深化瓦斯综合治理 提升安全保障能力

晋城煤业集团

二〇〇九年九月三日

山西晋城无烟煤矿业集团有限责任（简称晋城煤业集团）是由山西省国资委控股、多元股东持股的有限责任公司。现有50个控股子公司和14个分公司，煤炭生产能力4500万吨/年，煤层气抽采能力10亿立方米/年，煤化工氨醇生产能力1000万吨/年，电力装机容量240兆瓦。预计2009年实现营业收入500亿元，实现利润40亿元。

晋城煤业集团现有5对高瓦斯矿井和1对煤与瓦斯突出矿井（基建），其中：寺河矿东井和成庄矿的绝对瓦斯涌出量分别达360.19立方米/分钟、272.87立方米/分钟，相对瓦斯涌出量分别达24.42立方米/吨、20.94立方米/吨。瓦斯赋存的特点是：瓦斯含量和煤层埋藏深度成正比；瓦斯生成和保存条件较好，储量大；具有较好的可抽采性，煤层渗透率为0.1～5毫达西；甲烷纯度高，超过96%。

面对高瓦斯对企业安全生产的极大威胁和制约，结合矿区瓦斯赋存特点，晋城煤业集团认真贯彻落实国家关于加强瓦斯综合治理的一系列文件精神，始终坚持保障矿井安全生产、开发利用洁净能源的理念，按照“井上井下同采，抽采利用并举”的工作思路，不断创新探索，逐步走出了“实施三级瓦斯治理，实现采气采煤一体化”的新路子。

一、深化瓦斯综合治理的主要工作措施

（一）健全和完善采煤采气一体化、煤气共采新型模式。我们认为，采煤采气一体化的内涵主要包括三方面：一是在时间上，保持瓦斯预采与矿井的开发协调一致，形成地质勘探、地面预抽、矿井建设、煤炭开采、采中抽采、采后抽采的煤与煤层气开发的科学序列；二是在空间上，保证地面煤层气抽采井位的布置与矿井开拓与采掘布置衔接相适应；三是在功能上，努力实现煤层气井“地质勘探、采前抽、采动抽、采后抽”的一井多用。

实施采煤采气一体化的关键，在于实现地面井下相互结合。布置地面抽采钻井，从钻井密度上讲：一要考虑单井的抽采效果；二要考虑允许抽采的时间；三要考虑使煤层瓦斯均匀地降低，消除瓦斯突出危险。从为煤炭开采创造安全条件角度讲：一要考虑避让井下采掘巷道和井筒硐室；二要考虑使采面抽采效果达到最佳；三要考虑在抽采全程中，真正做到“一井多用”。

（二）落实“三级瓦斯治理”措施。对于瓦斯含量高于16立方米/吨的开采煤层或区域，首先提前5～8年实施地面钻井预抽煤层瓦斯，使瓦斯含量降到16立方米/吨以下；对于瓦斯含量在8～16立方米/吨的开采煤层或区域，要根据煤层赋存特性，提前3～5年或更长时间，采用井下千米钻机等钻具实施井下大面积区域递进式预抽采，将瓦斯含量降至8立方米/吨以下；对于瓦斯含量低于8立方米/吨的区域，采用边抽边采掘、采空区抽采、加强通风、监测监控等综合措施治理采掘活动中涌出的瓦斯。

（三）在地面抽采中坚持多井型并举，多技术并用。目前我公司已掌握地面垂直井、地面丛式井、地面水平羽状井的开发技术与工艺。地面煤层气抽采井开采起初是从地面垂直井开始，经过不断探索、实践、总结，掌握了“清水钻井、活性水压裂、定压排采、低压集输”的煤层气开发技术及工艺。

在地面垂直井技术基础上，为了适应晋城矿区地形条件复杂，地面钻进场地布置困难等因素，我公司进行了地面丛式井开采实践，目前已全面掌握其技术及工艺。

为了提高地面抽采效果，我公司与北京奥瑞安能源技术有限公司合作，成功地施工了2口水平羽状井，2号井日产气量已达到了2万立方米以上，预计调试正常后，每口井日产气量将达到3～5万立方米。

