強(qiáng)化礦井瓦斯抽采平衡與利用

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1、強(qiáng)化礦井瓦斯抽采平衡與利用促進(jìn)企業(yè)安全發(fā)展重慶中梁山煤電氣有限公司一、礦井概況重慶中梁山煤電氣有限公司的前身是中梁山礦務(wù)局，2001年改制為重慶中梁山煤電氣有限公司，現(xiàn)隸屬于重慶市能源投資集團(tuán)公司。中梁山煤田分南礦、北礦2對(duì)礦井開采。兩礦于1955年開工建設(shè)，1959年簡(jiǎn)易投產(chǎn)，設(shè)計(jì)能力為年產(chǎn)原煤180萬t。中梁山礦區(qū)是全國(guó)聞名的瓦斯災(zāi)害嚴(yán)重礦區(qū)，是低透氣性煤層群、地質(zhì)構(gòu)造異常復(fù)雜、煤巖瓦斯賦存十分豐富的典型礦區(qū)。煤田走向長(zhǎng)11000m，煤田東西狹長(zhǎng)為500~600m，煤田總面積2.55km2。煤系地層屬二疊紀(jì)龍?zhí)督M煤系，含煤10層（

2、從上到下編號(hào)為K1，K2，…，K10），煤層總厚度14.91m，煤層厚度平均0.47~2.38m，煤層傾角65°~75°，層間距0.25~25m，為急傾斜近距離煤層群。中梁山煤田為一較對(duì)稱的封閉型覆舟狀背斜構(gòu)造（圖1），煤田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造極其復(fù)雜，次生斷層每平方公里多達(dá)1071條。煤層的透氣性系數(shù)0.018~0.8m2/(MPa2·d)，屬低透氣性煤層。煤系地層上部未出露地面，表土層覆蓋較厚，封閉性較好，瓦斯大量?jī)?chǔ)存于煤層和巖層中。煤田內(nèi)除K2煤層（保護(hù)層）外，其余各層均有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)。煤田內(nèi)埋深1500m以淺面積256.46km2內(nèi)

3、，瓦斯儲(chǔ)量為406億m3。礦井煤層瓦斯最大壓力4.7MPa，煤層瓦斯含量為15.41~19.3m3/t，礦井相對(duì)瓦斯涌出量92.97~220.52m3/t，絕對(duì)瓦斯涌出量58.13~64.56m3/min，礦井瓦斯等級(jí)屬煤與瓦斯突出礦井。中梁山礦井的瓦斯災(zāi)害從建井之初就嚴(yán)重制約著安全生產(chǎn)，建井以來礦井發(fā)生煤與瓦斯突出98次，發(fā)生瓦斯爆炸事故2起，瓦斯事故死亡251人，占礦井事故死亡總?cè)藬?shù)的50％。中梁山人經(jīng)過40多年的不懈努力，逐步形成了較系統(tǒng)的抽采規(guī)范、較先進(jìn)的抽采理念和具有中梁山特色的立體瓦斯抽采技術(shù)。瓦斯抽采量逐年上升，20世紀(jì)

4、60年代為7281萬m3，70年代為10719萬m3，80年代為20391萬m3，90年代為25235萬m3，2000—2007年共23500萬m3（圖2）。每產(chǎn)噸煤瓦斯抽采量在20世紀(jì)80年代為33m3，90年代為45m3，目前已達(dá)81m3（圖3）。20世紀(jì)80年代以前瓦斯利用率為20％，80年代以后利用率為100％。礦井瓦斯抽采系統(tǒng)如圖4所示。中梁山礦區(qū)瓦斯抽采的安全效果日益明顯，公司連續(xù)近6年實(shí)現(xiàn)了無瓦斯事故的目標(biāo)，其中北礦井已連續(xù)16年未發(fā)生煤與瓦斯突出事故。圖1北礦井煤田剖面示意圖圖2瓦斯抽采量變化情況柱狀圖圖3日產(chǎn)噸煤瓦斯

