高瓦斯礦井瓦斯綜合治理管理評(píng)價(jià)和探討

原晉蓮

(山西省晉城市澤州縣煤炭工業(yè)局)

澤州縣是我國重點(diǎn)產(chǎn)煤縣，開采的煤層具有瓦斯賦存不均衡，瓦斯放散初速度大、解吸快，瓦斯含量高、涌出量大等特征。隨著采掘活動(dòng)向高瓦斯區(qū)延伸、生產(chǎn)能力地提升，礦井的瓦斯涌出量越來越大，局部長時(shí)間預(yù)抽后煤層殘余瓦斯含量仍然無法達(dá)標(biāo)［1］，瓦斯問題成為制約礦井高產(chǎn)高效的主要瓶頸［2］。面對(duì)區(qū)域內(nèi)瓦斯的賦存特點(diǎn)，原有瓦斯治理模式已不適應(yīng)，無法滿足安全生產(chǎn)需求，必須采取“全方位、多手段、立體抽”的瓦斯綜合治理之路，以實(shí)現(xiàn)瓦斯治理的可持續(xù)性和煤礦的安全高效開采［3］。

1 瓦斯治理概況

澤州縣隸屬于山西省晉城市，全縣含煤面積528.6 km2，位于山西省沁水煤田南部，2009年通過全省資源整合后保留30座礦井，批準(zhǔn)開采井田155.88 km2。全縣高瓦斯礦井全部集中在長河流域，井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，煤質(zhì)優(yōu)良，其中可采煤層3層，3#煤為主要開采煤層，平均厚度6.44 m［4］。區(qū)域內(nèi)礦井建有合理的通風(fēng)系統(tǒng)、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，其中高瓦斯礦井都建有抽放系統(tǒng)和地面泵站。

2 瓦斯綜合治理技術(shù)管理評(píng)價(jià)

通過對(duì)目前技術(shù)體系與管理體系運(yùn)行狀況的調(diào)研，從瓦斯治理技術(shù)、管理體系兩大方面，對(duì)礦井瓦斯治理體系及其方式、方法進(jìn)行綜合分析［5］，查找礦井在瓦斯防治技術(shù)及管理方面存在的突出問題，研究制定對(duì)策與措施，進(jìn)一步提高礦井瓦斯防治水平，達(dá)到提升“一通三防”安全保障能力的目的。

2.1 開采布局

大部分礦井都是在編制年度生產(chǎn)規(guī)劃時(shí)，編制瓦斯抽采規(guī)劃和年度抽采計(jì)劃，包括抽采量計(jì)劃、抽采進(jìn)尺計(jì)劃。計(jì)劃細(xì)分到每個(gè)盤區(qū)、每個(gè)工作面，每月再根據(jù)生產(chǎn)情況制定月度抽采計(jì)劃，計(jì)劃由礦統(tǒng)一下達(dá)、管理和考核，保證礦井生產(chǎn)能力與接替煤層的瓦斯抽采能力、達(dá)標(biāo)煤量等相匹配。

但礦井存在生產(chǎn)布置過于集中。同一盤區(qū)集中巷開拓、工作面圈定同時(shí)進(jìn)行，造成局部地點(diǎn)生產(chǎn)集中，增加了通風(fēng)系統(tǒng)壓力，不利于“一通三防”管理，同時(shí)也弱化了系統(tǒng)抗災(zāi)能力。事實(shí)上，生產(chǎn)過于集中也一定程度反映出礦井采掘接替緊張的不利局面。

同時(shí)，部分礦井單一煤層開采強(qiáng)度大，沒有其他煤層配采，盤區(qū)內(nèi)“邊生產(chǎn)邊開拓”的不合理狀況依然存在，形成了“前進(jìn)式下行開采”，造成區(qū)域模塊遞進(jìn)式抽采的“下行模塊”，給瓦斯治理帶來一定的難度。

2.2 通風(fēng)系統(tǒng)

