瓦斯區(qū)域治理三年規(guī)劃
根據(jù)礦井三年采掘接替情況，在完善礦井各系統(tǒng)的同時，采用強力推進以深孔抽放為主的區(qū)域治理工程，確保通過三年區(qū)域瓦斯治理，真正實現(xiàn)“不掘突出頭、不采突出面”，使我礦煤巷掘進不受瓦斯制約、單進大幅提高;解放層回采前能充分消突，安全順利回采。逐步實現(xiàn)“采、掘、抽”良性循環(huán)的局面，并使礦井年產(chǎn)量穩(wěn)步達到設(shè)計能力(15萬噸)。
一、礦井概況
1.礦井基本情況
納雍縣勺窩鄉(xiāng)雍和煤業(yè)位于納雍縣城西南的勺窩鄉(xiāng)，直距約24千米，行政區(qū)劃屬勺窩鄉(xiāng)管轄;礦區(qū)總體為—單斜構(gòu)造產(chǎn)出，地層走向北西東南向;礦山距水城至納雍的213省道13km，距縣城28km，距川滇鐵路濫壩火車站62km,距納雍火電廠32 km。交通較為方便。原納雍縣四通煤礦為2010年3月永貴全資整合礦井，2010年7月注冊成為貴州雍和煤業(yè)有限公司。
礦井2009年鑒定為低瓦斯礦井，2010年鑒定為高瓦斯突出礦井,可采煤層十層，解放煤層為3#煤層，根據(jù)貴州煤田地質(zhì)局實驗室2005年4月26號提交的鑒定報告，3#、4#煤層為容易自燃煤層，其它為不自燃煤層，3#、4#煤層為煤塵具有爆炸性，其它煤層煤塵為無爆炸性。礦井核定生產(chǎn)能力15萬噸，可采儲量421萬噸，服務(wù)年限21年。
礦井開拓方式為暗斜井多水平上、下山開拓，現(xiàn)為新建礦井，2010年7月21日聯(lián)合試運轉(zhuǎn)批復(fù)，2010年10月29日省安監(jiān)局同意《安全生產(chǎn)許可證》。
井田南北走向長0.64—0.88km，東西傾向?qū)?.01—2.15km，井田面積1.721km2。所采煤層為3#煤層。采煤方法為傾斜長壁頂板全部垮落法開采。3#煤煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，煤層厚度1.5—2.0m，一般在1.8m,局部1.6—3.8m,偶發(fā)育一層0.2m夾矸，為黑色泥巖或砂質(zhì)泥巖。
1907年---2010年3月本礦一直為一貴州籍個體老板所屬，2007年煤炭地質(zhì)局對該礦鑒定為低瓦斯礦井,2009年9月在掘進主井延伸巷時，距主井底150米處石門揭煤時，發(fā)生了第一次煤與瓦斯突出事故。突出煤量350噸，瓦斯25000立方米。由于當(dāng)時礦方采取了防突措施，沒有造成人員傷亡。始突地點見圖1—1突出后原礦主封閉。
2010年9月28日由納雍縣礦山救護隊拆封，9月29日本礦通防隊采取打鉆預(yù)抽現(xiàn)已預(yù)抽2個月。 圖1--1
2.礦井通風(fēng)及瓦斯涌出量情況
礦井采用中央并列式通風(fēng)，通風(fēng)方法為機械抽出式，主、副井進風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng);目前礦井總進風(fēng)量2030 m³/min，總排風(fēng)量2160m³/min;礦井瓦斯絕對涌出量8.07m³/min，相對瓦斯涌出量4.60m³/t，相對涌出量為2.22m³/t，絕對涌出量為3.26m³/min，礦井等積孔2.08m²。
3.煤層瓦斯賦存情況及基礎(chǔ)參數(shù)(含量、壓力、煤層透氣性、鉆孔抽放半徑等)，具體參數(shù)見下表。
表1-1 雍和煤業(yè)瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)表
采區(qū)瓦斯含量瓦斯壓力煤層透氣性百米鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)
名稱系數(shù)
10316.33～16.670.76-1.050..022～0.5690.03～0.040.0218～0.0389
區(qū)段
