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(shí)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(gè)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(hào)井（以下簡(jiǎn)稱“小溝3號(hào)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(diǎn)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(hào)井主井工業(yè)場(chǎng)地有簡(jiǎn)易公路通往觀化鄉(xiāng)與G108國(guó)道相接，觀化鄉(xiāng)北行約18km至雅安市接成雅高速、G318國(guó)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(hào)井位于四川盆地與康藏高原過(guò)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(jiān)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(duì)高差700m。礦區(qū)范圍內(nèi)最高點(diǎn)位于4號(hào)拐點(diǎn)附近，標(biāo)高+1553m；最低點(diǎn)位于11號(hào)拐點(diǎn)附近，標(biāo)高約+985m，最大相對(duì)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(tái)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(wú)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(rùn)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(wú)霜期306d，年均日照時(shí)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(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為大面積均衡微弱抬升，無(wú)明顯的差異升降運(yùn)動(dòng)。根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001）及《建筑抗震設(shè)計(jì)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(jì)基本地震加速度值為0.10g，設(shè)計(jì)地震第二組。二、防止瓦斯積聚的有效措施（一）優(yōu)化設(shè)計(jì)：（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(wú)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(duì)較弱，因而砂巖裂隙水對(duì)礦井采掘安全威脅相對(duì)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(shí)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(lái)淺部煤層資源開采時(shí)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(yè)巖、泥巖等為相對(duì)隔水層，因此，地表溪溝水一般對(duì)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(bǔ)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(duì)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(hào)井資源/儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告》和儲(chǔ)量評(píng)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(bǔ)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(chǔ)量核實(shí)報(bào)告評(píng)審意見書認(rèn)為區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，但考慮到淺部可能受到老窯積水威脅，因此，小溝三號(hào)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(dá)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(qiáng)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(qiáng)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(hù)，為防止裂隙圍巖坍塌，故采礦后應(yīng)及時(shí)回填和支護(hù)。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(kuò)大以及采掘進(jìn)展，可能會(huì)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(jí)鑒定結(jié)果為：相對(duì)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(hào)）“關(guān)于2008年度瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果的批復(fù)”，2008年礦井相對(duì)瓦斯涌出量為8.01m3/t，絕對(duì)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(yàn)站出具的煤樣檢測(cè)報(bào)告，硬炭煤層自燃傾向性等級(jí)為Ⅲ類，屬不易自燃煤層，無(wú)煤塵爆炸危險(xiǎn)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(guò)沖擊地壓現(xiàn)象，暫按無(wú)沖擊地壓礦井進(jìn)行設(shè)計(jì)。（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(jiǎn)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(gè)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(zhǎng)壁采煤法，放炮落煤，落煤方式為放炮落煤，采用人力推車運(yùn)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(hào)井原地面工業(yè)場(chǎng)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(chǎng)地具有暢通的場(chǎng)外公路，具備建設(shè)施工供電、供水、通訊等條件。無(wú)論從技術(shù)的角度還是從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，新建主平硐及工業(yè)場(chǎng)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(jìn)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(gè)礦井只劃分為一個(gè)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(shí)現(xiàn)機(jī)械通風(fēng)，分區(qū)通風(fēng)，按需配風(fēng)，加強(qiáng)對(duì)主要通風(fēng)機(jī)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(shí)期和困難時(shí)期用風(fēng)地點(diǎn)的實(shí)際需要配風(fēng)。