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摘要:晋城煤业集团寺河矿属高瓦斯矿井,吨煤瓦斯含量为12-28m3/t,瓦斯压力3Mpa,地质构造较为复杂,煤层透气性分布不均(煤层透气性系数为0.0239~213m2/MPa2.d),矿井绝对瓦斯涌出量达1167.08m3/min,瓦斯治理难度大,是矿井安全生产的最大矛盾。寺河矿针对主采3#煤层赋存稳定,硬度较大、倾角较小,有利于顺层长钻孔施工的特点,提升矿井瓦斯抽采能力,建立规范标准,形成评价体系,探索出以井上下联合抽采、井下定向长钻孔为主,穿层、短钻孔为辅的瓦斯综合治理模式,实现7年未发生重特大瓦斯责任事故!
关键词:自主创新;精细管理;效果评价;
中图分类号:TD712文献标识码:A文章编号:1674-3520(2014)-06-00310-011、含量降至16m3/t以下,在其它煤层瓦斯含量小于16m3/t的区域如有条件也需实施地面钻井区域预抽措施。确定在正常区用于预抽区域防突的地面钻井间距为300m×300m,在地质构造带地面钻井间距为150m×150m。
2、利用井下现有巷道及钻场,在本煤层使用千米钻机提前两至三年进行大面积区域性预抽采,施工400-600米长钻孔,保证一次覆盖1-2个采煤工作面及其顺槽巷道。
3、使用普通钻机施工穿层钻孔、短距离超前钻孔,对特殊区域(抽采不达标区域和定向钻孔无法覆盖区域)实施强化抽采,巷道掘进前煤层瓦斯含量降至8m3/t以下。形成了东井区定向长钻孔递进式抽采、西井区穿层钻孔与定向长钻孔相结合、东井区接替盘区规划以下组煤保护层卸压抽采和定向长钻孔相结合的三种瓦斯治理模式。
一、推进精细管理,建立瓦斯综合治理规范标准
寺河矿以井下定向长钻孔为主,穿层、短钻孔为辅的瓦斯综合治理模式,并编制了《寺河矿“一通三防”技术管理规范》、《寺河矿煤巷掘进工作面防突检测管理技术规范》、《寺河矿区域防突措施效果检验管理技术规范》、《寺河矿3#煤层超前抽放钻孔瓦斯抽采技术规范》、《寺河矿3#煤层定向钻机钻孔瓦斯抽采技术规范》、等关键技术标准。这些标准包括设计、施工、计量等,保证了瓦斯治理工作的规范化和程序化。寺河矿成立瓦斯地质研究室,加强瓦斯地质研究,严格执行瓦斯地质预报制度,每周召开瓦斯地质分析例会,逐头逐面剖析瓦斯地质信息,重点研究和解决构造带、软煤区等复杂地质条件下瓦斯抽采技术难题,将一矿一策、一区一策、一面一策的分区治理瓦斯要求落实到位。
二、实施效果评价,形成瓦斯治理评价体系
寺河矿建立了适合矿井地质特点的瓦斯基本参数测定体系,建成了瓦斯研究实验室,准确及时掌握煤层瓦斯参数变化情况,分析瓦斯赋存主控因素,建立煤层瓦斯含量预测模型,得出煤层瓦斯赋存规律。同时,加强突出主控因素分析及3#煤层区域突出危险性预测指标及临界值研究,通过与科研院所合作,建立了矿井通风瓦斯灾害预警系统,能够及时更新瓦斯等值线图、地质构造图,实现了3#煤层突出危险性信息数字化和管理数字化。
通过分析区域防突技术的影响因素,在考察抽放特性及区域措施应用的同时,建立以井下直接实测残余瓦斯含量为主,抽采钻孔竣工质量与动力现象(突出预兆)评价为辅的多因素区域效果评价体系。制定了《区域抽采效果评价管理规定》和《寺河矿防突工作安全评价办法》,评价内容包括瓦斯抽采、通风系统、瓦斯地质、监测监控等瓦斯防治手段和措施是否到位。不达标的不准开工。
寺河矿通过不断摸索和探索,形成综合防突管理体系:
