
核心提示:清末以前,煤矿工人捉鸡下井判断井下闷气(一氧化炭)和瓦斯之有无,极不准确,瓦斯事故频频发生。26年,日军侵占阳泉、大同煤矿后,大小把头和监工开始使用电桥式理研瓦斯检定器检查瓦斯,检查精度又有提高。

清末以前,煤矿工人捉鸡下井判断井下闷气(一氧化炭)和瓦斯之有无,极不准确,瓦斯事故频频发生。清末,用明火灯检查矿井瓦斯,矿工一手端油灯,一手捏毡帽罩着油灯,从巷道下方慢慢向上举,若油灯火焰由黄变兰并升高时,就断定瓦斯浓度高,有险情,立即用毡帽将油灯扣灭、迅速撤离,然后用明火烧尽瓦斯。这种测试和处理瓦斯的方法极不安全。
清宣统元年(1909),保晋平定分公司第二矿厂开凿燕子沟东立井时,用手钎打眼放炮法凿至12丈左右,从猴石中涌出大量瓦斯,明火油灯引起了瓦斯燃烧,宣统二年、三年和民国4年(1915),该井施工时,连续发生瓦斯爆炸,死伤20余人,施工被迫中断。曾聘清德国和河南临城煤矿矿师到矿勘察,均未解决。后该公司研究,在白天用锤堑手工开凿,不点灯在井底保持一定水量,以熄灭由錾凿岩石迸出的火星。民国8年,购置2马力发电机用于施工照明,昼夜施工,到达煤层,井筒砌碹时,猴石附近仍有瓦斯涌出,威胁安全。该矿即将喷气处井壁内砌成空洞,用铁管将瓦斯引入井旁小井排出,治理了井筒瓦斯。开凿西立井时,用同样方法顺利凿到井底。这一年,保晋公司各矿开始用安全灯检查瓦斯,比用油灯有了进步。
9年,保晋大同分公司经理白象锦以铁管引出煤窑内瓦斯。使曾因瓦斯燃烧而停工的大同燕子沟煤窑恢复开采。
26年,日军侵占阳泉、大同煤矿后,大小把头和监工开始使用电桥式理研瓦斯检定器检查瓦斯,检查精度又有提高。
1949年新中国建立后,中直煤矿采用长壁陷落顶板采煤法采煤,加快了采面工作面,推进速度,顶板暴露面积骤增,采空区顶板冒落和底板变形,赋存于顶底板和邻近层的瓦斯大量涌出,安全生产受到威胁。1952年6月,阳泉矿务局四矿丈八煤401上分层工作面,吨煤瓦斯涌出量达70立方米,总回风巷瓦斯浓度达1.2%,该井因瓦斯长期超限而被迫停产。1953年4月,燃料工业部煤矿管理总局和阳泉矿务局组建瓦斯研究组,开始对阳泉矿区瓦斯进行研究和治理,得出治理瓦斯以抽放为主,改进通风系统增加风量为辅的结论。当年,首先改进通风系统,将采区的工作面的串联通风改为分区并联通风,并采取加强密闭、清除风路中杂物、维护整修巷道,严格风门、风帘管理、严格检查瓦斯,及时处理积聚瓦斯等楷施,有效地排除工作面瓦斯。在超级瓦斯矿井的回采工作面采用“一进两回’的通风方式,即一条进风巷,两条回风巷,其中一条回风巷专用于排放瓦斯,称觅斯尾巷。用这种通风方式加强工作面通风和瓦斯排放能力,解决了回风侧落山角瓦斯积聚问题。同年,该局还理顺开采程序,先采上层,逐层释放瓦斯,解放下层,治理瓦斯效果显著。
1956年,阳泉矿务局在丈八煤立井施工时,在猴石附近又涌出大量瓦斯,该局副总工程师文甲在苏联专家帮助下,采用“黄土封底爆破技术”,顺刊通过瓦斯层,保证丈八立并顺利施工。1957年5月,阳泉矿务局四矿在四尺煤4011工作面向顶板打钻孔7个,平均孔深53.7米,启动安装在地面的32KW-100/150型高压抽风机抽放,每分钟抽出瓦斯13.29立方米,浓度67%,工作面回风巷的瓦斯由1.37%下降为0.2%;抽出瓦斯总量97.1万立方米,占工作面瓦斯总量的77%,占邻近层瓦斯涌出量的98.8%;全年抽出瓦斯249万立方米,确保了矿井安全生产。向顶板钻孔抽放邻近层瓦斯技术,曾在荫营煤矿、轩岗、西山矿务局相继推广应用,并向国外做了介绍。
