孔庄煤矿打造深部开采瓦斯治理模式
2018-07-25 14:20  · 来源:中国煤炭网  · 作者:李阳  · 责编:闫志强

  “瓦斯猛于虎,瓦斯治理,关键是防治结合,只有保证通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位,才能从根本上降服‘气老虎’。”中煤集团大屯公司孔庄煤矿通风副总戚庆民说。

  该矿是公司乃至中煤集团第一深井,开采深度超过-1000米。虽然为低瓦斯矿井,但是自从矿井进入深部采区以来,瓦斯涌出量逐渐增加、涌出异常,这种特殊地质条件下的瓦斯防治工作更难以落到实处。如何降服“气老虎”,打造瓦斯治理孔庄模式?成了该矿安全管理的重中之重。

  结合实际“防”

  该矿矿井受地质构造运动的影响,IV1采区7煤厚度均匀且连续性较好,但8煤层出现较大范围的缺失,具体到7435工作面下方部分区间缺少8煤,也正是因为8煤层的不连续性赋存,导致工作面回采期间瓦斯涌出量不均衡。2015年,该矿最深采煤工作面7435工作面正式进入回采,采深达到1000m,回采初期表现出了瓦斯涌出量大、抽采系统抽放率低等一系列问题,一度对工作面正常回采带来极大困扰。矿井深部开采已成定局,只有探索一套适合矿井实际的瓦斯治理模式才能保证今后正常开采。

  “为了系统研究适合7435工作面的瓦斯防治方式,为深部开采积累经验,我们系统分析研究7435工作面瓦斯赋存规律,只有掌握了赋存规律,才能够真实的指导瓦斯抽采模式的建立;在此基础上,进一步优化工作面现有高位钻孔瓦斯抽采系统,提高工作面瓦斯抽采率。”该矿通风科科长孟凡武带领科里一班人,对深部开采瓦斯防治工作进行了系统研究。

  立足现场“治”

  2013年中国矿业大学硕士研究生毕业的蔡春城是该矿通风科副科长,虽然年龄不大,但在瓦斯治理这方面却是行家。面对现场状况,他针对性提出了将7435工作面分为三个区段,并对每一个区段分别进行瓦斯涌出量预测,从理论方面首次解释了7435工作面瓦斯赋存不均衡的原因。在工作面回采期间,他充分考虑冲击地压对工作面瓦斯涌出的影响,根据工作面回采过程中影响冲击地压的主要因素,同时结合划分的三个区间,分别分析了冲击地压对瓦斯涌出的影响。根据各区间瓦斯涌出特点,创新性地提出了工作面分区间治理瓦斯的方案,以瓦斯涌出量指导各区段瓦斯抽采系统的建设,避免出现瓦斯抽放能力不足,实现了精准治理瓦斯。

  针对难点“攻”

  矿井建立了井下临时瓦斯抽采泵站,工作面回采期间建立了采空区埋管和高位钻孔相结合的瓦斯抽采系统,但瓦斯抽采效率一直较低,基本上在20%以下。7435工作面回采初期该矿统计了4#至6#高位钻孔抽采系统运行情况,发现在抽放系统运行期间瓦斯抽采量低,且经常出现负压大影响抽采泵的正常运行,同时在高位钻场挪移期间均出现了抽放空白期,而在这期间上隅角瓦斯浓度均较高,如果不能顺利抽放,势必对工作面安全生产带来较大影响。

  戚庆民、孟凡武、蔡春城等人组成现场监测团队,24小时盯住现场,随时监控相关数据,并结合理论数据计算和现场钻场抽放数据统计分析,最终确定7435工作面高位钻孔最佳终孔位置为17米至30米,压茬必须保持在50米左右,将每个钻场钻孔数量增加至8个。在采取一系列措施后,瓦斯抽采率得到了大大地提高,由之前的不足10%增加至30%以上,远超规定20%的要求,即使在工作面绝对瓦斯涌出量达到12.0 m3/min时,也未发生一起瓦斯超限事故,进一步验证了抽采系统的科学性。工作面产量也由之前的2000吨/日增加至4000吨/日,大大的提高了工作面的回采效率,保证了工作面的安全回采。该自主研究成果于2017年被中国煤炭工业协会专家组鉴定为“达到国内先进水平”,还荣获了江苏省煤炭科学技术进步奖二等奖。

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