【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 和 +400m 水平膠帶輸送機(jī)石門，溝通 八道灣向斜的南、北兩翼， +400m 水平輔助運(yùn)輸石門和 +400m 水平膠帶輸送機(jī)石門直接與南采區(qū)下部車場(chǎng)形成對(duì)接（南采區(qū)內(nèi)的采區(qū)工程，作為原小紅溝煤礦的水平延深工程的一部分，由現(xiàn)生產(chǎn)礦井負(fù)責(zé)完成），分別擔(dān)負(fù)南采區(qū)和西采區(qū)的主、輔運(yùn)輸任務(wù)。 （ 2） +400m 水平西翼集中膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸巷和 +400m 水平西翼集中輔助運(yùn)輸大巷 西采區(qū)與 +400m 水平輔助運(yùn)輸石門和 +400m 水平膠帶輸送機(jī)石門間距離 約 4km，為實(shí)現(xiàn)礦井分區(qū)開(kāi)拓、集中運(yùn)煤和排水的目的，需向西采區(qū)布置集中運(yùn)輸大巷，考慮到西采區(qū)瓦斯含量高，單巷施工長(zhǎng)約 4km，通風(fēng)也不易解決，在采取機(jī)、軌分設(shè)后巷道斷面也可大大減小，有利于的巷道維護(hù)，因此西翼集中運(yùn)輸大巷采用機(jī)、軌分設(shè)的方式，即分別布置 +400m 水平西翼集中膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸巷和 +400m 水平西翼集中輔助運(yùn)輸大巷，分別擔(dān)負(fù)西采區(qū)的主運(yùn)輸和大件設(shè)備運(yùn)輸任務(wù)。 在 +400m 水平輔助運(yùn)輸石門和 +400m 水平膠帶輸送機(jī)石門與 B2125煤層和 B20煤層的見(jiàn)煤位置處，沿 B2125 煤層和 B20 煤層向西分別布 置 +400m 水平西翼集中膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸巷和 +400m 水平西翼集中輔助運(yùn)輸大巷，與西采區(qū)下部車場(chǎng)形成對(duì)接（西采區(qū)內(nèi)的采區(qū)工程，作為原堿溝煤礦的水平延深工程的一部分，由現(xiàn)生產(chǎn)礦井負(fù)責(zé)完成）， +400m水平西翼集中膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸巷和 +400m 水平西翼集中輔助運(yùn)輸大巷的坡度為 3‰，并且每隔 500m 左右布置一個(gè)聯(lián)絡(luò)巷。各采區(qū)單獨(dú)布置回風(fēng)井，不設(shè)回風(fēng)大巷。 北 采 區(qū) 位置 北采區(qū)（原鐵廠溝井田）煤層傾角 43～ 51176。， 該區(qū)走向長(zhǎng) 6km，該采區(qū)為一雙翼采區(qū)，主、副斜井井筒兼作采區(qū)上山，西翼走向長(zhǎng) ，東翼走向 長(zhǎng) 。小槽煤開(kāi)采上限標(biāo)高暫定為 +650m，大槽煤開(kāi)采上限標(biāo)高暫定為 +600m。 礦 井通風(fēng)方式及瓦斯涌出情況 烏東 煤礦 北采區(qū) 回風(fēng)井為 立 井，主要通風(fēng)機(jī)為對(duì)旋軸流式通風(fēng)機(jī) ， 通風(fēng)方式均為抽出式。 7 根據(jù) 2020 年礦井瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果： 北采區(qū) 礦井瓦斯相對(duì)涌出量為 /t，瓦斯絕對(duì)涌出量為 m3 /min，二氧化碳相對(duì)涌出量為 /t，二氧化碳絕對(duì)涌出量為 m3 /min。但 深部相對(duì)涌出量不詳，且 在區(qū)內(nèi)個(gè)別煤層中如 B36號(hào)煤層的瓦斯含量相對(duì)較高，如 82 年、 83 年在 17 線開(kāi)采 B36號(hào)煤層的一個(gè)小窯，曾經(jīng)發(fā)生過(guò)連續(xù)兩次瓦斯爆炸事故，均有人員傷亡。 