瓦斯先抽后采经验

焦作煤业（集团）有限责任公司

一、矿区概况

焦作矿区位于河南省西北部太行山南麓，华北煤田的西南边缘，东西长65km，南北宽2～15km，含煤面积350km²，属于石炭二迭系煤层，含煤11～14层，其中可采三层，即二₁煤、一₅煤和一₂煤。主采煤层为山西组二₁煤，倾角8°～16°，平均煤厚5.6m，煤层直接顶板多为泥岩、粉砂岩和砂质页岩，封闭程度好，透气性差。本煤层无煤尘爆炸危险，无自燃发火倾向，但具有严重的煤与瓦斯突出危险。

焦作矿区已具有100多年的开采历史，现有11对生产矿井，除白庄矿外，均为煤与瓦斯突出矿井，主采煤层二₁煤瓦斯含量15～30m³/t ，煤层瓦斯压力0.7～2.42Mpa，煤层透气性系数1.1×10^-3～5.64×10^-2m³/at².d，属于可以抽放煤层。自1955年6月24日李封矿发生第一次煤与瓦斯突出以来，到2005年底已发生煤与瓦斯突出340多次，其中最大一次煤与瓦斯突出，突出煤量2397t，瓦斯量23.25万m³，突出造成了多起大型伤亡事故，对焦煤集团的安全生产和经济发展造成了巨大的影响。随着矿井向深部的发展，瓦斯含量逐渐增高，煤与瓦斯突出危险日趋严重，使企业生产举步为艰，瓦斯问题已成为制约焦煤集团安全生产和可持续发展的突出问题。抽放是治理矿井瓦斯的根本性措施，为了从源头上消除瓦斯灾害，集团公司从1964年就开始了瓦斯抽放工作，先后在地面建立了瓦斯抽放泵站，全面开展了本煤层瓦斯抽放工作，由于当时采用的全部是2YK系列的抽放泵，能力小、效率低，全局的年抽放量从1965年～1989年始终保持在400～780万m³/年。随着抽放设备的技术发展，逐渐改造更新了部分效率较高、能力较大的2YK系统抽放泵，不断更新了部分抽放钻具，研究了边采边抽和巷帮抽放等技术。年瓦斯抽放量1990年～1998年全公司达到了1000～1300万m³/年。

为了治理瓦斯灾害，我们依靠科技进步，坚持“先抽后采、监测监控、以风定产”的方针，贯彻“风量足、断面够、系统顺、设施牢”的十二字原则，围绕“通风是基础，抽放是关键，防突是重点，监控是保障”的思路。从2001年开始，我们通过全面的技术调研，咨询有关专家，进行了可行性研究，确定了实现抽放“四大”，即大抽放泵、大抽放管、大钻机、大钻孔。多渠道筹集资金，对5对矿井7个地面抽放泵站的8套抽放系统进行了全面的更新技术改造，建立了6套井下抽放系统，共更新2BE系列大流量、高负压抽放泵15台，更新φ450 mm聚乙烯主抽放管路3万m，工作面φ200mm～φ250mm抽放管路5万m，更新大功率抽放钻机22台，新增抽放计量监控系统14套，新打抽放管道井5个，累计总深621m。通过技术改造，基本实现了焦煤集团抽放工作“四大”的目标，使抽放能力由1500万m³，增加到1亿m³。

在抽采的同时，采取多种措施，提高抽采浓度进行瓦斯利用，形成了以利用促抽采，以抽采保安全的良性循环，取得了显著的成效，有效杜绝重大瓦斯灾害事故，为企业的安全和经济发展创造了条件。

二、矿区瓦斯抽采技术

焦煤集团多年来以防止矿井煤与瓦斯突出为重点，循序渐进，开展了系统的抽放技术研究工作，从上世纪50年代开始，焦煤集团就积极与有关科研单位、大专院校合作，联合进行攻关，先后实施了各种抽放技术措施，

在抽放瓦斯技术上现在采用了本煤层采（掘）工作面预抽，边采（掘）边抽为主要形式的多种抽放方法，主要有平行钻孔、交叉钻孔、网格抽放、高位抽放、上隅角抽放、回采工作面浅孔卸压带抽放、采（掘）工作面预抽、边采（掘）边抽的抽放方法，采用了风力排粉和聚胺脂化学封孔工艺，使抽放量大幅度提高。主要抽放方法有以下几种：

