冷水江煤礦瓦斯抽采利用現(xiàn)狀分析與研究

謝友鳳

(冷水江市安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局, 湖南 冷水江 417500)

應(yīng)用研究·煤礦·

冷水江煤礦瓦斯抽采利用現(xiàn)狀分析與研究

謝友鳳

(冷水江市安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局, 湖南 冷水江 417500)

冷水江鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦分布在冷江礦區(qū)、渣渡礦區(qū)、金竹山礦區(qū)，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力小于9萬t/a。煤層薄、構(gòu)造復(fù)雜、滲透性差,瓦斯災(zāi)害嚴(yán)重又難于抽采。近年來實(shí)施安全改造推廣瓦斯抽采利用，有效地促進(jìn)了各煤礦在瓦斯超限值以下開拓、開采，杜絕了較大瓦斯事故的發(fā)生。

瓦斯抽采； 安全生產(chǎn)； 瓦斯事故

1 冷水江煤礦分布及地質(zhì)基本情況

冷水江現(xiàn)保留煤礦23家，其中煤與瓦斯突出礦井18對(duì)，高瓦斯礦井5對(duì)。冷水江市境內(nèi)共3個(gè)礦區(qū)，瓦斯分布特點(diǎn)見表1。冷江礦區(qū)為一不對(duì)稱的向斜構(gòu)造，區(qū)內(nèi)含煤7層，均為無煙煤。渣渡礦區(qū)屬宴家鋪向斜，最顯著的特點(diǎn)是重力滑脫構(gòu)造和飛來峰構(gòu)造發(fā)育，主要位于東南翼。煤層多呈煤包狀分布，煤厚變化在0～50m，有利于瓦斯賦存，煤與瓦斯突出嚴(yán)重。金竹山礦區(qū)位于祁陽弧構(gòu)造的前弧北翼，橋頭河向斜西南端。礦區(qū)內(nèi)含煤7層，均為無煙煤。

表1 3個(gè)礦區(qū)瓦斯分布特點(diǎn)

2 瓦斯抽采利用重要性分析

搞好煤礦瓦斯抽采利用，可以降低在開拓、開采時(shí)發(fā)生瓦斯事故的可能性。冷水江市鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦分布在多個(gè)礦區(qū)，井田煤層賦存條件復(fù)雜，煤與瓦斯突出礦井約占80%，防治煤礦瓦斯事故始終是煤礦在開拓、開采過程中面對(duì)的難點(diǎn)。如何能降低礦井瓦斯對(duì)煤礦開拓、開采的威脅，現(xiàn)在使用較普遍的成熟技術(shù)是“利用機(jī)械設(shè)備和專用管道造成的煤層底板高負(fù)壓低流量或采空區(qū)低負(fù)壓高流量相結(jié)合的方式，將煤層中賦存或釋放的瓦斯抽放出來，送到地面瓦斯發(fā)電機(jī)組”。瓦斯抽采的意義非常重要，可以減少巖巷開拓掘進(jìn)瓦斯?jié)舛?，安全石門揭落煤層，工作面在瓦斯超限值下推進(jìn)，解決通風(fēng)不易排除的瓦斯，提高周期工作率，利用瓦斯發(fā)電。

3 瓦斯抽采利用推廣實(shí)踐總結(jié)

冷水江渣渡礦區(qū)鏨子口煤礦2013年成功實(shí)施了冷水江市鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦第一個(gè)低濃度瓦斯發(fā)電示范工程——鏨子口瓦斯綜合治理利用項(xiàng)目。運(yùn)轉(zhuǎn)以來采用巖石底板預(yù)抽與采空區(qū)抽放相結(jié)合的管理模式，抽采效果達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。瓦斯抽放系統(tǒng)在冷水江渣渡礦區(qū)鏨子口煤礦正常投入使用2年的實(shí)踐證明，煤礦實(shí)現(xiàn)了在瓦斯不超限狀態(tài)下開拓掘進(jìn)、開采、安全石門揭煤，有效杜絕了瓦斯事故的發(fā)生。冷水江市近年來共實(shí)施煤礦安全改造項(xiàng)目17個(gè)，重點(diǎn)改造和完善煤礦瓦斯抽采及利用系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。以“一通三防”為重點(diǎn)，加強(qiáng)監(jiān)管，通過改造推廣瓦斯抽采利用項(xiàng)目，全市煤礦死亡人數(shù)和百萬噸死亡率均呈逐年下降趨勢(shì)，尤其瓦斯事故死亡總?cè)藬?shù)急劇下降。瓦斯抽采利用總量見表2。

