小寶鼎煤礦是由小煤窯發(fā)展而成的中型機(jī)械化礦井。礦井開拓方式為走向平硐，開采方式為走向長壁式，割煤機(jī)落煤，其主采層為32^#、33^#-1、36 ^#、37^#-1、38^#、39^#-1、煤層。現(xiàn)生產(chǎn)水平為＋1 220m水平，接替水平為＋1 020m水平。礦井通風(fēng)方式為分區(qū)式，通風(fēng)方法為集中抽出式。礦井歷年瓦斯等級鑒定均為低瓦斯礦井，煤層自然發(fā)火期均大于12個月，煤塵具有爆炸性。

1 瓦斯災(zāi)害情況

近年來，該礦瓦斯涌出呈現(xiàn)3個特點(diǎn)：一是瓦斯涌出量隨開采深度的增加呈上升趨勢（見表1）；二是在采掘過程中瓦斯涌出量呈區(qū)域性和無規(guī)律性變化；三是瓦斯涌出不均衡，在采掘中無可預(yù)見性，自1999年以來，發(fā)生過多次煤與瓦斯動力現(xiàn)象，瓦斯災(zāi)害加重，嚴(yán)重制約著礦井的安全生產(chǎn)。

表1 歷年瓦斯涌出量對照表

年 份

2003

2002

2001

2000

1999

1998

絕對涌出量/（m³/min）

相對涌出量/〔m³/（d·t）〕

11.2

7.62

6.93

5.22

4.47

4.95

4.29

4.49

4.40

4.95

2.73

3.24

2 優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)和強(qiáng)化通風(fēng)管理

2.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題及改造

2003年以前，該礦為壓入式通風(fēng)，通風(fēng)系統(tǒng)存在比較嚴(yán)重的問題，主要有：一是超通風(fēng)能力生產(chǎn)。礦井核定通風(fēng)能力為45萬t/a，2002年礦井產(chǎn)量達(dá)50.3萬t/a，被四川省煤礦安全監(jiān)察局列為有重大安全隱患礦井；二是通風(fēng)阻力分布不均。作為主采區(qū)，十采區(qū)的通風(fēng)流程較八采區(qū)長二千多米，造成十采區(qū)配風(fēng)十分困難；三是礦井長期依賴采空區(qū)通風(fēng)；四是維護(hù)風(fēng)量偏多；五是＋1 220m主平硐、＋1 400m井口及＋1 300m材料道自動風(fēng)門損壞率較高，造成通風(fēng)系統(tǒng)不穩(wěn)定。為此，2003年7月，對通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)施了技術(shù)改造，將壓入式改為抽出式通風(fēng)，使礦井通風(fēng)能力達(dá)到60萬t/a。同時解決了長期依賴采空區(qū)通風(fēng)及通風(fēng)阻力分布不均等問題，為建設(shè)安全高效礦井創(chuàng)造了條件。

2.2 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化

八采區(qū)進(jìn)入＋1 220m水平以下后，發(fā)現(xiàn)該采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)存在重大隱患，采區(qū)回風(fēng)大部分要流經(jīng)采區(qū)膠帶道，而32^#煤層又大多為高瓦斯工作面，瓦斯、煤塵、電氣等各種不利因素集中于八采區(qū)膠帶道，對安全生產(chǎn)和瓦斯管理極為不利。由于利用膠帶道回風(fēng)，給采掘部署和通風(fēng)管理也帶來很大困難，不可避免地出現(xiàn)了串聯(lián)通風(fēng)，進(jìn)回風(fēng)間通風(fēng)設(shè)施較多，采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)不穩(wěn)定。因此為八采區(qū)施工了610m專用回風(fēng)道，把八采區(qū)膠帶道和材料道都作為進(jìn)風(fēng)道，消除了膠帶道回風(fēng)的重大隱患，各采掘工作面都實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立通風(fēng)。取消了進(jìn)回風(fēng)間風(fēng)門7組，使八采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)變得合理、穩(wěn)定、可靠。

