杜江江

(山西高平科興龍馬煤業(yè)有限公司，山西 高平 048400)

1 前言

龍馬煤業(yè)井田內(nèi)3號煤層保有儲量1 595萬t，通過計(jì)算3號煤設(shè)計(jì)可采儲量為689萬t，3號煤所剩資源儲量不多，且已進(jìn)入復(fù)采區(qū)域，服務(wù)年限僅剩5年。為保證礦井正常生產(chǎn)銜接，實(shí)現(xiàn)礦井可持續(xù)的達(dá)產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、正常銜接、煤質(zhì)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)礦井經(jīng)濟(jì)效益最大化，對下組煤(9號、15號)水平進(jìn)行延深開采。

9號煤層位于太原組三段下部，上距3號煤層42.57～53.42m，平均44.00m。煤層厚0.60～1.31m，平均厚為1.19m，煤層結(jié)構(gòu)簡單，0～1層矸石。煤層頂板為泥巖、砂質(zhì)泥巖或粉砂巖；底板為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖。在井田西部邊界及西北角分布不可采地段，煤層較厚處分布在東南部補(bǔ)10鉆孔處，厚度達(dá)1.31m。9號煤層局部穩(wěn)定，煤層結(jié)構(gòu)簡單，為較穩(wěn)定的全區(qū)大部分可采煤層。

15號煤層位于太原組一段頂部，K2灰?guī)r之下，上距9號煤層28.79～37.27m，平均34.00m。煤層厚1.00～3.39m，平均厚2.24m，煤層結(jié)構(gòu)簡單，一般含1層矸石，矸石成分多為炭質(zhì)泥巖或灰黑色泥巖。煤層頂板為K2灰?guī)r，底板為泥巖。在井田北部及東部，厚度在2.5m以上,其中補(bǔ)1鉆孔處煤層厚度較厚,達(dá)3.39m，南部ZK2鉆孔及補(bǔ)9鉆孔處厚度較薄，為1.86m和1.83m，其余煤層厚度2～2.5m，15號煤層全區(qū)穩(wěn)定，煤層結(jié)構(gòu)簡單，為穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層。

礦井絕對瓦斯涌出量為3.5m3/min，相對瓦斯涌出量為2.82m3/t，掘進(jìn)最大絕對瓦斯涌出量為0.28m3/min，回采最大絕對瓦斯涌出量為0.90m3/min，回采最大絕對瓦斯涌出量為0.22m3/min。批復(fù)等級為低瓦斯礦井。

本井田15號煤層在地勘時(shí)期埋深198.53m處瓦斯測定最大值1.09m3/t，最大埋深220m預(yù)測瓦斯含量1.30m3/t，不超1.5m3/t；預(yù)測其開采層的相對瓦斯涌出量q=3m3/t。其鄰近層的相對瓦斯涌出量為1.71m3/t；礦井最大相對瓦斯涌出量為4.71m3/t，按礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力60萬t計(jì)算，礦井最大絕對瓦斯涌出量為5.95m3/min。本井田15號煤層開采期間，屬于低瓦斯礦井。

3號煤層屬Ⅲ類不易自燃煤層，15號煤層屬II類自燃煤層，煤塵均無爆炸危險(xiǎn)性。

2 “一通三防”安全措施

2.1 通風(fēng)系統(tǒng)

15號煤層開采時(shí)風(fēng)量為60m3/s；通風(fēng)容易時(shí)期負(fù)壓為616.4Pa；通風(fēng)困難時(shí)期負(fù)壓為1 013.18Pa。

根據(jù)風(fēng)量、負(fù)壓，設(shè)計(jì)選用FBCDZ- 8- No26B型礦用防爆對旋軸流式主要通風(fēng)機(jī)兩臺，兩臺通風(fēng)機(jī)一臺工作，一臺備用。

2.2 安全設(shè)施

2.2.1 防滅火

15號煤層為自燃煤層，必須采取防滅火措施，杜絕火災(zāi)事故發(fā)生。防治措施有以下幾個(gè)方面。

(1)定期對采煤工作面上隅角的CO、CO2濃度和氣體溫度進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)采取相應(yīng)的防滅火技術(shù)措施及時(shí)處理。

(2)保持正常的回采推進(jìn)度，采煤工作面采完后，按規(guī)定及時(shí)封閉。

(3)工作面?zhèn)渥惚貍涞南啦牧?、工具材料，工器具定期檢查和更換。膠帶機(jī)頭、工具房、工作面低壓移動變電所處、電氣列車、乳化液泵站、轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭、油脂存放點(diǎn)按規(guī)定配備一定數(shù)量的干粉滅火器和沙箱[1]。

