建设瓦斯抽采系统 保障煤矿安全.docx

建设瓦斯抽采系统建设瓦斯抽采系统 保障煤矿安全保障煤矿安全四川煤炭产业集团达竹煤电公司小河嘴煤矿将建设瓦斯抽采系统作为装备治灾、科技治灾的重要举措，极大发挥了对高瓦斯矿井的安全保障作用。四川煤炭产业集团达竹煤电公司小河嘴煤矿(以下简称“小河嘴煤矿”)位于有“中国气都”之称的四川省达州市，始建于 1991 年，1998 年正式投产，系四川省“八五”重点建设项目之一。矿井年核定生产能力45 万 t，所属煤种为 1/3 焦煤，是国内优质的冶金用煤，大倾角极薄煤层采煤机械化率达 100%，是目前川东北地区机械化装备水平最高的国有重点煤矿，被誉为达州市煤炭工业的“窗口”。小河嘴煤矿属高瓦斯、高二氧化碳矿井，煤层厚度 0.30.75m，倾角在348之间，地质构造复杂，煤炭赋存条件差，瓦斯涌出量大，矿井瓦斯绝对涌出量为 14.95m3/min，特别是裂隙瓦斯涌出较为严重。建设矿井抽采系统以前，矿井瓦斯高值超限每年达数百次之多，严重威胁矿井安全。为科学治理瓦斯，2009 年，小河嘴煤矿投入 920 万元建立了矿井瓦斯抽采系统，在井下采掘工作面实施了 Y 型通风，使矿井瓦斯超限实现了可防可控，保障了矿井安全生产。设计瓦斯抽采系统小河嘴煤矿位于中山背斜北部倾没端，井田主构造为背斜构造，在背斜的形成过程中，瓦斯逐渐向背斜轴部储集，瓦斯储集于轴部煤层及煤层顶、底板岩层中，据测算矿井瓦斯储量达 7667.2 万 m3。矿井原采用井下移动瓦斯抽放泵对井下瓦斯进行抽放，抽放混合瓦斯量 8m3/min，浓度 30%。随着生产产量的逐年提高及开采深度的加大，矿井瓦斯涌出量也相应增加，特别是裂隙瓦斯的涌出量明显增加。掘进巷道时，时常出现裂隙瓦斯异常喷出现象，在采煤工作面回采时，其上隅角及回风流经常出现瓦斯超限，且超限时间长，涌出量较大，严重制约了矿井的安全生产。为降低井下瓦斯浓度，从根本上解决因瓦斯带来的安全危害，2009 年6 月，小河嘴煤矿委托四川省川煤矿山勘测设计有限责任公司(以下简称勘设公司)编制了该矿井瓦斯抽采初步设计，并配合勘设公司组织专业技术人员深入井下现场调查，收集设计基础资料，根据矿井煤层赋存条件、瓦斯涌出量、涌出来源、采掘开拓布置、开采方法、煤层开采顺序等实际情况，查阅大量设计文献及相关参考资料，编制完成了瓦斯抽采系统设计。根据抽采系统的主站房应设在不受洪涝威胁且工程地质条件可靠地带，应避开滑坡、溶洞、断层破碎带和塌陷区及距井口和主要建筑物及居住区不得小于 50m、并尽可能留有扩能的余地的原则，该矿确定了在矿井工业广场西侧距煤坪 300m 处建立地面固定瓦斯抽采系统主站房。系统抽采泵采用闭路循环供水，不对外排放污水，减少对环境的影响。同时，将值班室与瓦斯泵房隔开，内墙表面采用吸声设计，门窗采用隔声设计，循环水泵采用可曲挠橡胶接头防噪，以保证值班室内噪声低于规定要求值，减少噪声对值班人员的危害。确定 4 种抽采方式抽采系统主要由进气抽采管道系统、阀门控制系统、水环式真空泵系统、气水分离器系统、排气管道系统、双回路供电系统、给排水系统、瓦斯抽采监测监控系统及附属安全设施等系统组成。进气抽采管道系统的作用是将井下瓦斯通过抽采管道系统输送到地面抽采泵，以减少井下瓦斯在采掘工作面的涌出量；阀门系统用于调节和控制各抽采区域、抽采点及抽采钻孔的抽采量、抽采浓度、抽采负压；水环式真空泵系统则是通过井下负压将采掘工作面的瓦斯抽出，减少风排瓦斯量；气水分离器系统负责将瓦斯和水进行分离；最后排气管道系统将抽出的瓦斯送入瓦斯发电系统；双回路供电系统则是主要保证瓦斯抽采泵正常运行供电；给排水系统保证瓦斯抽采泵正常运行供水；附属安全设施系统主要包括防爆、防回火装置、瓦斯放空管和防雷接地装置等安全设施，防止损坏瓦斯抽采系统；瓦斯抽采监控系统是整个抽采系统的重要组成部分，主要是对抽采主管路内的瓦斯、负压、流量及温度、泵站内的环境瓦斯、抽采泵的开停状态、抽采泵的轴温、冷却水的缺水保护、水泵的开停状态、水池水位、水池水温等进行监测。根据小河嘴煤矿矿井地质条件及矿井瓦斯涌出规律，该系统采用 4 种抽采方式：一是围岩瓦斯抽采(裂隙瓦斯抽采、岩巷掘进面边掘边抽)。其中裂隙瓦斯抽采是指对裂隙瓦斯采取顺裂隙打孔抽采，抽排半径 15m，抽采钻孔之间的裂隙采用注浆封堵，抽排孔顺裂隙施钻，孔深 20150m，孔径75mm。岩巷掘进工作面边掘边抽是指遇裂隙瓦斯构造带时，对岩巷掘进面进行瓦斯抽采，其钻场的布置要免受采动影响，避开地质构造带，便于维护，利于封孔。钻孔控制范围为巷道轮廓线外 5m、工作面前方65m，钻孔孔径为 75mm。在每一钻场内，沿走向布置 4 个边掘边抽钻孔，即左、右钻场各 2 个,孔深 65m 左右。二是底板穿层抽采(石门揭煤抽采)。当石门揭穿煤层时，在探测出煤层瓦斯压力较高，