管理技術利用並重 實現雙能源安全開采
鶴壁煤業（集團）有限責任公司
鶴壁煤業（集團）有限責任公司是由1957年成立的原鶴壁礦務局改製而成的大型企業集團，係國家520戶重點企業、全國工業企業500強、國家大一型企業。公司本部現有8對生產礦井，5對為煤與瓦斯突出礦井，3對為高瓦斯礦井。礦區地質構造複雜，井下開采條件差，瓦斯、煤塵、頂板、水、火等五大自然災害俱全，是河南省瓦斯湧出量最大礦區和國家確定的45個瓦斯治理重點監控企業之一。全公司絕對瓦斯湧出量310.36m3/min，相對瓦斯湧出量平均26.51m3/t，噸煤瓦斯含量平均15.2m3/t，煤層透氣性係數為1.2~1.8m2/Mpa2.d，屬勉強可抽放煤層。
麵對單一鬆軟低透氣的複雜煤層賦存條件，集團公司清楚地認識到“瓦斯不治，礦無寧日”，轉變觀念，從強化管理入手，積極研究應用瓦斯綜合抽放技術，堅持以用促抽，實現“煤炭-瓦斯”雙能源安全開采。
一、轉變觀念,強力推進
鶴壁礦區的瓦斯抽放工作起步於70年代後期，2002年以前瓦斯抽放量一直徘徊在1000～1200萬m3之間，瓦斯一直是製約礦井安全生產的重要因素。通過總結國內外瓦斯02manbetx.com 的教訓，我們深刻認識到，要踐行以人為本的思想和科學發展觀，構建和諧社會，就必須抓好瓦斯綜合治理工作。為認真貫徹落實“安全第一、預防為主、綜合治理”的安全生產方針和“先抽後采、監測監控、以風定產”的瓦斯治理方針，集團公司確立了以瓦斯抽放為核心，全麵實施瓦斯綜合治理的工作目標，提出了“應抽盡抽、先抽後采、以用促抽”的瓦斯治理戰略，製定了“三先三後三落實”（先抽後掘，先抽後采，先采氣後采煤;落實鑽孔工程量、瓦斯抽放量和瓦斯抽放隊伍）瓦斯抽放製度。在“四位一體”防突措施的基礎上提出了具有鶴煤特色的“六位一體”綜合防突措施（設計、瓦斯抽放、預測預報、防突措施、效果檢驗和安全防護）。通過明確責任、完善製度、跟蹤問責，瓦斯抽放工作得到穩步提高，2006年公司本部煤炭產量為633萬噸，抽放瓦斯量為4765.7萬m3,為2002年的4倍，噸煤抽出瓦斯7.5m3。通過強力推進瓦斯抽采利用，為礦區安全生產打下了良好的基礎。具體做法是：
建立健全瓦斯抽放管理機構和隊伍。一是成立以董事長、總經理為組長的瓦斯抽放領導小組，通風部設立瓦斯抽放科，各礦通防科配備專職的瓦斯抽放管理人員。二是配足配齊抽放隊各工種人員。針對瓦斯抽放人員(抽放鑽工、封孔聯孔工、觀測放水工、機電維修工、管路維修工等)嚴重不足，雜活多，管理人員精力分散等問題，各礦按實際需要配備人員，剝離與抽放無關的工作，實現了抽放隊伍專業化。
嚴格考核抽放效果。一是由公司安監局、紀委牽頭，有關部門參加，每月對各礦抽放量、鑽孔工程量、抽放率進行嚴格考核。二是所有抽放係統都安裝了監測子係統，實時監測、計算瓦斯抽放量等參數，並安設孔板流量裝置與子係統數據相對照，對瓦斯抽放量進行科學計量，嚴禁抽放工作弄虛作假。三是嚴格抽放鑽孔驗收製度，由礦安監、通風部門及施工單位每天對所打抽放鑽孔進行聯合驗收，作為計件工資結算依據。四是新投產的工作麵必須經公司嚴格驗收，達到預抽期不少於9個月、采前預抽率30%、采麵噸煤瓦斯含量低於10m3/t等三個條件中的兩個方準投產。
