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瓦斯抽放是煤矿瓦斯治理的核心
发布时间:2005-04-29 来源:国家能源局

 全国煤矿瓦斯防治工作现场会典型经验材料汇编

瓦斯抽放是煤矿瓦斯治理的核心

盘江煤电(集团)有限责任公司

盘江煤电(集团)公司的前身为盘江矿务局,始建于1966年,现有职工26736人,各类专业技术人员近4000人。全公司现有六对生产矿井,其中5对为煤与瓦斯突出矿井,1对为高瓦斯矿井。矿井总设计能力为855万吨,核定生产能力960万吨。2004年实际生产原煤708万吨,矿区开采煤层10~17层,平均可采煤层厚度18~27.7m。开采煤层均有煤尘爆炸危险,煤尘爆炸指数为12.02-50.10%,除金佳矿井9#煤层属于自燃煤层外(发火期为32天,还未开采),其他矿井开采煤层均为不自燃煤层。瓦斯赋存特点是:

(1)在300米垂深深度内,煤层瓦斯含量在3.694m3/t-20.329 m3/t之间,瓦斯含量梯度为0.0352-0.0844m3/t/m,在地质构造带附近,煤层瓦斯含量变化较大,分布无规律。

(2)矿区煤层透气性系数在3.485×10-4-67.586m2/(Mpa2·d)之间,煤层瓦斯压力在0.32-3.76Mpa之间,大部分煤层属较难抽放煤层。。

(3)随着矿井开采深度的增加,矿井瓦斯涌出量增幅较大。1991年矿井绝对瓦斯涌出量为221.6m3/min,至2004年增加到602m3/min,平均开采吨煤瓦斯涌出量为40.26m3。

矿区灾害非常严重,安全形式十分严峻,1990~1999年共发生重特大瓦斯事故8起,死亡177人。其中:95年至97年间,连续发生4起特大瓦斯事故,盘江矿区也因此被原煤炭部定为事故多发矿区之一。

通过近几年的不懈努力,我们深深感到加大瓦斯抽放力度,加强监测监控及通风、瓦斯的日常管理是搞好“一通三防”的关键。在生产能力大幅度增长,矿井瓦斯涌出量日益增加的情况下,通过综合治理,矿区“一通三防”面貌发生较大变化,扭转了安全生产被动局面,促进生产的发展。回顾多年来的历史,我们主要抓了以下几方面的工作:

一、提高对瓦斯治理的认识

安全工作是煤矿所有管理工作的综合体现,直接关系到企业的改革、发展和稳定。而瓦斯相对于顶板、机电运输、透水等事故来说,它是看不见,摸不着的,若治理不到位,管理不好,就可能出事,一旦出事就是重大事故。盘江矿区的瓦斯抽放工作是从1987年起步的,先后在山脚树矿、月亮田矿、老屋基矿、土城矿建立起抽放系统。由于当时没有把抽放作为治理瓦斯的主要手段,加之没有正确处理好安全与生产、安全与效益的关系,瓦斯超限作业、冒险蛮干现象时有发生。以致从1990年至1999年间,发生了8起重特大瓦斯事故,死亡177人,给职工的生命和国家财产造成重大损失。

多年来,我公司认真汲取过去的事故教训,痛定思痛,深刻反思事故原因,提出了“影响和制约盘江发展的问题就是瓦斯问题,瓦斯抽放是煤矿瓦斯治理的核心,瓦斯治理能力决定矿井的生产能力”的理念。并确定了以“一通三防”为重点,以“十二字”方针为指南,以防治重大事故为目标,依靠科技进步,改善安全技术装备,强化内部管理的瓦斯综合治理思路。具体来说就是:

确立了“‘一通三防’要有把握,瓦斯治理留有余地的管理机制”,严把瓦斯关,没有把握决不生产。 在瓦斯治理上必须有超前意识,要求改变传统的治理方式,标本兼治,从以前的“瓦斯超限不准作业”提高到“作业时不允许瓦斯超限”要求上来管理。 认真落实“先抽后采(掘)、监测监控、以风定产”的十二字方针是治理瓦斯安全生产的关键。把瓦斯隐患消灭在萌芽之中,真正体现“预防为主”的指导思想。

