0916113035瓦斯治理考察报告.docx

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0916113035瓦斯治理考察报告

集团公司瓦斯治理考察报告

（2008年9月15日）

自9月8日至9月12日，集团公司副总工程师张建国带队，一行7人，赴重庆松藻煤电有限责任公司和煤科总院重庆分院，通过下井参观和地面座谈，学习、考察了重庆地区瓦斯治理的新技术、新装备和先进经验，现将考察情况汇报如下：

一、基本概况

（一）重庆松藻煤电公司

该矿区地质构造复杂，瓦斯灾害十分严重。

历史上发生突出486次，年最多突出75次；最大突出煤量2910t、喷出瓦斯25.4万m3，1960年发生一次突出死亡125人事故；打钻发生突出30次，死亡50多人。

矿区煤系地层为二叠系龙潭组，含煤5～14层，主采8号煤层为严重突出煤层，厚度1.5～3.2m；上下均为局部可采的弱突出薄煤层2～4层，煤厚0.5～1.3m，距离8号煤层6～30m。

矿区煤层瓦斯压力1.5～6.5MPa，瓦斯含量17.1～29.0m3/t，透气性系数1.37×10-4～7.66×10-4mD。

2007年，全公司矿井绝对瓦斯涌出量700m3/min，相对瓦斯涌出量71.7～108.7m3/t，产量489万t。

近年来，该公司坚持“可保尽保、应抽尽抽、先抽后掘、先抽后采”的指导原则和“系统可靠是前提、部署达标是基础、技术进步是关键、科学管理是保障”为核心的瓦斯治理理念。

着力于采掘部署“三超前”，实现“掘、抽、采”协调发展，效果明显。

2005年、2007年消灭了突出事故，2007年与2004年相比，瓦斯抽采量增加7400万m3，达到1.96亿m3；吨煤瓦斯抽采量增加7.89m3/t，达到40.06m3/t；矿井瓦斯抽采率增加4.83％，达到55.89％；吨煤瓦斯抽采钻孔进尺量增加0.08m/t，达到0.3065m/t。

（二）煤科总院重庆分院

重庆分院成立于1965年，隶属于煤炭科学研究总院，1999年7月转制为科技型企业，主要从事工业安全和环境保护等领域的技术研究、产品开发制造及经营。

该院专业技术实力雄厚，拥有一支高素质的科技人才队伍，特别是在工业安全领域内拥有较强的技术优势和人才优势，现有员工860人，专业技术人员562人，其中研究员30人、高级工程师150人、工程师205人。

是教育部批准的安全技术与工程博士学位，安全技术与工程硕士学位、采矿工程硕士学位授予单位，现有博士10人，硕士48人。

该院主要从事瓦斯通风防灭火研究、粉尘环保研究、工业防隔爆研究、岩土工程研究、安全仪器仪表和检测监控系统的开发研究、安全装备开发研究、救护技术及产品的开发研究、工程塑料应用开发研究等。

该院拥有一流的实验设施。

有亚太地区规模最大、我国唯一的气体粉尘爆炸试验巷道；有矿井粉尘、通风和火灾试验巷道；还建有瓦斯及煤层气开发利用、高压水射流、通风防灭火、工程检测物理勘探技术、瓦斯煤尘爆炸防治技术、大气环境治理、安全防护等重点实验室。

在产品开发、生产及技术服务方面。

重庆分院具有研究、生产制造、质量检验和技术服务的综合实力。

建院以来，先后承担完成了国家“六·五”至“十一·五”重大科技攻关项目、行业重点项目及省市科研项目720余项，其中210余项获国家发明奖和国家、部省市科技进步奖，30余项获国家专利，初步形成瓦斯含量直接测定、瓦斯治理及突出防治、瓦斯抽放及利用以及无线电波透视仪、多功能高密度直流电法仪、防爆地质超前探测仪等成龙配套的技术和装备。

近几年，该院研究开发了煤矿瓦斯灾害预警系统，该系统包括瓦斯地质分析、突出预警分析、防突管理、瓦斯抽采管理、监控数据分析等10个子系统。

结合矿井煤矿事故发生规律，充分利用和发挥现有煤矿安全监控系统、信息技术和煤矿灾害防治技术的优势，实时、动态收集尽可能多的安全信息，并经过综合分析后，从系统论的观点，在时、空的连续性上，对井下各作业场所的安全状态和发展趋势进行超前的预测、评价和警示，并自动给出相应的防范措施和建议。

