平煤集团公司经验交流.doc

平煤集团公司经验交流依靠科技进步 坚持“先抽后采”不断推进瓦斯综合治理工作再上新台阶平顶山矿区煤层赋存条件复杂，是严重的瓦斯灾害矿区之一，历史上发生过4起重特大瓦斯爆炸事故。全公司现有21个原煤生产单位30对矿井，年产煤炭3000多万t。2006年矿井绝对瓦斯涌出量576m3/min，平均每年以12%的速度递增，最大涌出量十矿为129m3/min，占全公司的1/5；相对瓦斯涌出量1.2721.7 m3/t；煤层瓦斯含量4.630.0m3/t，瓦斯压力0.602.55 MPa。开采的丁、戊、己、庚等煤组层均有自然发火倾向，自然发火期312 个月，最短18天。煤尘均有爆炸危险性，煤尘爆炸危险性指数为18.8044.14%。煤层透气性系数0.00010.0061 mD（毫达西），属于低透气性难以抽放煤层。矿区自1984年发生第一次煤与瓦斯突出以来，累计突出148次，突出总煤量9078t，总瓦斯量51.86万m3，平均煤量61.3t/次，平均瓦斯量3504m3/次，其中最大强度突出，抛出煤量562t，瓦斯量3万m3。平煤集团公司的主力矿井基本上全是高、突矿井，瓦斯问题已成为制约安全高效矿井建设和可持续发展的突出问题。一、提高认识，加大投入，夯实瓦斯抽放基础近年来，平煤集团公司坚持“以思想教育为先导，以制度建设为基础，以科技进步和技术装备为支撑，以一通三防和防治瓦斯突出为重点”的安全工作指导思想，始终把瓦斯治理提高到关系企业生死存亡的高度来认识，在全国率先提出“瓦斯超限就是事故”理念，坚定不移地贯彻“先抽后采、监测监控、以风定产”十二字方针，并将其纳入采掘生产工序，坚决做到不抽不采、监测监控不到位不采、风量不足不采。围绕“通风是基础，抽放是关键，防突是重点，监控是保障”和“优化通风系统，强化超前防治，完善监测监控，保证资金投入”的瓦斯综合治理思路，坚持“四大”抽放，即大抽放泵、大抽放管、大钻机、大钻孔。我们明确提出瓦斯治理工程不受资金来源限制，保证“按需投入”。2002年2006年，投入安全资金32.6亿元，2007年预计投入10.5亿元，是平煤集团历史上安全投入最多的时期。同时，全公司60%的科研经费也用于瓦斯综合治理研究工作。全公司13对矿井开展瓦斯抽放工作，现已建立43座抽放泵站，其中5座地面站，38座井下站；安装104台抽放泵，标称吸气量12262m3/min。在用吸气量500m3/min抽放泵2台，150m3/min抽放泵42台，260m3/min抽放泵6台，80m3/min抽放泵7台，40m3/min以下的抽放泵38台，抽放主管路79546m。为实现瓦斯综合抽放打下了坚实基础。二、建章立制，强化管理，保障“先抽后采”措施的顺利实施为强化抽放管理，我们要求各生产矿必须把瓦斯抽放纳入矿井的年度、季度、月度生产计划和长远规划，纳入日常生产管理，纳入安全办公会议事日程，纳入矿井采区设计和生产采区接替计划，纳入经济承包机制，纳入高突采掘工作面生产工序，实行瓦斯抽放风险抵押，严格考核，奖惩兑现。建立管理机构、队伍，制订完善管理制度，保障瓦斯抽放工作的正常开展。集团公司通风管理中心，突出矿井防突科、队负责井下瓦斯抽放工作，制定了完善的瓦斯抽放管理制度。集团公司下发“关于建设瓦斯综合治理示范化矿井的指导性意见”，四矿、五矿、八矿、十矿和十二矿等突出矿井制定了“矿井瓦斯综合治理示范化标准”，全矿区瓦斯综合治理工作不断向规范化、标准化迈进，瓦斯抽放技术水平再上新台阶，再创新水平。从设计入手，严格现场技术管理。为从源头上把好瓦斯综合治理关，科学有效地开展瓦斯综合治理工作，集团公司制定了“高突工作面设计报审规定”和“高突工作面投产验收规定”。