán)禁不和理的串聯(lián)；風(fēng)筒要符合要求；臨時停工點不得停風(fēng)等。（五）加強瓦斯檢查礦井必須建立瓦檢制度瓦檢次數(shù)要符合《規(guī)程》要求；瓦斯檢查工必須執(zhí)行巡回檢查制度，不準(zhǔn)空班、漏檢；礦長和技術(shù)負責(zé)人必須每日審閱瓦斯日報并進行簽字。1、回風(fēng)巷的風(fēng)速、風(fēng)量符合本礦通風(fēng)計算細則標(biāo)準(zhǔn)，避免不合理的串聯(lián)通風(fēng)，局部通風(fēng)機無循環(huán)風(fēng)。2、嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》第36條、第138條、第141條、第149條的規(guī)定，回風(fēng)巷空氣成分和溫度符合《煤礦安全規(guī)程》第100、102條的規(guī)定。3、必須有專職瓦檢員按規(guī)定檢查CH4和CO2，嚴(yán)格執(zhí)行瓦斯檢查管理規(guī)定，及時填寫瓦斯檢查記錄，加強瓦斯牌版的管理，每班至少檢查3次，每班檢查時間合理均勻。4、瓦斯檢查點分別設(shè)在工作面磧頭、工作面回風(fēng)處、工作面回風(fēng)流、機電硐室。瓦斯檢查牌板應(yīng)設(shè)置在回風(fēng)巷中，距工作面50m附近，檢查結(jié)果必須及時填寫，并及時向通風(fēng)科技術(shù)負責(zé)人和礦長匯報5、局部通風(fēng)機必須使用“三專兩閉鎖”，必須由專人負責(zé)管理，并在局部通風(fēng)機附近懸掛局部通風(fēng)機管理牌板。風(fēng)袋使用直徑400的阻燃聚力牌風(fēng)袋，風(fēng)袋必須掉掛平直，逢環(huán)必掛，風(fēng)筒轉(zhuǎn)彎處使用彎頭，風(fēng)機出口使用過渡節(jié)，風(fēng)筒出口距磧頭不超過5m。瓦斯傳感器的配備和使用在工作面的磧頭不超過5m的地方，和巷道回風(fēng)口10～15m地方分別布置瓦斯傳感器，并設(shè)置風(fēng)電、瓦電閉鎖和斷電儀，隨時對瓦斯監(jiān)測檢查。瓦斯傳感器應(yīng)懸掛在距頂板不超過300mm、距兩幫不小于200mm，且不得與風(fēng)筒同一側(cè)的地方。便攜式甲烷報警儀的配備和使用礦各科室管理人員、隊長、技術(shù)員、爆破工班組長和流動電鉗工等下井時必須攜帶甲烷報警儀，對所經(jīng)過的路線和地點隨時進行瓦斯監(jiān)控。放炮員每次放炮時進行“一炮三檢”工作，并做好記錄；班組長應(yīng)把常開報警儀懸掛在掘進工作面5m范圍內(nèi)無風(fēng)筒一側(cè)，隨時對工作地點進行瓦斯檢測，電鉗工在檢修地點10m范圍內(nèi)檢查甲烷氣體濃度，有報警信號時必須停止作業(yè)、進行處理。甲烷傳感器的配備和使用工作面采用KGJ10型甲烷傳感器，通過200m聯(lián)絡(luò)巷監(jiān)控分站與礦KJF-2000安全監(jiān)控系統(tǒng)相連。由于本礦為高瓦斯礦井，瓦斯傳感器具體布置在巷道上方，垂直懸掛、距頂板不得大于300mm，距巷幫不得小于200mm，且該處巷道頂板要堅固、無淋水，不得懸掛在風(fēng)筒出風(fēng)口和風(fēng)筒漏風(fēng)處。按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，報警濃度大于或等于1%CH4，斷電濃度設(shè)為大于或等于1.5%CH4，復(fù)電濃度設(shè)為小于1%CH4，斷電范圍為掘進巷道內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。安全監(jiān)控設(shè)備必須定期進行調(diào)試、校正，每月至少一次。甲烷傳感器、甲烷檢測設(shè)備，每7天必須使用校準(zhǔn)氣樣和空氣樣調(diào)校一次，每7天必須對甲烷超限斷電功能進行測試。安全監(jiān)控設(shè)備發(fā)生故障時，必須及時處理，在故障期間必須有安全措施。必須