重獎重罰。一是提高瓦斯抽放鑽工待遇。瓦斯抽放鑽工執行采掘一線工人崗效工資標準，實行計件工資製度；建立了回采前工作麵瓦斯含量、回采期間瓦斯超限與抽放隊工資抵押掛鉤製度，提高了打鑽人員的積極性和責任心。二是公司、礦從噸煤工資中分別提取0.8元用於獎勵瓦斯抽放和“一通三防”工作。將瓦斯抽放的完成情況與礦井工資總額的20%、礦領導年薪的10%掛鉤。三是對瓦斯抽放工作弄虛作假，公司按02manbetx.com 嚴肅追查，分清責任，幹部撤職，工人開除。
實現綜合抽放。9 7 312 3 4 4 8 : 來源：易安網
采前本煤層順層孔抽放和穿層孔抽放是公司最早采用的抽放方式，也是目前最基本的采前抽放方式。通過轉變瓦斯抽采觀念，實現了“應抽盡抽”，研究並推廣應用了單一厚煤層頂板高位裂隙抽放、上隅角埋管抽放、采麵淺孔抽放技術，實現了生產過程中多角度、全方位、全過程的瓦斯綜合抽放。實施分源抽放。各礦實現了地麵抽放泵站帶抽本煤層鑽孔、穿層鑽孔、邊掘邊抽鑽孔，高負壓抽出高濃度瓦斯並加以利用;井下抽放泵站低負壓大流量帶抽高、低位頂板裂隙鑽孔、煤壁淺孔、上隅角埋管，形成了三管三泵分源抽放、分源治理格局，建立了地麵、井下立體瓦斯抽放體係。
通過采取一係列的強化瓦斯抽放措施，工作麵瓦斯湧出量顯著降低，配風量明顯減少，瓦斯超限次數大幅度下降，工作麵最大配風量由2002年的2200m3/min降至1300m3/min，取消了頂板泄瓦斯巷，采麵瓦斯超限時間、次數下降90%以上，有力地促進了安全生產。
二、以科技創新為支撐，著力解決抽放技術難題
多年來，集團公司堅持從解決礦井安全生產中存在的實際問題入手，始終將科技進步放在首位，圍繞礦井瓦斯抽放技術難題，積極與科研院所聯合攻關，進行技術創新，攻克一些製約瓦斯抽采的關鍵技術。“突出煤層軟煤鑽孔施工工藝研究”、“高突厚煤層本層瓦斯抽放與防突技術研究”、“單一厚煤層高位頂板裂隙抽放”等項目已在全公司推廣應用。“高突厚煤層本層瓦斯抽放與防突技術研究”獲得河南省科技進步二等獎；“單一厚煤層高位頂板裂隙抽放”技術的廣泛使用，對采麵的瓦斯治理發揮了顯著作用，是公司近年來瓦斯綜合治理的重大進步。
目前，主要采取的瓦斯抽放技術有：
采前本煤層順層孔抽放。在采麵上順槽施工下向鑽孔，下順槽施工上向鑽孔，采前預抽工作麵範圍內煤層的瓦斯。由於鬆軟突出煤層存在塌孔、卡鑽、噴孔現象，2002年前上向鑽孔深一般為40~60m，下向鑽孔深30~40m，不能滿足瓦斯抽放和防突需要。通過采用大風壓、大風量、大功率鑽機，應用低速慢進、邊退邊進、掏空前進等軟煤打鑽技術，提高了單孔深度。目前上向鑽孔深一般為70~100m，下向鑽孔深50~70m，采麵基本不留空白帶。布孔方式分扇形、平行、交叉布孔三種，孔間距1.5~2m。（見圖1）