截止到今年7月底，共完成地面煤层气钻井1649口，其中：地面垂直井1503口，丛式井144口，水平羽状井2口。

（四）完善井下区域递进式预抽采和千米钻机长钻孔成孔工艺技术。井下区域递进式预抽采就是在工作面顺槽掘进过程中，利用千米钻机等机具，向邻近工作面施工长钻孔，提前开始预抽采，抽采区域不仅包括邻近工作面，也包括与邻近工作面相邻的巷道条带，为再下一个工作面的布置与预抽采创造条件。根据目前千米钻机实际进尺水平，一个预抽区域至少应涵盖1－2个工作面。区域性递进式预抽采，可保证工作面抽采时间，尽快取得预抽效果，实现工作面有序衔接。尤其是通过超前抽采，可有效消除工作面掘进中的突出危险性。为提高钻机的可移动性和钻进效率，我公司自主研发将MK系列钻机改造为履带式行走钻机，月效率达到8000-10000米。从2006年开始重点攻关千米钻机定向钻进技术，目前配置千米钻机11台，初步取得了 “防突指标不超标、瓦斯浓度不超限、地质构造更准确、掘进进尺翻一番”的效果。

（五）建立完善井下瓦斯抽采系统。我公司所属各高瓦斯矿井都建设了本煤层、采空区两套瓦斯抽采系统；低瓦斯矿井建立了井下移动式抽采泵站，针对性地抽采上隅角等局部地点瓦斯。寺河矿、成庄矿采用地面和井下固定抽采泵站进行本煤层预抽和采空区抽采，抽采能力分别达到3.6亿立方米/年、1.8亿立方米/年。

（六）不断完善矿井通风系统。我们在高瓦斯矿井坚持“多巷道、大断面、大风量、分区通风”，不断完善通风系统，采面、盘区通风系统实现完全独立。在掘进通风方面，结合连采、连掘生产工艺，总结创新出“全风压通风与短距离局部通风相结合的多巷掘进通风方式”，提升了瓦斯排除、材料运输和人员撤离等方面的安全性能。在采面通风方面，我们在大采高工作面应用“三进两回偏Y”型通风系统，该系统具有排除瓦斯能力大、工作面风流和瓦斯浓度稳定的显著优点。

（七）确保资金投入，提高管理水平。我公司将安全费用重点用于地面抽采钻井建设和井下抽采及一通三防安全能力的建设上。至2008年底，地面抽采井群，累计投入资金约30亿元。3年来，用于矿井通风、瓦斯抽采、监测监控系统改造、升级、更新与优化的资金约28亿元。我公司适应先进技术的发展，不断完善管理制度，积极构建煤层气产业盈利模式，并加强员工培训，创建了煤层气产学研基地，设立了博士后科研工作站。我公司强化政策引导，将瓦斯抽采指标与矿井工资总额的40%进行挂钩考核结算。完不成下达指标时，按“亏一扣一”的原则核减应得工资，超额完成任务时，根据超额情况进行奖励。这一系列措施极大地促进了矿井瓦斯治理工作的发展。

（八）产业化开发煤层气，推进以用促抽。通过建设煤层气发电厂、煤层气压缩（CNG）、煤层气液化（LNG）、煤层气输送管网项目，在长治、太原、郑州等地建设煤层气加气站，以煤层气重卡替代柴油车，打造煤层气能源新干线，我公司煤层气已广泛应用于发电、民用燃气、CNG清洁能源汽车、工业用气等领域。同时，通过CDM机制运作，我公司先后与世界银行碳基金、日本碳基金等5家公司签订了“碳减排购买协议”，共出售二氧化碳减排额度1600万吨，在第一个减排期（2008年－2012年），可获收益约1.6亿美元。

二、深化瓦斯综合治理取得的成效

2006年全国瓦斯治理现场会召开以来，我公司通过实行采煤采气一体化、三级瓦斯治理，强化地面、井下立体化抽采，进行本煤层、采空区全方位抽采，瓦斯综合治理取得了新的成效：

