强化瓦斯抽采利用确保企业安全发展

1、全国煤矿瓦斯抽米与利用工作会材料强化瓦斯抽米利用确保企业安全发展重庆松藻煤电有限责任公司二七年四月重庆松藻煤电有限责任公司瓦斯抽米与利用情况全国瓦斯抽采与利用工作会材料一、概况松藻煤电公司位于渝、黔交界的綦江县境内，矿区煤系地层为二迭系 龙潭组，共含煤12层，地质储量12.5亿吨，工业储量9.8亿吨。矿区现 有松藻煤矿、打通一矿、渝阳煤矿、石壕煤矿、逢春煤矿、同华煤矿六对 生产矿井，目前原煤生产能力600万吨/a ,2007年计划生产原煤480万吨。 矿区新建矿井和改扩建后，2011年规划能力达1075万吨/a。各矿均存在水、火、瓦斯、煤尘、顶板等自然灾害，地质构造复杂，大小断层较多，特别是煤

2、与瓦斯突出十分严重。现有六对生产矿井，均为 煤与瓦斯突出矿井。煤层瓦斯压力2.56.5MPa原始透气性系数5.71 X10-33.19 X 10-2 m2/MPs2?d，属极难抽采煤层。平均瓦斯含量17.1m3/t29m/t。煤层底板标高200 m水平以上现有瓦斯探明地质储量 383.23亿 用，除主采层8#( K3)以外，各矿有层数不等的局部可采的薄煤层 24层, 其可采区域的煤厚仅有0.71.1m。由于开采保护层的需要，在没有达到可 采厚度的区域也至少要开采一层临界薄煤层。建矿已来，瓦斯事故多发，主要为煤与瓦斯突出事故，累计 490次， 死亡251人，最大突出事故突出煤量 2910吨，瓦斯

3、38708万用，一次最多 死亡达125人。随着矿井延深和开采深度变化，瓦斯涌出量逐年增加，瓦斯威胁日益 加剧，严重影响矿井安全生产和生产能力的发挥。2003年绝对瓦斯涌出量433 m3/min , 2006年达602 m/min ;近4年增幅达39%。尤其是首采层工 作面，单面绝对瓦斯涌出量达 6070m/min，最高达130m/min。若不进行 瓦斯抽采，单面配风量需不低于13000 m3/min，才能确保回风流瓦斯控制在1鸠下，事实上是不可能做到的。矿区瓦斯简陋抽釆始于1970年，通过多年的投入、改造，六对生产矿 井现建有瓦斯抽釆泵站11个（其中采空区抽采泵站1个），有瓦斯抽釆泵 21台，

4、其中运行11台；安装抽釆管95.68Km,其中直径250mn以上主管60Km 配备抽釆钻机103台。三十多年来，随着原煤产量逐年递增，为保证安全生产，公司不断改 进抽采技术，更新抽采设备，完善抽釆系统，提高抽釆能力。2006年瓦斯抽采量达1.68亿用/年，吨煤瓦斯抽采量达37.93m3/t。在瓦斯综合利用方面，主要有民用、炭黑生产、瓦斯发电等。现全矿 区年瓦斯利用量6300万m左右，瓦斯利用率在37.5 %。其中，民用瓦斯 主要供矿区居民生活用气、公共取暖、烧锅炉等，现在使用瓦斯的居民已 达17000余户，年利用瓦斯约3600万m；炭黑生产实际耗量为10000用/t 炭黑，由于效益不好，炭黑厂

5、已于2006年8月15日关闭；瓦斯发电项目从2003年开始，已建设瓦斯发电站两座，装机容量为22 X 500kw, 2006年瓦斯发电达5075万kw.h，耗气量2200万m,机组单位耗气量0.33m3/kw.h , 电站单位投资0.34万元/kw.h，发电成本0.27元/kw.h （纯瓦斯价格按照 0.12元/m3计算）。二、瓦斯抽采的主要作法（一）抽采理念树立先采气后采煤的抽采理念，既解决安全生产问题，又将瓦斯作为资源开发。（二）抽采原则坚持“先抽后掘、先抽后采，应抽尽抽，综合抽采”和“高负压、严封闭、增透抽”的抽采原则。（三）抽采方式采用“穿层网格预抽采+本层预抽采+采空区抽采+围岩抽采

6、”的综合抽 米方式，在三维空间上构成了立体抽米格局。1. 穿层网格预抽采在煤层底板开掘专用瓦斯巷，采用穿层网格钻孔抽采预上邻近层瓦斯，ZG-150型钻机打孔（还有200型、300型），其抽采钻孔布置见图1。设计 参数：钻场间距1015m钻孔终孔间距10 15m钻孔直径：开孔87mm 终孔65mm孔深40112m穿过主采层0.5m,终孔控制半径7.5 m，采用 1 : 1水泥砂浆机械封孔，封孔长度 36m抽采时间最少12个月以上。长 时间、高负压提前抽采煤层和煤系地层的瓦斯，降低煤层和煤系地层的瓦 斯含量和压力，从治本上预防瓦斯事故的发生。E号层T号层仔号层图1穿层网格邻近层瓦斯抽放钻孔布置2.