二、以抽放为重点,加大瓦斯治理力度

1、建立和完善抽放系统,加大瓦斯抽放的力度

通过认真分析总结多年来我们的瓦斯治理工作,结合各矿的瓦斯涌出、通风能力情况,在优先考虑开采保护层的前提下,把抽放作为治理瓦斯的重要手段和核心。

1999年,在资金困难的情况下,新建了火铺矿、金佳矿抽放系统,自2000年以来,公司每年投入2300余万元资金新建和改造原有的抽放系统,将原有的SZ-4型水环式真空泵更换为SK-85型和SK120型、2BEC-420型、CBF-410型水环式真空泵,去年又将8台SK-85型泵更换为2BEC-52泵和2BE3400-2BY3型泵,将原Ф200mm主管路更换为Ф300~350mm,每座抽放站形成了高、低负压两套抽放系统,大幅度提高了矿井抽放能力。全公司现已建成瓦斯抽放站14座,安设抽放泵65台,敷设瓦斯抽放主管106668米,总抽放能力达到2034m3/min。2004年完成了106.6万米瓦斯抽放钻孔,吨煤钻孔量为0.15m/t,掘瓦斯抽放巷(预抽巷)6752米,抽出瓦斯12918万立方米,矿井瓦斯抽放率达到44.54%。通过抽放,降低了风排瓦斯量,瓦斯超限次数明显下降,瓦斯抽放在治理瓦斯中起到了举足轻重的作用。

2、积极探索和采用先进的抽放方法,解决防突难题

在建立抽放系统初期,主要采用了上隅角埋管抽放方法,用来解决回采工作面上隅角瓦斯超限问题,使用过程中需要回收瓦斯管路,操作时存在安全隐患(97年11月4日曾在月亮田矿处理瓦斯管时发生瓦斯爆炸)。经过改进,采用采空区留管抽放方法代替了上隅角埋管抽放方法。随着矿井瓦斯涌出量的增大,我们积极探索有效的抽放方法,主要采取了上隅角留管抽放、高位抽放巷抽放、高位钻场钻孔抽放、本煤层预抽、本煤层边掘边抽,顶、底板专用抽放巷穿层钻孔预抽等抽放方法。

对瓦斯涌出量大且有突出危险的工作面,效果比较好的方法是采用底板或顶板巷道打穿层钻孔预抽解决掘进期间的防突和瓦斯问题,回采期间采用高位抽放巷或高位钻场大直径水平钻孔配合本煤层密集钻孔抽放。抽放不但解决工作面的瓦斯问题,也解决了突出煤层工作面的防突问题。最初我们突出煤层掘进的防突措施是采用打排放孔,后来发展到本煤层边掘边抽(有的在工作面前方直接打钻抽,有的在工作面两帮做钻场打钻抽),但效果都不明显,工作面月进尺只在30-50米左右,安全上没有把握,在两个矿曾经出现过动力现象。最终,我们摸索出了采用顶、底板巷穿层钻孔预抽“防突”,取到非常明显的效果。如土城矿在掘进141210运输巷时,首先采用的是打排放孔防突的措施,但打排放孔时常喷孔、顶钻、卡钻,且K1值经常超限,给安全造成了极大的威胁,一个月最高进尺不超过30m,最低时一个月进了5m。鉴于这种情况,矿上下决心打底板抽放巷解决运巷掘进的防突问题,通过底板巷预抽,掘进进尺由原来的30m/月增加到150m/月,彻底解决了掘进和回采时的瓦斯问题。在我公司老屋基矿131017工作面,采用顶板岩石巷道穿层钻孔预抽,也取得非常明显的效果。131017工作面是10号煤与12号煤合并的,煤层厚度5-7米,12号煤为突出煤层,煤层瓦斯压力1.8Pa。该工作面掘进前在其顶板上与该工作面法线距离10-15米的位置掘了一条抽放巷,打穿层钻孔预抽,通过3个月的预抽,工作面开始掘进,掘进过程中,预测无突出危险,月进尺创造了我公司突出煤层掘进达276.5米的好成绩(综掘)。突出煤层和高瓦斯回采工作面(煤厚2-3米),通过有效治理,月产能达到10万吨以上的水平。

3、加强指标考核,提高瓦斯抽放效果

盘江的瓦斯抽放相对起步较晚,在制度上、措施上和方法上都有待进一步探索和完善,为了保证抽放任务完成和提高抽放效果,公司制定了一系列的考核办法。如2005年,全公司每天要求完成9000米的抽放钻孔和50万立方米的瓦斯抽放量,按各矿的情况进行指标分解,每个季度由公司业务部门组织,以抽放效果(经瓦斯治理后,矿井正常组织生产过程中不出现瓦斯大面积超限和“一通三防”事故)和抽放指标的完成情况进行考核。对完成抽放任务各项指标,抽放效果达到要求的单位,奖励矿长、总工程师各8000元,奖励生产矿长5000元。对抽放效果未达到要求的单位,按上述奖励额同等罚款。

