劉地生

（中國(guó)平煤神馬集團(tuán)梨園礦，河南汝州 467500）

河南長(zhǎng)虹礦業(yè)有限公司（以下簡(jiǎn)稱長(zhǎng)虹公司），原名平頂山市梨園礦務(wù)局長(zhǎng)虹礦，1988年建礦，1998年投產(chǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力21 萬(wàn)噸/年。2001年4月因種種原因，被平頂山市政府下令停產(chǎn)整頓。2003年3月由平、洛兩地政府牽頭、協(xié)調(diào)，由平煤集團(tuán)梨園礦務(wù)局與洛陽(yáng)伊電能源公司共同籌建成立河南長(zhǎng)虹礦業(yè)有限公司。2005年六月股權(quán)變更，由平煤集團(tuán)控股。2007年7月洛陽(yáng)伊電能源公司退出經(jīng)營(yíng)，由平煤集團(tuán)梨園礦直接管理。

1 瓦斯地質(zhì)概況

長(zhǎng)虹礦業(yè)有限公司井田位于暴雨山礦區(qū)內(nèi)，詳查暴雨山礦區(qū)的瓦斯地質(zhì)資料，暴雨山井田內(nèi)瓦斯分帶較明顯，自二1 煤層露頭向深部依次出現(xiàn)瓦斯風(fēng)化帶和瓦斯帶，瓦斯風(fēng)化帶大體在煤層底板標(biāo)高+100 米以上，含量在4m3/t 以下，在+100 米水平以下屬于，沼氣成分＞80%，含量在4-12.7m3/t，并且瓦斯含量與煤層厚度有比較大的關(guān)系，在同一深度，相同地質(zhì)條件下，煤層厚度 大則瓦斯含量高，反之較小。瓦斯含量與地質(zhì)改造有關(guān)，改造簡(jiǎn)單，儲(chǔ)氣條件好，有利于瓦斯的富集，以含量計(jì)算法預(yù)測(cè)長(zhǎng)虹公司井田內(nèi)的礦井相對(duì)瓦斯涌出量，到0 米標(biāo)高瓦斯含量為9.94m3/t，瓦斯相對(duì)涌出量14.69 m3/t。2007年6月經(jīng)河南理工大學(xué)鑒定，河南長(zhǎng)虹礦業(yè)有限公司定應(yīng)定為煤與瓦斯突出礦井，二1 煤層應(yīng)定為煤與瓦斯突出煤層。長(zhǎng)虹公司從西向東，瓦斯分布呈遞增趨勢(shì)。由于西區(qū)受落差大于1000 米切斷煤層的紙坊斷層影響，西區(qū)二1 煤上覆巖層，中細(xì)粒砂巖孔隙度較大，煤層坡度大（25°～48°），地下水大，這些條件都利于瓦斯的運(yùn)移、逸散，不利于瓦斯的賦存，因而西區(qū)瓦斯低。

1.1 區(qū)域劃分

河南理工大學(xué)對(duì)長(zhǎng)虹井田二1 煤層突出危險(xiǎn)性進(jìn)行了區(qū)域劃分。劃分為三個(gè)瓦斯地質(zhì)單元。

（1）瓦斯地質(zhì)單元Ⅰ

該單元西起井田西邊界斷層紙坊斷層，東至11 勘探線，南起二1 煤層露頭，北至井田邊界-200m 等高線。二1 煤層-128m標(biāo)高以上劃為無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)域，-128m 標(biāo)高以下劃為突出危險(xiǎn)區(qū)域。

（2）瓦斯地質(zhì)單元Ⅱ

該單元西起11 勘探線，東至14 勘探線以西200m 處，南起礦井井田邊界和二1 煤層露頭，北至邊界北界-200m 等高線。

根據(jù)瓦斯分布情況和動(dòng)力顯現(xiàn)情況對(duì)該單元進(jìn)行區(qū)域劃分：①標(biāo)高+120m 以上為無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)域；②標(biāo)高+120～+60m之間為突出危險(xiǎn)區(qū)域，該區(qū)域受擠壓作用嚴(yán)重，煤層厚度發(fā)生變化，具有一定的突出危險(xiǎn)性，在二1 煤層?xùn)|翼煤巷掘進(jìn)過(guò)程中，發(fā)生過(guò)1 次瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象和多次噴孔、煤炮等動(dòng)力顯現(xiàn)；③標(biāo)高+60～-73m 之間為無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)域，該區(qū)域瓦斯含量小于8m3/t；④標(biāo)高-73m 以下為突出危險(xiǎn)區(qū)域，該區(qū)域瓦斯含量大于8m3/t。

