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煤矿瓦斯治理方案培训资料

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2020年4月19日
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目 录
前 言 1
第一章 矿区概述 4
第一节 概述 4
第二节 开采技术条件 5
第二章 矿井开拓开采现状 10
第一节 矿井开拓开采概况 10
第二节 主要生产系统概况 10
第三节 矿井”一通三防”存在的主要问题 14
第三章 瓦斯治理的必要性和可行性 16
第四章 瓦斯治理方案 17
第一节 通风系统治理方案 17
第二节 防尘供水系统治理方案 32
第三节 防灭火系统治理方案 32
第四节 瓦斯抽放治理方案 34
第五节 其它安全技术措施 35
第五章 其它系统治理方案 39
第六章 瓦斯治理保障措施 41
第一节 建立安全技术管理体系 41
第二节 完善各项管理制度 44
第三节 加强监督检查 45
第四节 建立安全隐患处理应急救援机制 46
第五节 加强日常管理,注重隐患跟踪,全力消除隐患 46
第六章 预期效果 47

前 言
一、瓦斯治理原因
为贯彻落实全国安全生产会议精神,深入开展煤矿安全生产治理行动,推进煤矿瓦斯综合防治工作体系建设,进一步深化我矿瓦斯治理,防治瓦斯事故的发生,确保煤矿安全生产,根据国家有关煤矿安全生产和瓦斯防治文件精神和要求,结合我矿的实际情况,特制定本方案。
二、指导思想
严格遵循国家产业政策和有关<规范>、<规定>、<规程>、<标准>;牢固树立”以人为本”、”安全发展”理念,严格贯彻”安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针和”先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理工作原则,贯彻执行”通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位、隐患排除、综合利用”的二十四字方针,建立健全瓦斯综合治理工作体系,紧紧抓住矿井通风系统、抽采抽放、监测监控、现场管理四个关键环节,根据本矿井的安全生产条件及危害因素分析,采取行之有效的针对措施,坚持标本兼治、重在治本,进一步完善瓦斯治理结构,落实瓦斯防治管理制度,提高装备水平和提高矿井防治瓦斯灾害能力,建立健全稳定可靠的矿井通风系统,科学合理的瓦斯抽采体系,有效管用的监测监控网络和严格规范的现场管理制度。
三、瓦斯治理基本要求
进一步加强一通三防管理,找出矿井通风系统和瓦斯治理工作中存在的主要问题和隐患、制定确实可行的整改措施,建立健全一通三防管理制度,提高安全管理水平,使矿井通风系统合理,稳定、可靠,瓦斯治理工作到位。力求达到生产布局优化、开拓开采正规、系统合理可靠、监测监控有效、现场管理到位,为实现安全生产状况持续稳健发展的目标奠定坚实基础。
四、瓦斯治理基本原则
１.严格贯彻落实”安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产工作方针,坚持标本兼治,重在治本的原则。
２.合理生产布局,确保抽、掘、采关系平衡。
３.瓦斯治理能力大于生产能力。
４.建立完善可靠的通风系统(通风可靠)确保系统合理、设施完好、风量充分、风流稳定。
５.加大瓦斯抽采力度(抽采达标),实现”多措并举、应抽尽抽、抽采平衡、效果达标”的要求。
６.建立有效的安全监测监控系统(监控有效),确保装备齐全、数据准确、断电可靠、处理迅速。
７.严格管理(管理到位),完善制度、落实责任、认真执行、严格监督。
８.排除隐患,将事故消灭在萌芽状态之中,杜绝事故的发生。
9.加大瓦斯综合利用工作力度,积极创造条件,推广瓦斯综合利用新技术。
五、瓦斯治理目标
１.防范一般瓦斯事故、杜绝较大瓦斯事故与重大瓦斯事故;
２.防范采、掘工作面瓦斯超限;建立完善的瓦斯防治系统,最大限度地消除瓦斯危害;
３建立完善的瓦斯监测监控系统,确保监控有效。
六、瓦斯治理范围及治理重点
瓦斯治理是一个系统工程,根据我矿各系统实际情况分析,治理方案应以通风系统改造为重点,以瓦斯综合治理为切入点;进一步完善安全监测监控、瓦斯抽放等安全系统为目标,配合各项保障措施来达到瓦斯治理的基本要求。
