中國(guó)平煤神馬集團(tuán)瓦斯防治工作的實(shí)踐剖析

中國(guó)平煤神馬集團(tuán)瓦斯防治工作的實(shí)踐2013年10月提綱中國(guó)平煤神馬集團(tuán)概況簡(jiǎn)介瓦斯防治工作的實(shí)踐體會(huì)一、中國(guó)平煤神馬集團(tuán)概況簡(jiǎn)介中國(guó)平煤神馬集團(tuán)位于河南省平頂山市，旗下?lián)碛衅矫汗煞荨⑸耨R股份和新大新材三個(gè)上市公司，是我國(guó)品種最全的煉焦煤、動(dòng)力煤生產(chǎn)基地和亞洲最大的尼龍化工產(chǎn)品生產(chǎn)基地。近年來(lái)，集團(tuán)堅(jiān)持“以煤為主，相關(guān)多元”發(fā)展戰(zhàn)略，構(gòu)建了煤炭采選、尼龍化工、煤焦化工、煤鹽化工4大核心產(chǎn)業(yè)和煤電、高新技術(shù)、物流貿(mào)易、建工建材、機(jī)械裝備等產(chǎn)業(yè)體系。

1、集團(tuán)簡(jiǎn)介集團(tuán)煤炭板塊下轄平煤股份公司和許平煤業(yè)公司，煤炭產(chǎn)能5000萬(wàn)噸/年，共有23個(gè)原煤生產(chǎn)單位，36對(duì)礦井。其中突出礦井16對(duì)，煤與瓦斯突出礦井核定產(chǎn)能3662萬(wàn)噸/年，占全公司產(chǎn)能的73.1%。主要開采煤層有：一5（庚20）煤層、二11-2（己16-17）煤層、二2（己15）煤層、四21-2（戊9-10）煤層、四3（戊8）煤層、五21-2（丁5-6）煤層。

2、礦區(qū)基本情況集團(tuán)所開采的突出煤層普遍松軟、頂板堅(jiān)硬，煤層滲透率為0.0001～0.0061mD，屬難以抽采煤層。目前，主力生產(chǎn)礦井均已進(jìn)入深部開采，最大開采深度達(dá)1100m以上，生產(chǎn)區(qū)域煤層最大瓦斯含量達(dá)30.0m3/t，最大瓦斯壓力達(dá)6.60MPa，特別是禹州的突出礦井和平頂山礦區(qū)東部的八礦、十礦、十二礦、十三礦、平寶公司，瓦斯壓力與地應(yīng)力相互耦合，嚴(yán)重威脅著煤礦的安全生產(chǎn)。

2、礦區(qū)基本情況平頂山礦區(qū)主采煤層自上而下有丁組、戊組、己組，共三組八層，煤層具有如下特點(diǎn)：①組間距離遠(yuǎn)，組內(nèi)距離近。大部分突出礦井為單一低透煤層，無(wú)合適保護(hù)層可采（主采煤層戊、己組間距平均約180m）。②瓦斯壓力大（首山一礦戊組煤層最大達(dá)6.6MPa），瓦斯含量高（局部達(dá)30m3/t以上），煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性大。③開采深度大（平頂山煤田開采深度達(dá)800m以上的礦井6對(duì)，其中十二礦采深達(dá)1100m以上），地應(yīng)力高（十二礦最大主應(yīng)力達(dá)48.25MPa），具有沖擊地壓傾向性。④主采煤層具有低滲透、高吸附特性，滲透率在0.0001～0.0061mD，屬難以抽采煤層。3、礦區(qū)突出煤層特征4、礦區(qū)煤與瓦斯突出特點(diǎn)及規(guī)律礦井突出次數(shù)對(duì)比礦井突出煤量與突出瓦斯量對(duì)比突出類型突出與采掘工藝關(guān)系突出與構(gòu)造關(guān)系通過(guò)對(duì)礦區(qū)315組原始瓦斯壓力和221組原始瓦斯含量數(shù)據(jù)分析，得出其變化規(guī)律是：①賦存條帶狀，瓦斯壓力和瓦斯含量東部高、西部低；②不同煤層具有較大差異性，瓦斯壓力和瓦斯含量己組和戊組高、丁組和庚組低。5、礦區(qū)瓦斯賦存規(guī)律平頂山礦區(qū)瓦斯壓力分布柱狀圖平頂山礦區(qū)瓦斯含量分布柱狀圖二、瓦斯防治工作的實(shí)踐1、提升瓦斯綜合治理理念

