煤與瓦斯突出礦井防治“三超前”

陳國政

重慶松藻煤電有限責(zé)任公司(以下簡稱“松藻煤電公司”)是我國西南最大的無煙煤生產(chǎn)基地，現(xiàn)有6對生產(chǎn)礦井，礦區(qū)煤系地層為二疊系龍?zhí)督M，含煤5～14層，所開采的煤田保有儲量6億多t。煤層瓦斯壓力4.5～10.5MPa，礦井平均絕對瓦斯總涌出量85.26m3/min、最大151.17m3/min，礦井平均相對瓦斯總涌出量71.27m3/t、最大108.7m3/t，為嚴(yán)重的煤與瓦斯突出礦井。

松藻礦區(qū)歷年來煤與瓦斯突出事故頻繁發(fā)生，突出最多的一年竟發(fā)生75次，最大突出煤量2910t、噴出瓦斯25.4萬m3。因煤與瓦斯突出事故死亡的人數(shù)，占松藻煤電公司總死亡人數(shù)的39.97%。1960年松藻礦區(qū)發(fā)生的一起特別重大煤與瓦斯突出事故，導(dǎo)致125人死亡。

為構(gòu)建安全長效機(jī)制，總結(jié)公司近年來的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，松藻煤電公司確定了“三超前”(掘進(jìn)超前、抽放超前、保護(hù)層開采超前)戰(zhàn)略布局，在管理體系上和開采布局上著眼于防突，實(shí)現(xiàn)“掘、抽、采”協(xié)調(diào)發(fā)展，以有效預(yù)防煤與瓦斯突出重大事故。

合理采掘部署

量化“三超前”指標(biāo)

“三超前”具體是指煤與瓦斯突出礦井的專用瓦斯抽采巷道掘進(jìn)超前于抽采工程，瓦斯抽采工程超前于保護(hù)層開采，保護(hù)層開采超前于被保護(hù)層開采?！叭啊钡暮诵氖情_采保護(hù)層與預(yù)抽煤層瓦斯。抓好“三超前”工作，不僅能滿足綜合治理瓦斯所需要的時(shí)間、空間條件，而且能促進(jìn)煤與瓦斯突出礦井掘、抽、采關(guān)系協(xié)調(diào)發(fā)展，防止發(fā)生重大煤與瓦斯突出事故，是實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯突出礦井安全長效機(jī)制的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

掘進(jìn)超前要求在水平生產(chǎn)能力開始遞減前1～1.5年，必須完成接替水平的基本井巷工程、安全系統(tǒng)、安裝工程；在采區(qū)(盤區(qū))生產(chǎn)能力開始遞減的前6個(gè)月，接替采區(qū)(盤區(qū))要布置好，采區(qū)(盤區(qū))設(shè)備不僅要安裝到位，而且要調(diào)試至正常運(yùn)轉(zhuǎn)；底板開拓系統(tǒng)必須超前專用瓦斯抽采巷道一個(gè)工作面條帶，確保專用瓦斯抽采巷道的施工；煤層開拓系統(tǒng)必須超前準(zhǔn)備至少一個(gè)工作面區(qū)域，確保下一個(gè)工作面的施工進(jìn)入空間；專用瓦斯抽采巷道必須超前于一個(gè)保護(hù)層準(zhǔn)備工作面，以確保保護(hù)層準(zhǔn)備工作面巷道掘進(jìn)時(shí)滿足先抽后掘的要求；保護(hù)層工作面的回采巷道，采前形成的時(shí)間也應(yīng)不少于8個(gè)月，以滿足首采層工作面本層先抽后采的要求。

瓦斯抽采超前要求對首采薄煤層保護(hù)層(也有突出危險(xiǎn))掘進(jìn)前的穿層預(yù)抽、回采前的本層預(yù)抽和鄰近層預(yù)抽時(shí)間，均不少于6個(gè)月，同時(shí)要求瓦斯預(yù)抽率達(dá)到30%以上。

保護(hù)層開采超前要求礦井保護(hù)煤量可采期不得少于30個(gè)月，可供布面的保護(hù)煤量可采期不得少于20個(gè)月。

堅(jiān)持技術(shù)進(jìn)步

落實(shí)“三超前”指標(biāo)