8 2 煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù) 瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)分析 煤層瓦斯賦存基礎(chǔ)參數(shù)是礦井瓦斯防治和瓦斯抽放設(shè)計(jì)的依據(jù)，煤層瓦斯賦存基礎(chǔ)參數(shù)主要包括：煤層原始瓦斯壓力、煤層原始 瓦斯 含量、百米鉆孔 自然 瓦斯涌出量 及衰減系數(shù) 、煤層透氣性系數(shù)等。 煤科總院沈陽(yáng)研究院承擔(dān)的 “ 烏東 煤礦 北采區(qū) B1－ B3－ 6煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)定與 抽放瓦斯可行性研究報(bào) 告 ” 項(xiàng)目 開(kāi)展期間，對(duì)本礦的瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)進(jìn)行了測(cè)定，測(cè)定結(jié)果如下。 煤層瓦斯壓力 B1－ 2煤層的 相對(duì) 瓦斯壓力在 +500水平為 ； B3－ 6煤層 +500水平在 ～ 之間 ； +400 水平在 ～ 之間。 煤層瓦斯含量 B1－ 2煤層 的瓦斯含量 +500 水平為 m3/t； B3－ 6煤層 +500 水平在 ～ 間 ； +400 水平在 ～ m3/t 之間。 煤層瓦斯 衰減系數(shù) B1－ 2 煤層鉆孔自然瓦斯流量衰減系數(shù)在 ～ 之間； B3－ 6 煤層鉆孔自然瓦斯流量衰減系數(shù) 為 ～ 。 煤層透氣性系數(shù) B1 － 2 煤層的透氣性系數(shù)在 ， B3 － 6 煤層的透氣性系數(shù) 為。 礦井瓦斯儲(chǔ)量 烏東煤礦 北采區(qū) 的瓦斯資源相當(dāng)豐富，僅 一水平（ +400m） B12 和 B36 煤層瓦斯儲(chǔ)量和可抽量分別 為 ，這就為礦井的瓦斯開(kāi)發(fā)利用提供了充足的資源條件 ，同時(shí)也 對(duì) 礦井的 安全生產(chǎn)構(gòu)成了嚴(yán) 重的威脅。 9 3 瓦斯抽放的必要性和可行性 瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)的任務(wù)是確定新礦井、新水平、新采區(qū)投產(chǎn)時(shí)瓦斯涌出量的大小 ，為礦井和采區(qū)提供通風(fēng)及瓦斯管理方面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，它是礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)、瓦斯抽放和瓦斯管理必不可少的基礎(chǔ)參數(shù)。 在《 烏東 煤礦 北采區(qū) B1－ B3－ 6 煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)定與 抽放瓦斯可行性研究報(bào) 告 》 項(xiàng)目 中， 沈陽(yáng)研究院 使用分源預(yù)測(cè)法，對(duì) 烏東 煤礦各主采煤層瓦斯涌出量進(jìn)行了預(yù)測(cè)，結(jié)果如下： （ 1） 烏東煤礦 北采區(qū) +500 水平 B12 煤層回采工作面瓦斯涌出量 ，綜掘工作面絕對(duì)瓦斯涌出量 ； B36煤層回采工作面瓦斯涌出量 ，綜掘工作面絕對(duì)瓦斯涌出量 。 （ 2） 烏 東 礦 北采區(qū) 開(kāi)采 +400m 標(biāo)高 時(shí)， B36煤層回采工作面瓦斯涌出量 ，綜掘工作面絕對(duì)瓦斯涌出量 。 