加强瓦斯治理基础工作努力建设安全高效矿井.doc

加强瓦斯治理基础工作 努力建设安全高效矿井四川省川南煤业有限责任公司川南煤业有限责任公司（以下简称川南煤业公司）成立于2004年3月，是由四川省投资集团公司和四川芙蓉集团公司按照“优势互补、强强联合”的原则共同出资组建的国有煤炭企业，主要承担四川筠连矿区和古叙矿区煤炭资源的勘探、开发、煤炭产品的生产经营和加工利用等任务。2005年8月，划归四川省煤炭产业集团公司，成为川煤集团下属全资子公司。目前，川南煤业公司已经拥有生产、在建和筹建矿井4对，生产总能力420万t/a。其中，2对生产矿井（筠连矿区鲁班山北矿和鲁班山南矿）、1对在建矿井（古叙矿区石屏煤矿）、1对筹建矿井（筠连矿区青山煤矿）。所属4对矿井均为高瓦斯或煤与瓦斯突出矿井，煤层瓦斯含量1028 m3/t，平均高达18 m3/t以上，矿井瓦斯灾害极大地威胁着安全生产。川南煤业公司建矿以来，得益于省、市、县各级政府、部门以及川煤集团的关心和支持，在四川国有大型煤炭企业中实现了“三个第一”和“三个领先”。“三个第一”是：川南煤业公司是第一家利用煤层气发电的煤炭企业；第一家与民营企业合作成功的国有煤炭企业；四川第一家按照市场化方式组建的国有煤炭企业。“三个领先”是：用三年时间高起点、高标准地建成投产大中型矿井，在全省煤矿建设中建井速度领先；新建矿井当年投产，当年达产，当年盈利，在全省新矿井中达产速度和效益领先；矿井煤炭生产百分之百实现了机械化，开采技术装备领先。作为四川煤矿安全监察局、省发改委确定的四川煤矿瓦斯抽采与利用示范矿井，川南煤业公司高度重视煤矿瓦斯治理和瓦斯利用工作，在瓦斯灾害严重的煤矿建设安全高效矿井过程中进行了大胆探索。从2006年4月份开始，仅用了5个多月的时间就建成了鲁班山北矿瓦斯抽采系统和瓦斯发电厂，在四川省内率先实现了利用瓦斯发电，这是四川煤监局、省发改委等各级政府亲自督导、川南煤业公司认真落实“晋城会议”精神的具体成果体现，促进了企业安全效益、环保效益和经济效益较快发展。我们的主要做法如下。一、优化开采方式，强化瓦斯治理(一)选择保护层开采，防止重大瓦斯事故川南煤业公司鲁班山矿区含煤地层为二叠系上统宣威组，平均总厚139.44m。含煤10余层，煤层厚度约7.79m，各煤层间距一般019m，属近距离煤层群，煤层瓦斯含量15.2125.55 m3/t。其中，主采煤层为8号煤层，平均煤厚2.31m，瓦斯含量为13.5625.55 m3/t。除此以外，全区还有2层可采或局部可采煤层，由上而下依次为2号和3号煤层，均属薄煤层或极薄煤层，平均煤厚不足1.0m，瓦斯含量为10.0319.28 m3/t。根据矿井煤层赋存条件，如果直接开采8号煤层，矿井开采成本肯定会大大降低，有利于企业快速摆脱当前资金极为紧张的困难局面，但由于矿井没有布置底板专用瓦斯抽放巷，难于提前充分预抽瓦斯，开采过程中矿井瓦斯涌出量极大，且随着开采深度的增加，煤与瓦斯突出的危险也会存在，安全威胁极大，同时造成国家煤炭资源的大量丢失；如果开采2号或3号煤层，则开采难度极大，成本投入很高，必将进一步加剧企业还本付息压力。面对两难决策，川南煤业公司认真吸取全国煤矿瓦斯事故教训，牢牢把握瓦斯是煤矿安全生产的最大危害，是煤矿安全的“第一杀手”，瓦斯不治，矿无宁日，始终坚持把瓦斯治理作为企业和谐发展的首要任务加以落实。为此，经过慎重分析、研究，我们选择2号或3号煤层（当2号煤层为不可采时）作为保护层开采，矿井首先开采保护层，采掘工作面瓦斯涌出量和瓦斯安全威胁得到了有效控制，对于矿井防止重大瓦斯事故起到了重要作用。