突出煤层工作面在编制工作面工程设计的同时，必须对工作面掘进、回采过程中的瓦斯涌出量、突出危险性等危险源进行定性、定量预测，在科学预测的基础上，编制针对性的瓦斯综合治理设计，包括瓦斯治理效果预测分析。集团公司按照设计进行验收，合格的工作面方能生产。三、实现“三个转变”，进一步深化瓦斯综合治理瓦斯抽放技术是治理瓦斯的根本性措施，平煤集团公司自1991年开展瓦斯抽放工作以来，不断开展科技攻关研究，总结完善瓦斯抽放技术，形成了开采层预抽、采空区抽放、高位钻孔抽放、煤层顶（底）板抽放巷（尾巷）抽放等5大类14种瓦斯抽放方法。近年来，我们又提出了 “三个转变”，即从“局部治理”向“区域治理”的转变，从“生产过程治理”向“超前治理”转变，从“措施型”向“工程型”转变，进一步深化瓦斯综合治理。坚持“可保尽保”原则，推进瓦斯治理由“局部措施”向“区域措施”转变。针对平顶山矿区瓦斯危害越来越严重的状况，局部瓦斯治理措施已经不能满足矿井安全高效生产的需要，必须加强突出煤层区域性治理工作，尽快实现从优化调整生产布局入手，有开采保护层条件的矿井，在突出危险区域首先实施保护层开采技术，从源头上消除突出危害。如四矿、五矿先开采己15煤层保护己1617煤层，杜绝了己1617煤层采掘工作面煤与瓦斯突出事故，生产过程中瓦斯超限次数也大大降低。实施采面浅孔抽放，掘进面边掘边抽、高压磨料射流割缝技术，推进瓦斯综合治理从“生产过程治理”向“超前治理”转变。浅孔抽放:沿采面倾向布置钻孔，孔深9m，孔距1.5m，孔径89mm，用快速封孔器封孔，利用采面超前压力抽放煤壁前方解吸出的高浓度瓦斯，减小采面的瓦斯涌出量。采面回风流瓦斯浓度由0.6%0.9%降低到0.3%0.5%。边掘边抽:掘进巷道两侧对称钻场或间隔钻场，钻场内3个孔，孔深60m左右、孔径89mm，设计倾角与沿走向方向煤层倾角一致。迎头钻孔1015个，或按断面2个/m2布置。孔径89mm，孔深40m左右。抽采量在0.5 m3/min以上，单孔流量在0.10.5m3/min，浓度1520%。严重突出危险区域掘进平均单进由原50m/月提高到最高100m/月。十二矿己15-17180掘进面边掘边抽示意图高压磨料射流割缝技术：采用高压磨料射流割缝后，增加了煤体暴露面积，且扁平缝槽相当于局部范围内开采了一层极薄的保护层，达到层内自我解放，给煤层内部卸压、瓦斯释放和流动创造了良好的条件；其次，由于高压磨料射流割缝的切割、冲击作用，钻孔周围一部分煤体被高压水击落冲走，形成扁平缝槽空间，使周围煤体发生位移和膨胀，增加了煤体中的裂隙，大大改善了煤层中的瓦斯流动状态，为瓦斯排放提供了有利条件，改变了煤体的原始应力和裂隙状况，削弱了突出的动力。该技术在我公司在八矿、十矿、十二矿突出危险掘进工作面得到广泛应用。试验地点割缝方式煤的坚固性系数f割缝平均宽度/mm割缝平均高度/mm水压/MPa割缝速度mm/min距开口314米纯水射流0.44512030500磨料射流0.46533530500距开口350米磨料射流0.56043030500距开口423米磨料射流0.37513830500己1517180巷道割缝情况汇总表该技术的研究应用，为在突出煤层中实现安全快速掘进提供了新的技术支撑，使突出煤层掘进工作面的单进速度提高了40%。该项目荣获2006年度中国煤炭工业协会科技进步一等奖。在严重突出危险区域掘进前先施工超前煤层顶（底）板预抽巷进行穿层钻孔预抽，超前距不少于200m，预抽时间不少于2个月，然后才能掘进，推进瓦斯综合治理从“措施型”向“工程型”转变。