一些高瓦斯礦井針對(duì)其自身情況，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)不斷地進(jìn)行優(yōu)化，目的就是保證通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定，其中部分礦井還實(shí)現(xiàn)了分區(qū)式通風(fēng)。但“以抽為主、風(fēng)排為輔”的觀念不強(qiáng)，多數(shù)采煤工作面堅(jiān)持大風(fēng)量排瓦斯，一巷或多巷進(jìn)風(fēng)。瓦斯較小時(shí)，開路、滯后橫貫都回風(fēng);瓦斯較大時(shí)，開路橫貫輔以進(jìn)風(fēng)，滯后橫貫主要回風(fēng)，造成采空區(qū)大量漏風(fēng)、三角區(qū)大量回風(fēng)。

2.3 抽采系統(tǒng)

近年來，各個(gè)礦井在瓦斯抽采方面取得了長足的進(jìn)步，抽采系統(tǒng)日趨完善，礦井瓦斯抽采措施日益豐富，抽采量逐步攀升，礦井年度瓦斯抽采量、抽采率均不斷增長［6］。

雖然全礦瓦斯抽采成績突出，但對(duì)于采面和其他局部區(qū)域，瓦斯抽采效果還有提升空間。很多礦井由于生產(chǎn)接替緊張，壓縮了瓦斯抽采時(shí)間和空間。并且隨著抽采規(guī)模的不斷擴(kuò)大，抽采精細(xì)化管理的矛盾也逐步顯現(xiàn)出來，如多數(shù)孔板裝置直接安裝在抽采主干管上，增加了抽采阻力;盤區(qū)內(nèi)抽采干、支管未安設(shè)自動(dòng)計(jì)量在線監(jiān)測裝置，各項(xiàng)抽采參數(shù)無法連續(xù)獲取，不符合相關(guān)規(guī)定要求。

2.4 管理體系

各礦在瓦斯管理方面都有各自的方式、方法，總體上能夠滿足目前的現(xiàn)場需求。在抽采方面，采用頂板高位鉆孔進(jìn)行采空區(qū)瓦斯抽采，豐富了回采工作面不同時(shí)期瓦斯治理手段;推廣應(yīng)用帶壓封孔工藝，提升了礦井抽采量及抽采效果。同時(shí)，圍繞“鉆孔抽采到哪，巷道就掘到哪”的準(zhǔn)則，嚴(yán)格落實(shí)“優(yōu)系統(tǒng)、強(qiáng)抽放、細(xì)管理、嚴(yán)問責(zé)”的規(guī)定。

各礦根據(jù)“一通三防”工作需要，制定了包括通風(fēng)、抽采、防突、安全監(jiān)控、防塵、防滅火、瓦斯檢查、排放瓦斯、局部通風(fēng)、通風(fēng)設(shè)施、工程質(zhì)量驗(yàn)收、巷道貫通、瓦斯超限、“一通三防”安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化、“一通三防”技術(shù)資料、“一通三防”例會(huì)、瓦斯報(bào)表審閱、職工培訓(xùn)管理等方面在內(nèi)的制度，并根據(jù)國家、行業(yè)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)文件規(guī)定的要求及時(shí)進(jìn)行修訂、完善。

但在現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，職工對(duì)于瓦斯意識(shí)上還不是很敏感，在對(duì)待制度的貫徹、執(zhí)行和落實(shí)的力度上還有待加強(qiáng)。

3 瓦斯治理及改進(jìn)建議

3.1 牢固樹立“抓生產(chǎn)重在抓準(zhǔn)備”的觀念

將“采掘”銜接改變?yōu)椤俺椤⒕?、采”銜接，將“三?開拓煤量、準(zhǔn)備煤量、回采煤量)平衡”改變?yōu)椤八牧?開拓煤量、準(zhǔn)備煤量、抽采煤量、回采煤量)平衡”。本著“銜接失衡是最大的安全隱患”的工作思路，認(rèn)真抓好年度銜接、季度銜接與紀(jì)要落實(shí)，形成“年度銜接以季度銜接為支撐，季度銜接以月度落實(shí)為保障，月度落實(shí)以每周生產(chǎn)計(jì)劃為基礎(chǔ)”的“抽、掘、采”銜接實(shí)施體系，切實(shí)把銜接落實(shí)到生產(chǎn)組織的全過程，不斷優(yōu)化礦井“抽、掘、采”銜接，使礦井生產(chǎn)布局日趨合理，保證礦井的正常接替與銜接。