2.3 通風(fēng)系統(tǒng)局部優(yōu)化

各采掘工作面盡可能布置獨(dú)立通風(fēng)，根據(jù)配風(fēng)計(jì)劃合理配風(fēng)、調(diào)風(fēng)。同時，把局部通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化作為治理瓦斯的有效手段。如目前正施工的8332－2上山，由于受上部8322-2工作面開采的影響，出現(xiàn)瓦斯涌出異常現(xiàn)象，裂隙和底板有大量瓦斯涌出，造成8332-2順槽風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_(dá)1％～1.6％，該工作面被迫停產(chǎn)。雖采取了更換大功率風(fēng)機(jī)和大直徑風(fēng)筒的方法來解決瓦斯問題，但收效甚微。為解決這個問題，在8332-2運(yùn)輸巷掘了1條聯(lián)絡(luò)巷與8332-2順槽貫通，改變了局部通風(fēng)系統(tǒng)，縮短了通風(fēng)距離，減少了120m回風(fēng)道，使回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛冉档?.4％以下。

2.4 加強(qiáng)局部通風(fēng)管理

針對局部通風(fēng)機(jī)老化、超期服役的情況，更換了一批高效能低噪音對旋式局部通風(fēng)機(jī)。全礦有12個掘進(jìn)工作面，更換了7個，更換率超過50％。所有高瓦斯掘進(jìn)工作面都實(shí)現(xiàn)了雙風(fēng)機(jī)雙電源，大大減少了瓦斯超限或瓦斯積聚的次數(shù)。針對開拓頭放炮容易崩壞風(fēng)筒造成工作面無風(fēng)的狀況，引進(jìn)了橡膠風(fēng)筒，嚴(yán)格風(fēng)筒質(zhì)量管理，有效地杜絕了工作面無風(fēng)現(xiàn)象。

3 瓦斯治理

3.1 提高認(rèn)識，增加投入

認(rèn)真吸取“4.24”事故的教訓(xùn)，堅(jiān)持以人為本，提高干部職工的認(rèn)識。各有關(guān)工種都制定了崗位責(zé)任制，責(zé)任落實(shí)到人。對因瓦斯影響而無法完成的當(dāng)班作業(yè)，礦按計(jì)時工支付工資，杜絕了為完成生產(chǎn)任務(wù)而在瓦斯超限情況下作業(yè)的現(xiàn)象。從2003年起，堅(jiān)持按每噸煤提取1元作為“一通三防”專項(xiàng)資金，做到專款專用，確保“一通三防”的投入。

3.2 上隅角的瓦斯治理

采煤工作面瓦斯超限或積聚的地點(diǎn)主要是上隅角，因此，上隅角的瓦斯管理一直是采煤工作瓦斯管理的重點(diǎn)。一般情況下，采取了對上口實(shí)行超前一巷回收、設(shè)置導(dǎo)風(fēng)簾、上隅角抽引排、上隅角風(fēng)筒壓入新風(fēng)等一系列措施，對上隅角瓦斯進(jìn)行了有效的治理。

8322-2采煤工作面為該礦的主采工作面，因其裝備了375型大功率采煤機(jī)而備受集團(tuán)公司上下矚目。但投產(chǎn)后，該工作面出現(xiàn)上隅角瓦斯異常，瓦斯?jié)舛冗_(dá)4％～6％，雖然采取了增大工作面配風(fēng)、抽引排、上隅角風(fēng)筒壓風(fēng)、設(shè)導(dǎo)風(fēng)簾等措施，但均不秦效。為此，利用現(xiàn)有的通風(fēng)系統(tǒng)，根據(jù)煤層不自然發(fā)火的特點(diǎn)，大膽采用了打開采空區(qū)進(jìn)行尾巷排放的方法，使上隅角瓦斯很快降至0.5％以下，為大功率機(jī)組發(fā)揮能力創(chuàng)造了條件（尾巷排放瓦斯如圖1所示）。在該工作面取得的經(jīng)驗(yàn)，為該采區(qū)32^#煤層剩余工作面瓦斯治理找到了出路，即利用32^#、33^#層間距小，32^#先于33^#開采的條件，在32^#與33^#層間施工聯(lián)絡(luò)巷，利用33^#巷道排放32^#工作面的瓦斯。