表2 瓦斯抽采利用總量 萬m3

4 推進(jìn)瓦斯抽采利用面臨的困難

冷水江23對(duì)礦井資源賦存條件差，煤礦瓦斯抽采影響半徑小、抽采時(shí)間長、抽采效率低。實(shí)行單一的井下抽采方式，各礦機(jī)械化程度低、開采成本高，煤礦企業(yè)效益差。先進(jìn)的適用技術(shù)和裝備推廣力度不夠、進(jìn)展緩慢，煤礦瓦斯抽采裝備整體落后。鉆孔卸壓增透強(qiáng)化抽采、立體瓦斯抽采等成熟技術(shù)未使用，成熟的地面瓦斯抽采技術(shù)及裝備未引進(jìn)試驗(yàn)，抽采利用總體推進(jìn)速度落后。

5 瓦斯抽采利用中長期實(shí)施建議

開展井上、井下聯(lián)合抽采，建立立體化瓦斯抽采模式。積極推廣新模式，在煤層瓦斯含量大于9m3/t的煤炭準(zhǔn)備區(qū)實(shí)行“先抽后掘”，采取地面鉆井抽采與井下長距離鉆孔及穿層鉆孔預(yù)抽相結(jié)合的方法，強(qiáng)化瓦斯抽采，待煤層瓦斯含量降到9m3/t以下，再掘進(jìn)施工。現(xiàn)有的18座高瓦斯礦井，在煤層瓦斯含量為6m3/t以下的生產(chǎn)區(qū)，井下采掘工作面繼續(xù)強(qiáng)化抽采，待瓦斯抽采指標(biāo)達(dá)到要求后，方可進(jìn)行回采，實(shí)現(xiàn)先抽后采、抽采達(dá)標(biāo)。優(yōu)化礦井瓦斯抽采工藝，實(shí)現(xiàn)瓦斯抽采效果達(dá)標(biāo)：充分利用成熟的技術(shù)、裝備、工藝，因地制宜采取“一礦一策”、“一面一策”的瓦斯治理措施，改進(jìn)完善瓦斯抽采工藝和提升裝備水平，提高瓦斯抽采濃度，實(shí)現(xiàn)抽采效果達(dá)標(biāo)。轉(zhuǎn)變瓦斯治理理念，由風(fēng)排為主向抽采為主轉(zhuǎn)變，通過加大抽采力度和改進(jìn)抽采工藝，提高瓦斯抽采率。解決松軟煤層和低透氣性煤層瓦斯抽采難題，通過采取高壓水射流、水流擴(kuò)孔、鉆護(hù)一體化技術(shù)和水力壓裂等增透技術(shù)，提高瓦斯預(yù)抽效果。加快瓦斯綜合利用，煤礦井下抽采的瓦斯，以就地發(fā)電和民用為主，并推廣瓦斯提純壓縮及液化，推廣低濃度瓦斯發(fā)電利用技術(shù)。

6 結(jié)語

冷水江市政府成立專門工作機(jī)構(gòu)(煤炭局瓦斯抽采辦公室)，安排專項(xiàng)資金，制定了防治結(jié)合、標(biāo)本兼治的措施，大力推進(jìn)煤礦瓦斯抽采利用。煤礦瓦斯治理利用取得了一定成效，但仍需進(jìn)一步加大工作力度，努力實(shí)現(xiàn)煤礦瓦斯抽采達(dá)標(biāo)，增加瓦斯利用率，促進(jìn)各煤礦在瓦斯超限值以下開拓、開采，有效杜絕瓦斯事故發(fā)生，促進(jìn)煤礦安全生產(chǎn)形勢(shì)穩(wěn)定好轉(zhuǎn)。

[1] 趙紅兵.煤礦安全管理要素研究[J].山東煤炭科技,2015，(12).

[2] 彭 成.我國煤礦瓦斯抽采與利用的現(xiàn)狀及問題[J].中國煤炭,2007,33(2):60-62,77.

[3] 李 洪.煤礦瓦斯綜合利用的實(shí)踐與探索[J].中國煤層氣,2006,(4):21-23.

[4] 張建武.高瓦斯礦井瓦斯抽采方法研究與應(yīng)用[J].煤礦現(xiàn)代化,2015,(4).

[5] 寧成浩,陳貴鋒.我國煤礦低濃度瓦斯排放及利用現(xiàn)狀分析[J].能源環(huán)境保護(hù),2005,19(4):1-5.

[6] 宋元明,王 濤.中國煤礦瓦斯治理現(xiàn)狀與對(duì)策[J].中國煤層氣,2005,(4):3-6.

Analysis and study of coal mine gas extraction and utilization in Lengshuijiang

The coal mines of Lengshuijiang township are located at Lengjiang, Zhadu and Jinzhushan mining area. The mine design capacity is less than 90 000t/a. The gas disaster is severe and the gas is hard to extract because of the thin seam, complex structure and poor permeability. In recent years, the safety measures were adopted and the gas utilization technique was extended, which promoted the mine development and mining under the disallowed gas concentrate, and put an end to gas accidents.

gas extraction; safety production; gas accident

TD712+.67

B

2016-11-29

謝友鳳(1971-)，男，湖南冷水江人，助理工程師，從事煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)管與瓦斯防治研究工作。

1672-609X(2017)03-0044-02