瓦斯抽放的必要性 根據(jù)國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局 2020 年頒布的《煤礦安全規(guī)程》第一百四十五條規(guī)定，凡有下列情況之一的礦井，必須建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)或井下臨時(shí)抽放系統(tǒng) ： （ 1）一個(gè)采煤工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于 5m3/min，或一個(gè)掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于 3m3/min，采用通風(fēng)方法解決不合理的。 （ 2）礦井絕對(duì)瓦斯涌出量達(dá)到以下條件的： ① 大于或等于 40m3/min； ② 年產(chǎn)量 ～ 的礦井，大于 30m3/min； ③ 年產(chǎn)量 ～ 的礦井，大于 25m3/min； ④ 年產(chǎn)量 ～ 的礦井，大于 20m3/min； ⑤ 年產(chǎn)量小于或等于 的礦井，大于 15m3/min。 （ 3）開(kāi)采有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層的。 下面從三個(gè)方面來(lái)分析烏東煤礦 北采區(qū) 瓦斯抽放的必要性。 從礦井通風(fēng)能力來(lái)看瓦斯抽放的必要性 采掘工作面是否有必要進(jìn)行瓦斯抽放的判斷標(biāo)準(zhǔn)是：采掘工作面 最大供 風(fēng)量小于稀釋瓦 斯所需要的風(fēng)量，即當(dāng)瓦斯涌 量 jq 大于通風(fēng)所能解決的瓦斯涌出量 yq 時(shí)就應(yīng)當(dāng)抽 10 放瓦斯，其抽放瓦斯的必要性指標(biāo)通常以下式表示： kcvSqq yj ?? (31) 式中： v －工作面允許的最大風(fēng)速 ， 4m/s； S －工作面最小通風(fēng)斷面， 5m2； c －允許風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛?1%，這里從安全的角度考慮取 %； k －瓦斯涌出不均衡系數(shù)，取 。 ? ? m 3mq y ????? 按前面計(jì)算結(jié)果北采區(qū) B12 煤層 工作面 產(chǎn)量超過(guò) 3300t/d 時(shí) 瓦斯涌出量達(dá) m3/min（ +500 水平 ）， B36 煤層 工作面 產(chǎn)量超過(guò) 2700t/d（ +500 水平） 時(shí) 瓦斯涌出量達(dá)， 1330 t/d（ +500 水平） 時(shí) 瓦斯涌出量達(dá) ， 通風(fēng) 能力不能滿足工作面所需風(fēng)量的要求，難以保證 工作面瓦斯不超限。且由于工作面采用綜采，如 增加風(fēng)量，會(huì)造成 風(fēng)速過(guò)高，工作面煤塵太大，將對(duì)工作面作業(yè)人員的身體健康構(gòu)成威脅。因此，從通風(fēng)能力看 礦井 已具備建立抽放瓦斯系統(tǒng)的必要條件。 從資源和環(huán)保的角度來(lái)看瓦斯抽放的必要性 瓦斯是一種 優(yōu)質(zhì)的能源，將抽出的瓦斯加以利用，可以變害為寶，不僅改善能源結(jié)構(gòu)，而且減少了對(duì)環(huán)境的污染，可以取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。根據(jù)前面計(jì)算 烏東煤礦 北采區(qū)一水平（ +400m） B12 和 B36煤層瓦斯儲(chǔ)量和可抽量分別 為 和， 這說(shuō)明礦井的瓦斯資源比較豐富，為瓦斯開(kāi)發(fā)利用提供了較為充 足的條件。 總之，無(wú)論是從礦井目前的瓦斯涌出現(xiàn)狀 、 礦井通風(fēng)能力，還是從 資源和環(huán)保的角度來(lái)看都有必要進(jìn)行瓦斯抽放，特別是深部煤炭的開(kāi)采，瓦斯問(wèn)題將是制約煤礦安全高效生產(chǎn)的重要因素， 提前 進(jìn)行瓦斯抽放 工作 ，對(duì)烏東礦安全 生產(chǎn)很有必要。 