針對礦井部署“三超前”達(dá)標(biāo)存在的突出問題，近年來，松藻煤電公司積極開展了提高掘進(jìn)單進(jìn)、預(yù)抽瓦斯與保護(hù)層開采的技術(shù)難題研究，落實(shí)“三超前”指標(biāo)，促進(jìn)礦井“掘、抽、采”的協(xié)調(diào)發(fā)展。

為了確保掘進(jìn)超前，松藻煤電公司通過創(chuàng)新石門揭煤技術(shù)、應(yīng)用地質(zhì)構(gòu)造超前物探技術(shù)，開展了掘進(jìn)裝備與工藝等研究。公司一是創(chuàng)新了漸進(jìn)式快速石門揭煤的4項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，即快速預(yù)測技術(shù)、增透消突技術(shù)、移動(dòng)安全屏障技術(shù)、松軟煤體固化技術(shù)，這4項(xiàng)技術(shù)的成功應(yīng)用，使揭煤不放震動(dòng)炮，揭煤時(shí)間縮短30%，有效避免了揭煤時(shí)發(fā)生煤與瓦斯突出。二是初步建立了礦井地質(zhì)構(gòu)造超前物探技術(shù)體系，引進(jìn)與應(yīng)用DTC-150、KDZ1114-3地質(zhì)超前探測儀，定期對掘進(jìn)工作面前方60～150m內(nèi)的地質(zhì)變化情況進(jìn)行預(yù)報(bào)，不但準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)了掘進(jìn)工作面前方的地質(zhì)構(gòu)造，還減少了鉆探數(shù)量和工程量。三是開展掘進(jìn)裝備與工藝研究，公司從改造排矸系統(tǒng)直通化入手，簡化運(yùn)輸環(huán)節(jié)，改進(jìn)輔助運(yùn)輸方式，開展窄機(jī)身綜掘、鉆爆工藝及支護(hù)新技術(shù)的應(yīng)用攻關(guān)，全面提高掘進(jìn)單進(jìn)。這些技術(shù)的應(yīng)用，不但實(shí)現(xiàn)了掘進(jìn)超前，而且為治理瓦斯留足了時(shí)間空間。

為了確保抽采超前，松藻煤電公司對瓦斯抽采超前的技術(shù)難題進(jìn)行了研究，特別是在增加煤層透氣性、鉆進(jìn)工藝、鉆孔機(jī)具、封孔工藝等方面做了大量研究工作。研究應(yīng)用了增透預(yù)抽瓦斯技術(shù)，采取深孔預(yù)裂爆破，使鉆孔瓦斯抽采量增加12%～30%，縮短瓦斯抽采時(shí)間30%～45%；應(yīng)用高壓水力增透技術(shù)，提高了鉆孔單位時(shí)間抽采量170%；進(jìn)行了松軟突出煤層鉆機(jī)與鉆進(jìn)工藝配套研究。如引進(jìn)ZY1250和MK-4型鉆機(jī)，配合螺旋鉆桿和壓風(fēng)排粉工藝施工φ96mm順層鉆孔，平均孔深89.4m,最大孔深168m，實(shí)現(xiàn)了首采突出層工作面無“空白帶”超前抽采。同時(shí)，公司還積極開展了抽采鉆具適用性研究。如應(yīng)用潛孔錘鉆進(jìn)過硬巖技術(shù)，節(jié)省時(shí)間50%、降低成本61%；采用金剛石復(fù)合片鉆頭，實(shí)現(xiàn)了多巖性鉆進(jìn)一次成孔，臺機(jī)效率達(dá)到4032m/月。此外，公司還深化了封孔工藝研究。應(yīng)用馬麗散封堵本煤層鉆孔，使單孔抽采瓦斯?jié)舛冗_(dá)到35%～95%，提高了280%；100個(gè)鉆孔抽采量提高233%，達(dá)到1.33m3/min。

為了確保保護(hù)層開采超前，松藻煤電公司堅(jiān)持機(jī)械化開采與綜合治理瓦斯并重。在薄煤層開采超前上，積極推進(jìn)薄煤層機(jī)采、綜采工藝，構(gòu)建防突“三級”預(yù)測體系，完善了防突工藝和實(shí)施采空區(qū)抽采等工作，不僅加快推進(jìn)了保護(hù)層工作面，而且有效地提高了被保護(hù)煤量。

