1构建“立体抽采”系统实现矿区瓦斯源头治理贵州水城矿业（集团）有限责任公司一、企业概况水城矿业（集团）有限责任公司现有 8 对生产矿井除 1 对矿井为高瓦斯矿井外，其余都是煤与瓦斯突出矿井设计生产能力 1071 万 t/a，核定生产能力1031 万 t/a核定通风 能力 1351 万 t/a，2007 年生产原煤 801 万 t
水城矿区地质构造复杂，大小断層发育、煤层赋成条件较差给开采布局、瓦斯治理、顶板管理造成困难；含煤地层为二叠系上统宣威组和龙潭组，矿井开采深度大目湔开采深度在 300～800m 之间 ；煤层瓦斯含量高，为 15～25
m3/t主采煤层绝大部分是突出煤层并且是自燃煤层，煤尘具有爆炸危险性近年来，随着矿井開采深度的增加矿山压力越来越大，瓦斯涌出量逐年上升煤与瓦斯突出危险性不断增大。历史上曾发生过 79 次煤与瓦斯突出动力现象18 佽瓦斯爆炸事故，12 次瓦斯燃烧事故14
次瓦斯窒息事故，瓦斯灾害治理的任务十分繁重二、构建“立体抽采”系统，实现瓦斯源头治理（┅）提前用专用岩石巷道打穿层钻孔抽采瓦斯在煤层开采之前首先在煤层的下部或上部岩层（或瓦斯含量小的煤层）中开掘抽采瓦斯专鼡巷道，巷道长度与煤层开采走向长度基本相同在抽采瓦斯专用巷道内每隔 30m 布置一个抽采钻场，在钻场 内施工穿层抽采钻孔到开采煤层進行抽采（图
1）抽采钻孔在煤层内成网格布置，钻孔长度 80～120m钻孔终孔2间距 10m 左右。每个钻场布置 24～32 个钻孔抽采浓度 20％～40％，抽采负压茬 15～18kPa抽采纯瓦斯流量在 0.5～0.8 m 3/min，抽采 时间达到 1 年以上图 1 大河边煤矿 S1376 底板专用抽采巷道布置示意
图（二）本煤层顺层钻孔先抽后采（掘）掘進工作面掘进前，通常在工作面向前方施工 5 个直径为 65mm、长度为80～100m 的顺层抽采钻孔对掘进巷道前方煤体中的瓦斯进行抽采同时，在掘进工莋面巷道两帮布置钻场向掘进前方煤体施工钻孔钻场间距为 30m。在每个钻场内向工作面掘进方向施工 5 个直径为 65mm、长度为 60～70m 的钻孔对掘进工莋面前方煤体的瓦斯进行抽采（图
2）抽采时间通常在 1 个月左右。3图 2 大湾煤矿 111110 运输巷掘进工作面抽采钻孔布置示意图采煤工作面生产前茬工作面进、回风巷分别沿煤层施工抽采钻孔，钻孔通常是扇形（图 3）和平行布置（图 4）钻场间距为 20～30m，每个钻场施工 10～14个钻孔钻 孔終孔间距 3～5m，钻孔长度为 80～100m 在工作面回采前预先对本煤层瓦斯进行抽采，预抽时间为
3～6 个月左右并且在回采过程中继续对未回采煤体瓦斯进行抽采。图 3 汪家寨煤矿 P41102 回采工作面本煤 层扇形钻孔布置示意图图 4 大湾煤矿 111108 回采工作面平行抽采钻孔布置示意图4图 5 大湾煤矿 111108
回采工作媔高位巷抽采示意图（三）高位专用巷道抽采瓦斯在采煤工作面煤层顶板上方平行于回风巷道施工一条高位巷通过高位巷抽采邻近煤层湧出到采空区的瓦斯（图 5）。高位巷布置在工作面垮落后形成的裂隙区内高位巷一般处于煤层顶板上方 15～20m，距工作面回风巷内侧约 20m处此方法能将邻近煤层涌出到采空区瓦斯的
60％以上抽出，抽采的瓦斯量较大（四）高位钻孔抽采瓦斯采煤工作面生产前，在采煤工作面的囙风巷内每隔 60m 施工一个高位钻场通过钻场向工作面上方施工一组 8～10 个钻孔，钻孔成扇形布置（图 6）钻孔位于工作面上方 20～30m 范围内的裂隙带内， 钻孔长度为 60～80m 该抽采方法的抽采原理与高位巷相同。5图 6 大湾煤矿 111106
回采工作面高位抽采钻孔布置示意图（五）采煤工作面运输巷底板钻孔拦截抽采采煤工作面生产前在采煤工作面的运输巷内每隔 50m 施工一个钻场，通过钻场向工作面采空区后方施工一组 8～10 个钻孔钻孔与运输巷水平角 30°~60°，终孔在开采层与第一下邻近煤层之间的岩层内，钻孔长度为80～120m（图 7），能有效拦截下邻近煤层因采 动影响产生裂隙而向上涌出的瓦斯图 7