七、瓦斯治理主要依据
(一)政策法规
１.<煤矿安全规程>( );
２.煤矿井工开采通风技术条件(AQ1028－ );
３.矿井瓦斯涌出量预测方法(AQ1018－ );
４.煤矿井下粉尘综合防治技术规范(AQ1020－ );
５.煤矿瓦斯抽采标准(AQ1027－ )及瓦斯抽采指标((AQ1026－ ));
6、国务院安委会办公室<关于加强煤矿瓦斯治理工作体系示范工程建设的通知(安委办【 】2号;
(二)主要技术资料
1.郑煤集团桧树亭煤矿初步设计。
2.郑煤集团桧树亭煤矿(整合)开采方案(设计)说明书和安全专篇说明书。
3.郑煤集团桧树亭煤矿煤炭资源/储量核实报告。
4.郑煤集团桧树亭煤矿资源开发利用方案说明书。
5郑煤集团.桧树亭煤矿采掘工程平面图、通风系统图。
6.煤矿”三个鉴定报告”(矿井瓦斯等级鉴定、煤尘爆炸性鉴定、煤层自然倾向性鉴定)。

第一章 矿区概述
第一节 概述
一、交通位置
郑州煤炭工业(集团)桧树亭煤炭有限责任公司(煤矿),位于新密市来集乡王堂村境内,其地理坐标为:东经113°28´30"～113°31´44",北纬34°29´46"～34°30´17"。矿区西距新密市约18km;新密支线裴沟煤矿专用线和宋(寨)～大(冶)铁路专用线相连从本矿区南部1.0km处经过,

东北距京～珠高速公路和107国道分别30、20km,北距郑(州)～密(县)(S316)公路3km,东距宋楼车站3.0km。南邻登封～杞县地方铁路,交通十分便利。
二、矿区范围
郑州煤炭工业(集团)桧树亭煤炭有限责任公司(煤矿),位于新密市来集镇王堂村境内,新密煤田裴沟井田的东部。井田范围北部为F22郭庄断层,南部为F48和F17显应寺断层;东、西部分别由3、4座标点和1、8座标点的连线为界。矿井范围的划定,主要依据河南省国土资源厅豫国土资函[ ]473号<关于郑州煤炭工业(集团)桧树亭煤炭有限责任公司变更矿区范围的批复>,划定的井田范围由8个座标点圈定。设计依据这8个座标点的连线,作为该矿井的设计边界。
井田边界拐点坐标详见附表2－1－1。
井田边界拐点坐标表
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　表2－1－1
拐点编号
X
Y
拐点编号
X
Y
1
3819050
3845
4
3819530
38454120
2
3818900
38453088
5
3819430
38453740
3
3819000
38454120
6
3819520
3845
全井田东西走向长2.1km,南北倾斜宽0.45～0.6km,井田面积约1.35 km2。
第二节 开采技术条件
一、水文地质
根据地层时代、岩性及富水程度,矿区内共划分了七个含水层组和四个隔水层段。
1、主要含水层
⑴ 寒武系上统长山组白云质灰岩岩溶裂隙承压含水层:为灰白色、灰黄色中厚层状隐晶质白云质灰岩,裂隙发育,岩心破碎,含岩溶裂隙承压水;揭露厚度为0.52～51.89m;最大漏水量为12.5t/h。
⑵ 奥陶系中统马家沟组灰岩岩溶裂隙承压含水层:为灰白色、浅灰色厚层状隐晶质灰岩,揭露厚度为4.10～62.71m,钻孔涌漏失水量为0.45～0.67t/h;裂隙岩溶发育,但不均一,赋水性强、导水性好。钻孔单位涌水量为0.1341L/s.m,渗透系数为0.4218m/d,为HCO3-Mg-Ca型水,矿化度为0.391～0.333g/L。
⑶ 太原组下段灰岩岩溶裂隙承压含水层:由L1～ L4四层灰岩组成,为深灰色中厚～厚层状、隐晶质结构,厚度为10～20m,岩溶裂隙发育、赋水性强,钻孔涌漏水现象明显、多集中在L1-2石灰岩附近、涌漏失量为0.90～54.00t/h,钻孔单位涌水量为0.40L/s.m,渗透系数2.4715m/d,为HCO3-Mg-Ca型水,矿化度为0.351g/L。
⑷ 太原组上段灰岩岩溶裂隙承压含水层:为二1煤底板直接充水含水层,由L7～ L9等三层灰～深灰色中厚层状灰岩组成,厚度多在10m左右,岩溶裂隙发育极不均一。原始水位标高为+171. 55～173.99m,钻孔单位涌水量为0.0956～0.3077L/s.m,渗透系数为1.163～3.635m/d,经裴沟煤矿多年排泄、当前O2含水层静止水位标高为+101.44～108.56m,为HCO3-Mg-Ca型水。
