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1、1集团公司瓦斯治理考察报告（2008 年 9 月 15 日）自 9 月 8 日至 9 月 12 日，集团公司副总工程师张建国带队，一行 7 人，赴重庆松藻煤电有限责任公司和煤科总院重庆分院，通过下井参观和地面座谈，学习、考察了重庆地区瓦斯治理的新技术、新装备和先进经验，现将考察情况汇报如下：一、基本概况（一）重庆松藻煤电公司该矿区地质构造复杂，瓦斯灾害十分严重。历史上发生突出486 次，年最多突出 75 次；最大突出煤量 2910t、喷出瓦斯 25.4 万m3，1960 年发生一次突出死亡 125 人事故；打钻发生突出 30 次，死亡 50 多人。矿区煤系地层为二叠系龙潭组，含煤 514 层，
2、主采 8 号煤层为严重突出煤层，厚度 1.53.2m；上下均为局部可采的弱突出薄煤层 24 层，煤厚 0.51.3m，距离 8 号煤层630m。矿区煤层瓦斯 压力 1.56.5MPa ，瓦斯含量17.129.0m 3/t，透气性系数 1.3710-4 7.6610-4mD。2007 年，全公司矿井绝对瓦斯涌出量 700m3/min，相对瓦斯涌出量71.7108.7m 3/t，产量 489 万 t。近年来，该公司坚持“可保尽保、应抽尽抽、先抽后掘、先抽后采” 的指 导 原则和“ 系 统可靠是前提、部署达 标是基础、技术进步是2关键、科学管理是保障”为核心的瓦斯治理理念。着力于采掘部署“三超前”
3、，实现“掘、抽、采”协调发展，效果明 显。2005 年、2007 年消灭了突出事故，2007 年与 2004 年相比，瓦斯抽采量增加 7400万 m3，达到 1.96 亿 m3；吨煤瓦斯抽采量增加 7.89m3/t，达到40.06m3/t；矿井瓦斯抽采率增加 4.83，达到 55.89；吨煤瓦斯抽采钻孔进尺量增加 0.08m/t，达到 0.3065m/t。（二）煤科总院重庆分院重庆分院成立于 1965 年，隶属于煤炭科学研究总院，1999 年7 月转制为科技型企业，主要从事工业安全和环境保护等领域的技术研究、产品开发制造及经营。该院专业技术实力雄厚，拥有一支高素质的科技人才队伍，特别是在工业安
4、全领域内拥有较强的技术优势和人才优势，现有员工 860 人，专业技术人员 562 人，其中研究员 30 人、高级工程师150 人、工程师 205 人。是教育部批准的安全技术与工程博士学位，安全技术与工程硕士学位、采矿工程硕士学位授予单位，现有博士 10 人，硕士 48 人。该院主要从事瓦斯通风防灭火研究、粉尘环保研究、工业防隔爆研究、岩土工程研究、安全仪器仪表和检测监控系统的开发研究、安全装备开发研究、救护技术及产品的开发研究、工程塑料应用开发研究等。该院拥有一流的实验设施。有亚太地区规模最大、我国唯一的气体粉尘爆炸试验巷道；有矿井粉尘、通风和火灾试验巷道；还建3有瓦斯及煤层气开发利用、高压水
5、射流、通风防灭火、工程检测物理勘探技术、瓦斯煤尘爆炸防治技术、大气环境治理、安全防护等重点实验室。在产品开发、生产及技术服务方面。重庆分院具有研究、生产制造、质量检验和技术服务的综合实力。建院以来，先后承担完成了国家“六 五”至“ 十一五” 重大科技攻关项目、行业重点项目及省市科研项目 720 余项，其中 210 余项获国家发明奖和国家、部省市科技进步奖，30 余项获国家专利，初步形成瓦斯含量直接测定、瓦斯治理及突出防治、瓦斯抽放及利用以及无线电波透视仪、多功能高密度直流电法仪、防爆地质超前探测仪等成龙配套的技术和装备。近几年，该院研究开发了煤矿瓦斯灾害预警系统，该系统包括瓦斯地质分析、突出预