一是矿区瓦斯抽采进尺、抽采量、利用量和矿井抽采率得到快速提升。瓦斯治理方式由过去的以风排瓦斯为主转变为以抽为主、风排为辅。有效降低了矿井采掘工作面的配风量，极大地改善了安全作业环境。2008年，我公司瓦斯抽采进尺为303万米，比2006年增加157.4万米，增长108%；抽采纯瓦斯的总量达7.8亿立方米，比2006年增加4.5亿立方米，增长136%；瓦斯利用量3.16亿立方米，比2006年增加1.93亿立方米，增长157%。2009年1-7月，完成瓦斯抽采量6.35亿立方米，预计全年完成10亿立方米；完成利用量3.45亿立方米，预计全年利用量可达6.5亿立方米。目前，寺河矿井抽采率达到69%，成庄矿井抽采率达到55.8%。

二是矿区瓦斯超限现象得到明显遏制。瓦斯超限次数由2006年的447次降低至2008年的148次。今年1-7月份，集团公司瓦斯超限次数进一步下降至60次。

三是高瓦斯矿井建立了良性的“抽－掘－采”平衡，矿区产能进一步释放。高瓦斯矿井抽、掘、采比例达到1：1：1，寺河矿西井按照3：1：1的比例进行建设。我公司煤炭产量由2006年的3002万吨提升至2008年的3709万吨，预计2009年达4250万吨以上。寺河矿建成了全国第一个高瓦斯矿区千万吨级矿井，实现单一工作面年产原煤800万吨/年。

四是建成了全国最大的煤层气开发利用基地，实现了节能减排、化害为利，取得了良好的社会效益和环保效益。2008年，公司煤层气产业实现经营总值12.82亿元。

三、深化瓦斯综合治理的体会

深化瓦斯综合治理，要坚持自主创新。我公司紧密结合矿区实际，突破国外已有理论框架和技术路线的束缚，探索创建了“三级瓦斯治理”、“采煤采气一体化”等新的理念和方法，为瓦斯综合治理的不断深化奠定了基础。

深化瓦斯综合治理，要积极研究和运用先进适用技术。我公司不断研究发展地面煤层气抽采技术、井下区域性递进式瓦斯预抽采技术、千米钻机长钻孔成孔工艺技术，自主创新运用履带式钻机技术、6.2米大采高采煤技术、连掘工艺及装备技术等，为瓦斯综合治理水平的有效提高提供了强力支撑。

深化瓦斯综合治理，要实现管理与技术的有机衔接。在不断提高职工“瓦斯不治，矿无宁日”的瓦斯防范意识，不惜重金持续加大瓦斯治理投入的基础上，针对先进技术的发展，我公司及时完善管理制度和运行机制，提高员工素质，促进管理和技术的无缝对接，为实现新技术和新工艺的“落地”，提高瓦斯综合治理水平提供了有力保证。

深化瓦斯综合治理，要坚持以用促抽，实现瓦斯抽采和利用的产业化发展。我公司在加强瓦斯抽采的同时，通过压缩煤层气、液化煤层气、煤层气管道输送、煤层气发电等项目的建设，打造煤层气能源新干线，既扩大了瓦斯利用规模，培育起了一个新的产业，同时又利用这一产业自身的发展壮大，促进了瓦斯抽采能力的持续提升，推动瓦斯治理走上循环发展的轨道，取得了良好的经济社会效益。

瓦斯治理是一项长期的、艰巨的系统工程。虽然我们晋城煤业集团在瓦斯综合治理上取得了一些成效，但是在认识瓦斯规律、掌握瓦斯治理的主动权上还有很大的差距和不足。我公司将继续把瓦斯治理放在一切工作的首位，认真借鉴兄弟单位的先进经验，进一步更新理念，求实创新，着力深化瓦斯综合治理，不断提升安全保障能力，为煤炭工业和煤层气产业的健康发展做出新的贡献。