“三软”突出煤层瓦斯治理技术与应用

郑煤集团公司位于河南豫西产煤区，地质条件特殊，属于“三软” 煤层(顶板软、底板软、煤层软)且煤层瓦斯含量高。近年来，随着开采深度的增加，多数主力矿井由低瓦斯升级为高突瓦斯矿井，郑煤集团饱受矿井瓦斯灾害威胁，1996年以来共发生大小瓦斯突出达64次。2004年10月20日，在21岩石下山掘进工作面发生特大瓦斯爆炸事故，造成148人死亡。

从2005年开始，郑煤集团公司在国家煤矿安全监察局和科技部的支持下，取得了“三软”突出煤层瓦斯治理的重大技术突破，努力探索瓦斯防治的现代化手段，使郑州矿区安全生产跨上了一个新台阶。

确立“三软”煤层瓦斯治理战略
郑煤集团贯彻“先抽后采、监测监控、以风定产”的十二字方针，采用先进高效采煤方法，实现瓦斯和煤炭两个资源安全高效共采(见表1)。

探索“三软”煤层瓦斯地质规律
针对“三软”煤层特殊的地质条件，郑煤集团联合高校，投入大量的人力物力，历时2年，对区域瓦斯地质规律进行了大规模的分析研究，完成了《新密煤田瓦斯

地质规律研究报告》和所属6对高突矿井瓦斯地质规律研究报告；以上述科研成果为基础，编绘了矿区和矿井两级瓦斯地质图，并随采掘生产进展及时修编，服务于矿井的安全生产管理。

根据矿区、矿井瓦斯地质图和高突区区域探测及消突技术的实施情况，郑煤集团与河南理工大学在国内率先提出了采掘工作面瓦斯地质评价技术及编图方法，并在一些回采工作面进行瓦斯地质编图示范应用；提出了“三软”煤层突出区域预测瓦斯地质方法和《“三软”突出煤层采掘工作面瓦斯地质图技术标准》。目前，三级瓦斯地质图已成为集团公司瓦斯防治和生产矿井高突区采掘技术管理、生产指挥的必备手段之一。

构建“三软”突出煤层防突技术体系
“三软”突出煤层有其特殊的瓦斯地质、瓦斯赋存和运移规律，表现出受地质(构造)影响的复杂性、在时间和空间上赋存的极不稳定性等显著特征。郑煤集团在对这些规律和特征系统研究的基础上，引进先进适用技术进行二次开发和再攻关，初步形成了适合郑州矿区特殊地质条件的瓦斯治理技术体系，掌握了“三软”突出煤层掘进和回采中瓦斯防突、消突关键技术。有效增强了突出矿井防突能力和安全保障程度。　　

努力打造瓦斯防治的现代化手段
瓦斯治理历来是煤矿安全生产的重点与难点。传统的粗放技术和管理手段已经难以适应日益复杂的煤矿“一通三防”管理工作，必须借助高新技术手段来加强矿井通风与瓦斯防治管理。郑煤集团公司推出“瓦斯防治导航技术”和“瓦斯防治管理评价技术”在瓦斯治理方面做了积极探索。

1.瓦斯防治导航技术和应用系统
郑煤集团提出的煤矿瓦斯防治信息集成与安全导航技术，是将煤矿测量空间信息、采掘工程信息、瓦斯地质信息、通风系统及日常管理信息、生产与环境实时状态参数等，集成、叠加在数字化的采掘工程平面图上，以可视化的方式对采掘生产活动进展实时动态分析诊断、监控管理，通过“人—机”互动，实现井下采掘作业时对瓦斯的预测、预报、预警、预防导航功能。(见图1)

2006年6月1日，煤矿生产矿井瓦斯防治导航系统在郑煤集团6对矿井安装应用，并与集团本部总调度室以及采、掘、机、运、通、地质测量、技术中心等相关职能部门联网运行，在安全生产管理中发挥了重要作用，

主要表现在：（1）矿井监测监控数据直观可视，满足安全调度分析、判断、指挥；（2）及时对采掘作业安全隐患进行辨识评价与导航；（3）对通风系统设施安全管理及时监控；（4）瓦斯管理。

由于系统实现了上述功能，郑煤集团瓦斯防治管理更加准确、规范、科学，管理工作效率大为提高。随着系统的进一步完善，目前已经在郑煤集团推广应用，该系统已经成为郑煤集团安全管理必备的现代化手段之一。

2.瓦斯防治管理评价技术
在总结多年来瓦斯防治的经验与教训基础上，郑煤集团提出了“瓦斯防治管理评价技术”(见图2)，并建立

了相应的制度。实行瓦斯防治评价制度的目的是为了强化采、掘工作面瓦斯管理，完善制度，强化责任，进一步落实瓦斯分级管理、分源治理。集团公司要求对所有的采掘工作面逐月评价，新开工的采掘工作面先评价后施工。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，所有采、掘工作面未通过评价和审核的，不准施工。并实行瓦斯评价风险抵押机制，所有参与瓦斯评价的人员都具有一定风险性，促使其对瓦斯评价的客观准确，认真严谨。该技术的实施收到了良好的效果，有效地杜绝了瓦斯事故的发生。

郑煤集团“瓦斯防治管理评价技术”和评价制度，是安全评价技术与煤矿日常瓦斯防治管理工作的有机融合，实际应用效果显著，值得在煤矿“一通三防”工作中推广应用。

郑煤集团在“三软”煤层瓦斯治理方面进行了探索，取得了一些研究成果,但在“三软”突出煤层安全高效开采方面仍然缺乏必要的技术储备和管理经验，将在今后作进一步完善。

实习编辑 程 燕