安全是煤礦核心競(jìng)爭(zhēng)力，平煤神馬集團(tuán)堅(jiān)持奉行“安全是最大的效益、安全是最大的政績(jī)、安全是最大的福利”的安全發(fā)展理念，提出實(shí)施了“三不四可”安全管理要求和“三基三抓一追究”安全管理模式，樹立“抽采瓦斯與采煤同等重要、甚至比采煤更為重要”的管理思路，并深入貫徹，使之內(nèi)化于每個(gè)員工心中，外化于行動(dòng)，做到“瓦斯防治服務(wù)于生產(chǎn)、生產(chǎn)服從于瓦斯防治”，實(shí)現(xiàn)“一切工作服從于瓦斯治理、一切工作服從于防突管理”的安全生產(chǎn)管理體系?？梢哉f(shuō)，理念不提高、認(rèn)識(shí)不到位、決心不夠大、決策不果斷，要治理好瓦斯是不可能的。

1、提升瓦斯綜合治理理念（1）“三不四可”總體要求指“三不輕言”和“四個(gè)可以”，具體內(nèi)容為：“三不輕言”：安全生產(chǎn)無(wú)論任何時(shí)候，在態(tài)勢(shì)判斷上不輕言好轉(zhuǎn)，在工作評(píng)價(jià)上不輕言成績(jī)，在責(zé)任落實(shí)上不輕言到位；“四個(gè)可以”：當(dāng)安全與生產(chǎn)、安全與效益、安全與成本、安全與發(fā)展發(fā)生矛盾時(shí)，產(chǎn)量可以降、利潤(rùn)可以減、成本可以增、礦井可以關(guān)。（2）“三基三抓一追究”安全管理模式具體內(nèi)容為：夯實(shí)三項(xiàng)基礎(chǔ)：安全培訓(xùn)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化、班組建設(shè)；抓好三項(xiàng)工作：抓“一通三防”和防突、抓科技興安、抓激勵(lì)約束機(jī)制建設(shè)；嚴(yán)格一個(gè)追究：責(zé)任追究。

