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1、中国平煤神马集团 瓦斯防治工作的实践,2013年10月,提纲,中国平煤神马集团概况简介 瓦斯防治工作的实践 体会,一、中国平煤神马集团概况简介,中国平煤神马集团位于河南省平顶山市，旗下拥有平煤股份、神马股份和新大新材三个上市公司，是我国品种最全的炼焦煤、动力煤生产基地和亚洲最大的尼龙化工产品生产基地。近年来，集团坚持“以煤为主，相关多元”发展战略，构建了煤炭采选、尼龙化工、煤焦化工、煤盐化工4大核心产业和煤电、高新技术、物流贸易、建工建材、机械装备等产业体系。,1、集团简介,集团煤炭板块下辖平煤股份公司和许平煤业公司，煤炭产能5000万吨/年，共有23个原煤生产单位，36对矿井。其中突出矿井1
2、6对，煤与瓦斯突出矿井核定产能3662万吨/年，占全公司产能的73.1%。主要开采煤层有：一5（庚20）煤层、二11-2（己16-17）煤层、二2（己15）煤层、四21-2（戊9-10）煤层、四3（戊8）煤层、五21-2（丁5-6）煤层 。,2、矿区基本情况,集团所开采的突出煤层普遍松软、顶板坚硬，煤层渗透率为0.00010.0061mD，属难以抽采煤层。目前，主力生产矿井均已进入深部开采，最大开采深度达1100m以上，生产区域煤层最大瓦斯含量达30.0m3/t，最大瓦斯压力达6.60 MPa，特别是禹州的突出矿井和平顶山矿区东部的八矿、十矿、十二矿、十三矿、平宝公司，瓦斯压力与地应力相互耦合
3、，严重威胁着煤矿的安全生产。,2、矿区基本情况,平顶山矿区主采煤层自上而下有丁组、戊组、己组，共三组八层，煤层具有如下特点： 组间距离远，组内距离近。大部分突出矿井为单一低透煤层，无合适保护层可采（主采煤层戊、己组间距平均约180m）。 瓦斯压力大（首山一矿戊组煤层最大达6.6MPa），瓦斯含量高（局部达30m3/t以上），煤与瓦斯突出危险性大。 开采深度大（平顶山煤田开采深度达800m以上的矿井6对，其中十二矿采深达1100m以上），地应力高（十二矿最大主应力达48.25MPa），具有冲击地压倾向性。 主采煤层具有低渗透、高吸附特性，渗透率在0.00010.0061mD ，属难以抽采煤层。,
4、3、矿区突出煤层特征,4、矿区煤与瓦斯突出特点及规律,矿井突出次数对比,矿井突出煤量与突出瓦斯量对比,突出类型,突出与采掘工艺关系,突出与构造关系,通过对矿区315组原始瓦斯压力和221组原始瓦斯含量数据分析，得出其变化规律是： 赋存条带状，瓦斯压力和瓦斯含量东部高、西部低； 不同煤层具有较大差异性，瓦斯压力和瓦斯含量己组和戊组高、丁组和庚组低。,5、矿区瓦斯赋存规律,平顶山矿区瓦斯压力分布柱状图,平顶山矿区瓦斯含量分布柱状图,二、瓦斯防治工作的实践,1、提升瓦斯综合治理理念,安全是煤矿核心竞争力，平煤神马集团坚持奉行“安全是最大的效益、安全是最大的政绩、安全是最大的福利”的安全发展理念，提出
5、实施了“三不四可”安全管理要求和“三基三抓一追究”安全管理模式，树立“抽采瓦斯与采煤同等重要、甚至比采煤更为重要”的管理思路，并深入贯彻，使之内化于每个员工心中，外化于行动，做到“瓦斯防治服务于生产、生产服从于瓦斯防治”，实现“一切工作服从于瓦斯治理、一切工作服从于防突管理”的安全生产管理体系。可以说，理念不提高、认识不到位、决心不够大、决策不果断，要治理好瓦斯是不可能的。,1、提升瓦斯综合治理理念,（1）“三不四可”总体要求指“三不轻言”和“四个可以”，具体内容为：“三不轻言”：安全生产无论任何时候，在态势判断上不轻言好转，在工作评价上不轻言成绩，在责任落实上不轻言到位；“四个可以”：当安全
