2新景公司瓦斯抽采系统及抽采管理

新景公司瓦斯抽采系统及抽采管理韩军军新景公司抽采工区主任工程师二0一四年三月瓦斯抽采技术发展阳煤集团煤炭产业除阳泉本部公司外，另辖四个区域公司，分别为晋东公司、晋北公司、寿阳公司和晋南公司，共辖管42座合法井工煤矿，合计井田面积2592km2。其中阳泉本部区10座、寿阳区4座，晋东区7座，晋南区13座，晋北区8座。现有生产矿井12座，基建及拟建矿井30座。阳煤集团高瓦斯及突出矿井主要集中在阳泉本部区、寿阳区和晋东区，均位于沁水煤田东北部的阳泉矿区内，行政区划涉及阳泉市盂县、平定县和晋中市昔阳县、和顺县、左权县。为此，阳煤集团瓦斯治理研究主要以阳泉矿区21座高、突矿井为对象。阳煤集团瓦斯抽采技术是随着采煤工艺的不断改进而逐步发展起来的。1954年我们就进行了抽放上邻近层瓦斯的试验，90年代又进行了走向顶板岩石巷抽放瓦斯试验，倾斜顶板岩巷抽放试验。经过多年努力、总结经验、改进技术、在瓦斯防治工作中创立了一整套瓦斯治理技术，如高抽巷、大直径卸压钻孔、内错尾巷、外错尾巷等；推广应用了大直径穿层钻孔抽放邻近层瓦斯、顺层长钻孔抽放本煤层瓦斯、顶板岩石倾斜高抽巷抽放邻近层瓦斯、顶板岩石走向高抽巷抽放邻近层瓦斯、小断面伪倾斜高抽巷抽放初采期近距离邻近层瓦斯、采空区埋管抽放采空区瓦斯等技术；逐步形成了“密钻孔、大孔径、高抽巷、大管路邻近层和本煤层分源双系统独立抽采”的高效瓦斯抽采模式，为减少和消除瓦斯突出等灾害打下了坚实的基础。瓦斯抽采量情况目前，阳煤集团21座矿井中，16座为高瓦斯矿井，5座为煤与瓦斯突出矿井。现建设地面抽采泵站23座，装机能力38912.5m3/min。其中阳泉本部区13座，抽采能力21903.8m3/min；寿阳区4座，抽采能力6920m3/min，晋东区6座，抽采能力10088.7m3/min。2011年抽采瓦斯量9.46亿m3（本煤层抽采量1.33亿m3），其中五矿贵石沟井瓦斯涌出量曾达到535.7m3/min，单个综采工作面最大达到206m3/min。阳煤集团逐年瓦斯抽采总量示意图见图阳泉矿区瓦斯赋存和涌出的特点阳泉矿区位于沁水煤田东北部，主要含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，共含煤16层，煤层总厚度18.13m，主要可采煤层为山西组3号层(2-3m的中厚煤层)和太原组15号层(4-7m的厚煤层)。6、8上、9、12、13号煤层为局部可采煤层，其它煤层均不可采。阳泉矿区是我国著名的高瓦斯矿区，各煤层均富含瓦斯，吨煤瓦斯含量7.13-21.73m3/t，煤层瓦斯压力0.25-2.9MPa，透气性系数0.016-0.178m2/MPa2·d。瓦斯赋存状况可大致划分为3个瓦斯储集层段，上储集层段包括3号煤层及其上下邻近层；中储集层段包括12号煤层及其上下邻近层和两层石灰岩K4、K3；下储集层段为13号煤层及下部煤层和K2石灰岩。根据阳煤集团多年的生产经验，在煤层开采过程中，上储集层段开采3、6号煤层的工作面瓦斯涌出来源，本煤层与邻近层约各占50%；开采中储集层段8、9、12号煤层的工作面瓦斯涌出来源，邻近层涌出约占60-70%，本煤层涌出约占30-40%；开采下储集层段15号煤层的工作面，邻近层瓦斯涌出约占85-90%，本煤层约占10-15%。如果15号煤层上部有开采的邻近煤层，则工作面邻近层瓦斯涌出量比值降低，与层间距和开采间隔时间有关。新景公司煤层瓦斯参数情况各煤层瓦斯情况煤层编号含量m3/t压力mpa透气性系数m2/MPa2.d百米流量衰减系数d-13#18.171.090.003750.83158#10.370.566#10.020.619#10.120.7315#7.140.36瓦斯抽采相关法令：“十二字方针”瓦斯综合治理“十二字方针”—先抽后采，监测监控，以风定产。先抽后采：是瓦斯防治的基础，是从源头上治理瓦斯灾害的治本之策。监测监控：是预防瓦斯事故的重要防线和保障措施。以风定产：是防治瓦斯的最基本生产管理措施，是防止井下瓦斯积聚的先决条件。