2、確定瓦斯區(qū)域防治技術(shù)路線為持續(xù)推進(jìn)瓦斯區(qū)域防治工作，我們編制了《中國(guó)平煤神馬集團(tuán)煤礦瓦斯防治“十二五”規(guī)劃》，確定了瓦斯防治技術(shù)路線，大打瓦斯區(qū)域防治攻堅(jiān)戰(zhàn)，確保采掘活動(dòng)始終處于瓦斯治理達(dá)標(biāo)區(qū)域。2、確定瓦斯區(qū)域防治技術(shù)路線具備保護(hù)層開采條件的煤層優(yōu)先開采保護(hù)層，保護(hù)層開采分為煤組間保護(hù)和煤組內(nèi)保護(hù)。煤組間保護(hù)：一礦、四礦、六礦、十礦開采戊組煤層保護(hù)丁組煤層，十礦三水平、首山一礦開展己組煤層保護(hù)戊組煤層的試驗(yàn)研究。煤組內(nèi)保護(hù)：十二礦三水平開采己14煤層保護(hù)己15煤層；四礦、五礦、八礦二水平、九礦、十礦、十一礦、十二礦三水平、十三礦、首山一礦開采己15煤層保護(hù)己16-17煤層；四礦、六礦三水平、八礦二水平、十礦開采戊8煤層保護(hù)戊9-10煤層。（1）具備保護(hù)層開采條件的煤層2、確定瓦斯區(qū)域防治技術(shù)路線不具備保護(hù)層開采條件的突出煤層實(shí)行分級(jí)治理。瓦斯壓力小于1.5MPa且瓦斯含量小于10m3/t的弱突出煤層，采用區(qū)段遞進(jìn)式預(yù)抽煤層瓦斯；瓦斯壓力達(dá)到1.5MPa或瓦斯含量達(dá)到10m3/t的區(qū)域，煤巷掘進(jìn)前，必須施工低（高）位預(yù)抽巷，預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯；瓦斯壓力達(dá)到2.0MPa的區(qū)域，煤巷掘進(jìn)前，除施工低（高）位預(yù)抽巷外，應(yīng)采用水力沖孔、水力割縫、松動(dòng)爆破等卸壓增透措施，提高瓦斯防治效果。（2）不具備保護(hù)層開采條件的煤層2、確定瓦斯區(qū)域防治技術(shù)路線原始瓦斯壓力大于等于2.0MPa的揭煤工作面，必須施工揭煤輔助巷道，并采用水力沖孔、水力割縫等卸壓增透技術(shù)進(jìn)行增透，采用鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯。原始瓦斯壓力在1.5～2MPa之間的揭煤工作面，需采用水力沖孔、水力割縫等卸壓增透技術(shù)進(jìn)行增透，采用鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯。原始瓦斯壓力在0.74～1.5MPa之間的揭煤工作面，采用鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯。（3）石門揭煤瓦斯防治技術(shù)路線3、完善制度、加強(qiáng)管理3、完善制度、加強(qiáng)管理生產(chǎn)管理中，我們重點(diǎn)進(jìn)行隱患排查和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控，堅(jiān)持對(duì)“一通三防”各大系統(tǒng)進(jìn)行周期性安全評(píng)價(jià)，對(duì)防突采掘工作面進(jìn)行周排查和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，將工作面按風(fēng)險(xiǎn)可控程度劃分為“安全可控、基本可控、持續(xù)改進(jìn)”三個(gè)管理等級(jí)，根據(jù)評(píng)估結(jié)論確定相應(yīng)監(jiān)控級(jí)別，制定實(shí)施針對(duì)性的安全技術(shù)措施。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)寫實(shí)、技術(shù)分析，對(duì)重點(diǎn)防突工作面措施現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行情況進(jìn)行監(jiān)督檢查。（1）加強(qiáng)系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)和防突頭面風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)管理3、完善制度、加強(qiáng)管理從瓦斯防治關(guān)鍵環(huán)節(jié)入手，貫徹“嚴(yán)、細(xì)、實(shí)”的管理思路，推進(jìn)瓦斯防治“1311”工程，使瓦斯防治現(xiàn)場(chǎng)管理系統(tǒng)化、規(guī)范化、程序化，提高區(qū)域治理效果。“1311”工程是指，做到1個(gè)提升[提升瓦斯抽采計(jì)量裝備和管理水平]、抓好3個(gè)關(guān)鍵[煤與瓦斯共采中軟煤層打鉆深度、封孔工藝、聯(lián)網(wǎng)管理]、實(shí)現(xiàn)1個(gè)突破[爭(zhēng)取在封孔工藝裝備和材料上取得突破]、體現(xiàn)1個(gè)規(guī)范[規(guī)范瓦斯抽采聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化]。（2）推進(jìn)瓦斯防治“1311”工程