10323.36—10.241.25～3.180.056～0.4870.058～0.0850.0689～0.0896
區(qū)段
10332.8714—5.33530.043—0.1920.45～0.780.023～0.0570.04～0.076
區(qū)段
合計12.5614-32.24532.053-4.4220.528～02.1490.111～0.1550.1307～0.2039
1907年建井，2010年3月12日由永貴能源整合，目前剩余可采儲量1180萬噸。煤層賦存不穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，煤厚平均0—1.8米，設(shè)計年產(chǎn)量15萬噸/年服務(wù)年限21年 。，局部為泥巖;老頂為粉砂巖;煤層底板巖主要為泥巖和粉砂巖。
4、近三年實際生產(chǎn)能力(具體見表1-2) 表1-2 雍和煤業(yè)三年生產(chǎn)能力
年原煤(萬t)巷道進尺 (m)抽采鉆孔
巖石巷道頂層煤巷巖巷修理總進尺(m)
20083.6300400 700
20095.2400730 1100
2010年3—11月2.4120730 1130
5、礦井通風(fēng)瓦斯情況
礦井采用中央并列式通風(fēng)，通風(fēng)方法為機械抽出式;主、副井進風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng);目前礦井總進風(fēng)量2030 m³/min，總排風(fēng)量2160m³/min;礦井瓦斯絕對涌出量8.07m³/min，相對瓦斯涌出量4.60m³/t，相對CO2涌出量為2.22m³/t，絕對CO2涌出量為3.26m³/min，礦井等積孔2.08m²。
6、瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)(具體見表1-2)
在目前開采的1031采區(qū)中，實測1031采 區(qū)瓦斯含量9.8572 m³/t，瓦斯壓力1.02—1.15MPa;礦井煤層透氣性系數(shù)：0.015—0.2鉆孔瓦斯流量0.005～0.07 m³/min.hm，衰減系數(shù)0.0165～0.0563d-1。煤層透氣性中等，抽采較為容易。。
表1-3 雍和煤業(yè)礦井瓦斯 基礎(chǔ)參數(shù)
采區(qū)名稱瓦斯含量瓦斯壓力煤層透氣性系數(shù)百米鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)
1031采煤工作面6.33～16.670.76-1.050..022～0.5690.03～0.040.0218～0.0389
1032區(qū)段3.36—10.241.25～3.180.056～0.4870.058～0.0850.0689～0.0896
1033區(qū)段2.8714—5.33530.043—0.1920.45～0.780.023～0.0570.04～0.076
合計12.5614-32.24532.053-4.4220.528～02.1490.111～0.1550.1307～0.2039
7、現(xiàn)采掘工作面分布情況(具體見表1-4)
表1-4 雍和煤業(yè) 采掘工作面 分布 情況
采區(qū)名稱煤巷掘進頭個數(shù)巖巷掘進頭個數(shù)巖巷修理頭個數(shù)采煤工作面?zhèn)€數(shù)
1032區(qū)段2000
1033區(qū)段2000
1031區(qū)段00 1
合計4001
8、現(xiàn)有防突工程按排地點、人員配備(具體見表1-5)
表1-5 防突工程分布情況
鉆機編號鉆機型號施工地點月鉆進工程量(m)人員配備
巖孔煤孔
1ZL--5001032運輸巷 40009
2ZL-5001033回風(fēng)巷 33009
9、近三年瓦斯治理基本情況(具體見表1-6)
表1-6 雍和煤業(yè)近三年瓦斯工程完成情況
年頂(底)板抽放鉆孔工程量(m)瓦斯抽放量巷道維修
抽放巷道(1×104m3)工程量(m)