瓦斯综合治理工作体系：“十六字方针”通风可靠（是治理瓦斯的基础）抽采达标（是防范瓦斯事故的治本之策）监控有效（是防范瓦斯事故的有效手段）管理到位（是瓦斯治理各项措施得到落实的保障）阳煤经验——瓦斯为天；宁停三天，不抢一秒；只认瓦斯不认人。“抽采达标”的基本要求是：应抽尽抽：凡是应当抽采的煤层，都必须进行抽采，把煤层中的瓦斯最大限度地抽采出来，降低煤层的瓦斯含量。多措并举：即地面抽采与地下抽采相结合。因地制宜、因矿制宜，把矿井（采区）投产前的预抽采、采动层抽采、边开采边抽采、老空区抽采等措施结合起来，全面加强瓦斯抽采抽放。抽采平衡：矿井瓦斯抽采能力与采掘布局相协调、相平衡，使采掘生产活动始终在抽采达标的区域内进行。效果达标：就是通过抽采，使吨煤瓦斯含量、煤层的瓦斯压力、矿井和工作面瓦斯抽采率、采煤工作面回采前的瓦斯含量，达到《煤矿瓦斯抽采达标规定》的标准。瓦斯抽采相关法令：《煤矿安全规程》《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》1、有下列情况之一的矿井必须进行瓦斯抽采，并实现抽采达标：（一）开采有煤与瓦斯突出危险煤层的；（二）一个采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3/min或者一个掘进工作面绝对瓦斯涌出量大于3m3/min的；（三）矿井绝对瓦斯涌出量大于或等于40m3/min的；（四）矿井年产量为1.0～1.5Mt，其绝对瓦斯涌出量大于30m3/min的；（五）矿井年产量为0.6～1.0Mt，其绝对瓦斯涌出量大于25m3/min的；（六）矿井年产量为0.4～0.6Mt，其绝对瓦斯涌出量大于20m3/min的；（七）矿井年产量等于或小于0.4Mt，其绝对瓦斯涌出量大于15m3/min的。2、地面固定瓦斯抽采系统宜根据下列具体情况分别布置高负压或低负压瓦斯抽采系统：1采用采空区抽采等抽采方法的矿井宜采用低负压抽采系统。2采用本煤层预抽、边采边抽、边掘边抽、邻近层卸压抽采等抽采方法的矿井，宜采用高负压抽采系统。3上述抽采方法均采用的矿井，且矿井设计抽采量大于或等于10m3/min时，宜采用两套管路分别建立高、低负压抽采瓦斯系统。4当地面抽采泵产生的负压不能满足要求时，可在井下安设临时瓦斯抽采系统进行抽采，并实现抽采达标。瓦斯抽采泵站建设依据：1、新建矿井、生产矿井新水平、技改和资源整合矿井，必须由取得国家相关规定资质单位对该矿井瓦斯涌出量进行预测或者矿井瓦斯等级鉴定、评估符合相关规定应当进行瓦斯抽采。2、瓦斯抽采工程设计由取得国家相关规定资质单位进行设计，设计必须依据《煤矿安全规程》《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》（GB50471－2008）《煤矿瓦斯抽放规范》、《煤矿瓦斯抽采基本指标》、《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》等相关法规、规程、标准等规定。3、矿井瓦斯涌出量预测和瓦斯抽采设计及抽采工程验收由集团公司初审、验收后，上报省煤炭工业厅审批、验收。经省煤炭工业厅组织验收合格后，方准投入使用。矿井瓦斯抽采纳入生产衔接计划管理，采掘面必须首先制订抽采衔接计划，根据抽采衔接计划再制订生产衔接计划。采掘工作面等地点未达到设计要求的预抽时间、抽采量和瓦斯抽采不达标的，严禁进行采掘作业。突出煤层和集团公司规定必须抽采的高瓦斯含量煤层、坚决落实先抽后采；抽采效果必须符合AQ1026-2006行业标准要求后，并编制瓦斯抽采达标评判报告，经矿井技术负责人和主要负责人批准后，方可安排抽采掘作业。建立、健全瓦斯抽采管理工作体系1、矿长全面负责矿井瓦斯抽采工作。每季度进行瓦斯抽采专题研究、检查、部署抽采工作；保证抽采工作的投入，解决抽采所需要的人、财、物；确保各项措施落实到位和瓦斯抽采达标。2、矿总工程师负责矿井瓦斯抽采技术工作。定期检查，平衡瓦斯抽采工作，解决所需设备、器材和资金，负责组织编制、审批、实施、检查抽采瓦斯工作的长远规划，年度计划和安全技术措施，保证抽采瓦斯工作的正常接替，做到“抽、掘、采”平衡。