十矿己16-17-24110底板巷道穿层钻孔预抽示意图四、实施分源综合抽放技术，提高瓦斯抽放效果根据平顶山矿区煤层赋存条件，高突采煤工作面瓦斯主要来源于开采层、采空区和被保护层，根据瓦斯来源采取针对性的抽放技术措施。在“U”型通风系统下，即采取开采层预抽、采面浅孔卸压带抽放、上隅角插管（埋管）抽放和高位钻孔抽放，本开采层预抽和采面浅孔卸压带抽放需要高负压、低流量；上隅角插管（埋管）抽放需要低负压、大流量；高位钻孔抽放需要合适的负压和流量，只有这样合理调节分配抽放负压和流量才能取得好的效果。用一套抽放系统和一趟抽放管路难以解决问题。在此认识的基础上，我们通过研究，实施了分源、分系统的多泵、多管路抽放瓦斯技术，简称分源抽放技术，即开采层预抽、采面浅孔卸压带抽放采用地面抽放系统，敷设直径200mm抽放管路，保证抽放孔口负压；上隅角插管（埋管）抽放采用井下采区大泵，敷设直径500mm管路，保证抽放流量；高位钻孔抽放采用单独的抽放系统，敷设直径250mm300mm管路，保证抽放负压和流量。如八矿己1512100采面采用该技术后，抽放瓦斯总量达到8m3/min，配风量由2200m3/min降到1500m3/min，上隅角瓦斯浓度由1.5%降到0.5%，生产期间回风流瓦斯超限问题得到了有效解决。 分源抽放技术在平煤集团公司的成功应用，大大提高了抽放效果，使得采煤工作面瓦斯综合抽放率达到40%左右，该技术获得2005年度中国煤炭工业协会科技进步一等奖。八矿己1512100采面分源抽放示意图五、依靠科技进步，推动瓦斯治理由单纯抽放向综合治理及利用方向转变瓦斯是不可多得的洁净能源，为此我们积极开展瓦斯综合利用，努力走“以用促抽，以抽保用，抽用并举”之路，初步实现了瓦斯治理由“单纯抽放”到“综合利用”的转变。2006年在四矿、八矿、十矿、十二矿各安装4台500kw低浓度瓦斯发电系统，共16台，其中十矿建立有一座5000 m3瓦斯储气罐，除发电外，同时用于职工食堂做饭等。自2006年8月起，4套机组累计利用瓦斯量200多万立方，发电200多万度。与法国等发达国家瓦斯利用合作以及二氧化碳减排项目取得了突破性进展。下一步，再扩建安装23台500kw低浓度瓦斯发电机组，年利用瓦斯3000万m3左右，总计每年可以利用瓦斯5000万m3，实现减排甲烷3万t。在查明矿区煤层气资料情况和取得生产孔开采试验资料的基础上，在矿区范围内选择最有利的地区，打57个生产孔，建成小型井网，并将生产的煤层气加以利用，项目建成后可实现年发电量12240万kWh。六、坚持“先抽后采”，深化瓦斯综合治理，建设安全高效矿井（平顶山煤业（集团）有限责任公司）2005/04/29全国煤矿瓦斯防治工作现场会典型经验材料汇编深化瓦斯综合治理，建设安全高效矿井平顶山煤业（集团）有限责任公司平煤集团公司是新中国诞生后我国自行勘探设计、开发建设的第一个特大型煤炭基地，生产和规划煤田面积3000km2，煤炭储量150亿吨，为国内品种最全的炼焦煤和电煤生产基地，被誉为“中原煤仓”。经过50年的开发建设，现有21个原煤生产单位，煤炭年产量达到3000万吨。随着矿井开采深度加大，瓦斯涌出量越来越大，全公司90年代初仅有2对高瓦斯矿井，目前已经有6对煤与瓦斯突出矿井，另有5对矿井发生过动力现象，正在进行突出危险性鉴定。截止目前，共发生煤与瓦斯突出137次，总突出煤量8075吨，瓦斯量48万m3，其中最大强度突出，抛出煤量562吨，瓦斯量3万m3。全公司矿井瓦斯绝对涌出量已达到468m3/min，并以每年8.5%的速度递增。全公司原煤产量的80%来自高突矿井。瓦斯问题已成为制约平煤集团公司安全高效和可持续发展的突出问题。