一、宣东矿井概况
宣东矿业公司是邯矿集团张家口盛源公司下属的子公司。宣东矿井92年开始筹建,97年正式建井,2001年底通过省局安全设施和生产许可证验收,投入试生产。设计生产能力90万吨,服务年限为64.3年。矿井可采煤层三组5层,即Ⅲ3、Ⅳ1、Ⅳ2、Ⅳ3、Ⅴ2煤层,其中主采煤层为Ⅲ3、Ⅴ2煤层;矿井地质储量为一亿二千八百万吨,可采储量8682万吨。其间2002年产煤68万吨,2003年83万吨,2004年78万吨。
矿井为立井开拓方式,两水平开采,即-230m和-350m水平;开采深度为800~1000米。采煤方法为倾向长壁采煤法,采煤工艺为综采;掘进岩巷、半煤岩巷采用钻爆法施工,煤巷主要使用综合机械化掘进方法。
矿井通风方式为主井回风,副井进风的中央并列式;通风方法为抽出式。通风机工作风量9300m3/min,风压3.2kpa,能够满足目前矿井安全生产的需要。
投入试生产初期,布置二个采区,二个回采面生产,即一采区、二采区;后由于瓦斯涌出量大,通风能力不足,改为一井一面生产;2004年6月一采区回收完毕且封闭,至此矿井生产区域全部集中到二采区。今年的主要回采工作面为33205采面,面长140米,推进长度1500米,煤层倾角5~10?,煤层厚度3.5~5.0米;采用ZZ5200-21/42支撑掩护式支架和MG300-700/WD型采煤机与SGZ-764/400型刮板输送机配套使用。全年计划产量96万吨。
原矿井初步设计为低瓦斯矿井,瓦斯相对涌出量为5.54M3/t,但矿井投产后瓦斯等级鉴定结果远远大于初步设计,属高瓦斯矿井。
历年来的矿井瓦斯涌出量统计如下:
2001年相对量:23.75M3/t 绝对量:5m3/min
2002年相对量:32.04M3/t 绝对量:43.45m3/min
2003年相对量:43.54M3/t 绝对量:70.29m3/min
2004年(抽放后)相对量:40.6M3/t 绝对量:68.68m3/min
瓦斯涌出量呈逐年增加的趋势。随着开采区域的加大,瓦斯涌出量还将有明显的增加。瓦斯涌出量比地质报告提供的高7~8倍。瓦斯涌出严重制约着矿井正常生产能力的有效发挥,对矿井安全生产造成重大威胁。多年来,我们对瓦斯涌出规律及来源进行了研究,并有针对性地采取了各种防治措施,我公司对矿井通风系统进行了改造,对矿井瓦斯进行了综合治理,取得了良好的效果。从而保证了回采工作面的正常生产。
二、矿井“一通三防”措施
1、通风系统改造
①、更换矿井主扇,增加矿井风量。
把原来的BDK-8-No24通风机改为FBCDZ54-8-No26矿用防爆抽出式对旋轴流通风机,矿井风量增加3000M3/min,总回风瓦斯浓度降低0.3%。
②、增加巷道断面。
对-230大巷其中300米进行扩大断面,由原来的9m2扩大到13m2减少了矿井风阻。
③、调整通风系统。
2002年对矿井通风系统进行了调整,原通风方式为-230轨巷及-200轨巷进风,-230机巷及-200机巷回风。经矿井通风阻力测定后改为-230轨巷及-230机巷进风,-200机巷及-200轨巷回风。矿井通风阻力降低20mmH2O。
④、改变采煤工作面通风方式。
由初采时的U型通风改为U+L型通风,逐步进化到现在的一进两回通风方式,彻底消除了采煤工作面隅角瓦斯超限的不安全隐患。
⑤、新建风井改变矿井通风方式。
由中央并列式改为边角式通风方式。预计矿井总进风量在14000m3/min,增加矿井通风能力(预计2006年6月完成系统)。
2、瓦斯治理
①、根据国家煤矿安全监察局第21号令,在2005年初,成立了公司瓦斯综合治理机构。形成以总经理为组长,总工程师为副组长的瓦斯管理体系,严格落实瓦斯治理“十二字方针”,杜绝超通风能力、超设计能力生产。
②、成立专门的瓦斯抽放区,负责全矿井的瓦斯抽放工作和煤层注水、煤体加固等工作。
③、建立瓦斯临时和永久抽放系统。
2002年9月临时抽放系统正式运行,该系统主要抽放采空区瓦斯,防止采空区高浓度瓦斯溢出。2004年初,建立瓦斯永久抽放系统,5月份正式对采煤工作面进行瓦斯抽放,其中临时抽放系统的瓦斯抽放量为10m3/min,永久抽放系统的瓦斯抽放量为20-25
m3/min。抽放方法采用巷道密闭抽放、高位顶板顶层钻孔抽放和低位顶板斜叉钻孔抽放。采面抽放率为40%,经抽放后采煤工作面回风及矿井总回风基本未出现瓦斯超限现象,杜绝了重大瓦斯事故的发生。
④、矿井装备了KJ66瓦斯监控系统。
在井下所有工作面及硐室、进回风巷按照《煤矿安全规程》要求安装了瓦斯传感器及其他参数传感器,并实行计算机联网。井下所有探头由瓦斯员分片负责,并由专人及时调校。
⑤、控制掘进工作面进度。
掘进工作面掘进速度由1.6米循环改为0.8米循环,减少了单位时间内的瓦斯涌出量。
⑥、在掘进工作面的掘进设备方面全部淘汰煤电钻,改为风钻。杜绝了因煤电钻失爆引起的各类事故。
⑦、进一步与科研院所合作攻关,着手进行本煤层打钻、注水、抽放工作,研究探讨Ⅲ3本煤层瓦斯抽放方法,从源头治理煤尘和瓦斯,彻底实现先抽后采,先抽后掘。
3、防灭火
由于我矿井煤尘自然发火期短,为做到防患于未然对采煤工作面及采面煤柱作如下措施:
①、购置了高效泡沫灭火剂,用风钻打眼,对可疑地点进行浇注。
②、购置了两台多功能高压泵对采空区每天进行阻化剂喷洒,阻止了采空区浮煤氧化。
③、2004年底购置两台二氧化碳发生器,主要对采空区灌注。一方面阻止浮煤氧化,另一方面降低采空区瓦斯浓度;有利于阻止采空区自然发火和瓦斯事故发生。
④、为防止进回风联络巷受压形成裂隙漏风而导致自然发火,我矿购置了马丽散加固剂,对所有片帮裂隙进行了充填加固,减少了裂隙漏风。
⑤、在地面建立了黄泥灌浆系统,注浆管路紧跟回采工作面。
⑥、为加强气体监测手段,购置了气象色谱分析仪,由专人负责定期对井下各地点气体进行分析化验。
⑦、委托抚顺煤研所对我矿井的煤样进行分析化验,已确定我矿自燃发火的标志性气体。经化验得出我矿的标志性气体为乙烯,为我矿预防自燃发火提供了可靠的科学依据。