1、掘进工作面

掘进工作面采用正前预抽、巷帮预抽及边掘边抽。

⑴掘进工作面预抽：在掘进工作面正前打7～10个抽放孔，孔径不小于89 mm，孔深30～50m，钻孔控制巷帮轮廓线外3m以上。

⑵巷帮预抽、边掘边抽钻孔布置：在掘进巷道两帮错口开掘钻场，钻场深度4～5m，两钻场间距50m左右，每个钻场内抽放钻孔不少于3个，孔径不小于75mm，抽放孔距巷帮不小于2m，平行于巷道方向，抽放孔深为钻场间距减5m。见附图1

2、采煤工作面

采煤工作面采用预抽，包括平行钻孔抽放、交叉孔抽放、网格抽放等)；开采期间采用边采边抽、高位抽放、工作面浅孔卸压带抽放、交叉钻孔、网格抽放和上隅角埋管抽放等。

⑴ 预抽：在掘进期间，利用掘进间隙时间及时施工工作面抽放孔，及时连孔抽放，既减少了掘进工作面瓦斯涌出量，又增加了回采工作面预抽时间。

⑵ 平行钻孔抽采：采煤工作面上下风道沿走向每1～2m布置一个抽放钻孔，钻孔孔径不小于89mm，上下风道抽放钻孔相交5～10m，消除抽放空白带，工作面预抽时间不小于4个月，抽放率不低于30%。见附图2

⑶交叉钻孔抽放：在工作面上下风道平行孔的基础上，布置斜向孔，平行孔与斜向孔夹角15～20度，高差0.4m左右，斜向孔向工作面方向倾斜。见附图2

⑷网格抽放：在工作面上下风巷道之间，沿走向每隔150～200m作一条联络巷，在联络巷内沿走向向两侧施工抽放孔，抽放孔间距为1～3m，孔径89mm，孔深65～100m，与工作面平行孔形成网格式抽放方式。见附图3

⑸高位抽放：解决工作面采空区瓦斯涌出量大，工作面上隅角和上风道瓦斯经常处于临界值或局部超限，在工作面回风巷下帮作高位抽放钻场，钻孔在顶板10m以上岩层中开孔，布置4～6个抽放孔，孔深80～100m，孔落底在工作面采空区顶部裂隙带内，控制上安全口及以下20m范围，两钻场之间钻孔搭接不少于20m，进行瓦斯抽放以减少采空区瓦斯涌出。见附图4

⑹扇形抽放：在工作面扇形孔，沿走向每隔100～150m布置一个钻场，孔长50～75m，孔径φ89mm。见附图4

⑺浅孔卸压带抽放：利用回采间隙在回采工作面切眼沿倾斜打走向孔，孔深9m，孔距1.5m，孔径89mm，利用回采间隙进行瓦斯抽放，以减小工作面瓦斯涌出量，防止突出事故发生。见附图5

⑻上隅角埋管抽放：在工作面上隅角瓦斯涌出比较大时，采用上隅角埋管抽放方法。在上隅角沿走向铺设φ100mm钢管，钢管间隔3～5m开孔，抽放上隅角瓦斯。

3、在抽采方式上采用了分源抽放方法，提高抽放浓度。主要方法有：

⑴采掘工作面本煤层抽放孔，采用高负压抽放，利用地面抽放泵抽放；

⑵高位抽放、工作面浅孔卸压带抽放孔、上隅角埋管抽放采用低负压大流量，利用井下泵站抽放。

三、瓦斯抽采管理

集团公司从焦作矿区的实际出发，根据煤与瓦斯突出严重的特点，始终把矿井的抽放工作放在重要位置，坚持党、政、工、团齐抓共管。建立了矿区完善的抽放管理机制。集团公司除主管生产副总经理和总工程师亲自抓抽放工作外，还明确一名副总工程师专门负责集团公司的抽放工作；在技术管理处设置有瓦斯抽放科，全面负责集团公司抽放日常业务技术管理工作；各矿井明确总工程师主管抽放工作，并专门设立了一名副总工程师专管抽放工作，矿井设立防突科、安全区负责抽放各项措施的实施与管理工作；各矿井认真坚持每周召开一次安全现场办公会，每月召开一次抽放例会，全面分析抽放情况，研究制定具体的抽放措施，强化了瓦斯抽放管理工作，主要做法有：

1、建立抽放管理责任制，每个钻孔打好后及时连抽，并建立台帐，每旬至少测定一遍，对有水的抽放孔及时安装放水器放水，并安排专人每天进行巡回检查维护管路，回采工作面上下风道在工作面未采到前，不准提前甩孔，坚持抽放，对需要进行调整的抽放孔及时进行调控，保证抽放系统经常处于最佳状态。

2、明确抽放一票否决制，新投产的回采工作面开工前，必须进行验收，瓦斯预抽期不足4～6个月，抽出率达不到《煤矿安全规程》规定的一律不准投产，督促各矿合理调整生产地区，保证抽放工作的正常进行。