瓦 斯抽放的可行性 本煤層瓦斯抽放的可行性 本煤層瓦斯抽放的可行性是指煤層在天然透氣性條件下進(jìn)行預(yù)抽的可行性。一般來(lái)說(shuō)，其衡量指標(biāo)有 兩個(gè) 個(gè)：一為煤層的透氣性系數(shù)（ λ）；二為鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)（ ? ） 。 據(jù)上述指標(biāo)將煤層預(yù)抽瓦斯的難易 程度進(jìn)行分類，見(jiàn)表 31。 烏東煤礦本煤層瓦斯抽放 難易程度 評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表 32。 11 表 31 煤層預(yù)抽瓦斯難易程度分類表 指標(biāo) 難易程度 鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù) ? (d1) 煤層透氣性系數(shù) λ (m2/MPa2 d) 容易抽放 可以抽放 較難抽放 ~ 10 10~ 表 32 烏東煤礦本煤層瓦斯抽放 難易程度 評(píng)價(jià)結(jié)果 表 煤層 鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù) ? (d1) 煤層透氣性系數(shù) λ (m2/MPa2 d) 煤層抽放難 易程度 B12 ～ 可以抽放 B36 ～ 可以抽放 從表 32 可以看出，烏東煤礦 北采區(qū) B12和 B36煤層屬于 可以抽放煤層 ，具備本煤層瓦斯抽放的可行性。 烏東煤礦采用分階段開(kāi)采，開(kāi)采階段下部煤層處在卸壓范圍內(nèi)，煤層卸壓膨脹而產(chǎn)生裂隙，使該區(qū)域內(nèi)的煤層透氣性大幅度增加，若能在下階段煤層內(nèi)先預(yù)掘巷（初期為抽放瓦斯巷，回期為階段回采巷），在巷道內(nèi)布置鉆場(chǎng)，向卸壓階段煤層打抽放鉆 孔，對(duì)烏東煤礦下階段卸壓煤層涌出的瓦斯進(jìn)行截流抽放，可大大地減輕工作面采空區(qū)瓦斯涌出量，保證工作面安全生產(chǎn)。因此，烏東煤礦北采區(qū) 開(kāi)展下階段煤層瓦斯采前預(yù)抽和卸壓抽 放 是可行的。 采空區(qū)瓦斯抽放的可行性 烏東煤礦 北采區(qū) 工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果顯示，工作面瓦斯主要來(lái)源于下階段煤層涌出的瓦斯。在開(kāi)采階段煤層回采過(guò)程中，下階段煤層和圍巖因受階段開(kāi)采的采動(dòng)影響，其內(nèi)瓦斯的卸壓大量涌向工作面采空區(qū)，而后涌向工作面上隅角和回風(fēng)流中。這部分瓦斯在風(fēng)壓的作用下涌向回采工作面，是造成工作面回風(fēng)隅角和回風(fēng)巷道的瓦斯超限主要原因之一。 考慮到烏東煤礦開(kāi)采 B12和 B36煤層有自燃發(fā)火傾向性，采空區(qū)丟失的浮極易引起自燃發(fā)火，若對(duì)工作面采空區(qū)進(jìn)行強(qiáng)化抽放，會(huì)增加采空區(qū)內(nèi)漏風(fēng)量，使采空區(qū) 氧化帶內(nèi) 丟煤 供氧量相對(duì)增加，采空區(qū)防火 任務(wù)加重，對(duì)工作面安全生產(chǎn)不利，嚴(yán)重者可導(dǎo)致采空區(qū)煤炭自燃發(fā)火事故， 為防止采空區(qū)煤炭自燃發(fā)火事故的發(fā)生和減少采空區(qū)瓦斯的 12 大量涌進(jìn)出，需 對(duì)采空區(qū)瓦斯 抽放參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，應(yīng)根據(jù)工作面通風(fēng)參數(shù)確定合理的抽放量和抽放位置。根據(jù) 烏東煤礦北采區(qū)煤層賦存情況 、 巷道布置特點(diǎn) 等其它因素分析，烏東煤礦北采區(qū)工作面在回采期間 ， 采用 下階段煤層瓦斯采前預(yù)抽和卸壓抽放方法，也可能能出現(xiàn) 上隅角瓦斯 超限，需采取綜合抽放瓦斯措施。