(m)穿層鉆孔煤層鉆孔
2008年
2009年
2010年3～11月 45000150300
10、近3年瓦斯治理的主要方案及效果
2010年3月接管本礦，2010年4月開始采取防突措施?；夭晒ぷ髅婊夭汕爸饕扇№槍鱼@孔預(yù)抽回采區(qū)域煤層瓦斯區(qū)域防突措施為主，掘進過程中采取淺孔抽放和排放等局部措施，采取措施的情況具體見表1-7。
表1-7 雍和煤業(yè)近3年采取措施情況表
項目 年份2009年2010年2010年
頂層煤巷掘進工作面有效進尺(m/年) 800800
頂層煤巷掘進工作面平均月進尺(m/月) 90 90
頂層煤巷掘進工作面水力沖孔月進尺(m/月) 0
突出次數(shù)(次) 0
主要采取的防突措施局部措施局部措施區(qū)域加局部防突措施
二、三年瓦斯區(qū)域治理思路與目標(biāo)
1.樹立正確瓦斯治理理念
我公司秉承河南煤化集團 “從零開始，向零奮斗” 的安全理念，按照 “三大理念”、“六大做法”理念，抓安全生產(chǎn);在瓦斯治理上，牢固樹立“治理瓦斯，就是解放生產(chǎn)力;消除煤與瓦斯突出是發(fā)展生產(chǎn)力”、“瓦斯超限就是事故”、“沒有抽不出的瓦斯，只有不到位的鉆孔”、“瓦斯治理是一號工程”等理念。
瓦斯是煤礦的第一殺手，瓦斯不治、礦無寧日!先抽后采、綜合治理是有效防范事故的根本措施，因此要將瓦斯治理工作提升為煤礦安全管理的“一號工程、生命工程”抓實、抓牢，樹立“瓦斯是可防、可控、可治”、“治理瓦斯就是解放生產(chǎn)力、治好瓦斯就是發(fā)展生產(chǎn)力”的理念。
2.瓦斯治理思路
實行分步走戰(zhàn)略，具體如下：
第一步完善通風(fēng)系統(tǒng)。目前主風(fēng)機為 FBCDZNO-15、2×55KW，2010年3月開始，我礦對通風(fēng)系統(tǒng)進行了全面改造，對總回風(fēng)道部分狹小地段進行了擴寬。對1032回風(fēng)掘進巷道回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷進行了整修擴寬，增加了礦井總?cè)胗行эL(fēng)量。使風(fēng)量充分的滿足了采掘生產(chǎn)的要求，風(fēng)量由原來的總?cè)?300m3/min,提高到1900 m3/min.完善了通風(fēng)系統(tǒng)，為礦井瓦斯治理提供了通風(fēng)保障。
第二步完善抽放系統(tǒng)，我礦自2010年4月中旬對全礦抽放管路進行整理.原主干管路不適應(yīng)采掘期間瓦斯抽放能力需求的6寸管路更換為8寸主干抽放管路，并且所有采掘工作面抽放管路布置到位。形成了全礦立體交叉的抽放網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，確保了生產(chǎn)期間煤層瓦斯抽放的需要。
第三步掘進后巷本煤層預(yù)抽，確保1032工作面抽采平衡，保證1032工作面到2011年5月，平均抽放達到3個月以上。
第四步掘進工作面超前布置，2011年7月以后實現(xiàn)采、掘、抽平衡的良性循環(huán)。
。
3.瓦斯治理目標(biāo)
通過三年區(qū)域瓦斯治理，2014年礦井產(chǎn)量達到30萬噸，實現(xiàn)“不掘突出頭、不采突出面”的目標(biāo),達到采、掘、抽平衡。
三、瓦斯區(qū)域治理的基本方案
(一)1032瓦斯治理方案
1032回風(fēng)掘進工作面實施順層鉆孔預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯區(qū)域治理措施的條件，因此該工作面以預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域措施為主。
目前1032回風(fēng)巷還剩余200米掘進距離、還要開設(shè)12個邁步鉆場，需要打超前預(yù)抽鉆孔70個，本煤層預(yù)抽鉆孔240個，還要打鉆進尺21700米。1032運輸巷 剩余掘進距離560米，還要掘進掛耳鉆場40個，施工鉆孔800個鉆孔總長度56000米。在兩巷貫通后在其工作面切眼位置及運輸巷施工抽放鉆孔，預(yù)抽整個工作面瓦斯。