三、充分发挥安全监测系统“监测监控”的作用,认真搞好“一通三防”工作

1、充分发挥监测监控的作用

建立完善的监测监控系统是发挥监测监控作用的基础,盘江监测系统起步较早,早期只对瓦斯进行了监测,设备功能满足不了安全生产的需要及《煤矿安全规程》规定,2001年3月我们将原有主机及传感器全部更新。现使用的监测系统有重庆煤科分院产的KJ90型5套、常州自动化研究所产的KJ95型系统1套,所有监测系统都分别装有瓦斯、一氧化碳、风速、负压、温度、风门、设备停开、馈电等传感器,凡是《煤矿安全规程》规定井下必须安设传感器的地点,都全部安装投入使用,实现了全面监测监控。全公司安设瓦斯传感器256台、其它传感器313台,使用便携式瓦检器2397台、光学瓦检器450台。形成了于监测监控系统的事故预防和事故快速反应机制。

全公司监测系统集中联网,统一控制,公司、矿24小时实时监控。每天公司总工程师、总经理都要审阅全公司的监测日报和听取通风处处长对全公司每日“一通三防”运行情况的汇报,凡有瓦斯超过1%的地点,都要说明原因和采取的措施。监控系统运行不正常(出现断线、无信号)的矿井或采掘工作面不准生产。同时,我们通过监测系统与当地移动公司连接,监测地点瓦斯一旦超限,系统能自动以短信形式将瓦斯超限信息发送到预先设置的管理人员手机上。利用监测系统我们可以对井下各作业地点的时时情况一目了然,及时掌握“一通三防”信息,做到早发现、早处理,防患于未然。一旦监测地点瓦斯超限,监测值班人员立即汇报公司通风处长、总工程师,矿通风区长、总工程师、矿长,公司通风处长、总工程师采取措施进行处理。如:我公司金佳矿2004年9月21日发生煤与瓦斯突出,突出当时,井下很多探头出现瓦斯超限,金佳矿调度、值班领导及公司领导发现此情况后,立即下令通知全矿井停电,并立即赶赴现场指挥救援,结果控制了事故的进一步恶化,避免了重大事故的发生。

2、加强通风管理,做到“两不”,即“无把握不生产,无余地不生产”

生产未动,“一通三防”瓦斯治理工程先行。在进行采掘工作面设计时,必须同时设计瓦斯治理工程,并先于或同时施工;回采工作面投入生产前,由公司业务部门按设计对“一通三防”瓦斯治理工程进行验收;瓦斯治理工程未完工或达不到要求,工作面不准生产。验收时回风流瓦斯浓度超过0.6%不准生产。确实做到有把握、留有余地。回采工作面生产过程中回风流瓦斯浓度一旦达到0.9%立即停止生产,并责成有关部门查找原因,提出处理意见,直到工作面回风流瓦斯浓度降到0.8%以下时才允许生产。对同一地点连续两次出现瓦斯超限或出现一次大面积瓦斯超限,公司领导亲自带队进行事故分析。

3、强化局部通风管理,防微杜渐

重特大事故往往都是由于局部的细节问题造成的,所以把通风工作做细做扎实是防止重特大瓦斯事故的重点之一。加强局部通风管理,减少瓦斯超限次数。为防止局部通风机停电、停风造成掘进工作面瓦斯超限,我们推广使用了“双风机、双电源”和局扇“自动切换”供风方式,解决了因局部通风机停电停风,造成工作面瓦斯超限,频繁排放瓦斯的问题。通过实践,各矿认识到了“双风机、双电源”和“自动切换”的好处,把公司的要求变成了自觉行动。目前,“双风机、双电源”和“自动切换”供风方式已在全公司得到全面使用。采用“双风机、双电源”和“自动切换”后,掘进工作面瓦斯排放次数比过去大幅度下降。

4、完善通风系统是“一通三防”的基础

去年公司职代会提出了建设“三大一小两高”矿井的理念,三大就是矿井排除灾害的能力大、巷道断面大、设备功力大,一小就是矿井的用工人数小,两高就是人均产量高、人均工资高。因此,公司逐步对矿井通风系统进行了改造,将矿井投产初期的20#、22#离心式主扇更换为24#、25#、26#的轴流式主扇。共购置了14台轴流式主扇,现已安装运转了12台,并随时对井下主要通风巷道进行扩能改造,保证巷修工作的正常开展。通过扩能改造,矿井总风量从1998年的36515m3/min增加到77600m3/min,提高了矿井的安全生产能力,为矿井发展和矿井深部开采创造了良好条件。

四、强化制度建设,建立 “一通三防”管理长效机制

1、建立“一通三防”的投入保障机制。在“人、财、物”上重点保证“一通三防”的投入。1998年至2002年,公司投入5324.3万元维简资金用于“一通三防”建设,初步完善了矿井通风系统、瓦斯抽放系统和安全监控系统,配齐了安全装备和检测仪表。2003年利用国债资金7000万元,自筹资金900万元,进行安全技术改造工程,使矿井抗灾能力更进一步提高。2004年公司投入瓦斯治理和“一通三防”方面的资金达到16604万元,吨煤投入达到23.44元/吨。其中,通风系统改造(巷修、扩巷、更换主扇及局部风机)6984.7万元,瓦斯抽放(抽放工程、抽放管路、设备购置)7401.7万元,防突、监测系统、综合防尘、安全装备及材料费2217.73万元。通过大规模资金投入,矿井通风系统、瓦斯抽放系统和安全监测系统的能力有了较大提高,矿井安全生产综合环境得到改善,安全生产有了进一步保障。全公司现有“一通三防”专业人员1739人,其中,专职瓦检员401人、抽放工653人、监测工87人、其它598人。

