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坚持瓦斯抽采 促进矿井安全生产

矿井瓦斯是煤矿最严重的灾害,瓦斯的防治是煤矿安全生产永恒的课题。蛇形山矿是个全国有名的瓦斯灾害严重的矿井,在长期与瓦斯灾害作斗争的过程中,积累了一些经验,也取得了一定的成效,其中我们认为最成功的经验就是坚持瓦斯抽采,在此,作简单介绍。

一、基本情况

蛇形山矿于1958年建井,1967年投产,设计生产能力30万t/a,2006年核定生产能力为18万t/a,2006年实际产量为12万t/a。属煤与瓦斯突出矿井,2006年鉴定矿井相对瓦斯涌出量为102.6m3/t,绝对瓦斯涌出是为22.6m3/min。该矿自1975年建立地面抽采系统以来,已连续运行了三十多年,抽采方式不断改进,抽采范围不断扩大,抽采效果不断提高。目前拥有抽采主管(8吋)4300m,采区支管760m,在籍抽采瓦斯巷道8条,管路长度3000m。地面泵站共安装SKW-42水环式真空泵4台,总装机容量为300KW。年瓦斯抽采纯量,由初期的每年50多万m3,提高到现在的280万m3。该矿于1990年建立了瓦斯利用系统,瓦斯储存柜容量为5000m3,形成了一套集瓦斯抽采和利用于一体的相对完整的综合系统,这一综合系统的运行,经多年的实践验证,取得了良好的安全效果和经济效益。其效果具体体现在以下几个方面:

1、瓦斯抽采改善了矿井安全生产环境

蛇形山矿是一个“五大”自然灾害俱全的矿井,其中尤以煤与瓦斯突出最为严重。自1958年建井至上个世纪末,该矿年平均突出频率为12.6次,平均突出强度为60.8吨,最大突出强度为3500吨,瓦斯事故伤亡人数占矿井全部事故伤亡人数的48.4%。如此严重的自然灾害,严重威胁着矿井的生产安全,制约着矿井生产的发展。

多年来,一代一代煤矿技术人员,为治理矿井瓦斯作出了不懈的努力,在防治瓦斯灾害方面积累了许多宝贵的经验,并运用这些经验,获得了比较好的效果,使矿井瓦斯事故得到了控制。我们洪山殿矿业公司蛇形山矿,也是在认真吸收防治瓦斯经验的基础上,结合矿井的实际,总结出了一套适用矿井防治瓦斯灾害的措施和方法,那就是坚持瓦斯抽采,实践证明,效果良好。随着瓦斯抽采量的增加及抽采效果的提高,矿井安全状况明显改善,煤与瓦斯突出事故逐年下降,特别是近几来,蛇形山矿的煤与瓦斯突出次数都控制在4次以内,2006年只发生了一次煤与瓦斯突出。

2、瓦斯抽采取得了一定的经济效益和社会效益

第一,众所周知,安全是最大的效益。瓦斯抽采对改善矿井安全环境和安全生产都打下了比较好的基础,为减少和避免事故发挥了巨大的作用,从而,就避免和减少了事故所造成的损失,这就是矿井最大的效益。

第二,瓦斯抽采提高了煤层巷道的掘进速度和回采工作面的产量。对煤层进行预抽瓦斯,有效地降低了原始煤体的瓦斯含量和压力,能消除和降低突出危险,从而减少了采掘工作面实施局部防突措施的工程量,增加了有效作业时间,提高了效率。从近几年煤层巷道掘进统计的数据看出,未进行瓦斯预抽的巷道,月进尺只有15m左右,而进行过瓦斯预抽、且效果较好的巷道,月进尺一般在40m,最高月进尺达60m。回采工作面也同样如此,瓦斯抽采后产量明显提高。特别是经瓦斯预抽后的采掘工作面,突出危险性明显降低,瓦斯涌出量明显减少,瓦斯超限现象显著减少。