(二)1033瓦斯治理方案
1033回風(fēng)巷掘進工作面掘進期間，采取順層鉆孔預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯區(qū)域防突措施。1033運輸巷的掘進期間，同時預(yù)抽1033工作面煤層瓦斯。同時施工右?guī)豌@場預(yù)抽本煤層瓦斯，1033運輸巷左幫為1031采空區(qū)所以不開設(shè)鉆場。預(yù)計2011年2月回采。
(三)1042瓦斯治理方案
在1042區(qū)段下部，可以作為1032的被保護層進行開采，同時采用超前預(yù)抽煤層瓦斯和巷幫鉆場預(yù)抽本煤層瓦斯方法對1042區(qū)域進行瓦斯治理。2013年1月掘進，2013年11月回采。掘進期間1042回風(fēng)巷布置巷幫鉆場40個，本煤層抽放鉆孔800個，總鉆孔長度48000米，預(yù)計可抽出瓦斯量68萬立方米。1042運輸巷掘進期間布置巷幫鉆場42個。瓦斯量52萬立方米。掘進期間瓦斯突出防治措施超前預(yù)抽加巷幫鉆場預(yù)抽煤層瓦斯。預(yù)計抽出率為40%。
(四)1034瓦斯治理方案
1034位于1032下段，1032回風(fēng)巷對1034運輸巷的采掘起瓦斯釋放作用。1032回風(fēng)巷同時向1042回風(fēng)巷布置48米-24度穿層鉆孔預(yù)抽1042回風(fēng)巷瓦斯為1042回風(fēng)巷掘進期間瓦斯治理提供消突作用。1032運輸巷同時向1042運輸巷布置穿層鉆孔預(yù)抽1042運輸巷瓦斯為1042運輸巷掘進期間瓦斯消突起到作用。2011年5月掘進，2012年2月回采。采掘期間仍然采用超前預(yù)抽加巷幫鉆場的防突措施。掘進期間1034回風(fēng)巷布置巷幫鉆場45個，本煤層抽放鉆孔900個，總鉆孔長度54000米，預(yù)計可抽出瓦斯量70萬立方米。1042運輸巷掘進期間布置巷幫鉆場45個，本煤層抽放鉆孔900個，總鉆孔長度54000米，預(yù)計可抽出瓦斯量60萬立方米.掘進期間瓦斯突出防治措施超前預(yù)抽加巷幫鉆場預(yù)抽煤層瓦斯。預(yù)計抽出率為40%。
(五)1036瓦斯治理方案
1036位于1034下段，1034回風(fēng)巷對1036運輸巷的采掘起瓦斯釋放作用。2012年3月掘進，2012年12月回采。采掘期間仍然采用超前預(yù)抽加巷幫鉆場的防突措施。掘進期間1036回風(fēng)巷布置巷幫鉆場45個，本煤層抽放鉆孔900個，總鉆孔長度54000米，預(yù)計可抽出瓦斯量85萬立方米。1036運輸巷掘進期間布置巷幫鉆場45個，本煤層抽放鉆孔900個，總鉆孔長度54000米，預(yù)計可抽出瓦斯量65萬立方米.掘進期間瓦斯突出防治措施超前預(yù)抽加巷幫鉆場預(yù)抽煤層瓦斯。預(yù)計抽出率為40%。
時間項目內(nèi)容1032區(qū)1033區(qū)1034區(qū)1036區(qū)1042區(qū)合計
2011年采掘煤量 (萬噸)1320.5 15.5
瓦斯儲量 (萬立方米)9010260 360
需抽瓦斯量(萬立方米)546156 216
實抽瓦斯量(萬立方米)364104 144
2012年采掘煤量 (萬噸)4 110.5 15.5
瓦斯儲量 (萬立方米)80 64374 518
需抽瓦斯量(萬立方米)48 39225 312
實抽瓦斯量(萬立方米)32 26150 208
2013年采掘煤量 (萬噸) 5100.515.5
瓦斯儲量 (萬立方米) 292292
需抽瓦斯量(萬立方米) 175175
實抽瓦斯量 (萬立方米) 116116
雍和煤業(yè)2011—2010年采掘抽范圍 (六)1033區(qū)域瓦斯治理方案
1033區(qū)域地質(zhì)條件簡單、煤質(zhì)較硬、透氣性好，采取順層鉆孔預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯等區(qū)域瓦斯治理措施。
