過(guò)地質(zhì)構(gòu)造帶的瓦斯防治措施

董健

琿春礦業(yè)集團(tuán)板石煤業(yè)有限公司 吉林琿春 133300

1 工程概況

某礦位于永城境內(nèi)，開(kāi)采深度大，井下斷層多、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。薛湖礦在井筒揭煤、井底車場(chǎng)揭煤及首采區(qū)揭煤期間，分別進(jìn)行突出危險(xiǎn)性鑒定，瓦斯壓力為0-1．65MPa，煤破壞類型為Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類，在井底構(gòu)造帶附近煤巷掘進(jìn)期間發(fā)生幾次動(dòng)力現(xiàn)象。根據(jù)兩礦開(kāi)采實(shí)踐表明，一旦遇斷層、褶曲等構(gòu)造時(shí)，瓦斯涌出及動(dòng)力現(xiàn)象明顯，打鉆過(guò)程中頂、卡鉆、噴孔現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。因此，針對(duì)某礦區(qū)深部開(kāi)采作業(yè)過(guò)程中過(guò)構(gòu)造的瓦斯治理工作需進(jìn)行特殊研究

2 瓦斯綜合治理技術(shù)手段

2.1 通風(fēng)防治瓦斯

理論方面而言，煤層滲透性較差，致使瓦斯抽放程度也不高，并且瓦斯?jié)B流規(guī)律目前還尚未有一個(gè)合理的定論，所以瓦斯事件發(fā)生頻率持高不下。為了降低瓦斯安全事故的發(fā)生率可以選擇通風(fēng)方式防治瓦斯。

（1）巷道及通風(fēng)系統(tǒng)。巷道是設(shè)立在煤層中的，想要降低煤層風(fēng)化程度并降低瓦斯產(chǎn)出，主要巷道需使用錨網(wǎng)噴支護(hù)，利用噴射混凝土封閉巷道四周；通過(guò)強(qiáng)制性通風(fēng)能夠有效避免瓦斯積累，保持通風(fēng)的穩(wěn)定性和連續(xù)性，保證煤礦工作開(kāi)展地點(diǎn)及生產(chǎn)巷道通風(fēng)量充足，風(fēng)速合適，瓦斯?jié)舛瓤刂圃凇睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定的合理范圍內(nèi)；留置兩條專用回風(fēng)巷，通風(fēng)巷內(nèi)禁止實(shí)施生產(chǎn)工作和放置設(shè)備，員工對(duì)巷道實(shí)施維修時(shí)，必須確保瓦斯體積分?jǐn)?shù)在15‰，專用回風(fēng)巷風(fēng)速要高于0．5m/s。

（2）局部瓦斯聚集處理方法。如果出現(xiàn)局部瓦斯聚集的情況，可以通過(guò)以下幾種方式來(lái)進(jìn)行處理：（1）引導(dǎo)巷道風(fēng)流穿過(guò)瓦斯聚集局部，稀釋瓦斯?jié)舛?，這是一種操作方面，且行之有效的方法。需要特別提醒的是，對(duì)于瓦斯?jié)舛容^高的局部處理時(shí)，要檢測(cè)其出風(fēng)側(cè)，如果瓦斯?jié)舛冗^(guò)高，要馬上降低風(fēng)量或停止；（2）有關(guān)封閉墻前的瓦斯聚集處理，需要從兩方面入手：其一，提高堵漏措施效率，從根本上消除；其二，利用伸縮骨架風(fēng)筒，通過(guò)礦井風(fēng)壓導(dǎo)風(fēng)方法進(jìn)行處理；（3）關(guān)于開(kāi)采工作面采煤機(jī)周圍的處理，需要提高工作面進(jìn)風(fēng)量，基于對(duì)應(yīng)降塵手段實(shí)施的基礎(chǔ)上，最大限度提升工作面風(fēng)速，但要保證低于4m/s；（4）巷道頂板四周的處理，可以通過(guò)提高巷道風(fēng)速的方式，將風(fēng)速控制在1m/s以內(nèi)[1]。

2.2 瓦斯防突防治技術(shù)

防突技術(shù)總共涉及到三個(gè)階段：安全防護(hù)、防治技術(shù)措施和綜合防治。在最近的二十多年發(fā)展中，目前已經(jīng)初步建成了危險(xiǎn)預(yù)測(cè)、防突手段、效果監(jiān)察及安全防護(hù)措施的瓦斯防治總體工作結(jié)構(gòu)，提高了瓦斯防治技術(shù)水平。

（1）煤礦綜合防突技術(shù)。就綜合防突技術(shù)而言，目前我國(guó)國(guó)內(nèi)大體上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了煤與瓦斯突出危險(xiǎn)預(yù)測(cè)、防突手段、效果監(jiān)察及安全防護(hù)措施的瓦斯防治總體工作結(jié)構(gòu)，成為適應(yīng)本國(guó)煤礦安全事故預(yù)防，特色性較強(qiáng)的技術(shù)體系。實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)的自主性研發(fā)、大范圍預(yù)抽瓦斯技術(shù)、保護(hù)層的區(qū)域性防突技術(shù)等，并在實(shí)踐中驗(yàn)證了其可行性。