近年来，平煤集团公司坚持“以思想教育为先导，以制度建设为基础，以科技进步和技术装备为支撑，以一通三防和防治瓦斯突出为重点”的安全工作指导思想，坚定不移地贯彻国家局“先抽后采、监测监控、以风定产”十二字方针，始终把瓦斯治理提高到关系平煤生死存亡的高度来认识。我们以预防大事故、消除大隐患为重点，以“优化通风系统，强化超前防治，完善监测监控，保证资金投入”为思路，努力实现瓦斯治理的“两个转变”，即从措施型向工程型转变，从生产过程治理向超前治理转变。不断加快瓦斯综合治理示范化矿井建设步伐，积极探索适合平煤集团公司瓦斯综合治理的新路子。我们先后投入4.7亿元，优化调整和改造通风系统，提高瓦斯抽放装备能力，完善矿井安全监控系统，连续9年杜绝重特大事故，实现了安全生产。2004年生产原煤3069万吨，实现销售收入110亿元，创出历史新高。我们的主要做法是：一、优化通风系统，提高矿井防灾抗灾能力通风是治理瓦斯的基础。我们始终把建立合理、稳定、可靠的通风系统作为防治重特大瓦斯、煤尘事故的基础工作来抓。对全公司矿井通风系统进行全面普查，并对通风能力进行核定，对供风能力不足的矿井、采区，果断停头停面，坚决落实以风定产、以瓦斯定产的方针。近年来，我们先后投入资金1.2亿元，更换、改造性能差、效率低的主要通风机25组计50台，新增风井10个，大大提高了矿井通风能力，主要通风机均实现了经济、可靠运行，全公司矿井年通风能力由2300万吨，提高到4104万吨；投入资金4500万元，新掘专用回风道20条，完善高瓦斯突出矿井、采区专用回风道；坚持开展通风设施质量达标活动，减少采区风门个数，实现风门联锁，优化简化矿井通风系统，提高矿井有效风量率；大力开展主要通风巷道维修会战活动，近两年来，投入资金6000万元，维修主要巷道4.5万m，有效地降低了矿井通风阻力，提高了通风网络匹配性，通过以上措施，确保了通风系统合理、稳定、可靠。加强局部通风管理。全公司所有高突掘进工作面全部使用对旋式局部通风机和大直径耐压风筒；推广应用“三趟电源”供电经验（主风机、副风机、生产电源均为专用电缆），并将双风机软质分风器更换为铁质分风器，解决了分风器易损问题；应用自主研制开发的专利产品局部通风机自动切换监控器，保证了局部通风机连续可靠运转，对稳定工作面风量，防止瓦斯超限起到了重要作用。二、坚持把瓦斯抽放作为治理瓦斯的关键抽放是治理瓦斯的关键。我们高度重视瓦斯抽放工作，加强领导，落实责任，在人、财、物上给予充分保证。2002年以来，投入资金1.3亿元，新增改造抽放管路9万m。仅2004年以来就更换抽放泵20余台，额定抽放量新增加1960m3/min。集团公司按照吨煤1元的标准强制提取抽放补贴资金，专门用于抽放工程材料及奖励，从而极大地调动了各矿抽放瓦斯的积极性。为进一步强化抽放管理，我们下发了瓦斯抽放管理办法，要求各矿必须把瓦斯抽放纳入矿井的年、季、月生产计划和长远规划，纳入日常生产管理，纳入矿务会议和安全办公会的议事日程，纳入矿井采区设计和生产采区接替计划，纳入经济承包体制，实行工资收入同抽放工程质量和抽放指标挂钩，纳入高突采掘工作面生产工序，同时，实行瓦斯抽放风险抵押，切实做到奖惩兑现，通过以上强有力的措施，基本实现了生产矿井掘、抽、采的平衡，保证了瓦斯抽放工作的健康、稳步开展。平煤集团煤层透气性差，抽放难度较大，但我们千方百计探索瓦斯抽放的新办法。1996年以来，我们抓住国家“九五”科技攻关瓦斯综合治理项目在平煤集团实施的机遇，不断提高瓦斯抽放技术、装备水平。分别与煤科总院抚顺分院合作进行了开采层抽放孔交叉布置、煤层合理预抽期、深孔松动爆破提高煤层透气性等技术研究和试验；与河南理工大学联合开展了软煤层打钻深度的攻关；与中国矿业大学合作开展了开采层抽放基础参数测定等。