3、矿行政副职负责落实和检查分管范围内的瓦斯抽采工作，矿（公司）各职能部门负责人对本职能范围内的抽采瓦斯工作负责。抽采瓦斯所需要的费用、材料和设备等，必须列入矿财务、供应计划。新景公司瓦斯抽采理念以“只有打不到的钻孔，没有抽不到的瓦斯”的生产理念，坚持“先抽后采、先抽后掘”原则，坚持“打一、封一连一、抽一”的作业要求，强化抽采管理，提升抽采能力，把瓦斯治理和防突工作摆在重中之重的位置，优化抽采设计，合理分配抽采能力，最大限度地提高抽采效果，确保矿井安全生产。新景公司瓦斯抽采机构及职责划分公司成立了以董事长为组长，总工程师为常务组长的瓦斯抽采领导组，并于2010年6月成立抽采工区。抽采工区下设抽采职能、三个打钻施工队组及一个抽排队，目前共在册438人（包含工区职能28人）。职责划分：矿长为瓦斯抽采的第一责任人，负责组织落实瓦斯抽采工作所需的人力、财力、物力，制定瓦斯抽采达标各项制度，明确相关部门和人员的职责和权限，确保各项措施落实到位和瓦斯抽采达标；总工程师对瓦斯抽采工作负技术责任，负责编制、审批、检查瓦斯抽采规划、计划、安全技术措施和抽采达标评判报告等。分管副总工程师负责其职责范围内瓦斯抽采工作的组织和落实。各业务部门负责人负责其职责范围内的瓦斯抽采工作。抽采工区和通风工区负责矿井瓦斯抽采具体业务的落实与监督管理。新景公司瓦斯抽采达标管理体系公司成立了以总工程师为组长，通风副总为副组长的瓦斯抽采评价领导组，瓦斯抽采达标自评价体系明确了瓦斯抽采达标评价领导小组及成员部门岗位责任；明确了判定矿井瓦斯抽采达标评价的标准。根据国家、省、市及集团公司对瓦斯抽采工作标准的要求，每年及时修订瓦斯抽采管理及考核制度并下发，每月编制抽采钻尺计划，调度指挥中心依据月度抽采钻尺计划编制生产作业计划，确保防突措施所必需的钻孔施工时间、抽采时间和空间，实现抽、掘、采平衡。新景公司钻孔验孔管理制度公司内部预抽钻孔验收：根据《阳煤集团瓦斯防治60条》中第十二条的规定，本着谁使用谁验收，特制定公司“四级”验孔制度。即：一级验收，抽采工区、宏厦一建自查自验；二级验收，通风工区防突队验孔人员验收；三级验收，通风工区组织相关人员进行抽查验收；四级验收，安监部进行抽查验收。通过“四级”验孔制度实现钻孔钻验分离的闭合管理模式。千米钻机钻孔验收：由集团公司专业的钻机队伍进行施工，由矿方组织通风、抽采、经营、安全四部门进行联合验收。新景公司抽采装备情况一、瓦斯抽采泵站：公司建有地面抽放泵站两座，分别为神堂嘴抽放泵站和佛洼抽放泵站，装机总容量为5570m3/min。神堂嘴地面泵站于1997年投入使用，现有5台水环式真空抽放泵，担负丈八采区的邻近层瓦斯抽放。佛洼地面抽放泵站于2011年投入使用,现有5台水环式真空抽放泵，担负保安3#煤采区、芦南8#煤采区邻近层瓦斯抽放及新景保安3#煤采区、芦南8#煤采区、佛洼3#煤采区本煤层瓦斯抽放。瓦斯抽采泵型号2BEC72*6、2BEF-72*1、2BEC87*1、CBF710-2BG3*2。二、瓦斯抽采管路：本煤层管网主管路采用Φ630mm螺旋焊管，干管路采用Φ510mm铁管，支管路采用Φ315mm铁管，合计4万米；邻近层管网主管路采用Φ800mm螺旋焊管，干管路采用Φ630mm铁管，支管路采用Φ510mm铁管，合计4.6万米。三、钻机设备：EH260钻机*4、EH1400钻机*18、ZYJ-380/210钻机*60、ZYWL-4000钻机*6、ZDY4000S钻机*9。2011-2013年抽采钻孔进尺、抽采量及利用情况年度本煤层钻孔进尺（万米）瓦斯抽采量（万立方米）瓦斯利用量（万立方米）瓦斯利用率%2011年1159568320133.462012年15512439690655.522013年14012033622551.73新景公司现采用的瓦斯方法第一：穿层钻孔、顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯第二：长钻孔递进式区域预抽第三：穿层钻孔预抽揭煤区域煤层瓦斯第四：顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯第五：邻近层瓦斯抽采瓦斯抽采工程设计：瓦斯抽采