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以抽保用以用促抽变瓦斯灾害为洁净能源
发布时间:2006-06-26 来源:国家能源局

抚顺矿业集团公司

抚顺煤矿开采于1901年,是一个开采百余年的老矿区。主采煤层本层煤平均厚度50m,最厚为130m,为世界罕见的“特厚煤层”。随着胜利矿停采和龙凤矿关井之后,目前只有老虎台矿一个井工矿和西露天矿为生产矿。老虎台矿2005年矿井瓦斯等级鉴定结果:相对瓦斯涌出量为41.59m3/t,绝对瓦斯涌出量为218.31m3/min;煤尘爆炸指数为42.59~50.71%;煤层自然发火期为1~3个月。

老虎台矿曾经是一个水、火、瓦斯、煤尘、冲击地压、煤与瓦斯突出等“六害”俱全的矿井。针对矿井灾害俱全且很严重的实际情况,我们除了严格贯彻执行国家法律法规和上级颁布的各项规定之外,还在提高与加强矿井防灾抗灾的综合能力方面,做了大量工作。在不断完善与强化矿井通风、瓦斯抽放、综合防尘、防消火、安全监测、防治冲击地压以及煤与瓦斯突出等各大系统的基础上,特别是加强了矿井瓦斯的综合治理工作,收到了明显效果

下面汇报一下我们在矿井瓦斯防治与利用方面的一些具体做法。

一、以抽为主,做到瓦斯抽采最大化

近几年来,老虎台矿认真贯彻执行瓦斯治理的“十二字”方针,坚持“以抽为主、风排为辅、全面监控、消灭积聚”的原则,积极探索和广泛应用瓦斯治理的新技术与新工艺,不断完善矿井抽放系统和最大限度的提高抽放强度,为矿井安全生产提供了可靠保证。

1.不断改进抽采方法。建国后的四十多年来,抚顺煤矿一直采用倾斜分层V型长壁水砂充填采煤法,主要是实施“本煤层”钻孔预抽瓦斯。1989~1991年试验成功了段间煤柱综合机械化放采煤法,1992年开始向原生煤体全面推广应用。为适应采煤方法改革对瓦斯抽放技术的要求,我们在原有抽放瓦斯方法的基础上进行了改进并得到逐步完善。当前,老虎台矿采用了以下6种不同方式的抽放方法。

一是区域性预抽。即采区准备之前,在煤层底板岩石中沿走向布置瓦斯抽放专用巷道,在瓦斯巷内每隔20~30m掘抽放钻场,每个钻场布置9~11个钻孔,向所采煤层打穿层钻孔,实施生产准备前的预先抽放;

二是掘前预抽。在石门揭煤之前,于煤层底板法线距离10m左右,在巷道两侧掘钻场,沿巷道掘进方向打钻,实施掘前预抽;

三是边抽边掘。揭煤以后在煤巷两侧每隔30m交替布置钻场,向煤层打钻预抽煤层中瓦斯;

四是采前预抽。回采工作面生产准备系统形成后,在顺槽掘进过程中于两侧掘钻场向两侧煤层打钻抽放,每个钻场内布置7~9个钻孔,孔深80~100m左右,实施采前预抽。工作面回采前预抽率必须达到30%以上,否则不准开采(2005年已达50%以上);

五是边抽边采。尽管采前采取了多种预抽方式,由于综放面的产量集中,绝对瓦斯涌出量较高,单靠通风稀释很难满足回采过程中工作面瓦斯管理的要求。为此,我们有针对性地先后试验成功了适用于综放开采的“引巷抽放法”、“顶煤瓦斯道抽放法”、“注浆道钻孔抽放法”、“顺槽埋管抽放法”及“联合抽放法”等5种新的抽放方法,对采空区瓦斯实施开放式、高强度抽放;并且本着“多点、均衡、高浓、低压”的原则,进行科学合理的实时调控;

六是旧区抽放。采区结束封闭以后仍然要释放出一定的瓦斯,特别是受大气压力变化影响,瓦斯外溢,容易造成瓦斯超限。因此,封闭前在旧区内埋设穿堂管引出,瓦斯较大时进行抽放,一般情况下控制抽放,以瓦斯不外溢为准。

2.不断完善抽放装备。老虎台矿原有三个抽放泵站,但由于设备陈旧,运行时间较长,效率和能力较低。近几年来,利用国债资金和企业自筹资金,进一步完善了瓦斯抽放系统及其装备。一是在东、中、西三个抽放站购置和更换了5台流量为203~240m3/min的水环式真空泵(每处泵站都安装4台瓦斯抽放泵,共计12台),矿井抽放能力由350m3/min提高到600m3/min;二是购置并更换瓦斯主干管路10662m(其中2005年4873m),目前井下在用的Φ108~426mm瓦斯抽放管路计67175m;三是购置长钻孔和中长钻孔钻机,以适应不同抽放钻孔的打钻需要;四是将西部系统和中央系统进行了环通,这样三处泵站通过井上下管网联通,可根据抽放需要对矿井三大抽放系统能力进行调配和对井下各个地点抽放强度实时调控。

3.不断提高抽放强度。为适应综放开采强度较大,瓦斯涌出较高且较集中,必须提高抽放瓦斯强度和确保安全生产的要求,我们组织工程技术人员与科研院校共同开展了以综放开采瓦斯治理为重点的科技攻关工作,完成了十多项荣获省、部级科技进步和科技成果奖励的科研项目,攻克了多个技术难题,包括综放开采首分层过程中,单个采面绝对瓦斯涌出量高达上百立方米的瓦斯治理难题;同时,由于较好地控制了“应抽强度”和采面风量,基本解决了采空区抽放瓦斯与防止采空区自然发火的尖锐矛盾。老虎台矿矿井自然发火次数大幅度下降,从1996年的109次逐步下降到2001年的4次,02、03年各1次,而04、05年为0,创历史最好水平。

从抽放强度和抽放效果来看,矿井瓦斯抽放率由过去的57%提高到目前的83%以上;矿井瓦斯抽放量由1996年的7880万m3提高到1998年至今连续八年保持在1亿m3/a以上(混量2亿m3/a以上);工作面瓦斯抽放率都在85~92%之间,从而大大减轻了通风稀释瓦斯的负担和为安全生产提供了保证。至今已安全开采41个综放工作面,其中二分层工作面3个。还创出抚顺煤矿历史上从未有过的多个百万吨高产高效工作面。

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