近几年，平煤集团公司利用“九五”科技攻关瓦斯综合治理的成果，研究、应用了顶底板高低位抽放巷抽放、高位水平钻孔抽放、采空区埋管抽放、煤壁卸压区浅孔抽放、分源抽放和边掘边抽等新技术、新方法，大大提高了矿井瓦斯抽放率，从根本上解决了采掘工作面瓦斯突出和超限问题。如四矿19220综采工作面利用工作面煤壁前方26m受采动破坏影响卸压区，进行采动超前卸压带浅孔抽放，使百米钻孔抽放流量达到0.31m3/min，是开采层预抽的24倍；又如八矿戊9-10-12170采面瓦斯分源抽放技术，该采面瓦斯绝对瓦斯涌出量最大达24m3/min，严重制约矿井安全生产。我们通过分析瓦斯来源，对老的抽放系统进行改造，建立了3套独立的管路实施分源分负压综合抽放，即开采层预抽、高位水平钻孔抽、采空区埋管抽放，上述3套系统抽放瓦斯总量近15m3/min，生产期间回风流瓦斯超限问题得到了有效控制，采面产量大幅度提高，月产量突破了10万吨。平煤集团公司自1991年开展瓦斯抽放工作以来，已建立地面永久抽放系统4个，井下临时抽放系统28个，安装抽放泵44台，装机总容量3480千瓦，抽放主干管路4.5万m，基本形成了多层次立体抽放格局。全公司瓦斯抽放量由1991年的年抽放量3万m3，提高到2004年的4207万m3；钻孔长度由1991年的880m，增加到2004年的106万m，15年来累计抽放瓦斯3.9亿m3。现在我们力争通过23年的努力，使年瓦斯抽放量达到8000万m3。三、严格防治煤与瓦斯突出管理 针对矿区煤与瓦斯突出越来越严重的状况，平煤集团公司开展突出煤层区域性突出威胁性预测和防治、强制优先开采保护层和掘进工作面“四位一体”综合防突配套技术等煤与瓦斯突出研究，并对相关技术进行配套应用。一是按照21号令的要求，从优化、调整生产布局入手，强制优先开采保护层，从源头上消除突出危害，坚持“能保必保”的原则，在突出危险区域首先实施保护层开采技术。如四矿先开采己15煤层保护己16-17煤层，杜绝了己16-17煤层采掘工作面煤与瓦斯突出事故，生产过程中瓦斯超限次数也大大降低。二是坚持瓦斯治理由措施型向工程型转变，实现超前防治，加大工程治理瓦斯力度，条件具备的矿井工作面必须应用顶、底板抽放巷抽放瓦斯，偏Y型、W型等通风方式。集团公司按照吨煤10元的标准提取防突专项资金，专门用于瓦斯综合治理工程，对于瓦斯治理工程资金全额给予补贴，从而极大地调动了各矿施工瓦斯治理工程的积极性。三是依靠科技创新，实施保压深孔钻进、水力割缝和防突综合配套技术。防突综合配套技术采用先进的地质雷达探测工作面前方50m范围内的地质构造，利用电磁辐射技术预测突出危险，研究确定与构造复杂程度和突出危险程度相适应的防突技术参数，利用专门研制的防突钻机实施防突措施，大幅度提高了高突掘进工作面的掘进速度。四是充分发挥瓦斯地质的先导作用，对突出危险区域进行区域划分，实行分区分级管理，有效解放生产力，提高单产单进水平。五是为建立安全生产长效机制，我们组织有关专家和工程技术人员编制了高突矿井瓦斯综合治理长远规划。四、落实责任，强化瓦斯治理现场管理通过全面落实瓦斯治理的“八个坚持”，即坚持月度隐患排查制度，编制瓦斯重点监控采掘工作面一览表，实施重点管理；坚持签订防治瓦斯超限责任书制度，落实措施、责任人和奖罚规定；坚持现场瓦斯管理动态检查制度，查隐患，抓整改，保安全；坚持“瓦斯超限就是事故”原则，严格落实集团公司30条责任追究制，按照“三不放过”原则进行追查处理（2004年以来，集团公司共组织追查处理瓦斯超限事故68起，处理213人