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北京消防|棗莊礦區(qū)瓦斯涌出異常區(qū)的治理對(duì)策研究|消防檢測(cè)|電氣檢測(cè)
發(fā)布日期：2019-02-05 04:15:24
1引言
近年來,全國(guó)瓦斯爆炸事故時(shí)有發(fā)生,給國(guó)家財(cái)產(chǎn)和人民生命安全造成巨大損失,在社會(huì)上造成很壞影響。國(guó)內(nèi)外統(tǒng)計(jì)資料表明高瓦斯礦井發(fā)生瓦斯爆炸事故的機(jī)率并不是很高，低瓦斯礦井的瓦斯涌出異常區(qū)（瓦斯涌出異常區(qū)：按照瓦斯相對(duì)涌出量和絕對(duì)涌出量屬于低瓦斯礦井，但在日常生產(chǎn)中瓦斯涌出量忽高忽低，瓦斯絕對(duì)涌出量偏大，局部區(qū)域瓦斯?jié)舛冉?jīng)常接近或超過《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，給安全生產(chǎn)造成潛在威脅）卻時(shí)有瓦斯爆炸事故發(fā)生。究其原因，主要是高瓦斯礦井從管理人員到廣大職工非常重視瓦斯管理，裝備先進(jìn)，要求標(biāo)準(zhǔn)高，嚴(yán)格按規(guī)定操作，所以一般不會(huì)發(fā)生爆炸事故。與此相反，低瓦斯礦井職工特別是管理人員對(duì)瓦斯管理不到位，存有僥幸心理，安全年投入不足（說起來重要，干起來次要，忙起來不要），一旦局部瓦斯超限，就有可能發(fā)生瓦斯爆炸事故。
2礦區(qū)概況
棗莊礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司共有11對(duì)礦井，均為低瓦斯礦井，其中付村煤業(yè)有限公司、田陳礦、柴里礦三對(duì)礦井有瓦斯涌出異常區(qū)。
2.1付村煤業(yè)有限公司東二采區(qū)
2000年4月，該采區(qū)210綜采放頂煤工作面瓦斯涌出異常，涌出量偏高，在每年一度的礦井瓦斯等級(jí)鑒定中，被省局定為瓦斯異常區(qū)。2002年7月，3上215運(yùn)順掘進(jìn)期間瓦斯涌出量曾達(dá)到5.25m3/min；2002年12月，3上215工作面投產(chǎn)后，瓦斯絕對(duì)涌出量為5～5.5m3/min，工作面風(fēng)量為1100m3/min，回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛葹?.5%左右，回風(fēng)隅角瓦斯?jié)舛冉?jīng)常處于1%左右。2001、2002年仍被省局定為瓦斯異常區(qū)。
2.2田陳礦北三采區(qū)
在1999年10月掘進(jìn)304施工期間，發(fā)現(xiàn)炮眼中瓦斯?jié)舛群芨撸蠼?jīng)有關(guān)專家認(rèn)定，是受火成巖侵入影響所致。在后來的掘進(jìn)、采煤過程中又多次出現(xiàn)瓦斯涌出異常，多次被迫停頭、停面，2000、2001、2002年均被省局定為瓦斯異常區(qū)。
2.3柴里礦233中部采區(qū)
2001年，在對(duì)采空區(qū)密閉內(nèi)進(jìn)行氣體檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)在采空區(qū)密閉內(nèi)存在CO氣體的同時(shí)，還存在高濃度的瓦斯，在2333工作面溜子道向2334采空區(qū)施工的鉆孔內(nèi)，瓦斯?jié)舛葹?.62%—11.3%，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果和有關(guān)資料，認(rèn)定233采空區(qū)內(nèi)存在一個(gè)瓦斯異常區(qū)，范圍大致為2334、2335采空區(qū)及聯(lián)絡(luò)巷，據(jù)分析瓦斯涌出異常的主要原因是火區(qū)周圍煤巖體溫度升高，使原來殘存在煤巖體內(nèi)瓦斯解吸加快，導(dǎo)致瓦斯涌出量增加。2001、2002年均被省局定為瓦斯涌出異常區(qū)。
3棗莊礦區(qū)低瓦斯礦井瓦斯涌出異常區(qū)的成因分析
3.1巖漿巖侵入
由于巖漿巖侵入的過程，是該區(qū)具有高溫高壓并攜帶一些熱液氣體，促使煤層變質(zhì)程度加深，產(chǎn)生新的CH4氣體，巖墻本身作為一個(gè)非透氣墻，阻止了氣體外逸，因此形成了CH4富集區(qū)。