(七) 提高區(qū)域治理效果的措施
1、由于雍和煤業(yè)煤層瓦斯含量高、透氣性比較好，掘進期間工作面前方采取打排放孔進行排放。為了徹底地進行區(qū)域瓦斯治理，我礦計劃開展針對性的區(qū)域抽放技術(shù)研究。在提高煤層透氣性方面進行的研究，包括提高鉆孔有效影響半徑和改變煤體裂隙發(fā)育狀態(tài)等方面。大直徑鉆孔試驗、已經(jīng)取得很多經(jīng)驗。預(yù)裂爆破等煤層增透技術(shù)，達到短時、高效抽出煤層瓦斯，采前消除煤層煤與瓦斯突出危險。主要包括以下關(guān)鍵技術(shù)：本煤層水力壓裂增透技術(shù)：通過提高注水鉆孔的孔徑、深度，進一步增加高壓水的影響范圍，促進游離瓦斯的快速釋放，達到提高煤層透氣性的目的。同時，充 分利用巷道兩幫的邊掘邊抽鉆孔截流抽放作用，抽放掘進工作面前方注水段內(nèi)的游離瓦斯，消除煤與瓦斯突出危險。
1、區(qū)域治理工程量(具體見表1-9)
表1—9 區(qū)域治理工程量匯總表
年抽放巷(m)鉆孔(m)沿空掘進巷道(m)沿空留巷(m)抽放
管路
底板巷頂板巷穿層鉆孔煤層(m)
鉆孔
2011年 320000 300
2012年 420000 450
2013年 450000 400
2、鉆機及人員安排(具體見表1—13)
四、實施區(qū)域治理后的達標(biāo)煤量、生產(chǎn)煤量(具體見表1—10)
表1—10 區(qū)域治理后的達標(biāo)煤量表
年采區(qū)抽放達標(biāo)煤量(萬t)瓦斯抽放量萬m3
10321033103410361042合計抽放總量
2011年17215 34144
2012年 1.218.7 19.9208
2013 年 14.614.6116
五、未來3年采掘接替計劃
表1—11 未來3年巷道掘進計劃安排表
年巖石巷道煤層巷道萬噸掘進率
(m)(m)(m/萬t)
103410361042合計103410361042合計巖巷煤巷
2011年400122012017403002602007601740760
2012年200160350610200230230660610660
2013年210230300740230300230760740760
2、原煤產(chǎn)量計劃(具體見表1-12)
年1031采區(qū)1032采區(qū)1033采區(qū)1034采區(qū)1036采區(qū)1042采區(qū)當(dāng)年計劃產(chǎn)量(萬t)
2011年0.21320.5 15.7
2012年 4 110.5 15.5
2013年 5100.515.5
六、區(qū)域治理3年后的預(yù)期效果
從2011～2013年區(qū)域治理規(guī)劃看，如果我礦產(chǎn)量能夠維持15萬噸/年，通過2010年～2011年兩年時間對礦井通風(fēng)系統(tǒng)進行改造，在保證礦井“系統(tǒng)順、風(fēng)量足、設(shè)施牢”的條件下，實行分步走戰(zhàn)略，第一步實現(xiàn)消除突出，第二步消滅瓦斯超限，第三步走上良性循環(huán)，2013年以后產(chǎn)量將達到30--60萬噸左右。
七、資金投入計劃
序號指標(biāo)名稱型號規(guī)格單位單價
(萬元)合 計2011年2012年2013年備注
工程量(m)投資 (萬元)工程量(m)投資 (萬元)工程量(m)投資 (萬元)工程量 (m)投資 (萬元)
(一)巖巷工程 344041281480177612501500610732
1主皮帶運輸巷13m2米1.211001320490588 450 540 60 72
2主專用回風(fēng)巷13m2米1.211001320500600 400 480 200 240
3主軌道運輸巷13m2米1.212401488490588 400 480 350 420
(二)區(qū)域治理鉆孔工程量￠95MM米0.0052575201287.676240381.2105040525.276240381.2
