實施瓦斯治理與利用技術(shù)是實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)的保障

1.? 前言

??? 瓦斯是與煤炭共同伴生的優(yōu)質(zhì)潔凈能源，主要成分是甲烷(CH4)，是一種寶貴的資源財富。原始狀態(tài)的瓦斯賦存于煤層或鄰近煤層的巖層中，質(zhì)量比空氣輕，具有一定的釋放壓力。在煤礦開采過程中，隨著煤巖層的移動而釋放出來，極易引發(fā)瓦斯突出、爆炸、燃燒等惡性傷亡事故，是煤礦安全生產(chǎn)的大敵，時常引起重特大瓦斯事的發(fā)生。

??? 多年來，鐵煤集團公司始終堅持瓦斯治理和利用技術(shù)的研究與應(yīng)用，經(jīng)過實踐，總形成了一整套符合鐵法礦區(qū)實際的治理瓦斯技術(shù)和安全管理理念。那就是全面貫徹“安全第一，預(yù)防為主”和“先抽后采、監(jiān)測監(jiān)控、以風(fēng)定產(chǎn)”的方針，不斷實施和創(chuàng)新瓦斯抽放技術(shù)，堅持“管理、裝備、培訓(xùn)”并重的原則，嚴(yán)格落實“一通三防，責(zé)任制，加大安全投入，加大現(xiàn)場瓦斯治理力度，通過強化礦井質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化和職工技術(shù)培訓(xùn)，夯實安全基礎(chǔ)。在治理瓦斯方面取得了理想的效果。回收利用了大量的優(yōu)質(zhì)潔凈能源，提高了企業(yè)經(jīng)濟效益，減少了對大氣的污染，保障了煤礦的安全生產(chǎn)。安全生產(chǎn)形勢逐年好轉(zhuǎn)，1991至2004年，連續(xù)多年杜絕了瓦斯、煤塵等重大惡性事故，百萬噸死亡率控制在0.5以下。特別是2002年全年沒有發(fā)生亡人事故，實現(xiàn)了安全生產(chǎn)的最好水平。

2.鐵法礦區(qū)概況

??? 鐵法煤業(yè)(集團)公司是由原鐵法礦務(wù)局改制而成。始建于1958年，現(xiàn)有8個生產(chǎn)礦井，核定生產(chǎn)能力為年產(chǎn)煤炭2199萬t，2004年實際生產(chǎn)煤炭2162萬t。集團公司下屬有32個子公司和分公司，職工總數(shù)為4.5萬人。鐵法礦區(qū)位于遼寧省的北部，距沈陽市100 Km，礦區(qū)由鐵法、康平、康北3個煤田組成，煤種以長焰煤為主，氣煤次之。屬低硫、低磷優(yōu)質(zhì)動力用煤。鐵法煤由地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，火層巖侵入頻繁，煤層中瓦斯含量較高，所有的煤層均屬于高瓦斯易自燃煤層，并有煤與瓦斯突出現(xiàn)象，瓦斯儲量為293億m³。2004年全公司瓦斯絕對涌出量為356.87m³／min，采煤工作面單面絕對瓦斯涌出量最高達(dá)138 m³／min。煤層自然發(fā)火期為3 -6個月，最短為20天。煤塵有爆炸危險，爆炸指數(shù)為41.8％～65.O％。九十年代以前曾發(fā)生多起瓦斯爆炸和井下火災(zāi)事故，傷亡多人，給人民生命和國家財產(chǎn)造成很大損失。

3.以瓦斯抽放為核心，全面實施瓦斯綜合治理技術(shù)

??? 瓦斯治理，通風(fēng)是治標(biāo)，抽放是治本。伴隨著煤炭生產(chǎn)的發(fā)展，煤礦開采強度的加大，大量的瓦斯釋放出來，給煤礦的安全生產(chǎn)帶來極大威脅。為實現(xiàn)安全生產(chǎn)，保障職工的生命安全，降伏瓦斯——這個煤礦開采中最大的安全隱患，在立足瓦斯抽放的基礎(chǔ)上，加大了瓦斯綜合治理力度。

3.1建立可靠的瓦斯抽放系統(tǒng)

??? 在搞清各煤礦瓦斯地質(zhì)和瓦斯釋放規(guī)律的基礎(chǔ)上.結(jié)合各礦的實際情況，確立了以抽為主，風(fēng)排為輔的瓦斯治理原則，為各礦建立了可靠的瓦斯抽放系統(tǒng)，現(xiàn)已建成11座瓦斯抽放系統(tǒng)，共安裝大功率瓦斯抽放泵37臺，井下鋪設(shè)瓦斯抽放主干管道200多公里。裝備了大批瓦斯抽放鉆機。并多次對瓦斯抽放系統(tǒng)進行增能力改造，將瓦斯抽放泵改造為大功率抽放泵。配套的抽放主干管徑由原來的Φ108～Φ159mm均增加為中299Φ～Φ425mm，使整體抽放能力提高了近3倍以上。???

3.2確定科學(xué)的抽放方法，提高瓦斯抽放率

??? 鐵法煤田煤系地層屬晚侏羅系上部含煤組，共含煤20層，可采12層，可采總厚度平均35 m，最厚達(dá)70多米。各煤層均屬高等植物形成的腐殖煤，煤層孔隙度較小，煤層中瓦斯主要為吸附瓦斯，吸附瓦斯所占比例為55％～95％。煤層滲透系數(shù)為0.1～O.2 m²／(MPa·d)，屬于低滲透系數(shù)煤層。

1992年以來，聯(lián)合國UNDP組織和亞太經(jīng)合組織煤層氣回收與利用示范項目，在鐵法礦區(qū)先后獲得成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合礦區(qū)的實際，學(xué)習(xí)借鑒國內(nèi)外在治理瓦斯方面的先進技術(shù)，使得瓦斯抽放工作得到快速發(fā)展。

3.2.1抽放方法多樣化

??? 在實踐中總結(jié)出十多種有效的瓦斯抽放方法，如地面垂直采空區(qū)鉆井法、井下水平長鉆孔抽取法、地面原始煤層壓裂井抽取法、井下斜交鉆孔法、井下斜交長鉆孔下套管法、頂板瓦斯道法、內(nèi)外錯尾巷法、井下回風(fēng)高位瓦斯道抽取法、采空區(qū)密閉抽取法、采空區(qū)上隅角埋管抽取法、井下下向孔抽取法、甲烷富集區(qū)抽取法、本層預(yù)抽法等抽放方法，使瓦斯抽放技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展。