通風(fēng)風(fēng)容易時(shí)期：采煤工作面：5m3/s備用采煤工作面：2.5m3/s掘進(jìn)工作面：4×3=12m3/s硐室：4m3/s其它：1.5m3/s合計(jì)：25m3/s通風(fēng)困難時(shí)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(jìn)工作面：4×3=12m3/s硐室：4m3/s其它：1.5m3/s合計(jì)：25m3/s通風(fēng)設(shè)施1、為使風(fēng)流按擬定路線流動(dòng)，控制各用風(fēng)地點(diǎn)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(shí)損壞主要通風(fēng)機(jī)，回風(fēng)井口設(shè)有防爆門。3、當(dāng)進(jìn)風(fēng)井筒、進(jìn)風(fēng)巷道及井下主要地點(diǎn)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，為避免火災(zāi)事故的擴(kuò)大，有時(shí)需要反風(fēng)時(shí)，所選軸流式通風(fēng)機(jī)可通過(guò)電機(jī)反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)反風(fēng)。（二）防止漏風(fēng)的措施1、巷道掘進(jìn)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)管理。風(fēng)筒力求吊掛平直；局部通風(fēng)機(jī)應(yīng)墊高（或懸掛），保持與風(fēng)筒成一直線；注意不斷改進(jìn)柔性風(fēng)筒的接頭方法，以減少漏風(fēng)，保證掘進(jìn)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(yàn)，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(jiān)固、地壓穩(wěn)定的地點(diǎn)。4、開采后的帶區(qū)和工作面應(yīng)及時(shí)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(diǎn)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(shí)應(yīng)設(shè)專人負(fù)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(hù)巷道的周壁應(yīng)盡可能光滑。2、擴(kuò)大巷道斷面是降低摩擦阻力的主要措施，會(huì)使摩擦阻力顯著地減少。3、進(jìn)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(jī)技術(shù)特征表內(nèi)容工作通風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)型號(hào)FBCZ-4-№13A風(fēng)量范圍(m3/s)20～46靜壓范圍(Pa)220～1200配套電機(jī)型號(hào)YBFe225M-4電機(jī)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(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)1、通風(fēng)機(jī)網(wǎng)路風(fēng)阻計(jì)算（1）通風(fēng)容易時(shí)期網(wǎng)路阻力系數(shù)：R1=398.8/26.252=0.57871（2）通風(fēng)困難時(shí)期網(wǎng)路阻力系數(shù)：R2=920.5/26.252=1.335872、通風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)（1）通風(fēng)容易時(shí)期風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)參數(shù)如下，工況點(diǎn)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(shí)期風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)參數(shù)如下，工況點(diǎn)M2見圖6-2-2。Q2工=27.4m3/sH2工=1002.9Paη2工=71%α2工=26°（四）加強(qiáng)局部通風(fēng)管理每個(gè)掘進(jìn)工作面配備有1臺(tái)FBD-2-№5/5.5×2型局部通風(fēng)機(jī)壓入式通風(fēng)，掘進(jìn)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(shí)現(xiàn)獨(dú)立通風(fēng)。掘進(jìn)工作面必須使用局部通風(fēng)機(jī)，嚴(yán)禁循環(huán)風(fēng)；嚴(yán)禁擴(kuò)散通風(fēng)；嚴(yán)禁不和理的串聯(lián)；風(fēng)筒要符合要求；臨時(shí)停工點(diǎn)不得停風(fēng)等。（五）加強(qiáng)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(zhǎng)和技術(shù)負(fù)責(zé)人必須每日審閱瓦斯日?qǐng)?bào)并進(jìn)行簽字。1、回風(fēng)巷的風(fēng)速、風(fēng)量符合本礦通風(fēng)計(jì)算細(xì)則標(biāo)準(zhǔn)，避免不合理的串聯(lián)通風(fēng)，局部通風(fēng)機(jī)無(wú)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(shí)填寫瓦斯檢查記錄，加強(qiáng)瓦斯牌版的管理，每班至少檢查3次，每班檢查時(shí)間合理均勻。4、瓦斯檢查點(diǎn)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(jī)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(shí)填寫，并及時(shí)向通風(fēng)科技術(shù)負(fù)責(zé)人和礦長(zhǎng)匯報(bào)5、局部通風(fēng)機(jī)必須使用“三專兩閉鎖”，必須由專人負(fù)責(zé)管理，并在局部通風(fēng)機(jī)附近懸掛局部通風(fēng)機(jī)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(jī)出口使用過(guò)渡節(jié)，風(fēng)筒出口距磧頭不超過(guò)5m。瓦斯傳感器的配備和使用在工作面的磧頭不超過(guò)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(shí)對(duì)瓦斯監(jiān)測(cè)檢查。瓦斯傳感器應(yīng)懸掛在距頂板不超過(guò)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(bào)警儀的配備和使用礦各科室管理人員、隊(duì)長(zhǎng)、技術(shù)員、爆破工班組長(zhǎng)和流動(dòng)電鉗工等下井時(shí)必須攜帶甲烷報(bào)警儀，對(duì)所經(jīng)過(guò)的路線和地點(diǎn)隨時(shí)進(jìn)行瓦斯監(jiān)控。放炮員每次放炮時(shí)進(jìn)行“一炮三檢”工作，并做好記錄；班組長(zhǎng)應(yīng)把常開報(bào)警儀懸掛在掘進(jìn)工作面5m范圍內(nèi)無(wú)風(fēng)筒一側(cè)，隨時(shí)對(duì)工作地點(diǎn)進(jìn)行瓦斯檢測(cè)，電鉗工在檢修地點(diǎn)10m范圍內(nèi)檢查甲烷氣體濃度，有報(bào)警信號(hào)時(shí)必須停止作業(yè)、進(jìn)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(guò)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(jiān)固、無(wú)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(bào)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(jìn)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(jìn)行調(diào)試、校正，每月至少一次。甲烷傳感器、甲烷檢測(cè)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(duì)甲烷超限斷電功能進(jìn)行測(cè)試。安全監(jiān)控設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，必須及時(shí)處理，在故障期間必須有安全措施。必須