⑸ 二1煤顶板砂岩孔隙裂隙承压含水层:系指二1煤以上100m范围内灰白色中粒或粗粒砂岩,为二1煤层顶板直接充水含水层,砂岩一般厚4.20～15.60m,静止水位标高+169.91m,含水不均匀,钻孔单位涌水量为0.0988L/s.m,渗透系数0.3832m/d,为HCO3-Ca-Mg-Na型水,矿化度为0.332g/L,为弱的裂隙承压水含水层,正常情况下对开采二1煤层影响不大。
⑹ 第三系泥灰岩岩溶裂隙含水层:为白色、浅灰白色泥灰岩,裂隙不发育,局部有小溶洞,地表蜂窝状溶洞发育。下部为黄灰色含粒灰岩。平均厚度179m,一般为100～200m。
⑺ 第四系砂、砾石孔隙含水层:呈二元结构,上部为黄色亚粘土夹棕色亚粘土;下部为卵石层,卵石直径为2～10cm、大者为20～30cm,主要为金斗山砂岩、平顶山砂岩的砾石,分选性差,次棱角状,松散孔隙发育,含孔隙潜水,赋水性强,静止水位标高为+165.62m,钻孔单位涌水量0.02L/s.m,渗透系数0.1659m/d,为HCO3-Ca-Mg-Na型水,矿化度为0.30g/L。
2、隔水层
⑴ 本溪组铝质泥岩隔水层:位于奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层之上,为灰白色铝质泥岩、深灰色炭质泥岩和泥岩,结构致密,裂隙不发育,厚2.49～35.56m,平均9.00m。隔水性能良好,但在变薄处或断层破碎带部位隔水性能差,起不到隔水效果。
⑵ 太原组中部砂泥岩隔水层:系指L4～L7之间的泥岩、砂质泥岩、细砂岩、粉砂岩等,厚20.37～42.83m、平均32.00m。该层位于太原组上、下段灰岩高承压水头含水层组之间,隔水性能良好。
⑶ 二1煤底板隔水层:系指二1煤底至L9顶的泥岩、砂质泥岩、细砂岩、粉砂岩等,为主的隔水层,一般6m。该层虽有一定的隔水作用,但局部地段太薄或被断层切割,隔水性差,因此开采二1煤层时要特别注意其造成的水患。
⑷ 二叠系砂泥隔水层:系指二1煤上100m起到上部基岩剥蚀面的二叠系下石盒子组,主要包括泥岩、砂质泥岩、细粒砂岩、粉砂岩等,厚度一般在300m以上,其间夹有数层中、粗粒砂岩含水层,但被隔水层阻隔,水力联系较差,总体上表现为隔水性,能有效阻隔地表水、浅层地下水进入矿井。
3、矿床充水因素分析
⑴ 充水水源:包括地表水、顶板水、底板水和老窑老塘水。
地表水:矿区及附近丘陵及岗地,大气降水除少数消耗于蒸发、其余都汇入双洎河,由于地表迳流快,大气降水对矿井一般无影响。
顶板水:第三系溶裂隙潜水和第四系孔隙潜水赋水性强,因距二1煤层较远、有较厚的隔水层,一般不会对其产生影响;但遇断层时,会沟通其它含水层、对其进行补给,给开采二1煤层产生不利影响。二1煤层顶板砂岩孔隙裂隙含水层水量不大,赋水性弱,一般不会对二1煤层开采产生影响。
底板水:底板直接含水层(C3tL7-9)为矿井直接充水水源,赋水性强,但不均一,其水量占矿井充水量的80%以上。底板含水层(C3tL1-4)为开采二1煤层间接充水含水层,含水量丰富、但不均一;底板间接含水层(O2m)水,水量大、来势猛,但由于距二1煤层较远,一般不会给矿井生产带来影响;遇断层或地层薄弱带时,会对矿井生产带来巨大损失,因此,在矿井生产中应予以高度重视。
老窑老塘水:在矿区四周不同深度积累了大量的老窑水,在靠近老窑采掘时,必须边探边采,保证安全。
⑵ 充水通道:断层裂隙带和封闭不良钻孔都可能成为矿井涌水通道。矿区南部的F17等断层为导水断层,可能会沟通煤层与其它含水层的水力联系,给煤矿生产带来极大危害,是安全的大敌,应提前作好防范措施。其次当二1煤层底板水压力增大,底板隔水层较薄时,会引起底鼓,突水;在裂隙发育处,突水事故发生的可能性就会增大。封闭不良钻孔可能会沟通矿坑和含水层的水力联系,给矿井生产带来不利影响。
⑶ 矿床水文地质勘探类型:按直接充水含水层的含水特征进行矿床水文地质类别划分,矿区应属第三类二亚类,即以底板进水为主的岩溶充水矿床。按直接充水含水层的富水性及补给条件进行矿床水文地质型别划分,矿区水文地质勘探类型为第三型,即水文地质条件复杂的矿床中的第一种情况。综合考虑二1煤矿床水文地质勘探类型为第三类第二亚类第二型,即以底板进水为主的岩溶充水水文地质条件中等矿。
根据当前矿井涌水量观测,矿井正常涌水量为90m3/h,最大涌水量为130m3/h。
二、瓦斯、煤尘及煤的自然倾向性
1.瓦斯
根据河南省煤炭地质勘察研究院编制的该矿井<煤炭资源储量核查报告>,邻近裴沟煤矿矿井瓦斯涌出量和煤层埋深、煤层厚度成正相关关系;根据裴沟煤矿 7月进行的鉴定结果,绝对涌出量为25.75 m3/t.min,相对涌出量为6.25m3/t,为高瓦斯矿井。