(二)实施沿空护巷无煤柱跨上山开采，开拓瓦斯治理新途径川南煤业公司鲁班山北矿、南矿均采用以综采为主、高档普采为辅的开采方式，主要8号煤层采用综采、2号（或3号）保护层采用高档普采，由于存在压茬关系，故需加大上覆薄煤层的开采速度，使综采、高档普采工作面能合理搭配。综合考虑矿井瓦斯灾害、煤层赋存特点、地质构造、煤层自然发火等多种因素，为提高煤炭回收率，减少采区巷道工程量，降低掘进率，改善巷道受压状况，加快保护层扒皮开采速度，保障8号主采煤层的开采前的瓦斯治理水平，矿井采区内各区段薄煤层工作面顺槽均采用单巷布置，采用沿空护巷的方式，全部实行无煤柱开采。这样，只要保护层超前下部8号煤层一个区段以上，当8号主采煤层开采时，其瓦斯灾害已得到较为充分的治理，再辅以一定的瓦斯抽放，先抽后采，工作面瓦斯抽采率完全可以达到40以上，8号主采煤层就基本上不存在瓦斯超限问题了。（三）落实先抽后采措施，确保矿井以风定产鲁班山北矿、南矿属高瓦斯矿井，矿井绝对瓦斯涌出量达91 m3/min，相对瓦斯涌出量达35 m3/t。同时，矿井所采煤层又特别容易自燃，其自然发火期不足30天，采煤工作面开采期间少受影响，快速推进极为关键，否则，一旦采空区煤炭自燃，极易发生瓦斯爆炸事故。因此，保证矿井通风系统合理，通风压力适中，采掘工作面配风足够，又不至于增大工作面漏风半径造成采空区煤炭自燃，采掘工作面提前充分治理瓦斯至关重要。为保证矿井“先抽后采”的治本措施落到实处，2006年矿井投产以来，川南煤业公司针对未布置专用底板瓦斯抽放巷矿井特点，在总结全国先进矿区瓦斯抽采方法基础上，推陈出新，大胆尝试，综合采取了“下邻近层顺层钻孔抽、本煤层顺层钻孔预抽、俯斜下行钻孔抽、顶板裂隙抽放、采空区埋管抽、底板穿层抽”等多种瓦斯抽采方法，矿井瓦斯抽采率达40以上，较好地解决了矿井瓦斯隐患，杜绝了通风瓦斯事故的发生。(1)下邻近层顺层钻孔抽放。就是利用矿井内错布置的上区段被保护工作面的下顺槽，向下区段布置顺层钻，提前预抽下区段本煤层瓦斯。当下区段保护层开采时，该钻孔转化为抽放保护层工作面的卸压瓦斯，可以大幅度地控制保护层工作面的绝对瓦斯涌出量，对于防止保护层瓦斯超限和本煤层瓦斯治理效果极佳。(2)本煤层顺层钻孔抽放。就是在工作面掘进期间或形成系统后，利用工作面顺槽向本工作面布置本煤层顺层钻孔，提前预抽或边采（掘）边抽本工作面瓦斯，从而控制采煤工作面绝对瓦斯涌出量，对于防止本层工作面瓦斯超限、提高矿井瓦斯抽采率具有一定效果。(3)俯斜下行钻孔抽。就是利用工作面下顺槽向保护层底板施工俯斜抽放钻孔，钻孔终孔于提前下部8号煤层或8号煤层顶板岩层，提前预抽8号煤层瓦斯。当保护层开采时，用于拦截8号煤层卸压瓦斯向保护层采空区涌出。(4)底板穿层抽。就是利用矿井各区段底板甩道或回风联巷，施工底板穿层钻孔，钻孔终孔于2号煤层或3号煤层，控制采区3条上山周围一定范围，对矿井各可采和局部可采煤层实施提前预抽瓦斯，工作面开采后该钻孔转化为卸压抽放，抽放效果较明显。此外，矿井还根据采煤工作面“先抽后采”措施实际治理瓦斯效果情况，适时采取“顶板裂隙抽放、采空区埋管抽”等综合抽放瓦斯防治措施，严格控制采煤工作面绝对瓦斯涌出量，保证主采工作面配风量不大于1000 m3/min，其回风流瓦斯浓度不大于0.8，从而彻底实现“抽采治本”目的。2006年以来，川南煤业公司通过加强各种瓦斯治理基础工作，瓦斯抽放量已达到35 m3/min以上，且呈逐年上升态势，重点采掘工作面瓦斯超限情况得到了有效控制，进一步增强了我矿对瓦斯可防、可控、可治的信心。在此基础上，我们决心以更大的决心、更强的力度、更负责任的态度和更有力的措施，切实履行安全生产责任制，坚持标本兼治、综合治理，全力以赴地抓好矿井防止通风瓦斯重特大事故工作。二、综合利用瓦斯，提高经济效益瓦斯是严重的温室气体，其温室效应是大气中的主要温室气体CO2的21倍。