3.2斷層
大部分?jǐn)鄬臃忾]性好，對(duì)瓦斯的釋通、排放條件差，落差較大的斷層伴生構(gòu)造因受斷層形成時(shí)的應(yīng)力破壞，自身比較破碎，微孔隙、節(jié)理、裂隙發(fā)育，為瓦斯提供了賴以賦存的空間，形成了伴生構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域的瓦斯富集區(qū)，一旦受采動(dòng)影響或放炮振動(dòng)，瓦斯會(huì)迅速向外運(yùn)移、釋放，形成瓦斯涌出異常區(qū)。
3.3采空區(qū)
棗莊礦區(qū)開采的三層煤，中間有0～20m厚的夾矸，分為3上、3下兩層，開采順序一般是先采3上煤后采3下煤，3上煤采完后，采空區(qū)積存大量瓦斯。當(dāng)3下煤層的采煤工作面開采時(shí)，隨著頂板初次垮落，大量瓦斯涌出。如2002年元月，集團(tuán)公司所屬付村煤業(yè)有限責(zé)任公司的3下212面和2002年11月3下203面頂板初次垮落，工作面瓦斯絕對(duì)涌出量達(dá)到15～19m3/min,工作面回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_(dá)到2.2%,分別造成工作面停產(chǎn)30和42小時(shí)。
4瓦斯治理技術(shù)
棗莊礦區(qū)是一個(gè)具有較長(zhǎng)開采歷史的老礦區(qū)，許多礦井都面臨資源枯竭的問題，經(jīng)濟(jì)上比較困難。我們根據(jù)棗莊礦區(qū)的生產(chǎn)地質(zhì)條件和經(jīng)濟(jì)狀況，本著“保障生產(chǎn)、消除隱患、全面治理、突出預(yù)防、點(diǎn)面結(jié)合、注重實(shí)效”的原則，通過認(rèn)真調(diào)查研究掌握了礦區(qū)內(nèi)瓦斯涌出異常區(qū)的基本情況，在高等院校和專業(yè)科研院所的幫助下，在長(zhǎng)期的瓦斯涌出異常區(qū)的管理工作中，逐步形成了一套簡(jiǎn)單可行有效、實(shí)用有效的治理技術(shù)體系。
4.1均壓通風(fēng)技術(shù)
均壓通風(fēng)技術(shù)適用于“孤島”采煤工作面。為減少采空區(qū)瓦斯涌出，在采煤工作面回風(fēng)巷構(gòu)筑調(diào)節(jié)風(fēng)門調(diào)節(jié)風(fēng)量，通過回風(fēng)巷增阻升壓，達(dá)到抑制采空區(qū)瓦斯涌出的目的。調(diào)壓的幅度要進(jìn)行事先預(yù)測(cè),為了克服調(diào)壓的盲目性,應(yīng)事先進(jìn)行阻力測(cè)定,并繪出壓力分布圖,通過分析計(jì)算,確定出合理的調(diào)節(jié)值。一般控制與鄰近采空區(qū)的壓差在10Pa為宜。礦井通風(fēng)系統(tǒng)是一個(gè)受多因素影響的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。嚴(yán)格地說,絕對(duì)或長(zhǎng)期平衡是不現(xiàn)實(shí)的。只能作到盡量減小壓差,達(dá)到暫時(shí)平衡，由于采空區(qū)與采面的壓力關(guān)系隨采面的推進(jìn)而不斷變化,相對(duì)平衡可能演變?yōu)樾碌牟黄胶狻Ｒ虼?要定期進(jìn)行均壓狀態(tài)測(cè)定,當(dāng)系統(tǒng)或風(fēng)量發(fā)生變化時(shí),應(yīng)及時(shí)進(jìn)行風(fēng)壓調(diào)正。
4.2抽排回風(fēng)隅角瓦斯
根據(jù)采面開采的特殊性，把回風(fēng)順槽靠近采空區(qū)的最后一排切頂柱定為分界線，往里為采空區(qū)，往外到與采面風(fēng)流交匯處的范圍內(nèi)定為采面回風(fēng)隅角。以U型通風(fēng)為例，瓦斯易于在回風(fēng)隅角形成渦流區(qū)。在實(shí)驗(yàn)室的條件下，對(duì)回風(fēng)隅角的風(fēng)流進(jìn)行的科學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)回風(fēng)隅角易發(fā)生瓦斯積聚或超限與其風(fēng)流狀況有密切關(guān)系，如圖1。
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