7、 本层预抽采利用采区巷道使用顺层钻孔布置进行本层预抽采，抽采时间从工作面 回采前6个月开始直到回采结束，顺层钻孔布置成平行孔和交叉孔。顺层 钻孔设计参数：开孔间距610m钻孔角度35度，钻孔直径：开孔87mm 终孔65mm机械圭寸孔长度10m以上，孔深40 m以上。如图2。OQOO000_ -)O 一 9 U 0C图2本层瓦斯抽采钻孔布置3. 米空区瓦斯抽米工作面采止后瓦斯抽采量急剧衰减期为 14个月，对首采层采止1个 月后进行半封闭抽采采空区瓦斯，抽采浓度达 30%以上。通过采空区瓦斯 的抽米，可减少米空区瓦斯的涌出。4. 围岩瓦斯抽采采用直接接管抽采围岩断层、裂隙、溶洞瓦斯。（四）抽采输送

8、管道采用400mm的无缝钢管、玻钢管或碳钢卷管为矿井瓦斯抽采主管，降 彳氐系统阻力。（五）瓦斯抽采管理1. 抽采部署与考核采用“三同时”控制：一是采掘部署时，同时部署瓦斯抽采；二是安 排米掘生产时，同时安排瓦斯抽米工作；三是考核矿井绩效时，同时考核瓦斯抽米效果。2. 抽采设计与施工松藻矿区地质构造为二迭系乐平煤系龙潭煤组，成煤时期早，煤层结构致密，透气性差，根据科研考察结果，合理选择穿层钻孔抽采半径为7.8m, 取定为7.5m，并在全公司统一执行。每个工作面都必须根据瓦斯、地质资料进行正规的、针对性的设计，抽采设计报公司备案。不允许搞通用设计、先施工后设计、边施工边设计。抽采工程必须严格按设计

9、施工，工程完成之后必须验收合格才能投入使用。抽采钻孔抽检率不低于20%,封孔必须保证质量，抽检率不低于5%。3. 优化矿井抽采系统，减阻降耗(1) 增大抽采泵站能力矿区抽采泵站始建初期，均采用 SZ-4型真空泵抽采瓦斯。随着矿井 开采情况的变化和瓦斯量的递增，抽采泵逐渐从SZ-4型过渡至现在的SKA -500型。目前打通一矿采空区抽采泵选型达 SKA-720型，设计抽采混量 达 553nVmin，负压 600mmHg(2) 优化主管道系统减阻降耗矿区始建初期抽采管道直径：主管：d200mm支管：d100mm抽采管阻大，孔口负压低(仅 320mmHO2现矿区全部采用d400mn抽采主管， 孔口负

10、压上升到50100mmH左右，有效地保证了抽采终端的负压。(3) 采用大管径封孔管，减小孔口阻力原采用46分钢管封孔，人为在孔口段形成了“瓶颈”，加大了孔口 阻力。针对这种情况，公司将封孔管径统一扩大成 d38mm双抗”塑料封孔管，大幅度降低了孔口阻力4. 采用机械深封孔，提高瓦斯抽采浓度过去采用人工封孔，封孔深度0.52m采用机械封孔后，封孔深度达 610m提高了抽放钻孔气密性，泵站抽采浓度由3040%提高到5060% （个别矿井高达70%）。5. 穿层抽采孔反向布置30m治理保护层初次来压时高瓦斯涌出开采首采层时，公司统一规定穿层钻孔必须以首采层切割巷为界，向 后方原始煤体抽采控制距离不小

11、于 30m执行后对防止初次来压时高瓦斯涌 出效果显著。6. 钻场钻孔管理邻近层抽采钻场采取“前三后五”挂牌管理，在保护层工作面开采线 前方3个钻场及后方5个钻场，按旬测定瓦斯浓度、负压、压差、抽采量 等参数，填入现场“抽采管理牌板”。其它抽采钻孔按旬测定瓦斯浓度，浓度低于10%的钻孔，查明原因，及时控抽或封堵。抽采管路系统安装放水器和排渣器，按旬检查完好情况， 并实行挂牌管理。三、抽采效果2006年，瓦斯抽采量1.68亿用，全公司吨煤抽采量 37.93m3/t，大量 减少了采掘工作面瓦斯超限次数。矿井始抽时间至2006年止已抽煤层气量（万朋）2006年抽采量（万用）2006年吨煤抽采量（m3/