在推進(jìn)保護(hù)層工作面采煤機(jī)械化上，公司目前已有5對礦井實(shí)行了保護(hù)層工作面高檔機(jī)采與綜合機(jī)械化采煤，保護(hù)層工作面采煤機(jī)械化率達(dá)到81.25%、采煤綜合機(jī)械化率達(dá)到62.5%。公司還積極建立了防突“三級”預(yù)測體系，將防突預(yù)測工作分成區(qū)域預(yù)測、小塊段預(yù)測和局部預(yù)測3級，使防突工作由粗到細(xì)、由細(xì)到準(zhǔn)確，減少防突工程量60%～70%。同時(shí)，公司還著力研究完善了防突工藝。20世紀(jì)90年代，松藻煤電公司打鉆孔時(shí)還需要3～5道工序、2套以上機(jī)具，這樣做不僅費(fèi)工，而且費(fèi)時(shí)。近年來，松藻煤電公司通過對防突新工藝的研究，打鉆孔工作只需一套機(jī)具、一個(gè)工種人員，在原有一個(gè)工序內(nèi)完成預(yù)測、消突、檢驗(yàn)等工作，使防突施工速度提高了50%。此外，公司還建立了采空區(qū)抽采系統(tǒng)，實(shí)施瓦斯分源治理。針對松藻礦區(qū)保護(hù)層工作面瓦斯涌出量大，在采取穿層卸壓抽、本層預(yù)抽、風(fēng)排措施的基礎(chǔ)上，積極對采空區(qū)實(shí)施瓦斯抽采，有效解決了保護(hù)層工作面開采中瓦斯突出的問題，單面采空區(qū)年抽采瓦斯量達(dá)到800萬m3以上。

嚴(yán)格節(jié)點(diǎn)管理

實(shí)現(xiàn)“三超前”目標(biāo)

為實(shí)現(xiàn)“三超前”目標(biāo)，松藻煤電公司成立了以總經(jīng)理為組長的領(lǐng)導(dǎo)小組，制定了相關(guān)管理辦法，確保礦井“三超前”計(jì)劃兌現(xiàn)。一是制定“三超前”達(dá)標(biāo)管理辦法。明確各礦井“三超前”具體控制指標(biāo)，分年下達(dá)“三超前”節(jié)點(diǎn)目標(biāo)計(jì)劃，按標(biāo)準(zhǔn)考核定級， 達(dá)到“三超前”甲級的礦井獎(jiǎng)勵(lì)25萬元、乙級礦井獎(jiǎng)勵(lì)15萬元，未達(dá)標(biāo)的礦井處罰15萬元。二是制定了掘進(jìn)單進(jìn)創(chuàng)歷史記錄獎(jiǎng)勵(lì)辦法。凡月度安全、質(zhì)量等指標(biāo)達(dá)到考核要求的掘進(jìn)隊(duì)，獎(jiǎng)勵(lì)1～5萬元。三是制定了抽采績效考核辦法。把噸煤抽采量、噸煤抽采進(jìn)尺、礦井抽采率、抽采濃度，與礦井績效、礦領(lǐng)導(dǎo)年薪掛鉤考核，同時(shí)規(guī)定，凡突出薄煤層保護(hù)層巷道掘進(jìn)條帶或石門揭煤、保護(hù)層工作面本層預(yù)抽率(或時(shí)間)不足、被保護(hù)層卸壓抽采超前距不足，要處罰礦長、煤礦總工程師等負(fù)責(zé)人各800～2000元。四是制定了保護(hù)層開采創(chuàng)水平獎(jiǎng)勵(lì)辦法。對年度保護(hù)層工作面安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化達(dá)到考核要求的礦井，公司將分級給予獎(jiǎng)勵(lì)，甲級的礦井獎(jiǎng)勵(lì)25萬元、乙級的礦井獎(jiǎng)勵(lì)20萬元、丙級的礦井獎(jiǎng)勵(lì)15萬元。

通過不斷努力，松藻煤電公司的煤與瓦斯突出事故得到有效遏制。從1995年以來，松藻煤電公司平均每年減少了采、掘工作面瓦斯超限128次，減少煤與瓦斯突出15.9次，企業(yè)也多次榮獲部、省、市授予的“安全生產(chǎn)先進(jìn)局”“勞動(dòng)安全達(dá)標(biāo)局”稱號。2005年和2007年，松藻煤電公司還消滅了瓦斯災(zāi)害事故。這些實(shí)踐證明，正是堅(jiān)持部署“三超前”措施，實(shí)現(xiàn)了公司突出礦井“掘、抽、采”的協(xié)調(diào)發(fā)展和公司的安全生產(chǎn)。

編輯余茂君