（3）瓦斯地質(zhì)單元Ⅲ

該單元西起14 勘探線以西260m 處，東至礦井井田邊界15勘探線，南起礦井井田邊界，北至井田邊界-200m 等高線。

區(qū)域劃分結(jié)果：

單元Ⅰ：二煤-70m 標(biāo)高以淺為無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)，-70m 標(biāo)高以深為突出危險(xiǎn)區(qū)；

單元Ⅱ：二煤標(biāo)高-73m 以淺為無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)，標(biāo)高-73m以深為突出危險(xiǎn)區(qū)；

單元Ⅲ：全部為突出危險(xiǎn)區(qū)。

2 長(zhǎng)虹公司區(qū)域瓦斯治理技術(shù)

2.1 區(qū)域瓦斯治理 原則與依據(jù)

礦井瓦斯綜合治理措施必須堅(jiān)持合法性、安全性、經(jīng)濟(jì)性相結(jié)合的原則。

合法性原則指瓦斯綜合治理必須符合相關(guān)的安全生產(chǎn)法律法規(guī)和相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。主要依據(jù)有《煤礦安全規(guī)程》、《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》、《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》等，以及河南省和集團(tuán)公司的有關(guān)要求和相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

在制定安全技術(shù)措施時(shí)，即要考慮安全性，又要考慮經(jīng)濟(jì)合理性，當(dāng)安全技術(shù)措施與經(jīng)濟(jì)利益發(fā)生矛盾時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮安全技術(shù)措施的要求。措施要具有針對(duì)性和可操作性，其基礎(chǔ)是成熟適用的瓦斯治理技術(shù)的單項(xiàng)應(yīng)用或組合應(yīng)用。

2.2 瓦斯區(qū)域治理方案

2.2.1 保護(hù)層開(kāi)采方案

開(kāi)采保護(hù)層是防治煤與瓦斯突出最有效、最經(jīng)濟(jì)的區(qū)域性措施，在《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》中規(guī)定，在突出礦井中開(kāi)采煤層群時(shí)，必須開(kāi)采保護(hù)層。一7 煤層位于二1 煤層下，兩煤層相距20m 左右，開(kāi)采一7 煤層可以對(duì)二1 煤層起保護(hù)作用，有利于實(shí)現(xiàn)二1 煤層的安全、高產(chǎn)、高效開(kāi)采。一7 煤層是二1 煤層的保護(hù)層。一7 煤層的超前開(kāi)采，使上、下地層產(chǎn)生強(qiáng)烈地拉張破壞，原來(lái)的擠壓應(yīng)力變成了拉張應(yīng)力；其上覆煤巖層的破裂、上鼓，使得煤巖層的大量裂隙張開(kāi)，地應(yīng)力大范圍的有效釋放，無(wú)論是構(gòu)造對(duì)瓦斯的封閉，還是地應(yīng)力對(duì)瓦斯的封閉作用都可以有效解除，瓦斯壓力會(huì)急劇下降，大量的吸附瓦斯被解吸，煤層透氣性系數(shù)成百甚至上千倍的增加。因此，一7 煤層回采期間，被保護(hù)層二1 煤層儲(chǔ)存的大量瓦斯將通過(guò)這些裂隙涌入保護(hù)層。有效地抽放保護(hù)層、被保護(hù)層的缷壓瓦斯和一7—11090 采空區(qū)的瓦斯，不僅可以有效預(yù)防二1－11190 掘進(jìn)期間的瓦斯突出和瓦斯超限事故，而且還可以大大降低二1－11190 回采期間的瓦斯，使之變?yōu)榉峭怀雒簩?，為其安全、高產(chǎn)、高效開(kāi)采提供條件。為此編制長(zhǎng)虹公司一7—11090 工作面保護(hù)層開(kāi)采方案（一7—11080 工作面開(kāi)采方案與一7—11090 工作面相同）。先布置一7 煤工作面，若一7 煤平均厚度在0.5 米以上，則實(shí)施保護(hù)層開(kāi)采；通過(guò)開(kāi)采一7 煤工作面使采空區(qū)頂板塌陷，使被保護(hù)層煤體卸壓增透起到消突的目的。

2.2.2 預(yù)抽煤層瓦斯

（1）保護(hù)層開(kāi)采后，二1 煤層透氣性提高，有利于瓦斯抽采，在回采工作面機(jī)風(fēng)兩巷施工順層抽放鉆孔，進(jìn)行本煤層瓦斯預(yù)抽。順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施的鉆孔應(yīng)控制的條帶長(zhǎng)度不小于60m，巷道兩側(cè)的控制范圍（傾斜、急傾斜煤層巷道上幫輪廓線外至少20m，下幫至少10m；其他為巷道兩側(cè)輪廓線外至少各15m）。以上所述的鉆孔控制范圍均為沿層面的距離，當(dāng)煤巷掘進(jìn)和回采工作面在預(yù)抽防突效果有效的區(qū)域內(nèi)作業(yè)時(shí)，工作面距未預(yù)抽或者預(yù)抽防突效果無(wú)效范圍的前方邊界不得小于20m；