矿区内二1煤沼气成分CH4+C2-8占0.14～96.12%、平均55.97%,CO2占2.81～38.91%,N2占0.12～83.20%、平均29.41%;沼气含量CH4+C2-8 为0.002～20.53ml/gr、平均5.01 ml/gr,CO2为0.18～0.84 ml/gr、平均0.30ml/gr,N2为0.30～1.33 ml/gr 、平均0.55ml/gr。根据瓦斯分带标准,以瓦斯成分80%为界,矿区为瓦斯风化带和瓦斯沼气带。
根据河南省煤炭工业局豫煤安[ ]456号关于对郑州市所属煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复,桧树亭煤矿相对瓦斯涌出量为5.84 m3/t,生产矿井为低瓦斯矿井。
由于该矿井经资源整合后,扩界延深,井田范围扩大,本设计按该矿井<煤炭资源储量核查报告>提供的资料,按高瓦斯矿井设计。
2、煤尘爆炸性
二1煤以粉状煤为主,生产中煤尘一般较大。据煤炭科学研究总院重庆分院 4月10日和 10月18日对该矿井二1煤层煤尘爆炸性鉴定报告,二1煤火焰长度为20mm,煤尘爆炸指数为14.32%,煤尘有爆炸危险性。
3、煤的自燃倾向性
据煤炭科学研究总院重庆分院 4月10日和 10月18日对该矿井二1煤层自燃倾向等级鉴定报告,二1煤层自燃等级为Ⅲ类,属不易自燃煤层。

第二章 矿井开拓开采现状
第一节 矿井开拓开采概况
矿井采用三立井开拓方式,单水平上下山开采,主井井深339m,净直径3.5m,装备一对2.5t非标准箕斗,钢罐道。选用2JK-2.0×1.0/20型双滚筒单绳缠绕式提升绞车,主要提升煤炭,同时兼作辅助进风井。井筒装有梯子间作为矿井应急避灾的安全出口;副井井筒净直径3.5m,深度212m,提升方式采用单罐笼提升。提升容器为1t非标罐笼,主要用于提升人员和物料,兼作矿井的进风井;风井直径2.6m,为矿井的专用回风井。安装有两台FBCDZ－№18(2×132kW)型防爆轴流式风机进行通风,一用一备。井底车场布置为刀把式车场,副井井底为双侧进出车,便于空、重车调度。
全矿井划分一个开采水平,即-125m水平,该水平划分为13采区和11采区,当前13采区已开采结束,11采区为生产采区。
第二节 主要生产系统概况
一、矿井通风
矿井通风方式为中央分列式通风系统,通风方法为抽出式,副井进风,主井辅助进风,风井回风,风井安装有两台FBCDZ－№18(2×132kW)型防爆轴流式风机进行通风,一用一备。
矿井总进风量为3155m3/min,矿井总回风量为3267m3/min,矿井通风负压1595Pa。矿井需风量3088m3/min,有效风量2953m3/min,有效风量率87.5%,矿井等积孔1.62m2。
矿井采用风机反转进行反风,10分钟内能够改变巷道风流方向,而且反风量达到正常供风量的60%,符合规程要求。各种通风设施完好齐全,通风系统稳定可靠,能保证矿井安全生产需要。
二、运输系统
大巷运输方式及主要运输设备
采用胶带输送机连续运输的方式。工作面采用人工装煤,SGB620/40T型刮板输送机运煤,经运输顺槽、运输下山和胶带运输机上仓斜巷B＝800mm型的胶带输送机,将煤炭运入主井煤仓,由主井箕斗提升到地面。
一轨道、二轨道下山辅助提升设备:提升方式均采用单钩串车提升,提矸、下料一次串2辆非标准1t矿车,均选用JTKB-1×0.8w型矿用单滚筒防爆提升机,配套YB280S-6型防爆电机,660V,55KW,平均绳速0~1.23m/s。
一轨道下山运送人员采用矿用架空乘人装置,型号RJY22-22/238-00,运行速度1.0m/s,驱动轮1.2m,输送量255人/h,钢丝绳6×19S＋FC-Φ20-1570-右交、线接触、无油。驱动电机型号YBK200L2-6,功率22KW,转速980r/min,减速机型号TB3SV06-56,速比I＝56。电控部分PLC编程控制,中文操作台具有沿线急停、过速、欠速、打滑、语音提示等保护。
二轨道下山按<煤矿安全规程>规定,垂深不超过50m,不再配备机械运送人员。
采区内所需材料和设备,由副井下放到井下,经－3m水平轨道大巷,运送到采区上部车场,由一轨道下山绞车下放到采区二轨道下山中部车场,经轨道顺槽到工作面。
轨道顺槽采用矿车运输,由JD－25型调度绞车牵引。
三、排水系统