第三,蛇形山矿于1990年建立了一套瓦斯利用系统,地面建有一个5000m3的瓦斯储存柜,全矿职工家属均利用瓦斯作为生活燃料,每年可节约煤炭1000吨,折合人民币近40万元。另外,公司正准备与外单位合作,投资瓦斯发电项目,如果此项目完成,其效益更可观,进一步使瓦斯变废为宝。

第四,瓦斯的利用,减少了矿区垃圾(煤渣)的产生,改善了矿区环境,取得了比较好的社会效益和环境效益。

二、主要做法

瓦斯抽采的效果是有目共睹的,但是,要坚持长久、稳定地抽采瓦斯,对于构造复杂、经济效益不理想的蛇形山矿来说,困难是巨大的。为了确保矿井瓦斯抽采系统的持久正常运行,为安全生产提供有力保障,我公司在技术管理、现场管理、资金投入等方面做了大量工作,主要有以下几个方面:

1.提高对矿井瓦斯抽采重要性的认识

蛇形山矿是全国有名的煤与瓦斯突出矿井,从历年所统计的事故来看,瓦斯事故次数及伤亡人数所占比例较大,因此,防治煤与瓦斯突出是该矿安全工作的一项主要内容。为了有效地遏制瓦斯事故的发生,我们首先从转变思想观念入手,从事故中吸取教训,从实践中总结经验,全公司上下一致形成共识:瓦斯抽采是矿井安全生产的根本出路。充分认识到瓦斯抽采在安全生产中的重要作用,深刻领会“先抽后采、以风定产、监测监控”的瓦斯治理方针。公司在年初制订生产计划的同时,编制了瓦斯抽采工程年度计划,并制订了《洪山殿矿业公司瓦斯抽采工程管理办法》,分月落实瓦斯抽采巷道进尺、瓦斯抽采钻孔进尺、瓦斯抽采量计划,严格考核,奖罚兑现。在防治煤与瓦斯突出措施选择上,实现了由局部防突措施向区域性防突措施的转变,坚持保护层开采与瓦斯抽采相结合的区域性防突措施,把局部防突措施作为区域性措施的一种补充,尽量减少局部防突措施的工程量,避免与瓦斯灾害“短兵相接”,降低施工人员遇险几率,提高防突措施施工的安全程度。在资金安排方面,公司优先保证瓦斯抽采设备材料的到位,尽量减少对瓦斯抽采系统的影响。因此,我们在提高对瓦斯抽采重要性的认识上,主要体现在资金安排、计划安排、措施选择上的“两优先,一同时”。即优先安排资金、优先选择瓦斯抽采区域性(保护层开采)措施、与矿井安全生产同时安排计划。

2.建立专门队伍,保证瓦斯抽采工程任务的完成

为保证瓦斯抽采工程任务的完成,抽采队伍的稳定是关键。蛇形山矿自建立瓦斯抽采系统以来,建立了一支专门的瓦斯抽采工程队伍,虽经多次机构改革,但这支队伍一直保持基本稳定,现在瓦斯工程队人员稳定在40人左右,矿业公司和矿井均配备了瓦斯抽采专干。为了稳定瓦斯工程队这支队伍,原涟邵矿业集团多次到蛇形山矿召开专题办公会议,就瓦斯抽采队伍劳动力的组织和稳定提出了许多指导性的意见,并督促矿业公司落实到位。

3.不断探索和完善瓦斯抽采技术,提高瓦斯抽采效果

蛇形山矿井田内的煤层属低透气性煤层,煤层透气性系数只有0.06毫达西,属较难抽采煤层。为了提高瓦斯抽采效果,有效地降低煤层瓦斯含量和瓦斯压力,降低和减轻煤层开采(掘)过程中的瓦斯危害程度,我们在瓦斯抽采技术方面进行了一系列的探索和实践。在抽采方法、钻孔布置形式、封孔工艺、抽采系统管理等方面进行了不断改进和提高。