二、松煤公司先进技术和经验

瓦斯治理技术思路：

首先施工煤层底板岩石巷道，利用底板瓦斯抽采巷道，向煤层打穿层钻孔进行抽放（穿透所有煤层，钻孔深度60m左右），再利用弱突出薄煤层（0.8～1.3m）实施保护层开采，然后开采突出危险被消除的主采煤层。

瓦斯治理成本：

瓦斯治理费用吨煤达80元，占吨煤成本的近三分之一。

（一）合理采掘部署，实现瓦斯治理“三超前”

“三超前”是指突出矿井的专用瓦斯抽采巷道掘进超前于抽采工程、瓦斯抽采工程超前于保护层开采、保护层开采超前于被保护层开采。

⒈掘进超前

一是要求在水平生产能力开始递减前1～1.5年，必须完成接替水平的基本井巷工程、安全系统、安装工程；在采区生产能力开始递减的前6个月，接替采区必须完成设备安装并调试运转正常。

二是要求底板开拓系统必须超前专用瓦斯抽采巷道一个工作面条带，确保专用瓦斯抽采巷道的施工；三是要求煤层开拓系统必须超前准备工作面至少一个工作面区域，确保下一个工作面的施工进入空间。

四是专用瓦斯抽采巷道必须超前于一个保护层准备工作面，以确保保护层准备工作面巷道掘进时满足先抽后掘的要求；五是要求保护层工作面的回采巷道采前形成时间不少于8个月，以满足首采层工作面本层先抽后采的要求。

⒉瓦斯抽采超前

要求首采薄煤层保护层（也有突出危险）掘进前的穿层预抽、回采前的本层预抽和邻近层预抽时间不少于6个月，同时要求瓦斯预抽率不少于30％。

⒊保护层开采超前

要求矿井保护煤量可采期不得少于30个月，可供布置工作面的保护煤量可采期不得少于20个月。

（二）依靠技术进步，落实“三超前”

⒈提高掘进速度，达到掘进超前

在掘进超前上，通过创新石门揭煤技术、应用地质构造超前物探技术、开展掘进装备与工艺等研究，不断刷新掘进单进记录，不但确保了掘进超前的实现，而且为治理瓦斯留足了时空。

一是创新了渐进式快速石门揭煤四个关键技术。

即快速预测技术、增透消突技术、移动安全屏障技术、松软煤体固化技术。

这四项技术的成功应用，使揭煤不放震动炮，揭煤时间缩短30％，并且实现了揭煤不发生突出。

二是初步建立了矿井地质构造超前物探技术体系。

引进与应用DTC－150（重庆分院生产）、KDZ1114－3地质超前探测仪，定期预报掘进工作面前方60～150m内的地质变化。

不但能准确地预报掘进工作面前方的地质构造，同时可减少钻探数量和工程量。

三是开展掘进装备与工艺研究。

从改造排矸系统直通化入手，简化运输环节，改进辅助运输方式，开展窄机身综掘、钻爆工艺及支护新技术的应用攻关，全面提高掘进单进。

⒉强化抽采技术攻关，确保抽采超前

该公司致力于对瓦斯抽采超前的技术难题进行研究，特别是在增加煤层透气性、钻进工艺、钻孔机具、封孔工艺等方面做了大量的工作，并收到较好的效果。

一是研究应用增透预抽瓦斯技术。

应用深孔预裂爆破后，钻孔瓦斯抽采量增加12％～30％，缩短抽采时间30％～45％；应用高压水力增透技术，提高钻孔单位时间抽采量170％。

二是进行松软突出煤层钻机与钻进工艺配套研究。

如引进ZY1250（重庆分院生产）和MK－4型钻机配合螺旋钻杆和压风排粉工艺施工φ96mm顺层钻孔，平均孔深89.4m,最大孔深168m，实现了首采突出层工作面无“空白带”超前抽采。