矿井正常涌水量为100m³/h,最大涌水量为200m³/h。主井底施工有内外环水仓,容量为1680m3。在-125m水平建有井下中央泵房,安装了三台MD155-67×6型离心式水泵,配两趟直径Φ219×10mm的排水管路,沿主井筒敷设,直接排至地面。
四、压风系统
已建成地面压风系统,在地面空压房安装有2台4L-20/8型号空气压缩机主管路(D108×4无缝钢管)经过主井井筒入井,在井下大巷、采区下山及采掘工作面巷道等地点安装有压风管路系统,主要用于压风自救,可满足井下发生灾变时向井下供风。
五、供电系统
矿井供电取自距矿区2.3km处的宏达10kV开关站,主井工业广场建有10kV变电所,矿井供电为双回路。
井下中央变电所高压采用单母线分段运行,安装九台PBG-10矿用隔爆型高压配电装置。三台QBZG高压启动器控制三台主水泵,选用二台KBSG-500/10 /0.69KV 500kVA矿用隔爆型干式变压器。低压选用KBZ真空馈电开关向各采掘工作面、上仓皮带输送机、工作面的转载刮板机、顺槽胶带机、乳化液泵站等低压设备供电。选用两台KBSG—10/6/0.69KV．100KVA隔爆型干式变压器专供两个掘进头局扇供电,实现了专用开关,专用线路、专用变压器供电的”双三专及两闭锁”装置,保证停风及瓦斯超限后能切断停风区内所有的非本安型电源。井上下供电系统完善,满足安全生产需要。
六、防尘系统
本矿属于高瓦斯矿井,煤层不易自燃,煤尘有爆炸危险。工业广场地面构筑有容量为600m³的蓄水池,安装有一趟Ф108×4mm管路经主井筒向井下各地点供水。主管路每隔100m安装一个三通阀门,其它管路每隔50m设置一个三通阀门。井下各采掘地点采取湿式钻眼、定期冲冼巷帮、水炮泥、爆破喷雾、装岩(煤)洒水和净化风流、采煤工作面、煤巷掘进工作面坚持超前煤层注水等综合防尘措施,作业场所按规定进行粉尘浓度测定,粉尘浓度符合有关规定。采煤工作面、掘进工作面、主要进、回风巷均按规定安装有净化水幕,雾化效果达标。井下各运输转载点、溜煤眼、风门过皮带装置等地点安装喷雾降尘装置。采掘工作面、主要进、回风巷均按规定安装有隔爆水棚
七、通讯系统
矿井安装一套JSY- -06D型数字程控调度系统及配套的耦合器,该系统容量为96门调度电话。机房配备有备用电源,机房在外部断电情况下能够保证调度交换机24小时持续供电。矿井调度指挥中心电话为8000、9,调度员能随时与矿区井上、井下任何一部电话建立联系,不受被叫摘机、占线等限制,其强插、强拆、群呼、紧急呼叫、通信历史记录查询、录音等功能齐全可靠。按照<金属非金属地下矿山供水施救系统建设规范>(AQ2036- )及有关要求在井底车场、主要机电硐室、井下变电所、井下各中段采区、主要泵房、主要通风机房、提升机房、各采掘作业场所等地点均安装有通讯电话。现井下共安装内线电话35部和外线电话一部,平地安装42部内线电话,调度室安装外线电话3部。当前矿井通讯联络系统功能齐全可靠、设备安装到位、系统运行正常,矿井内部实现了各办公室、作业场所、重要部门、调度室拨号互通。矿井内外通讯系统均能满足矿井安全生产需要,符合安全生产要求。
八、监测监控系统
矿井安全监控系统采用天地(常州)自动化股份有限公司生产的KJ95N型煤矿综合监控系统。当前矿井地面中心站安装一套。井下共安装了10台监测分站(KJF16B/ KJF16A),15台甲烷传感器(KGJ16B),2台风速传感器(KGF3--15),2台CO传感器(KGA5)、4台温度传感器(KG3007A)、6台馈电传感器(GKT127-1140)、10台开停传感器(KGT9-A),7台风门开关传感器(KGE22),1台负压传感器(KGY2)。主扇、井下主要排水泵、运输设备安装10台设备开停传感器;各类传感器均按照<煤矿安全监控系统通用技术要求>(AQ6201- )、<煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范>(AQ1029- )及<煤矿安全规程>要求安装、使用、维护,安全监控系统按照要求配备井下维修人员以及地面监控中心值班人员,实行24小时值班制度,装备齐全,数据准确,系统能实现声光报警,曲线、报表打印,瓦斯电闭锁、故障闭锁、风电闭锁等功能齐全,断电灵敏可靠,当前,监控系统各类传感器已全部安装到位、运行稳定可靠,能够满足矿井安全生产的需要。
九、瓦斯抽放系统
矿井在主井工业广场北部建有地面瓦斯抽放泵站,安装两台水环式真空泵。型号:2BEA-303, 最大流量62 m3/min,电机功率110kw。当前已经安装调试完毕,抽放管路经过钻孔通到井下,主管路采用DN425mm无缝钢管,已经敷设到工作面,抽放系统经过联合试运转,运行正常,矿井具备瓦斯抽放能力。由于当前矿井瓦斯较低,暂未进行瓦斯抽放。