首先,在抽采形式上,坚持广泛抽采与重点抽采相结合,即所有的开采煤层,在工作面切割之前,均布置底板瓦斯抽采巷道,在巷道内每隔30m布置钻场,在钻场内往煤层实施穿层预抽钻孔,对开采煤层进行不少于1年的预抽时间。这种方式在全井广泛采用,严格坚持“先抽后采”的原则。另外,对石门揭煤、切眼等突出危险性较大的地点,实行重点把关抽采,达到消除突出危险的目的。如-300m水平主石门揭3下煤,共布置抽采钻孔76个,从2006年8月开始抽采一直至现在,做到不消除突出危险,就不停止抽采。

第二,坚持多种抽采方法相结合抽采形式,抽采方法不拘一格。在选用抽采方法时,根据抽采地点的实际情况,只要能达到抽采效果,哪种抽采方法合适就选用哪种抽采方法。2005年,该矿1948工作面在进行穿层预抽后,顺利切割出来,当时该工作面接替还有很长的富余时间,为减少煤层的瓦斯含量,降低在开采过程中的瓦斯涌出量,在原涟邵矿业集团的指导和督促下,我们利用接替富余的时间,在工作面机巷沿煤层倾斜方向向上布置本煤层抽采钻孔,对工作面进入本煤层瓦斯抽采。当工作面投产推进到10多米的位置时,受采动的影响,邻近煤层的瓦斯沿裂隙大量涌入开采的1948工作面,造成工作面回风瓦斯严重超限,于是,我们采用邻近层抽采和采空区埋管抽采的方法。为提高采空区的抽采效果,我们运用了均压技术,在工作面上隅角建立调压气室,将邻近层涌出的瓦斯压到了气室,再通过埋入气室内的抽采管路,将瓦斯抽排至地面。通过采取以上措施,其采空区瓦斯抽采瓦斯纯量达到5m3/min,基本消除了工作面及其回风流的瓦斯超限问题,保证了工作面的开采安全。

第三,开展了钻孔布置方式的改革,将传统的等网格式布置,改为不等网格式布置,在煤层同一抽采范围内,突出抽采的重点块段或条带,加大钻孔密度,确保重点地点的抽采效果。 

第四,进行了钻孔封孔工艺的改革。在封孔工艺方面先后采用过黄泥、水泥砂浆、专用封孔器等方法。目前我们采用的是聚胺脂封孔方式,这种封孔方法操作简单,省时省力,比传统的封孔方法单孔封孔成本下降80%。

4.加强系统管理,扩大抽采范围,保证系统正常运行

随着矿井开采范围的扩大和开采深度的增加,瓦斯抽采系统也随之扩大和延伸。我们每年按照采掘部署,补充专用底板瓦斯抽采巷道和抽采钻孔。近几年来,蛇形山矿每年新增底板瓦斯抽采巷1000m以上,每年新增瓦斯抽采钻孔进尺达30000m。2005年在涟邵矿业集团的大力扶持下,矿井新增了一趟瓦斯抽采主管,长度3000多米,并逐步完善了22、23采区的抽采系统。从而更加完善了矿井抽采系统,扩大了抽采范围,为抽采系统的稳定打下了良好的基础。

其次是加强对抽采系统的日常检查和维护,发现问题及时处理。及时处理了确认报废的钻孔和抽采管路内的积水。2006年新增管路自动放水器20个,保证了系统抽采负压的稳定。

