地區礦井構建的探索與實施
時間:2022-12-16 04:03:52
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本文作者:邢建國工作單位:冀中能源邯鄲礦業集團陶二煤礦
(一)優化采掘部署實現部署合理1.突出危險區與無突出危險區協調開采為緩解防突壓力,為瓦斯治理贏得時間,礦井安排在首采區只布置1個回采工作面,2個掘進工作面,其它采掘工作面布置在四下采區與北二采區,使突出危險區內生產系統簡單、生產能力富余。2.實施反程序式保護層開采1#和2#煤層均為突出煤層,其中1#煤層平均厚度1.25m,瓦斯壓力最大1.86Mpa;2#煤層平均厚度3.5m,瓦斯壓力最大1.51Mpa。1#煤層比2#煤層瓦斯壓力大、煤層厚度薄,難以實施防突措施鉆孔消突,所以選擇突出危險性較小、比較容易控制的2#煤作為保護層,而將瓦斯壓力更大、更難控制的1#煤作為被保護層。3.首采區南翼煤層沿傾斜方向上行開采為了實現采煤工作面Y型通風,同時減少沿空留巷次數與工程量,決定改變首采區南翼煤層在傾斜方向的開采順序,工作面布置采用沿煤層傾斜方向上從傳統的從上往下開采,改變為從下往上開采。4.揉摸式混泥土充填沿空留巷為了減少突出危險區內煤巷掘進工程量,解決煤巷掘進慢、危險性高等難題,礦井在突出危險區大力推廣揉摸式混泥土充填沿空留巷技術。(二)改造通風系統實現通風更可靠1.維修回風巷道針對礦井地應力大、巷道易于變形,礦井安排3支開掘隊伍專門維修通風巷道,并采用特殊注漿材料封堵容易漏風地點,使礦井有效風量率提高到88%以上。2.實施首采區獨立通風系統改造通過在南采強皮、主斜皮帶等地點構筑通風設施,使首采區具有獨立進風、獨立回風,首采區發生瓦斯災害后不會波及其它采區。(三)升級瓦斯抽采系統實現抽采達標礦井地面瓦斯抽采系統原為2臺抽采能力150m3/min(每臺)水環式真空泵,滿足不了將來礦井瓦斯抽采,因此決定實施瓦斯抽采系統升級改造,在地面安裝4臺抽采能力260m3/min(每臺)的水環式真空泵,形成2套地面高低濃瓦斯分源抽采系統,1套主要抽采大流量、低濃度卸壓瓦斯,1套抽采低流量、高濃度未卸壓瓦斯。井下安裝了1套額定抽采能力60m3/min的臨時抽采系統,主要臨時抽采工作面上隅角瓦斯。形成了多系統、高負壓、大流量、嚴封孔、密打鉆、強管理模式[2]~[3]。(四)強化防突鉆孔施工及參數測定1.改進了打鉆設備及工藝礦井2#煤層區域防突措施主要采用順層鉆孔預抽煤層,經過不斷摸索,總結出采用ZDY4000S型鉆機結合圓弧形凸棱鉆桿施工煤巷條帶順層鉆孔,能使鉆孔深度達到80m,并且施工速度較快;采用CMS1-6200/80煤礦用深孔履帶鉆車結合115mm螺旋鉆桿施工回采區域順層鉆孔,能使回采區域卸壓較好;采用SGZ-ⅢA型及結合94mm直徑螺旋鉆孔施工穿層鉆孔,能達到施工速度快、成孔較好。滿足區域防突措施的要求。2.建立了瓦斯實驗室與沈陽煤科院、重慶煤科院合作,安裝了煤層瓦斯含量測定儀3臺(1臺為重慶煤科院)、SP3420A氣相色譜儀1臺、WY-98A型吸附常數測定儀1臺、WT-1型瓦斯擴散速度測定儀1臺、密度測定儀1臺、瓦斯壓力測定儀1臺、煤層堅固性測定儀2臺等,具有對煤層瓦斯壓力、煤層瓦斯含量、瓦斯放散初速度、煤層堅固性系數、煤層瓦斯吸附常數、礦井氣體成分及濃度、煤層密度、煤質水分、灰分、揮發分等參數進行檢測和分析的能力。(五)監控系統實施工業以太環網改造礦井安裝了KJ75N煤礦安全生產監測監控系統,但原先采用的是“電纜樹形結構模型”,存在容量小、穩定性不好等確定,因此礦井實施監控系統工業以太環網改造,形成礦井首采區、四下采區與北二采區兩個光纖環網,實現了瓦斯監控系統、視頻監控系統、防突預警系統等共用光纖環網格局,實現了防突與瓦斯管理視頻化、實時化、數字化。
(一)健全了瓦斯治理機構與體系配備了專職通風副總、地測副總,建立了瓦斯治理科、防突區、通風區專門機構,設置了采煤一區、掘進區、工程隊專業施工隊伍。瓦斯治理科負責瓦斯治理技術工作及技術監督,下設瓦斯實驗室。防突區負責抽采、防突、打鉆等,下設鉆機隊、抽放隊、防突隊。通風區負責瓦斯、監控、通風、防塵等,下設監測隊、瓦斯隊、放炮隊、通風隊、防塵隊等。采煤一區負責突出危險區內工作面回采。掘進區負責突出危險區內煤巷掘進。工程隊負責突出危險區內石門揭煤。(二)完善了礦井瓦斯管理制度按照示范礦井建設要求,及時完善了“一通三防”管理制度,制定了瓦斯抽采達標評估體系,礦井防突程序化管理體系,實現了通防資料微機化、檔案化管理。四、結論(一)通過突出危險區與無突出危險區采掘工作面協調布置,反程序式保護層開采、煤層傾斜方向上行開采、沿空留巷等技術,實現了突出危險區采煤工作面Y型通風,減少了煤巷工作面掘進次數與工程量,實現了采掘部署合理。(二)通過擴修整改通風巷道,構筑通風工程,實現了突出危險區獨立進風與獨立回風,實現了采區分區通風、各采區有專用回風巷,采煤工作面風量達到1200m3/min以上,掘進工作面風量達到400m3/min以上。(三)通過升級改造礦井瓦斯抽采系統,實現了礦井高低濃瓦斯地面分源抽采,礦井瓦斯抽采率達到40%以上,回采工作面瓦斯抽采率提高到55%以上,工作面回風流瓦斯濃度小于0.4%。(四)通過改進鉆孔施工工藝與強化煤層瓦斯參數測定,順煤層鉆孔平均深度由過去的50m提高到80m以上,工作面掘進速度由40m/月提高到60m/月以上,抽采達標后采掘工作面殘余瓦斯含量小于4m3/t。(五)通過監測系統光纖環網改造,使監測系統容量大幅度增加、傳輸速度大幅度提高、可靠性增強。(六)通過機構建設,制度完善,責任明確,使礦井防突與瓦斯治理機構健全、分工明確、流程清晰、專業化強。
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