6、与生产、安全与效益、安全与成本、安全与发展发生矛盾时，产量可以降、利润可以减、成本可以增、矿井可以关。（2） “三基三抓一追究”安全管理模式具体内容为：夯实三项基础：安全培训、质量标准化、班组建设；抓好三项工作：抓“一通三防”和防突、抓科技兴安、抓激励约束机制建设；严格一个追究：责任追究。,2、确定瓦斯区域防治技术路线,为持续推进瓦斯区域防治工作，我们编制了中国平煤神马集团煤矿瓦斯防治“十二五”规划，确定了瓦斯防治技术路线，大打瓦斯区域防治攻坚战，确保采掘活动始终处于瓦斯治理达标区域。,2、确定瓦斯区域防治技术路线,具备保护层开采条件的煤层优先开采保护层，保护层开采分为煤组间保护和煤组内保护。
7、煤组间保护：一矿、四矿、六矿、十矿开采戊组煤层保护丁组煤层，十矿三水平、首山一矿开展己组煤层保护戊组煤层的试验研究。煤组内保护：十二矿三水平开采己14煤层保护己15煤层；四矿、五矿、八矿二水平、九矿、十矿、十一矿、十二矿三水平、十三矿、首山一矿开采己15煤层保护己16-17煤层；四矿、六矿三水平、八矿二水平、十矿开采戊8煤层保护戊9-10煤层。,（1）具备保护层开采条件的煤层,2、确定瓦斯区域防治技术路线,不具备保护层开采条件的突出煤层实行分级治理。瓦斯压力小于1.5MPa且瓦斯含量小于10m3/t的弱突出煤层，采用区段递进式预抽煤层瓦斯；瓦斯压力达到1.5MPa或瓦斯含量达到10m3/t的区
8、域，煤巷掘进前，必须施工低（高）位预抽巷，预抽煤巷条带煤层瓦斯；瓦斯压力达到2.0 MPa的区域，煤巷掘进前，除施工低（高）位预抽巷外，应采用水力冲孔、水力割缝、松动爆破等卸压增透措施，提高瓦斯防治效果。,（2）不具备保护层开采条件的煤层,2、确定瓦斯区域防治技术路线,原始瓦斯压力大于等于2.0MPa的揭煤工作面，必须施工揭煤辅助巷道，并采用水力冲孔、水力割缝等卸压增透技术进行增透，采用钻孔预抽煤层瓦斯。原始瓦斯压力在1.52MPa之间的揭煤工作面，需采用水力冲孔、水力割缝等卸压增透技术进行增透，采用钻孔预抽煤层瓦斯。原始瓦斯压力在0.741.5MPa之间的揭煤工作面，采用钻孔预抽煤层瓦斯。,
9、（3）石门揭煤瓦斯防治技术路线,3、完善制度、加强管理,3、完善制度、加强管理,生产管理中，我们重点进行隐患排查和风险预控，坚持对“一通三防”各大系统进行周期性安全评价，对防突采掘工作面进行周排查和风险评估，将工作面按风险可控程度划分为“安全可控、基本可控、持续改进”三个管理等级，根据评估结论确定相应监控级别，制定实施针对性的安全技术措施。通过现场写实、技术分析，对重点防突工作面措施现场执行情况进行监督检查。,（1）加强系统安全评价和防突头面风险评估，强化现场管理,3、完善制度、加强管理,从瓦斯防治关键环节入手，贯彻“严、细、实”的管理思路，推进瓦斯防治“1311”工程，使瓦斯防治现场管理系统
10、化、规范化、程序化，提高区域治理效果。“1311”工程是指，做到1个提升提升瓦斯抽采计量装备和管理水平、抓好3个关键煤与瓦斯共采中软煤层打钻深度、封孔工艺、联网管理、实现1个突破争取在封孔工艺装备和材料上取得突破、体现1个规范规范瓦斯抽采联网标准化。,（2）推进瓦斯防治“1311”工程,3、完善制度、加强管理,为强化瓦斯“零超限”目标管理，采掘工作面坚持实施瓦斯0.8%高值报警断电制度，出现瓦斯超限，采掘头面停止生产，分析原因，进行治理，同时严格瓦斯超限事故责任追究，加大处罚力度。经过严抓细管，瓦斯超限次数逐年下降，2009年2012年瓦斯超限次数分别为23次、19次、7次、5次，2011年、
11、2012年下降幅度分别为63.16%和28.6%。,（3）抓瓦斯异常情况的防范，减少瓦斯超限,3、完善制度、加强管理,除日常监督检查和专项检查外，集团组织各专业管理和技术人员，对所属矿井依次进行拉网式全面剖析检查，将查出的隐患分为重大隐患、较大隐患和一般隐患，并建档督促整改，做到隐患闭合整改管理。此外，为掌握防突措施现场执行中存在的问题及钻机、钻具的适用状况，业务管理部门对五矿己15-23260采面、八矿戊9-10-21030机巷、十二矿己15-17200采面、方山矿二1-11041采面等进行了现场跟班写实，为业务管理和监督检查提供第一手资料。,（4）开展多种形式的隐患排查，实施隐患闭合整改管