三是开展抽采钻具适用性研究。

应用潜孔锤钻进过硬岩技术，节省时间50％、降低成本61％；应用金刚石复合片钻头实现了多岩性钻进一次成孔，台机效率4032m/月。

四是深化封孔工艺研究。

应用马丽散封堵本煤层钻孔，单孔抽采瓦斯浓度达35％～95％，提高了280％；100个钻孔抽采量提高233％，达1.33m3/min。

⒊坚持机械化开采，确保保护层开采超前

在薄煤层开采超前上，积极推进薄煤层机采、综采工艺，构建防突“三级”预测体系，完善了防突工艺和实施采空区抽采等工作，不仅加快了保护层工作面的推进，而且有效地提高了被保护煤量。

一是推进保护层工作面采煤机械化。

目前，全公司中已有5对矿井10余个0.8～1.3m的薄煤层工作面实行了高档机采与综合机械化采煤。

二是建立了防突“三级”预测体系。

公司研究建立了综合防突体系，将防突预测工作分成：

区域预测、小块段预测和局部预测三级，使防突工作由粗到细、由细到准确，减少防突工程量60％～70％。

三是研究完善了防突工艺。

20世纪90年代，该公司在推行“四位一体”的防突措施时，打钻孔需要3～5道工序，2套以上机具，费工费时。

通过对防突新工艺的研究，只需1套机具、1个工种人员，在原有一个工序内完成预测、消突、检验等工作，防突施工速度提高了50％。

四是建立采空区抽采系统，实施瓦斯分源治理。

针对保护层工作面瓦斯涌出量大，在采取穿层卸压抽、本层预抽、风排措施的基础上，对采空区实施瓦斯抽采，有效地解决了保护层工作面开采瓦斯威胁，单面采空区年抽采瓦斯800万m3以上。

（三）严格管理，确保“三超前”

为实现矿井部署“三超前”指标达标，该公司成立了以总经理为组长的领导小组，制定了相关管理办法，确保矿井“三超前”计划兑现。

一是制定“三超前”达标管理办法。

明确各矿井“三超前”具体控制指标，分年下达“三超前”目标计划，按标准考核定级，奖励“三超前”甲级矿井25万元、乙级矿井15万元，未达级矿井处罚15万元。

二是制定了掘进单进创历史记录奖励办法。

凡月度安全、质量等指标达到考核要求的掘进队，公司对单进创公司（矿）历史记录的，分别奖励队1～5万元。

三是制定了抽采绩效考核办法。

把吨煤抽采量、吨煤抽采进尺、矿井抽采率、抽采浓度与矿井绩效、矿领导年薪挂钩考核，同时规定突出薄煤层保护层巷道掘进条带或石门揭煤、保护层工作面本层预抽率（或时间）不足、被保护层卸压抽采超前距不足，处罚矿长、总工等各800～2000元。

四是制定了保护层开采创水平奖励办法。

凡年度保护层工作面安全质量标准化达到考核要求的矿井，公司奖励创水平甲级矿井25万元、乙级矿井20万元、丙级矿井15万元。

三、建议

近几年，集团公司在瓦斯综合治理上，也下了很大功夫，取得一定的成绩。

但随着多数矿井开采深度的延伸，煤层瓦斯压力、瓦斯含量大幅度增加，加之矿区构造由局部构造进入区域性构造，煤层冲击地压、瓦斯应力、地应力、采动应力等多种因素相互交织，煤与瓦斯突出、冲击地压灾害日趋严重，当前面临的防突形势越来越严峻。

通过考察，我们认为，集团公司的防突管理工作在新技术、新装备应用和技术管理精细化等方面还存在一定的差距。

集团公司下一步瓦斯治理工作应以瓦斯抽采、瓦斯治理工程、开采保护层、石门揭煤等关键环节为重点，深化一通三防安全质量标准化建设，开展适应平顶山矿区条件的瓦斯综合治理和矿区安全高效开采关键技术攻关，建立矿区瓦斯综合治理技术体系，创建安全高效型和本质安全型矿井。

（一）强力推进保护层开采

鉴于松煤公司已成功应用0.8～1.3m薄煤层快速掘进和综采、高档普采开采保护层，消除被保护层工作面突出危险性，并且工作面月推进度达到100m，为集团公司实施保护层开采提供了示范。

集团公司应按照“应保尽保、应抽尽抽”的原则，大力推进瓦斯治理实现“四个转变”，强力开展区域防突措施的实施，尽快出台、落实配套政策、规定，强制要求突出矿井严格执行。