5、抽采量變化情況柱狀圖圖4南礦瓦斯抽采系統(tǒng)示意圖二、統(tǒng)籌規(guī)劃，合理部署，實(shí)現(xiàn)礦井抽采平衡公司長(zhǎng)期堅(jiān)持“抽采規(guī)劃和采掘規(guī)劃同步，抽采設(shè)計(jì)與采掘設(shè)計(jì)同步”以及開拓區(qū)、抽采區(qū)、保護(hù)層開采區(qū)和被保護(hù)層開采區(qū)“四區(qū)成套三超前”的合理部署原則，積極落實(shí)瓦斯抽采由“措施型”向“工程型”、“局部抽采”向“區(qū)域抽采”、“被動(dòng)治”向“主動(dòng)防”的轉(zhuǎn)變，努力實(shí)現(xiàn)礦井瓦斯抽采平衡，從根本上消除礦井瓦斯災(zāi)害。(一)周密安排，做到抽采和采掘規(guī)劃、設(shè)計(jì)同步由總經(jīng)理掛帥、總工程師具體組織，公司在進(jìn)行南礦和北礦采掘規(guī)劃的同時(shí)，定期編制礦井瓦斯抽采中長(zhǎng)期（3～5年）規(guī)劃和年

6、度計(jì)劃。重點(diǎn)突出了1個(gè)規(guī)劃和3個(gè)計(jì)劃，明確了10個(gè)節(jié)點(diǎn)，提供了3個(gè)保障措施。即重點(diǎn)突出了中長(zhǎng)期規(guī)劃和年度、季度、月度計(jì)劃；明確了抽采的布局、方式等，其內(nèi)容包括抽采工程的抽采巷道和鉆孔量、抽采裝備購(gòu)置和管路安裝、工程實(shí)施和竣工時(shí)間、抽采范圍和技術(shù)要求、抽采量和抽采率等10個(gè)節(jié)點(diǎn)；提供了實(shí)施抽采所需的人、財(cái)、物保障措施等。南礦和北礦新水平、新采區(qū)的設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了“抽采跟著掘進(jìn)走，開采跟著抽采走”的原則，并在設(shè)計(jì)中編制了礦井瓦斯抽采專篇，從采區(qū)設(shè)計(jì)、開拓布局源頭為瓦斯抽采創(chuàng)造條件。在進(jìn)行礦井采掘部署設(shè)計(jì)時(shí)，同步進(jìn)行瓦斯抽采工程的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的

7、內(nèi)容有專用瓦斯抽采巷道、抽采鉆孔、抽采管道、放水器設(shè)置和抽采工程量、抽采煤層控制范圍、工程進(jìn)度等。(二)周密部署，做到“四區(qū)成套三超前”，實(shí)現(xiàn)礦井瓦斯抽采平衡我們始終堅(jiān)持先采保護(hù)層，再采被保護(hù)層。在進(jìn)行采掘部署時(shí)，專用瓦斯抽采巷道同主要開拓、準(zhǔn)備巷道都布置在堅(jiān)硬致密的離突出煤層較遠(yuǎn)的茅口灰?guī)r中，然后在抽采巷道向煤層群施工網(wǎng)格式區(qū)域抽采鉆孔，抽采至少4個(gè)月以上，并經(jīng)安全評(píng)估后才能進(jìn)行石門揭煤工作；抽采至少半年以上，才能進(jìn)行保護(hù)層工作面巷道的施工；抽采至少1年以上，才能進(jìn)行保護(hù)層工作面的開采；被保護(hù)層的卸壓瓦斯抽采3個(gè)月以上才能進(jìn)行巷道掘

8、進(jìn)。近年來，礦井形成了“四區(qū)成套三超前”的合理部署格局，即：開拓區(qū)超前于抽采區(qū)至少300m，抽采區(qū)超前于保護(hù)層開采區(qū)至少300m，保護(hù)層開采區(qū)超前于被保護(hù)層開采區(qū)至少300m（圖5）。動(dòng)態(tài)抽采達(dá)標(biāo)煤量（符合《煤礦瓦斯抽采