采用上隅角插管抽放采空區(qū)淺部瓦斯方法可解決上隅角瓦斯超限問(wèn)題。因此，烏東煤礦適量抽放采空區(qū)瓦斯是可行的。 綜上所述，烏東煤礦 北采區(qū) 在開(kāi)采 B12和 B36煤層進(jìn)行工作面預(yù)抽 、 下階段煤層卸壓抽放煤層瓦斯 和上隅角插管抽放采空區(qū)瓦斯方法是 可行的。 13 4 礦井抽放瓦斯方案 與工藝 瓦斯治理規(guī)劃的指導(dǎo)思想 以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，堅(jiān)持以人為本，關(guān)愛(ài)礦工生命，樹(shù)立“瓦斯事故可以預(yù)防和避免”、“瓦斯是資源和清潔能源”的意識(shí)，貫徹“ 安全第一、預(yù)防為主”和瓦斯治理“先抽后采、監(jiān)測(cè)監(jiān)控、以風(fēng)定產(chǎn)”的方針，切實(shí)加強(qiáng)煤礦瓦斯治理與利用工作，努力建設(shè)本質(zhì)安全型礦井，確保能源供應(yīng)安全和礦井的可持續(xù)發(fā)展。 ⑴ 依靠科技進(jìn)步發(fā)展先進(jìn)生產(chǎn)力，處理好安全與生產(chǎn)的矛盾，樹(shù)立“瓦斯事故可以預(yù)防和避免”的意識(shí)。 ⑵ 堅(jiān)持“可保盡保、應(yīng)抽盡抽、先抽后采、煤氣共采”的瓦斯綜合治理戰(zhàn)略，“高投入、高素質(zhì)、嚴(yán)管理、強(qiáng)技術(shù)、重責(zé)任”的瓦斯治理原則和“以抽定產(chǎn)、以風(fēng)定產(chǎn)、工程先行、技術(shù)突破、裝備升級(jí)、管理創(chuàng)新、全面提高”的治理思路。 ⑶ 堅(jiān)持本質(zhì)安全型開(kāi)采，高瓦斯煤層必 須通過(guò)瓦斯治理，確保在安全狀態(tài)下進(jìn)行開(kāi)采。 ⑷ 加強(qiáng)與科研機(jī)構(gòu)和煤炭院校和合作，對(duì)瓦斯治理技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)研究，引進(jìn)和使用瓦斯治理的先進(jìn)技術(shù)和裝備，形成一套適合 板石 煤礦生產(chǎn)條件的瓦斯綜合治理技術(shù)體系。 ⑸ 加大投入，完善瓦斯綜合治理系統(tǒng)和裝備，重點(diǎn)是礦井通風(fēng)、瓦斯抽采、防滅火、綜合防塵、監(jiān)測(cè)監(jiān)控等方面。 ⑹ 突出重點(diǎn)，加大瓦斯抽采力度。優(yōu)先利用采動(dòng)煤巖移動(dòng)卸壓技術(shù)抽采煤層瓦斯；施工穿層鉆孔抽 臨近層 瓦斯。 ⑺ 強(qiáng)化培訓(xùn)，提高職工隊(duì)伍素質(zhì)。建立和完善與瓦斯治理相適應(yīng)的人才戰(zhàn)略機(jī)制，創(chuàng)造“以人為本、人盡其才、才盡其用 ”的環(huán)境。 建立和完善正常的職工教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，有計(jì)劃地進(jìn)行強(qiáng)制性全員安全培訓(xùn)，安監(jiān)員、瓦檢員等特殊工種崗位必須做到持證上崗。重視抓好在職人員的繼續(xù)培訓(xùn)，提高職工隊(duì)伍的整體素質(zhì)。 ⑻ 嚴(yán)格管理，落實(shí)“三大規(guī)程”和技術(shù)措施。嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦瓦斯治理經(jīng)驗(yàn)五十條》等的規(guī)定和要求。 ⑼ 加強(qiáng)管理制度建設(shè)，完善月度一通三防隱患排查制度；瓦斯治理督查和督導(dǎo)制 14 度；瓦斯超限分級(jí)追查處理和系統(tǒng)分析制度；現(xiàn)場(chǎng)瓦斯異常情況實(shí)時(shí)監(jiān)控制度；瓦斯治理“一礦一策”、“一面一策”制度；瓦斯治理工程“兩同時(shí)、一超前”制度；班隊(duì) 長(zhǎng)“一通三防”持證上崗制度等瓦斯綜合治理制度體系。 瓦斯治理規(guī)劃的