3、完善制度、加強(qiáng)管理為強(qiáng)化瓦斯“零超限”目標(biāo)管理，采掘工作面堅(jiān)持實(shí)施瓦斯0.8%高值報(bào)警斷電制度，出現(xiàn)瓦斯超限，采掘頭面停止生產(chǎn)，分析原因，進(jìn)行治理，同時(shí)嚴(yán)格瓦斯超限事故責(zé)任追究，加大處罰力度。經(jīng)過(guò)嚴(yán)抓細(xì)管，瓦斯超限次數(shù)逐年下降，2009年～2012年瓦斯超限次數(shù)分別為23次、19次、7次、5次，2011年、2012年下降幅度分別為63.16%和28.6%。（3）抓瓦斯異常情況的防范，減少瓦斯超限3、完善制度、加強(qiáng)管理除日常監(jiān)督檢查和專項(xiàng)檢查外，集團(tuán)組織各專業(yè)管理和技術(shù)人員，對(duì)所屬礦井依次進(jìn)行拉網(wǎng)式全面剖析檢查，將查出的隱患分為重大隱患、較大隱患和一般隱患，并建檔督促整改，做到隱患閉合整改管理。此外，為掌握防突措施現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行中存在的問(wèn)題及鉆機(jī)、鉆具的適用狀況，業(yè)務(wù)管理部門對(duì)五礦己15-23260采面、八礦戊9-10-21030機(jī)巷、十二礦己15-17200采面、方山礦二1-11041采面等進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)跟班寫實(shí)，為業(yè)務(wù)管理和監(jiān)督檢查提供第一手資料。（4）開展多種形式的隱患排查，實(shí)施隱患閉合整改管理制度3、完善制度、加強(qiáng)管理為避免非煤與瓦斯突出礦井及突出礦井非突出煤層工作面突發(fā)煤與瓦斯突出事故，我們下發(fā)了《非煤與瓦斯突出煤層防突預(yù)警管理規(guī)定》，將出現(xiàn)瓦斯異常的非防突工作面納入防突預(yù)警管理。預(yù)警條件為（具備下列條件之一）：（1）煤層瓦斯壓力或瓦斯含量超過(guò)臨界值（0.74Mpa、8m3/t）的80%；（2）非生產(chǎn)期間回風(fēng)流瓦斯?jié)舛冗_(dá)到0.5%的；（3）石門（含立井、斜井）揭煤地點(diǎn)。（5）實(shí)施防突預(yù)警管理，做好超前防范4、不惜重金投入，扶持瓦斯防治

4、不惜重金投入，扶持瓦斯防治為確保瓦斯區(qū)域防治工作順利開展，集團(tuán)按需購(gòu)置大功率、大流量瓦斯抽采泵和大功率、大扭矩鉆機(jī)及其配套器材，對(duì)瓦斯防治工程實(shí)施成本補(bǔ)貼，平均每年用于瓦斯防治工程補(bǔ)貼資金約10億元以上。成本補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)：保護(hù)層開采：按開采面積補(bǔ)貼10～20的元/m2。區(qū)域治理工程：按照巷道斷面補(bǔ)貼7000～9000元/m。防突打鉆：穿層鉆孔150元/m、順層鉆孔100元/m。瓦斯抽采：預(yù)抽煤層瓦斯4元/m3、采空區(qū)抽采0.5/m3。瓦斯利用：按利用量補(bǔ)貼2元/m3。4、不惜重金投入，扶持瓦斯防治特別扶持、鼓勵(lì)：鼓勵(lì)將極薄煤層作為保護(hù)層開采，對(duì)于開采平均厚度只有0.8m（戊8煤層）的八礦和開采平均厚度只有0.6m（己14煤層）的十二礦，各撥付了1000萬(wàn)元的專項(xiàng)研究經(jīng)費(fèi)，支持將極薄煤層作為突出煤層保護(hù)層開采的攻關(guān)研究。5、積極探索新技術(shù)和先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，為瓦斯防治提供技術(shù)支撐5、積極探索新技術(shù)和先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，為瓦斯防治提供技術(shù)支撐針對(duì)目前瓦斯防治方面存在的難題，結(jié)合國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃（973項(xiàng)目）以及“十二五”科技支撐計(jì)劃，重點(diǎn)圍繞極薄煤層保護(hù)層開采、低透煤層增透、瓦斯抽采鉆孔封孔和聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行研究，有針對(duì)性的開展了“深部煤炭開發(fā)中煤與瓦斯共采理論”與“深部礦井煤與瓦斯突出防治關(guān)鍵技術(shù)及示范”研究與應(yīng)用，形成了一批有效的單一突出煤層瓦斯防治技術(shù)體系與配套裝備，進(jìn)一步提高了中國(guó)平煤神馬集團(tuán)瓦斯防治技術(shù)水平。普通鉆孔水力沖孔普通鉆孔水力沖孔水力沖孔與普通穿層鉆孔相比，擾動(dòng)煤體體積提高6~9倍，影響煤體表面積提高5~6倍，普通抽放孔的最大起始流量為11L/min，而沖孔后的抽放孔最大起始流量為78L/min，是普通抽放孔的7倍。十二礦己15-17200低位巷穿層鉆孔沖孔（1）高壓水力沖孔技術(shù)