12、理制度,3、完善制度、加强管理,为避免非煤与瓦斯突出矿井及突出矿井非突出煤层工作面突发煤与瓦斯突出事故，我们下发了非煤与瓦斯突出煤层防突预警管理规定，将出现瓦斯异常的非防突工作面纳入防突预警管理。预警条件为（具备下列条件之一）：（1）煤层瓦斯压力或瓦斯含量超过临界值（0.74Mpa、8m3/t）的80%；（2）非生产期间回风流瓦斯浓度达到0.5%的；（3）石门（含立井、斜井）揭煤地点。,（5）实施防突预警管理，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,为确保瓦斯区域防治工作顺利开展，集团按需购置大功率、大流量瓦斯抽采泵和大功率、大扭矩钻机及其配套器材，对瓦斯
13、防治工程实施成本补贴，平均每年用于瓦斯防治工程补贴资金约10亿元以上。成本补贴标准：保护层开采：按开采面积补贴1020的元/m2。区域治理工程：按照巷道断面补贴70009000元/m。防突打钻：穿层钻孔150元/m、顺层钻孔100元/m。瓦斯抽采：预抽煤层瓦斯4元/m3、采空区抽采0.5/m3。瓦斯利用：按利用量补贴2元/m3。,4、不惜重金投入，扶持瓦斯防治,特别扶持、鼓励：鼓励将极薄煤层作为保护层开采，对于开采平均厚度只有0.8m（戊8煤层）的八矿和开采平均厚度只有0.6m（己14煤层）的十二矿，各拨付了1000万元的专项研究经费，支持将极薄煤层作为突出煤层保护层开采的攻关研究。,5、积极
14、探索新技术和先进经验， 为瓦斯防治提供技术支撑,5、积极探索新技术和先进经验，为瓦斯防治提供技术支撑,针对目前瓦斯防治方面存在的难题，结合国家重点基础研究计划（973项目）以及“十二五”科技支撑计划，重点围绕极薄煤层保护层开采、低透煤层增透、瓦斯抽采钻孔封孔和联网技术进行研究，有针对性的开展了“深部煤炭开发中煤与瓦斯共采理论”与“深部矿井煤与瓦斯突出防治关键技术及示范”研究与应用，形成了一批有效的单一突出煤层瓦斯防治技术体系与配套装备，进一步提高了中国平煤神马集团瓦斯防治技术水平。,普通钻孔 水力冲孔 普通钻孔 水力冲孔,水力冲孔与普通穿层钻孔相比，扰动煤体体积提高69倍，影响煤体表面积提高5
15、6倍，普通抽放孔的最大起始流量为11L/min，而冲孔后的抽放孔最大起始流量为78 L/min，是普通抽放孔的7倍。,十二矿己15-17200低位巷穿层钻孔冲孔,（1） 高压水力冲孔技术,冲孔前后瓦斯压力和瓦斯含量考察： 原始瓦斯压力2.7MPa，瓦斯含量20m3/t。水力冲孔后，测定残余瓦斯压力0.360.65Mpa，残余瓦斯含量5.67.6 m3/t 。水力冲孔后瓦斯抽采效果显著，同比瓦斯抽采流量提高58倍，抽采时间大大缩短。 残余瓦斯压力、残存瓦斯含量达标时间缩短2个月以上。,（1） 高压水力冲孔技术,十二矿己15-17200低位巷穿层钻孔,该技术利用高压脉冲水射流振荡特性、动态冲击特性
16、及破碎煤岩特性，采用钻割一体化装备在高低位抽放巷、煤巷掘进、石门揭煤等瓦斯预抽时对煤层进行割缝，增大煤层暴露面积，促使裂隙贯通，达到高效抽采的目的。,（2）高压脉冲水射流定向卸压增透,利用高压脉冲水射流产生的应力波和声振波来减弱瓦斯的吸附力，并为瓦斯脱附提供能量 当瓦斯获取的能量达到解析临界值时，沿裂隙大量解析,（2）高压脉冲水射流定向卸压增透,（2）高压脉冲水射流定向卸压增透,效果分析,现场试验表明，高压脉冲水射流割缝技术的钻孔数减少35.5%，石门揭煤时间缩短35%以上,实现了安全快速揭煤的预期目标。,平煤股份四矿三水平副井己15专回通路石门揭煤,钻孔数量对比,揭煤时间对比,试验井组位于首山一矿己15-17-12081工作面西部。,目标区位置示意图,井组位置示意图,（3）地面井组抽采瓦斯,通过排水降压，使煤层中吸附的甲烷气体解吸并产出到地面。目前PS01、PS03和PS04井已开始产气。,排采,（3）地面井组抽采瓦斯,目前，集团大力发展地面抽采井“一井三用”技术，瓦斯抽采方法由原来的单一井下瓦斯抽采，发展为地面钻孔、井下穿层、顺层等立体式综合瓦斯抽放方法。,