（2）區(qū)域性防治煤與瓦斯突出技術(shù)。這一技術(shù)是根據(jù)各種情況選擇與之相適應(yīng)的技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)全過(guò)程動(dòng)態(tài)監(jiān)控。然而在實(shí)施保護(hù)層措施過(guò)程中，一定不能忽視首采層瓦斯治理、被保護(hù)層瓦斯抽放；如果要進(jìn)行順煤層長(zhǎng)鉆孔強(qiáng)化預(yù)抽瓦斯措施時(shí)，每個(gè)區(qū)域的突出危險(xiǎn)性防治、預(yù)抽技術(shù)，預(yù)抽成果評(píng)估都需要給予高度重視[2]。

（3）煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)。我國(guó)出臺(tái)的相關(guān)規(guī)程中有規(guī)定，出現(xiàn)過(guò)一次突出的礦井就屬于煤與瓦斯突出礦井。對(duì)于預(yù)測(cè)存在突出危險(xiǎn)的礦井開(kāi)采煤層，同樣將其劃分為突出危險(xiǎn)礦井。我國(guó)煤礦中煤層的基礎(chǔ)事故預(yù)防，多在地質(zhì)勘查中便開(kāi)始布局，并以周邊礦井或環(huán)境相似礦井為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其中存在危險(xiǎn)性的信息分別統(tǒng)計(jì)和歸類，并對(duì)其詳細(xì)分析，從而獲得有關(guān)該礦井危險(xiǎn)性的信息。

2.3 采用綜合技術(shù)措施治理構(gòu)造帶瓦斯異常涌出技術(shù)分析

實(shí)踐表明，構(gòu)造帶瓦斯治理具有相當(dāng)?shù)碾y度和受各種不可預(yù)見(jiàn)因素影響，僅僅采取一至兩種技術(shù)手段往往不能夠湊效。因此，結(jié)合已經(jīng)取得的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，進(jìn)一步提出了運(yùn)用綜合技術(shù)手段治理構(gòu)造帶瓦斯的思路。經(jīng)過(guò)實(shí)際運(yùn)用，取得了明顯的成效。見(jiàn)圖1。運(yùn)用綜合技術(shù)措施治理構(gòu)造帶瓦斯涌出的方法同傳統(tǒng)的在構(gòu)造帶注入水玻璃封堵瓦斯涌出通道的做法相比較，具有明顯優(yōu)勢(shì)：（1）以“放”代“堵”，充分釋放了瓦斯，而不是堵住它。讓構(gòu)造帶積蓄的瓦斯通過(guò)安全的途徑釋放了出來(lái)，消除了隱患。大量抽排和釋放了斷層帶和本煤層瓦斯，減少工作面掘進(jìn)時(shí)瓦斯涌出量，為安全生產(chǎn)、提高單進(jìn)水平奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（2）克服了方法單一帶來(lái)的弊端。提出運(yùn)用綜合技術(shù)措施治理構(gòu)造帶瓦斯涌出方法是科學(xué)的，這個(gè)思路的提出是經(jīng)過(guò)充分的實(shí)踐得出的[3]。事實(shí)表明，特殊復(fù)雜地質(zhì)條件下治理瓦斯涌出方法必須是多樣的，要留有充分的余地。（3）影響意義深遠(yuǎn)。采用綜合技術(shù)措施治理構(gòu)造帶瓦斯涌出，一方面，保證高瓦斯煤層掘進(jìn)工作面順利通過(guò)構(gòu)造帶；另一方面，使特殊復(fù)雜地質(zhì)條件-構(gòu)造帶積蓄的瓦斯提前得到有效治理，從很大程度上減少了瓦斯賦存的總量，為下一步采煤工作面的安全回采提前做了準(zhǔn)備。

圖1 工作面綜合技術(shù)措施治理

通過(guò)采用綜合技術(shù)措施治理治理特殊地質(zhì)構(gòu)造帶瓦斯異常涌出：從相當(dāng)程度上杜絕煤礦因過(guò)地質(zhì)構(gòu)造帶瓦斯事故的發(fā)生，也就是直接減少了煤礦因瓦斯事故帶來(lái)的巨大經(jīng)濟(jì)損失；大幅度提高了掘進(jìn)工作面在通過(guò)構(gòu)造帶時(shí)單進(jìn)速度，使工作面由原來(lái)的停滯不前，提高到月進(jìn)尺240m以上，使采煤工作面提前2個(gè)月投產(chǎn)；提出的采用綜合技術(shù)措施治理構(gòu)造帶瓦斯有相當(dāng)?shù)目茖W(xué)性，為今后在特殊地質(zhì)構(gòu)造條件下治理瓦斯異常涌出方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，為礦區(qū)實(shí)現(xiàn)安全高效生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。