沖孔前后瓦斯壓力和瓦斯含量考察：

原始瓦斯壓力2.7MPa，瓦斯含量20m3/t。水力沖孔后，測(cè)定殘余瓦斯壓力0.36～0.65Mpa，殘余瓦斯含量5.6～7.6m3/t。

水力沖孔后瓦斯抽采效果顯著，同比瓦斯抽采流量提高5～8倍，抽采時(shí)間大大縮短。殘余瓦斯壓力、殘存瓦斯含量達(dá)標(biāo)時(shí)間縮短2個(gè)月以上。

（1）高壓水力沖孔技術(shù)十二礦己15-17200低位巷穿層鉆孔該技術(shù)利用高壓脈沖水射流振蕩特性、動(dòng)態(tài)沖擊特性及破碎煤巖特性，采用鉆割一體化裝備在高低位抽放巷、煤巷掘進(jìn)、石門揭煤等瓦斯預(yù)抽時(shí)對(duì)煤層進(jìn)行割縫，增大煤層暴露面積，促使裂隙貫通，達(dá)到高效抽采的目的。（2）高壓脈沖水射流定向卸壓增透利用高壓脈沖水射流產(chǎn)生的應(yīng)力波和聲振波來(lái)減弱瓦斯的吸附力，并為瓦斯脫附提供能量當(dāng)瓦斯獲取的能量達(dá)到解析臨界值時(shí)，沿裂隙大量解析（2）高壓脈沖水射流定向卸壓增透（2）高壓脈沖水射流定向卸壓增透效果分析現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，高壓脈沖水射流割縫技術(shù)的鉆孔數(shù)減少35.5%，石門揭煤時(shí)間縮短35%以上,實(shí)現(xiàn)了安全快速揭煤的預(yù)期目標(biāo)。

a

煤層

狀態(tài)己17己16己15原設(shè)計(jì)孔數(shù)939393現(xiàn)設(shè)計(jì)孔數(shù)936060減少（%）035.535.5石門參數(shù)四礦已17煤層（未進(jìn)行割縫）四礦己16煤層（進(jìn)行割縫）四礦已15煤層（進(jìn)行割縫）預(yù)抽孔鉆進(jìn)時(shí)間（天）241412石門揭煤時(shí)間（天）372423平煤股份四礦三水平副井己15?；赝肥T揭煤鉆孔數(shù)量對(duì)比揭煤時(shí)間對(duì)比試驗(yàn)井組位于首山一礦己15-17-12081工作面西部。目標(biāo)區(qū)位置示意圖井組位置示意圖（3）地面井組抽采瓦斯

通過(guò)排水降壓，使煤層中吸附的甲烷氣體解吸并產(chǎn)出到地面。

目前PS01、PS03和PS04井已開始產(chǎn)氣。排采（3）地面井組抽采瓦斯目前，集團(tuán)大力發(fā)展地面抽采井“一井三用”技術(shù)，瓦斯抽采方法由原來(lái)的單一井下瓦斯抽采，發(fā)展為地面鉆孔、井下穿層、順層等立體式綜