(一)区域防突措施为主,局部防突措施为辅的技术体系。区域防突措施以定向长钻孔为主,辅助于MK钻机施工穿层钻孔、密集超前短钻孔做到全煤层控制。
(二)直接测定瓦斯含量进行评估的技术体系。高于国家标准,制定瓦斯含量评价办法,增加瓦斯含量测定点,瓦斯含量测点超前工作面采掘至少20米。
(三)掘进面局部防突全断面检测管理体系。
在局部防突检测方面,针对6米厚煤层,布置10个检测孔(下部5个,中部2个,上部3个),并有两个探底孔和一个探顶孔,做到全煤层全断面检测。
(四)瓦斯地质信息收集和预警发布体系。
寺河矿制定了《通风瓦斯灾害预警系统运行管理办法》和《寺河矿瓦斯地质信息采集分析应用管理规定》,井下各采掘队组建立了瓦斯地质信息记录本,坚持班班落实记录汇报,形成现场“五员”全体参与监督执行,业务科室提出问题和对应措施,安监部门督促整改落实,及时进行瓦斯地质预测预报,召开瓦斯地质研讨分析会,制定针对性措施,由业务部门组织落实,实现了信息采集、汇报、分析、处理、反馈的闭合循环。
三、取得效果
(一)矿井日抽采瓦斯量突破100万m3。
寺河矿实施瓦斯综合治理,年瓦斯抽采量由2005年的0.9亿m3提升至2014年的5.5亿m3,增长4倍;矿井的瓦斯抽放率由2005年的45%提升至目前的80%,日瓦斯抽放量由2005年的28m3增长到2014年的140万m3。
(二)矿井超限断电大幅减少。
2007年矿井瓦斯超限断电次数为92次,到2010年矿井瓦斯超限断电次数下降为32次。2013年,矿井瓦斯超限断电次数为4次。
(三)突出指标超标现象大幅下降。
2011年1-8月份,寺河矿东西井区区域抽采效检评价瓦斯含量测定1106次(个),区域验证(局部预测、效检)共测定1882次,均实现了8m3/t以下采掘作业。经过区域瓦斯治理,2011年1-8月份,在1882次区域验证(局部预测、效检)中K1值超标次数只有22次,超标率仅为1.16%,在超标的22次中除1次为0.95mL/(g•min1/2)(局部区域煤质致密、硬度高、透气性差)外,其他均在0.7mL/(g•min1/2)以下。相比2009年超标率2.61%,2010年超标率1.78%,有明显的下降。
关键词:自主创新;精细管理;效果评价;
中图分类号:TD712文献标识码:A文章编号:1674-3520(2014)-06-00310-011、含量降至16m3/t以下,在其它煤层瓦斯含量小于16m3/t的区域如有条件也需实施地面钻井区域预抽措施。确定在正常区用于预抽区域防突的地面钻井间距为300m×300m,在地质构造带地面钻井间距为150m×150m。
2、利用井下现有巷道及钻场,在本煤层使用千米钻机提前两至三年进行大面积区域性预抽采,施工400-600米长钻孔,保证一次覆盖1-2个采煤工作面及其顺槽巷道。
3、使用普通钻机施工穿层钻孔、短距离超前钻孔,对特殊区域(抽采不达标区域和定向钻孔无法覆盖区域)实施强化抽采,巷道掘进前煤层瓦斯含量降至8m3/t以下。形成了东井区定向长钻孔递进式抽采、西井区穿层钻孔与定向长钻孔相结合、东井区接替盘区规划以下组煤保护层卸压抽采和定向长钻孔相结合的三种瓦斯治理模式。
一、推进精细管理,建立瓦斯综合治理规范标准
寺河矿以井下定向长钻孔为主,穿层、短钻孔为辅的瓦斯综合治理模式,并编制了《寺河矿“一通三防”技术管理规范》、《寺河矿煤巷掘进工作面防突检测管理技术规范》、《寺河矿区域防突措施效果检验管理技术规范》、《寺河矿3#煤层超前抽放钻孔瓦斯抽采技术规范》、《寺河矿3#煤层定向钻机钻孔瓦斯抽采技术规范》、等关键技术标准。这些标准包括设计、施工、计量等,保证了瓦斯治理工作的规范化和程序化。寺河矿成立瓦斯地质研究室,加强瓦斯地质研究,严格执行瓦斯地质预报制度,每周召开瓦斯地质分析例会,逐头逐面剖析瓦斯地质信息,重点研究和解决构造带、软煤区等复杂地质条件下瓦斯抽采技术难题,将一矿一策、一区一策、一面一策的分区治理瓦斯要求落实到位。