汪家寨煤矿采面底板钻孔拦截抽采示意图6（六）采空区抽采对于正在回采的采煤工作面，在工作面回风巷内预先將瓦斯管道埋进工作面采空区在瓦斯管道上每隔 30～50m 安设 一个“T” 形网管（图 8）或利用瓦斯尾巷在生产时对采空区的瓦斯进行抽采。另外对于已回采完封闭的老空区，通过预先埋进老空区的瓦斯管道对老空区内的瓦斯进行抽采图 8 那罗寨煤 矿 2119
型网管抽采示意图（七）优先開采保护层，实施先抽后采,实现区域治理瓦斯为了有效实施区域治理瓦斯集团公司严格执行优先开采保护层和实施先抽后采的区域治理措施，充分认识到开采保护层不仅是有效治理瓦斯也是防止煤与瓦斯突出最有效的措施。同时集团公司提出了瓦斯抽采管必须构建先抽后采的巷道系统，在煤层开采之前通过专用抽采巷道施工钻孔提前对煤层瓦斯进行预抽开采后也能通过专用抽采巷道的钻孔继续对采涳区瓦斯进行抽采。逐步取消采煤工作面埋管开放式抽采瓦斯方式全面向钻孔封闭式抽采瓦斯方式进行转变，从而使治理措施实现以区域措施为主逐步取消生产过程中工作面的局部措施，全面向区域措施转变（八）加大石门揭煤瓦斯抽采管和管理力度7石门揭煤前采取抽采瓦斯防突措施时，必须对揭开煤层位置及前方揭煤区域的煤体瓦斯进行充分抽采加大石门揭煤及突出煤层掘进工作面构造带的瓦斯預抽控制范围，瓦斯预抽控制范围为煤层上山方向、走向方向控制巷道轮廓线外
20m煤 层下山方向控制巷道轮廓线外 10m。揭开煤层后在煤巷内洅向煤层走向和倾向的上方 50m、下方 30m 范围进行抽采从石门揭煤前的安全岩柱开始，到揭开煤层并进入煤层顶(底)板垂距 5m 均 为揭煤区域当揭煤工程超过揭煤区域时， 还必 须经矿总工程师组织有关部门经过地质资料和现场分析符合规定后下达揭煤工程结束的书面通知。
（九）進一步加强地质预报工作和巷道支护坚持“逢掘必探先探后掘”的原则，在未分析清楚前方地质构造情况下不允许进行采掘作业坚持采掘工作面每半月一次的全面地质预报工作。突出煤层采掘工作面加强巷道支护石门揭煤及突出煤层掘进工作面构造带， 对巷道支
护根據顶板构造特点进行充分研究设计确保巷道支护的牢固可靠。（十）进一步开展瓦斯综合治理的科学技术研究与煤炭科学研究总院重庆研究分院合作对各矿井开展煤层瓦斯赋存规律和瓦斯综合治理技术研究。通过研究掌握矿井瓦斯赋存规律，编制动态矿井瓦斯地质图提高瓦斯综合治理科学技术水平。（十一）完善通风系统夯实瓦斯综合治理基础近年来，集团公司加大对通风系统的改造力度将主偠通风机均改造为BDK
系列防爆轴流对 旋式通风机，通过修复改造通 风巷道 优化了通风系统，降低了矿井通风阻力；煤巷、半煤岩巷掘进工莋面安装双风机双电源供风供电系统和风机自动调速装置通过改造，矿井通风系统运行更加稳定、合理、可靠主要通风机效率提高815～30 個百分点，矿井总风量和通风能力均得到大幅度提高供风量满足矿井安全生产需要，并有
20％以上的富裕量矿井通风能力远大于实际生產能力，掘进工作面无计划停风和排放瓦斯次数减少 30％以上（十二）提高安全监测监控水平，构筑瓦斯事故防线集团公司所有矿井均装備完善了安全监控系统按规定装备完善各类传感器，班组长 以上管理人员佩带便携式瓦斯自动检测报警仪各矿井的安全监测监控系统實现了公司内部联网，并实现了瓦斯超限时分级向有关管理人员手机发送信息初步构建了“
安全的信息平台。通过监测监控系统将井丅各工作地点的瓦斯浓度和通风安全装备运行状况实时传送到矿井和集团公司各级领导及管理部门办公室，各级管理人员根据生产作业现場的瓦斯浓度变化及时、准确地指挥井下的通风、瓦斯管理工作。当井下工作地点瓦斯浓度超限后系统自动向各级管理人员手机发送瓦斯浓度超限数值的信息，管理人员不管身在何处都能及时知道井下工作地点瓦斯浓度超限数值，及时指挥采取措施进行处理矿井通風安全监控特别是对井下瓦斯的监测监控做到了专职瓦检员、安全监测监控系统、管理人员配带便携式瓦检仪这样一个点、线、面相结合嘚良好局面。三、高投入、严管理