穿層抽放鑽孔。在煤層底板岩石抽放巷及采麵附近條件適合的底板岩巷內施工抽放鑽孔，穿透整個煤層，采前預抽工作麵範圍內煤層的瓦斯。一般孔徑75mm，封孔長度5m，布孔方式分扇形、平行布孔兩種。（見圖2）
高位頂板裂隙抽放。回采工作麵推進過程中，在采場垂直方向形成了冒落帶、裂隙帶和彎曲下沉帶，在水平方向形成三個區，即：煤壁支撐影響區、離層區和重新壓實區。在裂隙帶內布置抽放孔，在煤壁支撐影響區，煤層解吸出的遊離瓦斯在較高瓦斯壓力作用下沿著垂直裂隙連續彙集到抽放孔內。高位鑽孔孔徑110mm，鑽場間距根據地質條件確定，一般不小於100m，鑽孔搭接長度不小於20m。（見圖3）
上隅角埋管抽放。有兩種工藝方式，一是“幹”形立管法。在工作麵上隅角預埋一趟直徑100~150mm管路，每隔15~20m留一進氣口，在進氣口豎一1.5m高的“幹”形立管與主管路聯接，附近加木垛防止頂板砸壞並堵塞立管，低負壓大流量抽放采空區瓦斯。（見圖4）
二是煤層頂板埋設“L”型管路法。在上順槽每隔15～20m向煤層頂板施工一個鑽孔，每個鑽孔垂直巷頂施工10m，孔內下入直徑108mm的套管，套管上端4m段布置花眼，下段2.0m用水泥澆灌。位置按距上幫0.6米布設，並垂直底板施工1m，套管下部焊接三通利用8寸軟管引出與埋管連接，隨工作麵推進埋入采空區進行抽采。（見圖5）
1m
20m
風巷頂板
鑽孔立管
抽放管路
風巷底板
10m
4m
&nb9 7 3 123 4 4 8 : 來源：易安網
花管
采麵淺孔抽放。沿采麵傾向布置鑽孔，孔深8~10米，孔間距2~3米，用快速封孔器封孔，利用采麵超前壓力抽放煤壁前方解吸出的高濃度瓦斯，減小采麵的瓦斯湧出量。
隨著開采深度的增加，瓦斯湧出量越來越大，煤與瓦斯突出日趨嚴峻,瓦斯治理難度進一步加劇。由於煤層透氣性差，煤質太軟，給打鑽和抽放造成很大困難。通過排查03manbetx 、學習借鑒，結合鶴壁礦區煤質鬆軟、地應力和瓦斯壓力大、鑽孔塌孔、頂鑽卡鑽嚴重、抽放衰減速度快的特點，我們提出了“擠、破、抽”的技術理念（高壓水力擠出、穿層孔水力衝孔、深孔預裂鬆動爆破），突破煤層透氣性差的抽放瓶頸。公司、礦成立了技術攻關小組，負責瓦斯抽放技術管理、科研攻關、新技術新工藝的推廣應用,從“擠、破、抽”各環節綜合試驗研究，攻克鑽場封孔、聯孔技術難題，采取增大風壓、低速慢進等軟煤打鑽技術，綜合提高單孔深度，提高礦井瓦斯抽放效果。
三、以資金投入為後盾，提高瓦斯抽放裝備水平
針對抽放設備、管路等設施陳舊老化的現狀，2002年以來，我們不斷加大力度，夯實瓦斯治理的基礎。先後投入6000餘萬元，改造並新建了8套地麵瓦斯抽放係統和24套井下抽放係統；投入1000餘萬元，對8對礦井的瓦斯監控係統全部進行了更新改造，各抽放係統都安裝了瓦斯監測抽放子係統，實現了瓦斯抽放參數的連續監測。今年計劃投入資金3000餘萬元，用於購置大功率鑽機、大能力抽放泵；增大抽放管路直徑，根據鶴煤巷道布置特點，規定本煤層鑽孔抽放支管管徑不得小於150毫米，高位裂隙和采空區抽放支管管徑不得小於200毫米；逐步淘汰150鑽機，推廣使用200、300鑽機，購進600和1000米鑽機進行試驗。這些裝備的投入使用，為集團瓦斯抽采水平的穩步提高奠定了堅實的基礎。