12、 吨）2006年抽采率（%）2006年利用量（万用）2006年利用率（%）松藻公司177407.516883.9137.9353.90630037.5松藻煤矿197036065.663439.1737.3653.75106631同华煤矿197513567.571363.8758.8668.6534125打通一矿197648200.384669.9934.0953.981700.536.4渝阳煤矿197834885.312470.239.2852.601037.542逢春煤矿198812932.061440.5544.2354.7472050石壕煤矿198331756.523500.1335.9

13、050.28143541全公司近5年瓦斯抽采率由45%增加到53%，瓦斯平均抽采浓度由45%增加到50%。四、抽采体会（一）注重抽采机构建设是搞好矿井瓦斯抽采的组织保证公司各矿井都成立了专门的瓦斯抽采专业队伍，负责抽采工程的设计、 施工、管理工作。抽采队队级领导 34人，配有技术员或工程师。抽采队 人数根据本矿抽采工作量大小而定，几十至百人不等，抽采队归矿通风科 直接管理，在矿总工的领导下开展工作，为矿井瓦斯抽采工作提供了有力 的组织保证。（二）健全瓦斯抽采管理制度是抓好矿井瓦斯抽采的制度保障公司专门制定了瓦斯抽采技术管理办法、瓦斯抽采绩效管理办法、 瓦斯抽采奖励办法、瓦斯抽采钻孔验收制度等系

14、列制度和办法，确 保了瓦斯抽采工作的有序进行。（三）坚持科技进步与装备投入并重是促进瓦斯抽采的有效途径长期以来，公司一直针对瓦斯抽采与利用的技术难题进行研究，特别 是在抽采系统优化、抽采方式、抽采布孔参数、增加透气性、封孔工艺、 钻孔机具、计量装备、安全抽采、抽采效果与开采安全性、综合利用的研 究等方面做了大量的工作，并收到较好的效果，目前正向安全高效抽采、 在线监控计量及以抽保用、以用促抽的良性方向发展。在抽采装备的投入上，公司不断加大安全投入力度，引进大功率、高强度的抽采设备。通过努力，抽采钻尺由 2000年的45.2万m增长到2006 年的120.2万m年均增幅达25% ;瓦斯抽采量由2

15、000年的7634万m3增 长到2006年的1.68亿m,年均增幅达30%，吨煤抽采37.93 m/t，创下 了历史纪录。（四）不断寻求瓦斯综合利用新技术是实现瓦斯资源利用产业化的发展 之路松藻矿区由于受地理环境制约，瓦斯利用渠道较窄，通过从民用-化 工-发电的不断探索，逐步走向了瓦斯资源利用产业化的发展之路。五、松藻矿区今后瓦斯抽采与利用的研究方向松藻矿区瓦斯抽采与利用虽然在近些年取得了一定的成绩，但离国家煤矿安全监察局下达的抽采指标还相差甚远，还必须借鉴兄弟单位的先进 经验，同时，充分利用国家“十一五瓦斯抽采与利用重大科技项目示范单 位”的有利时机，走产学研结合的道路，推广应用先进技术和科

16、技成果， 使矿区的瓦斯抽采与利用上一个新台阶。近期内我们将向下述研究方向发展：（一）增加煤层透气性技术的应用与研究研究应用“高能空气压裂增透技术”、“高压水力割缝与扩孔增透技术”、“上向分枝钻进技术”等新技术，增加煤体透气性。（二）高效长距离多岩性钻机开采煤层气技术与装备应用与研究研究应用大功率、高强度、适合松藻矿区巷道尺寸的钻机，实施顺层、 穿层长孔增大控制抽采范围，提高抽采量，消灭采煤工作面抽采空白带， 实现安全高效回采。（三）初步建立煤层气开采地质信息平台的应用与研究研究应用钻孔成像、核磁共振和地质雷达对瓦斯储层测试、富集区探 测，建立矿区瓦斯地质信息平台，为瓦斯开发和矿井安全生产提供科学的 依据。（四）瓦斯利用研究根据瓦斯抽采量对瓦斯发电项目总体规划，分步实施。同时，研究利 用低浓度（530%）瓦斯发电。六、建议（一）建议国家从矿井安全和环保两方面整体利益为出发点，对瓦斯 抽采给予政策