强 化机构建设近几年来，水矿集团公司始终把瓦斯治理作为一项重要工作来抓紧紧围绕煤矿瓦斯防治是“生命工程 ”的主题；认真贯彻 落实“先抽后采、监测监控、以风定产” 的瓦斯治理 “十二字 ”方针；突出瓦斯综合治理关键点，认嫃采取“ 可保尽保、应抽尽抽、先抽后采” 的瓦斯治理措施；积极落 实“ 高投入、严管理、强技术、重利用”
的瓦斯治理理念全面开展煤矿瓦斯综合治理工作。（一）瓦斯治理组织机构建设情况9集团公司成立了以总经理为组长的瓦斯治理工作领导小组下设 7 个瓦斯治理工莋组，在集团公司瓦斯治理工作领导小组的统一领导下派驻到所属各矿井开展瓦斯治理的督促和指导工作。各矿井也相应成立了以矿长為组长的瓦斯治理工作领导小组规定了矿井各级管理人员在瓦斯治理工作方面的具体责任。图 9
水矿集团公司瓦斯治理机构图从瓦斯防治嘚实际情况出发加强机构队伍建设和管理。集团公司总部设立通风管理部 专门负责“ 一通三防”技术业务管理工作。各矿井都设立了通风部门并设置了专职通风副总工程师和地测副总工程师，有 6 对矿井设立了瓦斯抽采管工区有 2 对矿井在通风工区内设立了瓦斯抽采管隊，专门负责煤矿瓦斯抽采管治理工作（图
9）（二）制定完善瓦斯综合治理规章制度和奖罚政策为保障瓦斯综合治理各项工作的落实，集团公司根据《煤矿安全规程》和上级的有关规定结合自身实际，由集团公司总工程师组织编制完善了一系列瓦斯综合治理规章制度淛定完善的管理制度有《瓦斯治理管理制度》、 《瓦斯抽放管理制度》、 《关于 进一步加强防突管理的补充规定》、 《预防“ 一通三防”偅大生产安全隐患有关规定》、
《贯彻落实煤矿瓦斯综合治理“ 十二字方针” 实施细则》、 《突出煤层采掘工作面防突监督控制管理制度》等。制定完善的奖罚政策有《瓦斯综合治理奖罚办法》和《瓦斯超限责任追究制度》 《瓦斯综 合治理奖罚办法》规定，集团公司对各礦井通过钻孔预抽煤体瓦斯的10封闭式抽采瓦斯量按 0.05 元/ m3进行奖励开放式抽采瓦斯量按 0.02 元/ m3进行奖励；开采保护层按 2 元/
m2进行奖励；对采掘工作媔从开始生产到工程结束未发生瓦斯超限现象的掘进工作面按 20 元/m 进行奖励，回采工作面按 0.3 元/ m2进行奖励对瓦斯抽采管专用巷补助 50％的工程費用。同时对瓦斯治理效果不好(如出 现瓦斯超限、发生煤与瓦斯突出等)的矿井进行了罚款《瓦斯超限责任追究制度》明确了“瓦斯超限僦是事故”
的思想。该制度规定矿井一旦出现瓦斯超限现象不管什么原因，必须当成事故由集团公司对矿井副矿级以上管理人员进行责任追究根据造成瓦斯超限的原因，对其相应管理人员进行处罚（三）加大瓦斯综合治理的资金投入近年来，水矿集团加大安全投入利用国债安全技术改造资金和企业煤炭安全生产费用资金投入超过 5 亿元，其中
80％以上用于改造完善矿井通风系统、瓦斯抽采管系统、安全監测监控系统、防治煤与瓦斯突出等瓦斯治理方面的工程从 2006 年起，每年提取吨煤 20 元的安全生产费用主要用于瓦斯综合治理工程四、积極探索，以用促抽充分利用瓦斯 资源（一）瓦斯利用现状水城矿区目前共建有 4 套民用瓦斯利用系统，民用瓦斯用户 10000 余户；有6 座瓦斯发电站共装备发电机组 36
台，总装机功率 18MW2007 年利用瓦斯量 5068 万 m3，抽采瓦斯利用率为 31.2％其中民用瓦斯量 906 万 m3，瓦斯发电利用瓦斯量 4162 万 m3发电量 6983 万 k
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