同时，瓦斯也是热值高、无污染的宝贵能源。煤矿每年开采煤炭过程中向大气中排放的瓦斯不仅浪费了能源，还进一步加大了大气中的温室气体效应，造成了当地生态环境的严重破坏。为此，如何化害为利、变废为宝已成为川南煤业公司落实科学发展观，关爱生命、保护资源、保护环境、调整产业结构、促进企业和谐发展的重要手段。（一）利用瓦斯发电，经济效益显著2006年，川南煤业公司在建设资金极其困难的情况下，依靠各级组织大力帮助，通过银行贷款筹措资金近亿元，于2006年10月建成鲁班山北矿瓦斯发电工程、2007年6月建成鲁班山南矿瓦斯发电工程，总装机容量8000kW。截至2007年底，鲁班山北矿瓦斯发电厂安全运行430天、南矿瓦斯发电厂安全运行195天，公司合计利用瓦斯900万m3、发电2123万度，创造直接经济效益1000余万元。（二）加入清洁发展机制，环境效益十分明显针对鲁班山矿区瓦斯抽采与发电利用工程取得的实质性进展，川南煤业公司积极参与CDM（清洁发展机制）项目的开发，严格控制环境污染。2007年9月，川南煤业公司与国际MGM公司签订了碳化基金收购协议。从2008年开始，随着川南煤业公司瓦斯抽采规模的不断扩大，公司筠连矿区每年抽采瓦斯将稳定在2000万m3以上，利用瓦斯1600万m3以上，相当于消除了25.53万t CO2气体的温室效应，对于煤矿清洁发展、保护当地生态环境迈出了坚实的步伐。此外，鲁班山北矿、南矿瓦斯发电厂运行以后，利用瓦斯发电机组产生的余热蒸汽，解决了全矿职工的洗澡、冬季取暖和衣服烘烤等工作，公司停烧了矿井原配置的4台2t/h蒸汽燃煤锅炉，年可节约锅炉运行费用上百万元。如果落实碳基金收购合同得到落实，则2008年鲁班山矿区瓦斯发电的经济收入可达2000万元（人民币）以上。因此，川南煤业公司瓦斯抽采与利用工程的实施，不仅是煤矿防止重大瓦斯事故的治本之策，也是煤矿保护大气环境的有效举措，同时又是企业新的经济增长点，预期的社会效益、环境效益和经济效益将十分显著。三、化害为宝，以用促抽，循环经济产业链显现雏形川南煤业公司鲁班山矿区自矿井瓦斯抽采与利用系统工程正式投用一年多以来，由于井下开采布局合理，开采方法得当，采掘接替平衡，工作面卸压瓦斯较为充分。但矿井瓦斯涌出量越来越大，已超过公司当初建设瓦斯永久抽采系统时考虑浅部开采煤层瓦斯抽采量应不大于20 m3/min的初衷，鲁班山北矿瓦斯抽采量已达23 m3/min以上，矿井设计瓦斯抽采能力偏小的问题开始显现，且随着开采深度的增加，鲁班山北矿、南矿瓦斯涌出量进一步增大，矿井瓦斯抽采能力不足将更加突出。为此，川南煤业公司为从根本上治理瓦斯灾害，已从矿井瓦斯发电的经济收入中，拿出上百万资金，2008年开始着手对鲁班山北矿瓦斯抽采系统进行扩能改造，以提高矿井瓦斯抽采能力，消除重大瓦斯事故。按照川南煤业公司的开发建设速度，预计到“十一五”末，川南煤业公司将形成年产360万t原煤生产能力，新增石屏煤矿瓦斯抽采与发电利用系统。按照把煤层瓦斯作为矿井防止重大事故和清洁能源产业进行合理开发的工作目标，川南煤业公司将形成4600万m3/a瓦斯抽采能力、3680万m3/a瓦斯利用能力和9600万度发电能力，矿井瓦斯利用率达70以上。川南煤业公司所属各矿煤层实施“先抽后采”后，开采煤层瓦斯含量普遍降到规定以下，矿井瓦斯抽采率一般大于40，矿井基本掌握了防止瓦斯重大事故主动权。通过瓦斯发电，按当前瓦斯发电成本0.14元度计算，公司每年利用瓦斯发电的纯收入将达到4000万元以上，在增加发电收入的同时，相当于每年减少58.73万t CO2温室气体的排放量。同时，利用国际MGM公司签订的温室气体减排指标销售协议，川南煤业公司每年温室气体减排收入也将达到20