四、以用促抽，實現雙能源開采
煤層氣(煤礦瓦斯)是寶貴的能源資源，公司本部的8對高瓦斯和突出礦井，煤層氣含量高、壓力大，對煤礦安全生產構成很大威脅，但作為資源開發則具有很大的優勢。為此，集團公司提出了“煤與瓦斯（煤層氣）雙能源共采、先采氣後采煤”的思路，2004年集團公司與重慶分院、中國礦大、河南理工大、遼寧工業大學、煤炭信息研究院開展了“高突厚煤層雙能源安全開采技術研究與工程實踐”項目研究。該項目根據應力分布規律和采場壓力釋放充分、采動裂隙發育、有利於煤層瓦斯析出的特點，將瓦斯作為一種資源，在開采煤炭資源的同時，促進瓦斯的高效回收利用，以充分的瓦斯抽放保證煤炭資源的安全高效開采、生產力的進一步解放。這個項目已經取得了階段性成果。
通過實施雙能源開采，不但穩定了煤炭產量，而且推動了瓦斯的綜合利用，使瓦斯變害為利、變廢為寶，促進了經濟效益的提高。2004年9月，2台500千瓦煤層氣發電機組在鶴煤四礦投入運行，該項目填補了河南省利用煤層氣發電的空白，開辟了瓦斯綜合利用新途徑。2006年又投入2000餘萬元新建10台500千瓦低濃度煤層氣發電機組，目前均正常運行，滿負荷發電。2007年計劃新安裝4台、改造2台機組，預計年利用瓦斯量2338萬m3，年發電量6358萬KWh。兩年內，我們將在公司所屬七對礦井建設裝機總容量為11兆瓦的內燃機燃氣電站，實現22台煤層氣發電機組並網發電，利用煤層氣年發電量可達6600萬千瓦時。
為了認真貫徹落實“國務院辦公廳關於加快煤層氣(煤礦瓦斯)抽采利用的若幹意見”、《煤層氣(煤礦瓦斯)開發利用“十一五”規劃》及吳邦國委員長2006年11月中旬視察鶴煤集團時的指示：“要大力發展循環經濟，走新型工業化道路”，集團公司緊抓機遇，成立了以公司主要領導為組長的煤層氣開發利用領導小組，製訂了煤層氣開發利用規劃。目前，集團公司控股的華安煤業公司（在建礦井）煤層氣開發前期試驗工程已經啟動，4口煤層9 7 3 1 234 4 8 : 來源：易安網
氣試驗井已完工，現正在進行壓裂方案 設計，該實驗成功後，我們將全麵鋪開地麵抽采工程，努力實現地麵抽采工程超前礦井基建工程，通過井上下聯合抽放，實現5年消突、8年由高瓦斯轉變為低瓦斯的奮鬥目標。努力從根本上消除瓦斯對 煤礦安全生產的威脅，實現煤炭生產的本質安全型。有了這些製度、理念和目標，我們的工作就有了方向，強力推進瓦斯抽放工作就有了堅實的基礎。總之，在國家局、省局領導的關心、指導和幫助下，我們在瓦斯抽采方麵做了許多工作，但我們仍清醒地認識到，鶴壁礦區瓦斯地質條件複雜，治理難度較大，鶴煤集團公司未來發展的最大障礙仍然是瓦斯危害。我們目前的瓦斯綜合治理手段、抽采水平與兄弟單位相比、與上級領導的要求還有一定差距。我們將認真學習兄弟單位瓦斯綜合治理成功經驗，依靠科技進步和管理創新，不斷提高瓦斯抽采水平，開創瓦斯治理工作新局麵，為實現煤礦的本質安全而努力奮鬥。