5.加大投入,维持系统的稳定

对于煤矿来说,瓦斯抽采是一个较大的系统工程,要维持这个系统的正常运行需要较大的资金作保障。蛇形山矿每年用于瓦斯抽采系统的资金达500多万元(包括底板瓦斯巷、工资、电费、材料费等),吨煤投入达50元,还未包括国债所供应的设备和材料,因此,投入是很大的。为确保瓦斯抽采投入到位,维持系统正常运行,我们主要采取了以下几方面的措施:一是加强与上级有关部门的联系,取得上级领导和部门的理解和支持,积极争取国补资金。近几年来,涟邵矿业集团对蛇形山矿的瓦斯抽采系统给予了大力支持,在国债项目和资金的安排上,把蛇形山矿的瓦斯抽采系统作为重点,优先考虑,抽采系统所需的钻机、管路、真空泵等,基本是在国补资金中解决,为蛇形山矿瓦斯抽采系统的正常运行提供了有力保证。二是安排专项资金,保证瓦斯抽采工程项目的完成。从2004年开始,涟邵矿业集团将蛇形山矿的瓦斯抽采钻孔进尺列入公司专项工程,每年安排资金20万元,2006年增加至28万元。同时将底板瓦斯抽采巷作为重点工程进行管理,每年投入资金达120万元,保证了这些项目的按时完成。三是自筹资金,保证瓦斯抽采基础项目的完成。通过采取多种方式的资金筹集和投入,维持了瓦斯抽采系统的正常运行。

6.充分利用瓦斯,变废为宝

蛇形山矿自1990年建立瓦斯利用系统以来,全矿职工家属均利用瓦斯作为生活燃料,每年可节约煤炭1000多吨,折合人民币近40万元。为保证安全、稳定供应瓦斯,矿井制订了瓦斯利用管理办法,同时,加强了对利用系统的检查维修,及时处理地面瓦斯储存柜及利用管路的漏气问题,每年对这些设施进行了防锈处理,保证瓦斯利用设施的完好。另外,加强对瓦斯利用浓度的监管,确保利用安全。使瓦斯变废为宝,变害为利。

三、体会和认识

1.通过30多年的瓦斯抽采经历,我们深深体会到:瓦斯灾害是威胁矿井安全、制约矿井发展的一个重要因素,要实现蛇形山矿的长治久安,瓦斯抽采是根本出路,只有坚持瓦斯抽采,才能降服瓦斯这个“恶魔”,矿井安全才有保证。

2.蛇形山矿在瓦斯抽采方面所取得成效和经验,离不开各级领导和部门的高度重视和大力支持,没有这些支持,就没有蛇形山煤矿今天的成效。为此,我们期盼上级领导和部门继续重视和支持蛇形山矿的瓦斯抽采工程,使蛇形山煤矿的瓦斯抽采系统成效更加显著,希望能为全省煤矿防治瓦斯工作起到参考和借鉴作用。

3.瓦斯抽采的效果主要体现在安全上,经济效益不是很明显,加之其投入较大,所以,容易被人忽视。少数矿井对瓦斯抽采的认识程度不够,投入不足,给矿井瓦斯防治带来了较大的困难。这种思想必须予以纠正,使大家真正认识到瓦斯抽采工作在矿井安全生产中的重大意义。

4.加大瓦斯综合利用力度。目前我们利用瓦斯只是单一的作为家属生活燃料,造成了很大的浪费。为此,我们必须拓宽思路,综合利用,积极开发瓦斯发电等项目,提高瓦斯的利用效果。

5.瓦斯抽采技术有待进一步提高和改进。在科学技术日新月异的今天,我们仍停留在比较落后的技术水平上,有必要走出去、请进来,借鉴和推广外面的先进技术和经验,进一步提高自身的瓦斯抽采技术水平。

6.展望蛇形山矿瓦斯抽采的前景,我们充满信心和希望。一是蛇形山矿井田内有丰富的瓦斯资源;二是我们有一定的瓦斯抽采经验和技术;三是目前综合利用瓦斯的技术——瓦斯发电技术逐渐成熟,有利于瓦斯的开发利用;更重要的是有上级领导和部门的重视和支持。我们相信:蛇形山矿的瓦斯抽采系统将会更加完善,将为矿井的安全生产和经济效益发挥更大的作用

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