确保经过3年的调整，突出矿井真正达到“抽、掘、采”平衡，实现“不掘突出头、不采突出面”的目标。

（二）加强保护层开采效果考察

四矿、五矿曾经尝试过保护层开采技术，积累了一些经验。

但集团公司实施大规模保护层开采，应进一步加强开采效果考察，以近距离保护层开采防突和防瓦斯超限为重点，不断测定参数、收集数据，达到定量分析、研究，进一步总结经验，以点带面，推广交流应用，全面提高保护层开采瓦斯治理效果。

（三）强化防突基础参数测试

加强突出矿井煤层瓦斯压力、瓦斯含量、透气性系数、排放半径、抽放半径等基础参数的测试。

目前，对这些基础资料掌握的太少，有的矿每组煤层只有一组数据，只是一个点，起不到指导生产的作用。

建议突出矿井揭露原始煤层、垂深每增加50m和工作面推进200m，利用重庆分院生产的DGC瓦斯含量快速测定装置进行压力、含量测试；工作面每50～100m取一组煤样，化验△P、f等突出参数，有构造或煤层变化地段适当增加取样密度。

同时加强瓦斯地质图编制管理，硬性规定突出矿井及时收集、测定、整理开采过程中的风量、瓦斯涌出量、防突指标数据及地质构造资料，并填绘到瓦斯地质图上，填图周期不大于一个月，为防突工作提供技术依据。

（四）建立工作面危险性评价和预警升级制度

鉴于突出的复杂性，各突出矿井要开展分区域性预测、工作面预报、突出征兆预警等多层次的预测预报体系研究。

建立采掘工作面突出预测预报敏感指标及其临界值体系、突出煤层突出危险性程度区域划分工作方法及指标体系、区域性防突措施（卸压层开采、穿层钻孔预抽、顺层钻孔预抽）消突效果考察指标体系和非突出煤层演变升级动态监测指标体系。

评价内容包括瓦斯抽放、通风系统、监测监控等瓦斯防治手段和措施是否到位。

突出煤层所有采掘工作面都要通过评价和审核，否则不准施工。

（五）加大瓦斯治理横向联合

充分利用科研院校的技术攻关能力，开展瓦斯综合治理的横向联合，培养、锻炼集团公司瓦斯治理技术队伍。

利用专业化单位的研发能力和成熟的技术装备，避免走自主研发钻具出现的技术弱、取证难、规模小、升级慢的弯路。

如煤科总院重庆分院生产的钻机有4大类35个系列，分别以电、液、气等为动力。

ZY1250型钻机专为松软低透气性煤层定制，在松藻矿区应用，150m深度钻孔，成孔率达到80%；120m以上钻孔，成孔率90%。

因此，建议集团公司加大与钻具生产单位的横向联合试验，积极引进推广应用先进的打钻机具，根据煤层赋存状况，合理选择钻机类型，多打孔、打大孔、打深孔，消除工作面瓦斯抽放空白带，加大本煤层抽放力度，提前释放工作面瓦斯压力和含量，提高预抽效果，达到降低和消除突出危险性的目的。

（六）加强防突技术人才管理、培养

目前，集团公司突出矿井防突技术人员匮乏，瓦斯地质专业人员就更少。

全公司14对高突矿井，从事防突工作的技术管理人员77人，其中瓦斯地质人员只有13人，8个单位没有瓦斯地质人员，难以适应当前严峻的防突形势。

按照集团公司《防治煤与瓦斯突出管理办法》平煤〔2007〕214号文件规定，全公司防突技术管理人员至少应达到120人以上。

建议对突出矿井防突技术管理人员进行调整、充实，不折不扣执行214号文件规定；集团公司下发指导性意见，实行防突抵押、奖励和津贴制度，提高防突技术管理人员的经济待遇，避免转岗现象；积极采取招聘、定向委培、技术培训等方式尽快培养防突技术管理人员，确保经过3年的努力，培养一批技术管理人员，满足防突工作的需要。

附：

考察人员名单

张建国集团公司副总工程师

吕有厂十二矿总工程师

欧阳广斌四矿总工程师

张福旺十矿总工程师

李连春八矿副总工程师

李俊峰开拓处综掘科科长

潘峰通风管理中心综合科科长