(4)在工作面、回風(fēng)巷道等井下其他地點(diǎn)選用礦用隔爆型設(shè)備。井下電氣設(shè)備均選用具有“MA”標(biāo)志的產(chǎn)品。

(5)井下配電網(wǎng)路均設(shè)有過流、短路保護(hù)裝置。

(6)工作面消防灑水系統(tǒng)。

(7)由于15號煤層為容易自燃煤層，設(shè)計(jì)采用安裝黃泥灌漿防滅火系統(tǒng)和阻化劑防滅火系統(tǒng)。

2.2.2 綜合防塵

(1)本礦井在各進(jìn)風(fēng)巷道和回風(fēng)巷道設(shè)風(fēng)速探頭，連續(xù)監(jiān)測各巷道的風(fēng)速和風(fēng)量，使風(fēng)量在滿足各用風(fēng)地點(diǎn)所需風(fēng)量的同時(shí)，控制風(fēng)速不超限。

(2)在采掘工作面的采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)、液壓支架產(chǎn)塵源以及運(yùn)輸系統(tǒng)中的帶式輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等轉(zhuǎn)載點(diǎn)上均設(shè)置噴霧防塵裝置。噴霧防塵裝置由管道閥門及高壓霧化噴嘴構(gòu)成。

(3)在采煤工作面回風(fēng)巷道出口及距工作面50m內(nèi)、裝煤點(diǎn)下風(fēng)方向20m左右處、帶式輸送機(jī)巷道、回風(fēng)大巷等處設(shè)置風(fēng)流凈化水幕。

(4)綜采工作面進(jìn)行煤層預(yù)注水，使煤體保持濕潤，可減少開采時(shí)的煤塵飛揚(yáng)。設(shè)計(jì)對綜采工作面煤體進(jìn)行注水，注水孔沿工作面順槽布置，為使注水能充分滲透煤層，應(yīng)保證充分的注水時(shí)間，同時(shí)為避免與回采工作面相互干擾，并應(yīng)保障一定注水超前距。

(5)采煤機(jī)和掘進(jìn)機(jī)采用內(nèi)外噴霧系統(tǒng)。進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí)采用濕式鉆眼、沖洗巷道、水炮泥、爆破噴霧、裝巖灑水和凈化風(fēng)流等措施，并在各掘進(jìn)工作面配備濕式除塵風(fēng)機(jī)，減少粉塵產(chǎn)生。

(6)液壓支架安裝噴霧，降柱、移架時(shí)同步噴霧設(shè)備。

(7)加強(qiáng)粉塵的檢測和防治工作，制定職業(yè)危害防治措施，并為從業(yè)人員提供符合標(biāo)準(zhǔn)的勞動防護(hù)用品。

(8)在15號煤層配備一臺ZDY- 1250注水鉆和一臺3ZSB- 158/18注水泵，進(jìn)行煤層注水。

2.2.3 礦井瓦斯防治

1)防止瓦斯積聚的措施

(1)建立穩(wěn)定、合理、可靠的通風(fēng)系統(tǒng)。本礦井15號煤設(shè)計(jì)了穩(wěn)定、合理、可靠的通風(fēng)系統(tǒng)，礦井采用中央分列式通風(fēng)方式，機(jī)械抽出式通風(fēng)方法。在巷道布置上主要大巷采用2條巷道、1進(jìn)1回布置方式，為減少煤層風(fēng)化和瓦斯涌出，主要煤層巷道均采用錨噴支護(hù)，噴射混凝土封閉巷道周圍。

隨著礦井開拓開采區(qū)域的擴(kuò)大，要加強(qiáng)15號煤層的瓦斯含量和瓦斯組分的測定工作，并根據(jù)測定結(jié)果檢驗(yàn)和修正礦井瓦斯涌出量預(yù)測結(jié)果，及時(shí)調(diào)整開采、通風(fēng)和瓦斯治理方案。同時(shí)，要加強(qiáng)地質(zhì)構(gòu)造工作，積極測試地質(zhì)構(gòu)造帶內(nèi)的瓦斯參數(shù)，如發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)采取安全措施，取保生產(chǎn)安全[2]。