圖1 尾巷排放瓦斯通風(fēng)示意圖

3.3 開展防治瓦斯動力現(xiàn)象的研究

該礦的36^#、39^#-1煤層在掘進(jìn)巷道時都曾發(fā)生過瓦斯動力現(xiàn)象，其特征為拋出的煤呈粉末狀、有分選性、塊狀煤用手捏即成粉末狀，拋出煤體后形成的孔洞為口小腹大，內(nèi)有大量瓦斯涌出。為此，成立了課題攻關(guān)小組進(jìn)行專項(xiàng)研究，確定了以鉆屑法為主的預(yù)測方法，在10363-3工作面采準(zhǔn)巷道施工的過程中，開展了防治煤與瓦斯動力現(xiàn)象研究，保證了900多米巷道施工的安全，為繼續(xù)開此類工作積累了經(jīng)驗(yàn)。

3.4 強(qiáng)化現(xiàn)場管理

嚴(yán)格按瓦斯考核周期進(jìn)行瓦斯考核，對考核為高瓦斯的工作面及時編制通風(fēng)瓦斯管理專項(xiàng)措施，并嚴(yán)格貫徹執(zhí)行。礦每周組織人員對高瓦斯頭面進(jìn)行檢查，認(rèn)真落實(shí)各項(xiàng)管理規(guī)定，各單位每天必須有人到高瓦斯工作面進(jìn)行巡視。對高瓦斯工作面配備業(yè)務(wù)素質(zhì)高、責(zé)任心強(qiáng)的專職瓦斯檢查員和專職安監(jiān)員。高瓦斯掘進(jìn)工作面不得使用耙斗機(jī)，并實(shí)行在進(jìn)風(fēng)流中長距離放炮，放炮前人工斷電等措施。

3.5 提高機(jī)械化作業(yè)程度，降低瓦斯涌出不均衡系數(shù)

該礦瓦斯涌出大的時間主要集中在放炮及放頂時間，目前3個采煤工作面都已實(shí)現(xiàn)了機(jī)組割煤，與炮采相比，瓦斯涌出不均衡系數(shù)明顯降低。新購買的綜掘機(jī)也已到位并即將投入使用，這將在很大程度上降低瓦斯涌出不均衡系數(shù)。同時機(jī)械化程度的提高，減少了放炮環(huán)節(jié)，更加有利于瓦斯管理。

4 加強(qiáng)瓦斯監(jiān)測

1992年，該礦裝備了TF200監(jiān)測系統(tǒng)，正常運(yùn)行達(dá)10年之久。2004年，利用國補(bǔ)資金投入，又裝備了KJ90監(jiān)測系統(tǒng)，井下主要傳感器的覆蓋率達(dá)100％。各采掘頭面、合理串聯(lián)地點(diǎn)及主要回風(fēng)道都按規(guī)定裝齊了甲烷傳感器或一氧化碳傳感器，對有害氣體實(shí)施監(jiān)測；每臺局部通風(fēng)機(jī)都安設(shè)了停開傳感器，主要風(fēng)門安設(shè)了開關(guān)傳感器。管理人員、放炮員、移動電鉗工等配備了便攜式瓦斯檢測儀。

5 面臨的挑戰(zhàn)及努力的方向

5.1 面臨的挑戰(zhàn)

1）隨著礦井開采深入到瓦斯帶，礦井瓦斯涌出量日益增大，礦井正在向高瓦斯礦井過濾，且個別區(qū)域瓦斯涌出異常，靠常規(guī)的通風(fēng)方法已很