2、始终坚持“一通三防”例会制度,公司每季、矿每月召开一次“一通三防”例会(公司由总经理主持、矿由矿长主持)。例会主要内容是贯彻上级有关“一通三防”工作的指示和要求,重点解决“一通三防”工作中存在的隐患和所需的人、财、物,部署下一步的工作。在公司每月召开一次的安全办公会上,重点也是解决“一通三防”方面的问题。公司、矿不分节假日,在每天的调度会上,通风部门都要汇报上一天“一通三防”情况和当天“一通三防”工作安排。

3、建立公司、矿“一通三防”效能监察制度,对“一通三防”实行专项效能监察,加大了监督检查力度。

4、在贯彻《煤矿安全规程》和上级有关“一通三防”方面规定、要求的基础上,制定了通风设施管理、巷道贯通、瓦斯排放、瓦斯抽放、监测、防突、防尘等“一通三防”管理制度,完善了“一通三防”事故隐患报告和整改责任制落实制度、瓦斯超限及隐患跟踪管理制度、上隅角瓦斯管理规定、非突矿井预防突出管理规定、风量计算细则、瓦检员工作细则等一系列管理制度,使“一通三防”工作逐步走上了制度化、标准化、规范化的科学管理轨道。

在通风设施管理上,井下所有风门必须联锁,非行人进回风巷之间的通道一律采用永久调节设施隔绝。

在巷道贯通管理上,要求矿总工程师、分管掘进的矿长以及技术科、安检科、通风区等单位各司其职、各负其责。在贯通前,矿通风部门和技术部门必须对贯通地点贯通前后的通风系统进行分析,并将分析结果报公司通风部审查备案,对不具备贯通条件或没有把握的地点严禁贯通,且贯通时通风区必须有一名副区长以上领导在现场统一指挥。

在排放瓦斯管理上,明确规定不论何时排放瓦斯,矿总工程师必须在调度室统一指挥,安全矿长、机电矿长及值班矿领导参加协同处理,排放时由救护队员将所排巷道的回风探头移至该工作面回风流第一交汇点往外15m处对瓦斯的排放浓度进行监控,严禁“一风吹”。总工程师和相关人员在调度室随时监控排放瓦斯情况,直到排放结束,受影响区域恢复正常工作后才能离开调度室。

在瓦斯管理上,树立瓦检员权威,“只认瓦斯不认人”,瓦检员根据瓦斯情况,有权利确定工作面能否生产。严禁空班漏检,虚假汇报,凡发现瓦检员空班漏检或虚假汇报一次,开除其矿籍,并追究有关管理人员责任。采掘工作面都配备了专职瓦检员,各矿都制定了瓦斯巡视检查制度、《瓦检员工作细则》。瓦检员做到持证上岗,瓦斯检查工作到位。完成了“一通三防”事故隐患报告和整改责任制度,瓦斯超限及隐患跟踪管理制度,保证了“一通三防”系统和设施存在的问题能及时发现、及时组织整改。

5、建立瓦斯超限报告制度,井下一旦发生瓦斯超限,不论什么时间,通风调度按要求逐级汇报通风区长、矿总工程师、矿长,通风处长、公司总工程师、总经理,凡瓦斯超限的单位,矿总工程师在接到瓦斯超限的汇报后,要立即向公司总工程师和通风部主任汇报,当瓦斯浓度达到3%及以上时,矿长、矿总工程师及通风处长要在第一时间内赶到调度室进行指挥处理,凡超限的单位要在24小时内向公司写出瓦斯超限报告。内容包括超限时间、地点、超限原因、处理过程、认识、感想和防范措施,并及时电传集团公司总调度室。

近几年来,我们在瓦斯治理、特别在瓦斯抽放方面,虽然做了一些工作,也积累了一些经验,瓦斯超限次数和瓦斯事故也大幅度减少, 2001年瓦斯超限432次、2002年255次、2003年206次、2004年145次,连续5年杜绝了重大通风瓦斯事故,但我们还没有完全消除瓦斯对安全生产的影响,只是初步扭转了安全生产的被动局面,还处于起步阶段,矿区的安全形势依然不够稳定。我们一定以这次会议为新的起点,学习和借鉴兄弟单位先进经验,结合盘江实际,加大瓦斯治理力度,进一步搞好盘江的“一通三防”和安全管理各项工作,把我公司的安全生产工作推向一个新的台阶。