(2)防止回采工作面瓦斯積聚與瓦斯超限?；夭晒ぷ髅婢贾?條巷道，采用1進(jìn)1回“U”通風(fēng)方式，系統(tǒng)簡單可靠。

15號煤層回采工作面配風(fēng)720m3/min，能夠保證上隅角瓦斯不超限。

工作面上隅角安裝一個(gè)甲烷傳感器1個(gè)，上隅角甲烷傳感器報(bào)警濃度≥0.8%；斷電濃度≥1.2%；復(fù)電濃度<0.8%。

工作面回采結(jié)束后，必須在45d內(nèi)進(jìn)行永久性封閉。

(3)防止其他巷道瓦斯超限和積聚措施。獨(dú)頭巷道擴(kuò)散通風(fēng)距離不超過6m，且巷道寬度不得小于1.5m，巷道不得有瓦斯涌出，并經(jīng)常檢查其瓦斯是否超限。

己報(bào)廢巷道、硐室、暫時(shí)不用的巷道、硐室或硐室的某一部分，必須及時(shí)密閉，并設(shè)置警示標(biāo)志，經(jīng)常檢查密閉效果。

加強(qiáng)井下煤倉上下口的通風(fēng)，以稀釋瓦斯等有害氣體，防止放煤口上方瓦斯積聚。

將冒落空洞進(jìn)行填實(shí)，支架兩側(cè)及頂板、背板密實(shí)，防治瓦斯積聚。

加強(qiáng)通風(fēng)管理，合理配風(fēng)，保證采掘工作面和通風(fēng)巷道有足夠的風(fēng)量連續(xù)不斷的稀釋瓦斯。

對可能的局部瓦斯富集區(qū)安設(shè)瓦斯傳感器實(shí)行監(jiān)測監(jiān)控。

(4)實(shí)施有效瓦斯監(jiān)控。設(shè)計(jì)配備了安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，在井下按規(guī)定要求安設(shè)風(fēng)門開關(guān)狀態(tài)、巷道風(fēng)速與風(fēng)流瓦斯傳感器、風(fēng)電、瓦電閉鎖裝置，用于監(jiān)測采掘工作面、進(jìn)回風(fēng)巷道、煤倉、主通風(fēng)機(jī)風(fēng)硐等風(fēng)量、風(fēng)速、瓦斯?jié)舛群涂刂仆L(fēng)系統(tǒng)、采掘通風(fēng)設(shè)備的供電與運(yùn)轉(zhuǎn)。

2)防止瓦斯爆炸的措施

(1)加強(qiáng)礦井通風(fēng)能力，提高有效風(fēng)量，建立合理、完善的通風(fēng)系統(tǒng)，同時(shí)加強(qiáng)通風(fēng)管理，減少漏風(fēng)，井下設(shè)備需裝有風(fēng)、電、瓦斯閉鎖裝置。

(2)加強(qiáng)采煤工作面上隅角管理，預(yù)防上隅角瓦斯積聚。

(3)杜絕火源。加強(qiáng)電器設(shè)備管理，井下電氣設(shè)備的選用符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定；井下不得帶電檢修、搬遷電氣設(shè)備、電纜和電線；井下防爆電氣設(shè)備的運(yùn)行，維護(hù)和修理工作，必須符合防爆性能的各項(xiàng)技術(shù)要求；對因瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)定被切斷電源的電氣設(shè)備，必須在瓦斯?jié)舛冉档?.0%以下時(shí)，方可通電開動；消除其他火源，如金屬碰撞產(chǎn)生的火花等。

(4)加強(qiáng)盲巷的管理。

(5)搞好礦井瓦斯監(jiān)測和預(yù)報(bào)。設(shè)置礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，配備相應(yīng)的便攜式個(gè)體瓦斯監(jiān)測儀。

(6)井下風(fēng)筒、膠帶、電纜等非金屬制品，均應(yīng)選用取得安全標(biāo)志并具有阻燃和抗靜電性能的產(chǎn)品。

(7)爆炸及火災(zāi)避災(zāi)路線。井下巷道進(jìn)出口和交叉點(diǎn)顯眼處安裝安全逃生方向牌，工作地點(diǎn)必須有避災(zāi)路線圖。入井人員必須熟知礦井避災(zāi)知識、路線及逃生技能。

爆炸與火災(zāi)避災(zāi)路線相同，隨工作地點(diǎn)變化而變化，避災(zāi)原則是逆新風(fēng)流而走。

3 結(jié)論

對下組煤15號煤層的通風(fēng)、防滅火、防塵、防瓦斯的安全管理進(jìn)行了研究，提出了安全管理措施，保障了工作面的安全高效開采。