3、根据工作面上下风道掘进瓦斯资料，绘制瓦斯综合地质剖面图，划出突出危险条带；

4、进行回采工作面抽放设计；

5、严格按设计施工抽放钻孔；

6、为保证施工钻孔质量，建立钻孔施工验收制度，安排专人验收检查；

7、打成的抽放孔及时连孔抽放；

8、需要安装放水器的地方安装放水器，及时放水；

9、每周测定抽放参数；

10、安排专人对抽放系统巡回检查，发现问题及时处理。

四、瓦斯抽采与利用激励办法

集团公司每年编制年度瓦斯抽采和利用量计划下达各矿，要求各矿按季度分解做为季度考核依据，并报集团公司，集团公司每季度组织考核验收，奖罚兑现。具体做法有：

1、矿长、矿总工程师是抽采和利用计划完成的第一责任人，要切实转变观念，把抽采和利用工作放在重要的位置，合理安排抽采地区和抽采队伍，推广先进抽采方法，保证抽采工作的正常开展。对完成抽采和利用量计划矿井的矿长、矿总工程师要重奖，完不成计划的重罚。

2、对瓦斯抽采量和利用量计划每季度考核一次，对完成抽采量和利用量计划的矿井要进行表彰奖励，完不成计划的要进行处罚。

⑴完成抽采量计划的矿井每抽1m³瓦斯奖0.03元，超过奋斗目标时，超过部分每1m³奖0.1元。完不成集团公司下达的抽采量计划的矿井，每差1m³对矿罚款0.1元。

⑵完成居民用气利用量计划的，按每1m³实际气价的60%对矿井返款；完不成民用用气利用量计划的矿井，按每1m³实际气价的30%对矿井进行返款，同时扣除居民用气利用奖。

5、对弄虚作假，虚报抽采量和利用量的，一经查实对矿井罚款10万元，对责任人罚款0.5万元。

6、因瓦斯抽采效果不好，工作面开采前抽出率达不到30%，开采后瓦斯经常超限影响工作面正常生产的，每季度对矿井罚款2万元。回采工作面或掘进工作面每发生一次突出，对矿井罚款50万元，对有关责任人根据情节轻重罚款500-2000元。

五、瓦斯抽采与利用效果

通过对抽放系统的全面技术改造和多种抽放方法的研究和应用，取得了显著的成效。现集团公司的抽放总能力已由原来的1500万m³/年提高到了1亿m³/年以上，使抽放能力提高了5倍多；钻孔孔径由原来的φ75mm增加到了φ89mm～φ108mm，钻孔深度由原来的60m左右提高到了80～120m；抽放泵的负压由30～50KP a提高到了60～80KPa，井下钻孔孔口负压由原来的2～13KPa提高到了20～40KPa；抽放量逐年大幅度提高， 2006年的抽放量达到了近3500万m³/年，吨煤瓦斯抽出量为7.3m³/t，今年的抽放量将突破3800万m³。抽放强度的加大，有效的消除了矿井瓦斯事故的发生，年突出次数由十几次下降到3-4次。在大力进行瓦斯抽放的同时，积极开展瓦斯综合利用工作，现有四个矿将抽出的瓦斯供市民生活使用，2006年利用混量1600万m³，即节约了能源，又净化了环境，提高了企业的经济效益，为焦煤集团的安全生产和企业的发展奠定了坚实的基础。

六、下一步抽放技术研究方向

1、为了解决瓦斯问题，我们申报了“焦作矿区单一严重突出厚煤层瓦斯治理与利用示范工程”项目，已获国家批准立项。主要采用井下抽采和地面抽采相结合抽采方法，在地面利用钻机施工羽状钻孔，预抽煤层瓦斯。在井下采用强力深孔大钻机，打孔深度在400-600m以上，提前预抽采掘工作面瓦斯，增加抽放量和抽放率，消除瓦斯危害。，年抽采瓦斯量1.5亿m³，其中井下5000万m³，地面1亿m³。

2、改变本煤层单一抽放方式，在煤层顶底板布置岩巷，进行穿层抽采。

3、开展低透气性煤层抽采瓦斯技术研究。

4、瓦斯抽采由措施型向工程型转移。

以上是我们公司近几年来抽放瓦斯情况汇报，在上级领导的大力支持下，通过全体员工的共同努力，虽然我们做了一些工作，取得了一定的成绩，但距上级领导的要求和先进兄弟单位相比还有很大差距，我们要继续深入贯彻党的安全生产方针，扎扎实实地做好各方面的工作，把我公司的瓦斯抽放和利用工作推向新的阶段。