6、警分析、防突管理、瓦斯抽采管理、监控数据分析等 10 个子系统。结合矿井煤矿事故发生规律，充分利用和发挥现有煤矿安全监控系统、信息技术和煤矿灾害防治技术的优势，实时、动态收集尽可能多的安全信息，并经过综合分析后，从系统论的观点，在时、空的连续性上，对井下各作业场所的安全状态和发展趋势进行超前的预测、评价和警示，并自动给出相应的防范措施和建议。二、松煤公司先进技术和经验瓦斯治理技术思路：首先施工煤层底板岩石巷道，利用底板瓦4斯抽采巷道，向煤层打穿层钻孔进行抽放（穿透所有煤层，钻孔深度 60m 左右），再利用弱突出薄煤层（0.81.3m）实施保护层开采，然后开采突出危险被消除的主采煤层。瓦斯治理成
7、本：瓦斯治理费用吨煤达 80 元，占吨煤成本的近三分之一。（一）合理采掘部署，实现瓦斯治理“三超前”“三超前” 是指突出 矿 井的专用瓦斯抽采巷道掘 进超前于抽采工程、瓦斯抽采工程超前于保护层开采、保护层开采超前于被保护层开采。掘进超前一是要求在水平生产能力开始递减前 11.5 年，必须完成接替水平的基本井巷工程、安全系统、安装工程；在采区生产能力开始递减的前 6 个月，接替采区必须完成设备安装并调试运转正常。二是要求底板开拓系统必须超前专用瓦斯抽采巷道一个工作面条带，确保专用瓦斯抽采巷道的施工；三是要求煤层开拓系统必须超前准备工作面至少一个工作面区域，确保下一个工作面的施工进入空间。四是专用
8、瓦斯抽采巷道必须超前于一个保护层准备工作面，以确保保护层准备工作面巷道掘进时满足先抽后掘的要求；五是要求保护层工作面的回采巷道采前形成时间不少于 8 个月，以满足首采层工作面本层先抽后采的要求。瓦斯抽采超前要求首采薄煤层保护层（也有突出危险）掘进前的穿层预抽、5回采前的本层预抽和邻近层预抽时间不少于 6 个月，同时要求瓦斯预抽率不少于 30。保护层开采超前要求矿井保护煤量可采期不得少于 30 个月，可供布置工作面的保护煤量可采期不得少于 20 个月。（二）依靠技术进步，落实“三超前”提高掘进速度，达到掘进超前在掘进超前上，通过创新石门揭煤技术、应用地质构造超前物探技术、开展掘进装备与工艺等研究
9、，不断刷新掘进单进记录，不但确保了掘进超前的实现，而且为治理瓦斯留足了时空。一是创新了渐进式快速石门揭煤四个关键技术。即快速预测技术、增透消突技术、移动安全屏障技术、松软煤体固化技术。这四项技术的成功应用，使揭煤不放震动炮，揭煤时间缩短 30，并且实现了揭煤不发生突出。二是初步建立了矿井地质构造超前物探技术体系。引进与应用 DTC150（重庆分院生产）、KDZ11143 地质超前探测仪，定期预报掘进工作面前方 60150m 内的地质变化。不但能准确地预报掘进工作面前方的地质构造，同时可减少钻探数量和工程量。三是开展掘进装备与工艺研究。从改造排矸系统直通化入手，简化运输环节，改进辅助运输方式，开
10、展窄机身综掘、钻爆工艺及支护新技术的应用攻关，全面提高掘进单进。强化抽采技术攻关，确保抽采超前6该公司致力于对瓦斯抽采超前的技术难题进行研究，特别是在增加煤层透气性、钻进工艺、钻孔机具、封孔工艺等方面做了大量的工作，并收到较好的效果。一是研究应用增透预抽瓦斯技术。应用深孔预裂爆破后，钻孔瓦斯抽采量增加 1230，缩短抽采时间 3045；应用高压水力增透技术，提高钻孔单位时间抽采量 170。二是进行松软突出煤层钻机与钻进工艺配套研究。如引进ZY1250（重 庆分院生产）和 MK4 型钻 机配合螺旋钻杆和压风排粉工艺施工 96mm 顺层钻孔，平均孔深 89.4m,最大孔深 168m，实现了首采突出
11、层工作面无“空白带” 超前抽采。三是开展抽采钻具适用性研究。应用潜孔锤钻进过硬岩技术，节省时间 50、降低成本 61；应用金刚石复合片钻头实现了多岩性钻进一次成孔，台机效率 4032m/月。四是深化封孔工艺研究。应用马丽散封堵本煤层钻孔，单孔抽采瓦斯浓度达 3595，提高了 280；100 个钻孔抽采量提高233，达 1.33m3/min。坚持机械化开采，确保保护层开采超前在薄煤层开采超前上，积极推进薄煤层机采、综采工艺，构建防突“ 三级 ”预测体系，完善了防突工 艺 和实施采空区抽采等工作，不仅加快了保护层工作面的推进，而且有效地提高了被保护煤量。一是推进保护层工作面采煤机械化。目前，全公司