(三)設(shè)備、
配件 5230 2160.00 1630 1440
1抽放泵房及配套設(shè)施 項60160.00160.00 新建
2鉆機ZY-750臺10440440
3鉆機ZYW-150臺82160021600
4封孔泵BFZ-10/1.3臺6530.00210.00210.00210
5風(fēng)動防突鉆機2QS-65/2.5臺1060600.0020200.0020200.0020200
6鉆機配件及鉆桿鉆具 項1503450.001150.001150.001150
7聚乙烯抽放管8寸、10寸米0.073000210100070100070100070
8封孔材料管及密封料項20360120120120
(四)提升系統(tǒng)改造 7191371913.00
1礦內(nèi)副井提升系統(tǒng)改造—項-21501501 1000 0
(五)地質(zhì)勘探工程 3745449.43745449.4
1勘探鉆孔—米0.123745449.43745449.4
(六)巖巷所需設(shè)備 01039.5 346.5 346.5 346.5
1刮板機SGB620/40T部30390130130130
2皮帶機DSJ80/40/2*40部25250250
3調(diào)度絞車JD-25臺83240032400
4調(diào)度絞車JD-55臺10550550
10水泵DF46-30*6 45KW臺53153150000
(七)擴修工程 90010369001036
1主回風(fēng)巷13m2米1.09100109100109 巖巷
2主皮帶巷13m2米1.09300327300327 巖巷
3主軌道巷13m2米1.2300360300360 巖巷
合計
八、存在的問題及解決思路
1、由于煤層瓦斯含量高，透氣性差，不易抽放，采取順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施時，預(yù)抽期較長，掘進速度較慢。
解決方法：在掘進工作面采取深孔松動爆破、深孔水力壓裂增透、建立采區(qū)固定抽采泵站提高抽放負壓、合理有效增加抽放鉆孔數(shù)量等措施，縮短預(yù)抽期，提高掘進速度?，F(xiàn)在我礦正準(zhǔn)備購進采區(qū)固定抽采泵站。
2、根據(jù)接替安排，2011年及2012年需要掘進的巷道較多，每個掘進工作面需要2部鉆機施工抽放鉆孔，井下需要擱置8部鉆機，按照20%設(shè)備備用率計算，還需要2部備用鉆機。我礦現(xiàn)有鉆機5臺，需要再增加5部鉆機。
解決方法：通過公司計劃購進，預(yù)計到2010年末可以購進2臺。
3、2011～2013年在各區(qū)段系統(tǒng)沒有形成期間本礦將出現(xiàn)多個掘進工作面共存現(xiàn)象。
解決方法：在一個區(qū)段內(nèi)開設(shè)的掘進工作面可以交替掘進，在一個掘進頭掘進期間，另外的掘進頭進行瓦斯治理。
4.根據(jù)2011～2013年煤巷掘進進尺及鉆孔施工量計算，需要增加掘進人員30人、打鉆人員20人。
解決方法：將掘進隊伍培養(yǎng)成掘進、打鉆復(fù)合型人才，減少打鉆人員的增加數(shù)量。
九、需要集團公司從政策層面解決的問題
1、根據(jù)我礦實際情況，煤層賦存不穩(wěn)定煤層瓦斯含量高，現(xiàn)在我們?nèi)鄙倜簩油咚购繙y試設(shè)備請公司解決。
2.我們現(xiàn)在 迫切繼續(xù)解決的是缺少2臺750型鉆機用于防突 請予解決。
表1—13
1032區(qū)1034區(qū)1036區(qū)1042區(qū)1032區(qū)1034區(qū)1036區(qū)1042區(qū)
2011年2臺2臺 9人6人
2012年 2臺2臺 6人6人
2013年 2臺2臺 9人9人
2011—2013年鉆機及人員投入情況表
1-14 本煤層預(yù)抽瓦斯鉆孔布置圖
圖 1—15掘進工作面邊抽邊掘鉆孔布置圖