二、实施效果评价,形成瓦斯治理评价体系
寺河矿建立了适合矿井地质特点的瓦斯基本参数测定体系,建成了瓦斯研究实验室,准确及时掌握煤层瓦斯参数变化情况,分析瓦斯赋存主控因素,建立煤层瓦斯含量预测模型,得出煤层瓦斯赋存规律。同时,加强突出主控因素分析及3#煤层区域突出危险性预测指标及临界值研究,通过与科研院所合作,建立了矿井通风瓦斯灾害预警系统,能够及时更新瓦斯等值线图、地质构造图,实现了3#煤层突出危险性信息数字化和管理数字化。
通过分析区域防突技术的影响因素,在考察抽放特性及区域措施应用的同时,建立以井下直接实测残余瓦斯含量为主,抽采钻孔竣工质量与动力现象(突出预兆)评价为辅的多因素区域效果评价体系。制定了《区域抽采效果评价管理规定》和《寺河矿防突工作安全评价办法》,评价内容包括瓦斯抽采、通风系统、瓦斯地质、监测监控等瓦斯防治手段和措施是否到位。不达标的不准开工。
寺河矿通过不断摸索和探索,形成综合防突管理体系:
(一)区域防突措施为主,局部防突措施为辅的技术体系。区域防突措施以定向长钻孔为主,辅助于MK钻机施工穿层钻孔、密集超前短钻孔做到全煤层控制。
(二)直接测定瓦斯含量进行评估的技术体系。高于国家标准,制定瓦斯含量评价办法,增加瓦斯含量测定点,瓦斯含量测点超前工作面采掘至少20米。
(三)掘进面局部防突全断面检测管理体系。
在局部防突检测方面,针对6米厚煤层,布置10个检测孔(下部5个,中部2个,上部3个),并有两个探底孔和一个探顶孔,做到全煤层全断面检测。
(四)瓦斯地质信息收集和预警发布体系。
寺河矿制定了《通风瓦斯灾害预警系统运行管理办法》和《寺河矿瓦斯地质信息采集分析应用管理规定》,井下各采掘队组建立了瓦斯地质信息记录本,坚持班班落实记录汇报,形成现场“五员”全体参与监督执行,业务科室提出问题和对应措施,安监部门督促整改落实,及时进行瓦斯地质预测预报,召开瓦斯地质研讨分析会,制定针对性措施,由业务部门组织落实,实现了信息采集、汇报、分析、处理、反馈的闭合循环。
三、取得效果
(一)矿井日抽采瓦斯量突破100万m3。
寺河矿实施瓦斯综合治理,年瓦斯抽采量由2005年的0.9亿m3提升至2014年的5.5亿m3,增长4倍;矿井的瓦斯抽放率由2005年的45%提升至目前的80%,日瓦斯抽放量由2005年的28m3增长到2014年的140万m3。
(二)矿井超限断电大幅减少。
2007年矿井瓦斯超限断电次数为92次,到2010年矿井瓦斯超限断电次数下降为32次。2013年,矿井瓦斯超限断电次数为4次。
(三)突出指标超标现象大幅下降。
2011年1-8月份,寺河矿东西井区区域抽采效检评价瓦斯含量测定1106次(个),区域验证(局部预测、效检)共测定1882次,均实现了8m3/t以下采掘作业。经过区域瓦斯治理,2011年1-8月份,在1882次区域验证(局部预测、效检)中K1值超标次数只有22次,超标率仅为1.16%,在超标的22次中除1次为0.95mL/(g•min1/2)(局部区域煤质致密、硬度高、透气性差)外,其他均在0.7mL/(g•min1/2)以下。相比2009年超标率2.61%,2010年超标率1.78%,有明显的下降。