（2）在掘進(jìn)工作面推進(jìn)過(guò)程中，施工深鉆孔進(jìn)行預(yù)抽，兩幫控制（傾斜、急傾斜煤層巷道上幫輪廓線外至少20m，下幫至少10m；其他為巷道兩側(cè)輪廓線外至少各15m）。，超前控制不少于60m，預(yù)抽超前距不低于20m。

3 局部防突措施

3.1 掘進(jìn)工作面

（1）在掘進(jìn)工作面施工6個(gè)深孔卸壓鉆孔，孔徑不小于Ф89mm，孔深40m，保持15m 的超前距；

（2）在掘進(jìn)工作面巷幫做抽放鉆場(chǎng)，相鄰鉆場(chǎng)間距（巷道同一幫）為40m，每個(gè)鉆場(chǎng)內(nèi)布置6個(gè)鉆孔，孔徑不小于89mm，孔深50m；

（3）在掘進(jìn)工作面施工超前鉆孔，孔徑89mm，按有效排放半徑0.6m 布置，控制兩幫8m、正前10m 以外，保持10m 超前距；

（4）在超前鉆孔施工完畢后，采用快速封孔器立即封孔，連接抽放系統(tǒng)進(jìn)行抽放，最后1個(gè)鉆孔的抽放時(shí)間不小于2h；

（5）要加大對(duì)斷層等地質(zhì)構(gòu)造的探測(cè)力度，在斷層及構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域要積極進(jìn)行突出預(yù)測(cè)，并適當(dāng)降低掘進(jìn)速度、改進(jìn)掘進(jìn)工藝、加強(qiáng)巷道支護(hù)等，以提高掘進(jìn)的安全性。

3.2 回采工作面

（1）在采面煤壁施工排放鉆孔，每2m 一個(gè)，孔深不小于24m，孔徑75mm 以上，超前距不低于20m；

（2）排放鉆孔施工完畢后，進(jìn)行煤體注水；注水壓力一般為5.0～8.0MPa，封孔深度大于1.5m，注水時(shí)若發(fā)現(xiàn)煤壁或相鄰注水孔出水即可停止注水；

（3）在回采工作面進(jìn)行松動(dòng)爆破，采用單排炮眼布置，沿工作面每隔1.5～3.0m 且距頂板不小于0.8m 布置一個(gè)炮眼，相鄰兩個(gè)循環(huán)的炮眼應(yīng)相間布置。炮眼深度大于6m，封泥長(zhǎng)度大于1.5m。

4 長(zhǎng)虹公司區(qū)域瓦斯治理效果

通過(guò)區(qū)域瓦斯治理突出礦井的專用瓦斯抽采巷道掘進(jìn)超前于抽采工程、瓦斯抽采工程超前于保護(hù)層開(kāi)采、保護(hù)層開(kāi)采超前于被保護(hù)層開(kāi)采，通過(guò)區(qū)域瓦斯治理不僅能滿足綜合治理瓦斯所需要的時(shí)間、空間條件，而且能促進(jìn)突出礦井的掘、抽、采關(guān)系協(xié)調(diào)發(fā)展，是長(zhǎng)虹公司實(shí)現(xiàn)安全長(zhǎng)效機(jī)制的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

長(zhǎng)虹公司通過(guò)采用開(kāi)采保護(hù)層（一7 煤層）的區(qū)域瓦斯治理方法，解放二1 煤層儲(chǔ)量120 萬(wàn)噸。采取區(qū)域性的瓦斯治理措施，從根本上解決瓦斯對(duì)生產(chǎn)的制約，杜絕煤與瓦斯突出事故的發(fā)生。

5 結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)虹公司瓦斯綜合治理技術(shù)的推廣應(yīng)用技術(shù)從2008年12月份開(kāi)始，長(zhǎng)虹公司技術(shù)人員收集資料整理編制實(shí)施方案開(kāi)始施工，2009年底完成一7-11090 工作面2850 米區(qū)域瓦斯治理工程?？焖匍_(kāi)采解放層，保證了二1 煤的正常開(kāi)采；開(kāi)采保護(hù)層區(qū)域瓦斯治理實(shí)現(xiàn)“四個(gè)轉(zhuǎn)變”；區(qū)域防突措施的實(shí)施，長(zhǎng)虹公司突出礦井真正達(dá)到“抽、掘、采”平衡，實(shí)現(xiàn)“不掘突出頭、不采突出面”的安全目標(biāo)。為長(zhǎng)虹公司高產(chǎn)、高效和經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。

[1]李中凱;劉宏;煤礦瓦斯爆炸的原因及防治[J];河南科技;2010年18 期

[2]李瑞新;防治煤礦瓦斯事故的方法探討[J];山西煤炭;2010年01 期