第三节 矿井”一通三防”存在的主要问题
一、通风系统现状及存在的主要问题
根据矿井的开拓布置和采区巷道布置、矿井生产能力、瓦斯情况,矿井通风方式为中央边界抽出式,即主、副井进风主平硐进风、立回风斜井回风。
局部通风机采用局扇压入式通风。风井作有引风道,井口安设有防爆门。
主要存在的问题:
矿井采掘布局合理,通风系统简单,通风可靠,但矿井回风系统通风路线长,回风巷局部地方断面小、通风阻力大。
为治理矿井瓦斯,必须编制矿井通风系统改造设计,优化采掘布局,今后必须加强通风管理、及时维护巷道,扩大回风系统回风断面,确保风路正常畅通,通风构筑完整、完好。使之达到系统合理,设施完好、风量充分、风流稳定的目的。
二、防尘供水系统现状及存在的主要问题
我矿属高瓦斯矿井,据煤炭科学研究总院重庆分院 4月10日和 10月18日对该矿井二1煤层煤尘爆炸性鉴定报告,二1煤火焰长度为20mm,煤尘爆炸指数为14.32%,煤尘有爆炸危险性。
但从职工身体健康考虑,二1煤以粉状煤为主,生产中煤尘一般较大。
尽管井下防尘系统设施、喷雾装置配置,隔爆设施已按规定安装,但仍需从技术角度做好各施工地点的减尘措施。
三、防灭火系统现状及存在的主要问题
据煤炭科学研究总院重庆分院 4月10日和 10月18日对该矿井二1煤层自燃倾向等级鉴定报告,二1煤层自燃等级为Ⅲ类,属不易自燃煤层。
矿井火灾危害为外因火灾,外因火灾容易引起瓦斯灾害,比较危险。生产过程中要加强设备的防暴、身检制度及采掘工作面实行”双三专两闭锁”供电。
防灭火供水管路与防尘供水管路共用,井下消防栓设置不全,防灭火器材储备不足,且品种不全。
四、瓦斯抽放系统现状及存在的主要问题
矿井设置了地面永久瓦斯抽放系统,抽放泵房配备了2台水环式真空泵,低负压两台,型号为2BEA-303,电机功率110KW,用于采空区瓦斯抽放。由于矿井投产以来煤层瓦斯含量较低,一直未有进行瓦斯抽放。
瓦斯抽放系统符合规程、规范、标准等有关规定,打钻设备及人员配备齐全。但瓦斯抽放系统总体能力较低,如遇局部高瓦斯带实施本煤层抽放时,现用瓦斯抽采系统不能满足矿井瓦斯抽采需要。

第三章 瓦斯治理的必要性和可行性
一、瓦斯治理的必要性
煤矿瓦斯事故是制约煤炭工业安全发展和可持续发展、影响地区和全省安全稳定好转的突出问题,煤矿必须认识瓦斯治理的重要性和必要性。
我矿属高瓦斯矿井,矿区内部断层相对较多地质构造复杂,加之部分系统仍存在遇特殊地段不能保证矿井安全生产需要。为此,我矿瓦斯治理不但必要,更显得事在必行。
二、瓦斯治理可行性
为切实搞好瓦斯综合治理,煤矿要认真严格贯彻”安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针和”先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理工作方针,切实建立健全”通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的瓦斯综合治理工作体系,紧紧抓住矿井通风系统、抽采抽放、监测监控、现场管理四个关键环节,根据本矿井的安全生产条件及危害因素分析,采取行之有效的针对措施,坚持标本兼治、重在治本,进一步完善瓦斯治理结构,落实瓦斯防治管理制度,提高装备水平和提高矿井防治瓦斯灾害能力,建立健全稳定可靠的矿井通风系统,科学合理的瓦斯抽采体系,有效管用的监测监控网络和严格规范的现场管理制度。矿井瓦斯事故是可控、可防、可治的。因此,煤矿要以更大的决心、更强的力度、更严的态度、更扎实的措施,锲而不舍地打好煤矿瓦斯治理攻坚战,瓦斯治理是可行的。
三、瓦斯治理的主要内容
根据我矿生产现状和存在的主要问题,我矿瓦斯治理的主要内容为:优化生产布局,以理顺完善通风系统为核心,以瓦斯综合防治为重点,切实搞好一通三防管理,进一步完善其它相关安全系统,加强现场监督管理,建立健全并认真落实瓦斯治理各项管理制度。

第四章 瓦斯治理方案
第一节 通风系统治理方案
一、采掘部署合理
1、采区水平布置