整體上，礦井要合理優(yōu)化采場部署，及時(shí)打開接替盤區(qū)，保持各盤區(qū)均衡生產(chǎn)，避免同一盤區(qū)內(nèi)一邊回采(準(zhǔn)備)、一邊延伸盤區(qū)集中巷的現(xiàn)象。同時(shí)，對(duì)于煤層透氣性差、原始煤體預(yù)抽效率低的，應(yīng)逐步改進(jìn)圍繞單一煤層進(jìn)行瓦斯治理的方式，開展煤層群聯(lián)合開采，充分利用時(shí)間、空間上的優(yōu)勢，利用卸壓預(yù)抽的優(yōu)勢，提高治理效果;對(duì)于煤層透氣性好，原始煤體瓦斯含量高的，應(yīng)采用提高順層鉆孔預(yù)抽效果與推進(jìn)底(頂)板巖巷工程、提前準(zhǔn)備好預(yù)抽母巷相結(jié)合的思路，為煤巷掘進(jìn)、工作面回采創(chuàng)造條件。最終通過調(diào)整采掘布局與提高瓦斯抽采效果，進(jìn)一步緩解接替緊張的局面。

3.2 樹立“以抽為主、風(fēng)排為輔”的觀念

“以風(fēng)定產(chǎn)”其內(nèi)涵是井下人員作業(yè)現(xiàn)場，通過供給新鮮風(fēng)流，人機(jī)環(huán)境較好、瓦斯?jié)舛容^低、風(fēng)速不超限、粉塵不飛揚(yáng)，并非是風(fēng)量越大越好，而是通過合理的風(fēng)量核定生產(chǎn)能力。確定合理的風(fēng)量后，若需增加產(chǎn)能可通過抽采來降低風(fēng)排瓦斯的量。

①各礦應(yīng)認(rèn)真研究風(fēng)量配置工作，嚴(yán)格配風(fēng)計(jì)劃，從源頭上杜絕風(fēng)速超限的可能性;②加強(qiáng)巷道維護(hù)，甚至補(bǔ)打風(fēng)道，消除風(fēng)速超限的客觀影響;③加大瓦斯治理力度，進(jìn)一步降低排瓦斯所用風(fēng)量，消除引起風(fēng)速超限的主要因素;④通過合理的風(fēng)量分配、系統(tǒng)巷道通風(fēng)阻力的減小，達(dá)到降低風(fēng)機(jī)運(yùn)行負(fù)壓的目的。

3.3 以抽采能力定礦井生產(chǎn)能力

瓦斯抽、掘、采銜接緊張的矛盾，起緣于生產(chǎn)接替緊張，實(shí)際根源還是瓦斯抽采效率有待進(jìn)一步提升。從目前情況來看，礦井瓦斯抽采效率難以在短時(shí)間內(nèi)大幅提升，應(yīng)堅(jiān)持以抽采能力定礦井生產(chǎn)能力。從長遠(yuǎn)來看，瓦斯抽采效率必須提升，否則難以滿足礦井高產(chǎn)高效的需求。因此，在抽采模式上，應(yīng)解放思想，結(jié)合國內(nèi)外高效抽采的成功經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整;在抽采工藝上，繼續(xù)完善以定向長鉆孔為主、各類穿層鉆孔與普通鉆孔為輔的抽采技術(shù)工藝，積極試驗(yàn)應(yīng)用保護(hù)層卸壓抽采成套技術(shù);在現(xiàn)場操作上，應(yīng)以精細(xì)化為前提，以系統(tǒng)優(yōu)化為基礎(chǔ)，以“鉆到底、管到位、孔封嚴(yán)、水放通”為抓手，進(jìn)一步強(qiáng)化管控。