12、中已有 5 对矿井 10 余个 0.81.3m 的薄煤层工作面实行了高档机采与综合机7械化采煤。二是建立了防突“三 级” 预测体系。公司研究建立了 综合防突体系，将防突预测工作分成：区域预测、小块段预测和局部预测三级，使防突工作由粗到细、由细到准确，减少防突工程量6070。三是研究完善了防突工艺。20 世纪 90 年代，该公司在推行“四位一体 ”的防突措施 时，打钻孔需要 35 道工序，2 套以上机具，费工费时。通过对防突新工艺的研究，只需 1 套机具、1 个工种人员，在原有一个工序内完成预测、消突、检验等工作，防突施工速度提高了 50。四是建立采空区抽采系统，实施瓦斯分源治理。针对保护层工作
13、面瓦斯涌出量大，在采取穿层卸压抽、本层预抽、风排措施的基础上，对采空区实施瓦斯抽采，有效地解决了保护层工作面开采瓦斯威胁，单面采空区年抽采瓦斯 800 万 m3 以上。（三）严格管理，确保“三超前”为实现矿井部署“三超前 ”指标达标，该 公司成立了以总经理为组长的领导小组，制定了相关管理办法，确保矿井“三超前” 计划兑现。一是制定“三超前” 达 标管理办法。明确各 矿井“三超前”具体控制指标，分年下达“ 三超前” 目标计划，按 标准考核定级，奖励“三超前” 甲级矿 井 25 万元、乙 级矿井 15 万元，未达级矿井处罚 15 万元。8二是制定了掘进单进创历史记录奖励办法。凡月度安全、质量等指标
14、达到考核要求的掘进队，公司对单进创公司（矿）历史记录的，分别奖励队 15 万元。三是制定了抽采绩效考核办法。把吨煤抽采量、吨煤抽采进尺、矿井抽采率、抽采浓度与矿井绩效、矿领导年薪挂钩考核，同时规定突出薄煤层保护层巷道掘进条带或石门揭煤、保护层工作面本层预抽率（或时间）不足、被保护层卸压抽采超前距不足，处罚矿长、总工等各 8002000 元。四是制定了保护层开采创水平奖励办法。凡年度保护层工作面安全质量标准化达到考核要求的矿井，公司奖励创水平甲级矿井 25 万元、乙级矿井 20 万元、丙级矿井 15 万元。三、建议近几年，集团公司在瓦斯综合治理上，也下了很大功夫，取得一定的成绩。但随着多数矿井开
15、采深度的延伸，煤层瓦斯压力、瓦斯含量大幅度增加，加之矿区构造由局部构造进入区域性构造，煤层冲击地压、瓦斯应力、地应力、采动应力等多种因素相互交织，煤与瓦斯突出、冲击地压灾害日趋严重，当前面临的防突形势越来越严峻。通过考察，我们认为，集团公司的防突管理工作在新技术、新装备应用和技术管理精细化等方面还存在一定的差距。集团公司下一步瓦斯治理工作应以瓦斯抽采、瓦斯治理工程、开采保护层、石门揭煤等关键环节为重点，深化一通三防安全质量标准化建设，9开展适应平顶山矿区条件的瓦斯综合治理和矿区安全高效开采关键技术攻关，建立矿区瓦斯综合治理技术体系，创建安全高效型和本质安全型矿井。（一）强力推进保护层开采鉴于松
16、煤公司已成功应用 0.81.3m 薄煤层快速掘进和综采、高档普采开采保护层，消除被保护层工作面突出危险性，并且工作面月推进度达到 100m，为集团公司实施保护层开采提供了示范。集团公司应按照“应 保尽保、应抽尽抽 ”的原则，大力推进瓦斯治理实现“ 四个 转变” ，强 力开展区域防突措施的 实施，尽快出台、落实配套政策、规定，强制要求突出矿井严格执行。确保经过 3 年的调整，突出矿井真正达到“抽、掘、采” 平衡， 实现“不掘突出头、不采突出面”的目 标。（二）加强保护层开采效果考察四矿、五矿曾经尝试过保护层开采技术，积累了一些经验。但集团公司实施大规模保护层开采，应进一步加强开采效果考察，以近距离保护层开采防突和防瓦斯超限为重点，不断测定参数、收集数据，达到定量分析、研究，进一步总结经验，以点带面，推广交流应用，全面提高保护层开采瓦斯治理效果。（三）强化防突基础参数测试加强突出矿井煤层瓦斯压力、瓦斯含量、