全矿井共划分一个开采水平,即-125水平,本水平内共划分13和11两个采区。13采区已开采结束,当前11采区为生产采区。11采区布置有2条水平运输巷道和1条采区水平回风巷道及3条上山巷道,分别为11采区轨道运输巷、11采区皮带运输巷,11采区专用回风巷、11采区皮带上山、11采区轨道上山和11采区专用回风上山。主、副井井底车场分别经过11采区皮带运输巷,一轨下山、11采区轨道运输巷可直接与11采区各采掘工作面上、下付巷车场相连接。当前,11采区共布置1个11061、1个11101备用工作面和1个11021下付巷掘进工作面。正在生产的11061采煤工作面位于11采区的西翼最南部,其上、下付巷分别经过上、下付巷车场与采区两条上山巷道相连接。巷道均沿煤层地板布置,采用拱形U型钢金属支架支护;正在掘进施工的11021下付巷掘进工作面位于11采区北部,巷道沿煤层底板布置,采用拱形U型钢金属支架支护。
13采区布置有3条上山巷道,分别为13采区轨道上山、13采区皮带上山,13采区专用回风上山。主、副井井底车场分别经过主井底车场、一轨下山可直接与13采区各采掘工作面上、下付巷车场相连接。当前,13采区各回采工作面已经结束,
3、采煤方法
采煤方法为走向长壁后退式炮采全部垮落法。
4、回采工艺
1)工作面回采工艺确定
我开采煤层为二1煤层,平均厚度5m。11采区各煤层平均倾角为8°,采煤方法选用走向长壁后退式回采,爆破落煤,机械排水、通风、运输。
2)工作面回采工艺主要参数
本工作面采用走向长壁炮采放顶煤一次采全高采煤法进行回采,全部垮落法管理顶板。工作面选用SGB—620/150型刮板输送机运煤。
二1煤层厚度3.7.0～8.3m,平均厚度5m,直接顶板一般为粉砂质泥岩,少数为泥质粉砂岩,直接底板为泥岩,设计采用全部垮落法管理顶板。工作面下付巷采用2.8m×3.2m25Ｕ型钢支护,上付巷采用3.1m×4.0m29U型钢支护,切巷采用ZH /16/24Z整体顶梁组合悬移液压支架。直接顶不稳定时,可加强顶板支护,老顶坚硬难冒时可采取强制放顶措施,底板吸水后易膨胀、底鼓,支护时可在支柱底部加垫板,防止支柱插入底板。
5、采区生产系统
(1)运煤
11061工作面:煤从采煤工作面(刮板运输机)→运输巷(刮板转载机)→运输巷(皮带输送机)→溜煤眼(自溜)→运输上山(皮带输送机)→溜煤眼(自溜)→运输大巷(皮带输送机)→主井(箕斗)→地面堆煤场。
11021运输巷:煤从掘进工作面(矿车)→溜煤眼(自溜)→运输上山(皮带输送机)→溜煤眼(自溜)→运输大巷(皮带输送机)→主井(箕斗)→地面堆煤场。
(2)运料
11061工作面:平地木料厂→付井→井底车场→-3运输大巷→一轨道下山→11采区轨道巷→11采区轨道下山→11061上付巷车场→11061上付巷→11061工作面
11021运输巷:平地仓库→副井底→一轨下山→11采区轨道运输巷→11采区轨道上山→11021下付巷车场→掘进工作面
(3)通风
①11061工作面
新鲜风流:主、付井→-3水平运输大巷(或-125大巷)→一轨道下山(或流水巷)→11采区轨道巷(或11采区皮带巷)→11采区轨道下山→11061下付巷车场→11061下付巷→11061工作面。
乏风流:11061工作面→11061上付巷→11采区回风上山→11采区回风巷→专用回风上山→总回风巷→风井→地面。
②11021掘进面
新鲜风流:主、付井→-3水平运输大巷(或-125大巷)→一轨道下山(或流水巷)→11采区轨道巷(或11采区皮带巷)→11采区轨道下山→11021下付巷车场→压入式局部风机→11021掘进工作面。
乏风流:11021掘进工作面→11采区回风上山→11采区回风巷→专用回风上山→总回风巷→风井→地面。
(4)排水
防水排水系统:11061工作面水 →11061下付巷临时水仓→11061上付巷→11采区回风上山→11采区水仓→-125大巷→主井底水仓→平地
(5)供电
由11采区变电所敷设一趟MY3×70＋1×35型电缆供工作面使用。
(6)掘进工作面
正常生产期间配备2个掘进工作面,采掘比为1:2。
二、 通风可靠
1、矿井通风现状
当前矿井通风系统运行稳定、可靠,通风系统独立、各采区实现了分区通风。从主副井进风、立回风回风。矿的通风方式为机械抽出式。
2、通风方式及通风系统
通风方式:采用中央边界式通风方式
通风方法:矿井主要通风机的通风方法采用抽出式。回采工作面采用U型通风方式,掘进工作面采用局部通风机接风筒压入式通风。
①11061工作面
新鲜风流:主、付井→-3水平运输大巷(或-125大巷)→一轨道下山(或流水巷)→11采区轨道巷(或11采区皮带巷)→11采区轨道下山→11061下付巷车场→11061下付巷→11061工作面。