隨著瓦斯防治工作體系建設(shè)的深入，“抽采達(dá)標(biāo)”精細(xì)化進(jìn)一步發(fā)展，“擠水分”、保證抽采數(shù)據(jù)準(zhǔn)確成為基本要求，因此有必要使用在線式自動(dòng)計(jì)量裝置，也是煤礦科技發(fā)展的趨勢。各礦在優(yōu)化抽采系統(tǒng)時(shí)，尤其是對(duì)新建的抽采系統(tǒng)，應(yīng)高起點(diǎn)抓好自動(dòng)計(jì)量裝置的安裝使用，并且在使用過程輔以人工檢測調(diào)校，保證測量準(zhǔn)確。

3.4 推廣保護(hù)層開采和頂(底)板巷穿層鉆孔預(yù)抽

各礦應(yīng)在治理理念方面進(jìn)一步深化，應(yīng)以“可保必保、應(yīng)抽盡抽”的理念為指引，推廣保護(hù)層開采和頂(底)板巷穿層鉆孔預(yù)抽。隨著采場轉(zhuǎn)移、地質(zhì)條件的復(fù)雜化、煤層瓦斯含量增大，以順層鉆孔為主、圍繞本煤層治理瓦斯的做法難以滿足高產(chǎn)高效、安全開采的需求，必須從時(shí)間、空間上進(jìn)行調(diào)配，開展煤層群聯(lián)合開采，利用保護(hù)層卸壓高效抽采，最終達(dá)到解放生產(chǎn)力的目的;利用頂(底)板巷穿層鉆孔提前預(yù)抽，爭取瓦斯治理時(shí)間與空間。礦方應(yīng)圍繞高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求、夯基礎(chǔ)抓落實(shí)，著力提高執(zhí)行力、落實(shí)力，進(jìn)一步強(qiáng)化現(xiàn)場管控水平，促進(jìn)“一通三防”各項(xiàng)工作持續(xù)健康發(fā)展。

4 結(jié)論

做好瓦斯綜合治理，首先是從思想上提高認(rèn)識(shí)，特別是礦主要領(lǐng)導(dǎo)必須下定決心，在礦井內(nèi)形成一種抓瓦斯治理的氣勢;嚴(yán)管，不論是瓦斯治理理念、技術(shù)，還是管理制度、方法，都需要嚴(yán)格的管理來保障落實(shí)。只有嚴(yán)管，瓦斯治理技術(shù)才能做到位，才能形成全員抓瓦斯治理的好氛圍。

管理文化最關(guān)鍵的是領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)要有高度的責(zé)任心，職工的生命重于泰山，礦、部(科區(qū))、隊(duì)(組)三級(jí)主要負(fù)責(zé)人對(duì)瓦斯威脅保持高度的敏感性，配齊配強(qiáng)瓦斯管理領(lǐng)導(dǎo)力量，班子中一半以上成員直接對(duì)安全生產(chǎn)負(fù)責(zé)。瓦斯管理必須嚴(yán)細(xì)實(shí)，堅(jiān)決制止管理軟弱的行為，必須做到萬無一失，同時(shí)不斷探索科學(xué)管理方式，使瓦斯從治得住走向治得快、治得省方向發(fā)展。

［1］ 溫兆翠，姜 波，劉明銀.晉城礦區(qū)粘土礦物特征及沉積-成巖響應(yīng)［J］.中國煤炭地質(zhì)，2011(7):10-13.

［2］ 陳 建，李 朝，張臻豪.淮南礦業(yè)集團(tuán)防治煤與瓦斯突出技術(shù)及管理經(jīng)驗(yàn)［J］.中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2014(S1):147-152.

［3］ 國家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦瓦斯綜合治理工作體系建設(shè)實(shí)施方案［J］.能源與節(jié)能，2011(12):27-29.

［4］ 楊向敏.晉城煤礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征及其控煤規(guī)律探析［J］.能源與節(jié)能，2013(9):15-17.

［5］ 李延輝.礦井瓦斯抽采系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)研究與應(yīng)用［D］.西安:西安科技大學(xué)，2012.

［6］ 翟 成，林柏泉.煤礦井下瓦斯抽采現(xiàn)狀及存在問題分析［C］∥2007中國(淮南)煤礦瓦斯治理技術(shù)國際會(huì)議論文集.淮南:煤礦瓦斯治理國家工程研究中心，2007:10.