1960年,阳泉市南庄煤矿,经过三年测试,绘出大气压力与瓦斯涌出量变化关系曲线图。通风值班员可根据大气压的变化,调度通风管理。1963年,荫营煤矿在丈八、四尺、九尺煤(包括七尺)坑口全面试抽瓦斯,采用邻近层抽放、本煤层采前预抽、采空区抽放等数种方法,抽放率26%,年抽放量300万立方米。
70年代初,阳泉矿务局七尺煤“煤炮”和“煤炭抛出”(煤与瓦斯突出)频繁发生,威胁矿井安全生产,该局将治理瓦斯的重点,转移到了抽放七尺煤层瓦斯。1970年3月26日,阳泉矿务局一矿北四尺井三下山在底板钻孔探测瓦斯,钻至11米时,瓦斯伴随地下水猛烈喷出,将6根连接钻杆和2光长的岩芯管从钻孔内喷挤出来,水流量每分钟65立方米,瓦斯涌出量每分钟81立方米,浓度为100%,密闭隔绝后,隔墙被冲垮,迫使矿井停产9天。为排除井下涌出的大量瓦斯,该局抓紧建设瓦斯抽放系统。到1973年,全局10对超级瓦斯矿井均建成瓦斯抽放系统,抽放能力为每分钟300立方米,可抽出纯瓦斯135立方米。全年抽放量达6644万立方米,比1969年增加3.7倍,占瓦斯涌出量25%。依靠瓦斯抽放系统,确保了矿井正常生产。
1974年,轩岗矿务局黄甲堡矿亦建立瓦斯抽放系统,对冒丈煤(5号)进行抽放试验。至1979年,共抽放3个上分层工作面,后因瓦斯涌出量减少而停抽。1975年,阳泉矿务局在一矿北头嘴平硐安装重庆煤矿仪器厂、重庆煤研所、四川矿业学院和上海江南无线电厂联合试制的AYJ-1型瓦斯遥测报警仪,配合瓦斯断电仪,连续集中监视采掘工作面瓦斯浓度,随时记录各项数据。一旦瓦斯超限,及时发出声光报警讯号,并自动切断工作面电源,为超级瓦斯矿井增添一道安全屏障。
1976年,煤炭工业部在阳泉矿务局召开本煤层预抽瓦斯座谈会,决定由辽宁煤研所、四川矿业学院和阳泉矿务局联合组成“处理阳泉七尺煤层瓦斯实验小组”,在一矿北头嘴平硐912工作面进行大直径密集钻孔预抽煤层瓦斯试验,打孔12个,孔径300毫米,间距1.7米,平均孔深25.2米,用S-l型环式真空泵抽放。7至12月,共抽出瓦斯1.248万立方米,占钻孔控制范围内预计瓦斯量的31.6%,占试验区内预计瓦斯涌出量的48.7%,相对瓦斯涌出量由吨煤9.6立方米降为6.8立方米;与小直径密集钻孔比较,抽放率提高2.3倍,时间缩短1倍以上。但该试验因投资太多未予推广。该局从实践中总结出“高负压、密钻孔、深封孔、长期抽”的抽放方法。在全省超级沼气矿井中推广后,取得显著效果。此后,阳泉矿务局不断改进抽放系统,更换和添置设备20余台,抽放机由原来的低负压离心鼓风机更换为高负压罗茨鼓风机,负压由500毫米水柱提高到3500-5000毫米水柱,钻孔上的负压由不足100毫米提高到300至600毫米;年抽出量达到7810万立方米,有效地控制了瓦斯灾害。同年8月,西山矿务局杜儿坪矿开始在九尺、15尺煤层平行工作面打孔抽放瓦斯,并向顶板邻近层及采空区打孔试抽。至1978年,共打孔110个,抽放105天,抽出瓦斯11万立方米,平均每分钟抽出0.695立方米。1979年,正式建成瓦斯抽放系统,铺设管道9千余米,安设SZ-4型水环式真空泵2台(电机功率75千瓦,流量27立方米/分,负压7000毫米水柱)和罗茨鼓风机2台(功率100千瓦,流量60立方米/分,负压7000毫米水柱),共抽出瓦斯183.5万立方米,但因达不到抽放最低浓度,1982年停止抽放。
70年代末,阳泉矿务局高级工程师金元斌,经过多年苦心钻研,摸索出瓦斯突出的规律,导出预测七尺煤层煤与瓦斯突出的计算公式,即ΔP-0.45?>1时(ΔP为煤层瓦斯放散初速度,? 为煤层普氏硬度系数)可能发生煤与瓦斯突出。用此公式预测,可靠性达70%-80%。预测后采取卸压抽放措施,可减少煤与瓦斯突出。