②11021掘进面
新鲜风流:主、付井→-3水平运输大巷(或-125大巷)→一轨道下山(或流水巷)→11采区轨道巷(或11采区皮带巷)→11采区轨道下山→11021下付巷车场→压入式局部风机→11021掘进工作面。
3、通风设施
(一)井下通风设施布置
根据矿井开拓、开采系统和巷道布置以及<煤矿安全规程>( )要求,设计在必要位置设置相应的通风设施。为保证各采掘工作面和硐室的风量,并使风流按规定方向流动,在通风系统中设置有双向风门、调节风门、密闭等构筑物。
风门设计选用普通双向、两道为一组。风门设置应满足以下技术要求:
1.避免在弯道和缓倾斜巷道中设置风门;
2.风门的前后5m内支架完好,门墙厚不小于0.6m,四周掏槽深0.2～0.3m;
3.结构严密,漏风小,向关门方向缓倾斜800～850;
4.正向风门应迎风流开启;
5.风门要求设置两组以上;
6.风门等通风构筑物的设置应坚固稳定,并加强通风管理,及时进行检查和维修。需要调节风量的绞车房回风道安设了调节风门,其技术要求与风门相同。
不用的联络巷道设置永久风墙或临时性挡风墙。其技术要求如下:
1.永久性挡风墙。采用不燃性材料(如砖、料石、水泥等)建筑,墙厚≥0.6m,墙前后5m内的支护要完好且为防腐支架;无积煤、片帮、冒顶;四周在煤中掏槽深度≥0.5m,墙面要严实、抹平、刷白、不漏风。密闭内有水时,应在墙上装设U型放水管,利用水封防止放水管漏风。
2.对于服务期限短的临时性挡风墙,可用木柱、木板、可塑性材料等建造,木板需鱼鳞式搭接,用黄泥、石灰抹面,无裂隙,不漏风;要设在帮顶良好处,四周在煤中掏槽深度≥0.5m,在岩中≥0.3m;墙前后5m内的支护要完好且为防腐支架;无积煤;同时墙外要设置栅栏和警标。
根据矿井反风要求,必要地点设置常开风门。
为了防止爆炸性气体爆炸时冲击主要通风机,通风机必须经过引风道与风井连接,在回风井口处设置防爆门,引风道的长度比防爆门至井筒内引风道的开口位置的距离长10～15m,随时保证防爆门的完好并每6个月检查维修一次。主要和备用通风机的2条引风道与回风井之间的夹角为30°～45°,引风道内要设置两道风门,主要通风机运行时,主要通风机引风道风门全打开并固定好,备用通风机引风道风门则关闭并固定好。另外,矿井主要通风机必须装有反风设施,并能在10min内改变巷道中的风流方向;当风流方向改变后,主要通风机的供风量不应小于正常供风量的40%。当井下进风巷道内发生火灾时经矿技术负责人的同意后可进行全矿性的反向通风。为防止反风时由于风压作用将另一条引风道风门压开并短路流出,故引风道中的风门要采用双向风门。
矿井内的风门、调节风门、局部通风机的压送风筒、测风点、风墙及密闭等所有通风设施,应建立每天三班巡回检查制度,并有可靠的检测、监控设备。保证设施经常处于完好状态,确保风路畅通和通风系统的安全可靠。
(二)确保风流稳定
1、在各通风网路上,应按设计和需要安设风门、调节风窗和密闭等通风构筑物,并随生产的进度进行及时调节补充,风门间应尽可能设置闭锁装置。确保各用风地点的风量,风速符合<煤矿安全规程>的规定,确保风流稳定。
2、及时清除巷道的杂物和障碍,尽量避免在主要进回风巷道内停放矿车,堆放材料及其它物品,确保风流畅通。
3、掘进通风及硐室通风
掘进工作面、绞车硐室均为独立通风。
三、 风量计算及分配
1、 矿井需风量计算
(1)计算依据
1)矿井瓦斯涌出量
根据开采时期采煤工作面、掘进工作面风排的的瓦斯涌出量统计见表4-1:
表4-1 采掘工作面瓦斯涌出量统计表
工作面
名称
最大绝对瓦斯涌出量
(m³/min)
平均绝对瓦斯涌出量
(m³/min)
瓦斯涌出不均衡
系数
11061回采工作面
2.808
2.28
1.23
11021下付巷掘进工作面
0.672
0.504
1.33

同时根据<中华人民共和国安全生产行业标准<矿井瓦斯涌出量预测方法>(AQ1018- )>D.5关于瓦斯涌出不均衡系数的规定,回采工作面或掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数取Kn=1.2-1.5,取1.3。
则:
回采工作面需风排的瓦斯涌出量为:2.544×1.3=3.3m³/min;
容易时期掘进工作面需风排的瓦斯涌出量为:0.588×1.3=0.76m³/min.
1)回采工作面风量计算
1) 按井下同时工作的最多人数计算
Q=4NK
式中:Q---矿井总供风量,m³/min;
　N---井下同时工作的最多人数