区域瓦斯治理汇报材料(12)_瓦斯治理情况汇报
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深入开展区域瓦斯治理 精心打造本质安全矿井
洛阳义安矿业有限公司 二〇〇九年十二月四日
深入开展区域瓦斯治理 精心打造本质安全矿井
义安矿2003年11月开工建设，2009年6月26日竣工投产，在这5年多的建设过程中，历经高瓦斯矿井到煤与瓦斯突出矿井的转变，防治煤与瓦斯突出工作一度成为义安矿建设的瓶颈。义安矿在探索中创建，从防突制度建设到全员防突培训，从安全防护到措施执行，从局部防突到区域瓦斯综合治理，以防治煤与瓦斯突出为重点，全面开展瓦斯综合治理示范化矿井创建工作，逐步形成了“以区域瓦斯治理为主导、以局部防突措施、工作面瓦斯治理为补充”的瓦斯综合治理新格局，构建出“保、压、冲、注、抽”（保护层开采、水力压裂、底板岩巷水力冲孔、煤层注水、本煤层网格抽放及煤巷条带抽放）的全方位区域瓦斯治理体系。
一、完善制度，加强现场管理，建立瓦斯综合治理管理新机制
一是坚持每周一次防突例会、每月一次瓦斯综合治理专题会，建立完善瓦斯综合治理专项投入保障机制，实行风险抵押金制度，健全瓦斯治理和防突工作管理制度等，为瓦斯综合治理工作提供保障。二是把瓦斯治理工作由制度措施完善向加强现场管理转移，实现了“四个到位”，即防突措施制定到位、措施孔施工到位、专职人员现场监督到位、管理人员现场抽查到位。作为双突矿井，我们始终坚信“没有抽不出的瓦斯，只有打不好的钻孔”。为切实将防突措施落实到位，确保钻孔深度和钻孔质量，在完善《监钻管理办法》的同时，又制定了《瓦斯深孔抽放钻孔抽查制度》，要求所有中层干部全员参与，现场跟班，严格检查钻孔深度和回撤钻杆数量，保证抽查率达到50%以上。三是建立瓦斯预警机制，要求工作面出现瓦斯异常、地质构造等特殊情况时，进行重点监控，并采取特别的防突措施，严防事故发生，确保安全生产。四是严格责任落实，坚持 “瓦斯超限就是事故”，严格责任追究。
二、加大宣传力度，不断提升瓦斯治理理念
认真宣传贯彻集团公司“加强预测，超前防范，消除显现，杜绝突出”的防突工作要求，结合矿井实际，确立了“防突服务于生产，生产服从于防突”的工作理念，编印了《义安公司防突文化手册》，建立防突文化宣传阵地，在井底车场设臵百米防突文化长廊，举办防突知识培训班，进行防突知识竞赛，大力宣传瓦斯综合治理理念和防突知识，树立全员防突意识，全面提高广大员工的防突知识水平和业务素质能力，形成了示范化矿井创建的浓厚氛围，为做好瓦斯综合治理工作奠定了坚实基础。
三、优化通风系统，提高矿井防灾抗灾能力
一是合理布臵巷道，完善通风系统。所有工作面全部采用专用回风巷，形成独立的通风系统；所有风门全部按照防突要求进行设计施工，确保了通风系统合理、稳定、顺畅。
二是严格通风管理，确保通风安全。严格执行“三专两闭锁”、“风机自动倒台”等规定，风机电源全部采用两趟专用线，并安装开停传感器，实现24小时在线监控，确保通风系统安全、可靠。
三是加强局部通风的现场管理。监测监控系统实现井下24小时分地区专人值班，随时处理系统故障，各通风用风地点建设风机看护室，设臵专职风机看护工，严防停风停电事故发生。
四、树立防突新理念，全面开展区域瓦斯治理 2007年以来，提出了“防突服务于生产，生产服从于防突”的工作理念，坚定了“多做防突工程，提高防突能力”的认识，在煤巷掘进过程中，采用了“巷帮钻场深孔抽放+主巷浅孔排防+本煤层深孔抽放”相结合的的“两长一短”煤巷掘进综合防突措施，实现了煤巷掘进单月进尺124米的好成绩。
2008年以来，按照“创建瓦斯综合治理示范化矿井”新要求，立即设计执行，以“不掘突出头，不采突出面”为目标，全面开展区域防突工作，自2008年10月开始，先后采取了底板岩巷水力冲孔、保护层开采、水力压裂、网格抽放、煤层注水等多种区域防突措施。2009年8月《防治煤与瓦斯突出规定》颁布后，义安矿立即对已开始掘进煤巷采用预抽煤巷条带区域防突措施。
（一）保护层开采
在11采区局部可采的二2煤层中布臵了义煤第一个保护层开采工作面11052工作面，通过开采二2煤层，使采空区岩体应力降低，透气性增大，对下部的主采二1煤层进行卸压，并在开采巷道内向二1煤层打终孔间距为15米的穿层网格抽放钻孔,实现二1煤层的区域性保护开采。
11052工作面倾向长度180m，走向长度1100m。二1煤层与二2煤层平均层间距为11.1～25.3m，平均16.7m。
目前11052工作面胶带顺槽已施工378米、11052工作面轨道顺槽已施工74米。
（二）底板岩巷水力冲孔
在YX001轨道顺槽、YX002胶带顺槽施工底板岩巷瓦斯预抽巷。在底板预抽巷内施工钻场，向顶板YX001轨道顺槽施工网格式抽放钻孔，同时进行水力冲孔，利用高压水对钻孔周围的煤体进行破碎、冲出，增强煤体的透气性、提高抽放瓦斯量，对煤巷掘进进行区域防突。
1、底板预抽巷工程简介
YX001轨道顺槽底板岩巷瓦斯预抽巷布臵在二1煤层底板以下8m左右的位臵。底板预抽巷与YX001轨道顺槽呈外错布臵，巷帮与巷帮平距8.5m。在底板预抽巷内每30m施工一个深4m、宽4.5m、高3.2m的钻场。
在YX001轨道顺槽底板预抽巷3号钻场、5号钻场现场测定瓦斯压力为0.8Mpa、0.95Mpa，瓦斯含量在8.2～8.93m/t。
目前YX001轨道顺槽底板岩巷瓦斯预抽巷已施工568米，14个抽放钻场。
2、水力冲孔设备及工艺流程（1）水力冲孔设备
钻机：SGZ-ⅢA（原ZL3000HA）型煤矿坑道钻机； 乳化液泵：BRW200/31.5 双功能高压水表：SGS型双功能高压水表； 钻头：φ133mm金刚石钻头； 喷嘴：2φ5×60°、2φ5×90°； 压滤机：BMY-60/800-UKG 防喷装臵：自制防喷装臵（2）水力冲孔工艺流程
3、水力冲孔参数及效果（1）水力冲孔有效影响半径
分别利用流量考察法、压力考察法测定水力冲孔影响半径为7.6m和8m。
为了能够更好的避免有空白带的出现，以6.5m作为水力冲孔有效影响半径。以此为依据，在每钻场内布臵4排143个上向的网格式抽放钻孔，钻孔控制煤巷两侧15m，钻孔见煤点间距为8～10m。
供电、供水系统设备点眼位、稳钻Φ153mm钻头打400mm退钻安装防喷装置连接瓦斯抽放管采用Φ133mm孔穿煤连接冲孔喷头启动钻机将喷头送至煤孔下段测定压力、流量启动液压泵冲孔测定抽放参数煤水排入缓冲箱启动渣浆泵停泵出煤启动压滤机滤水排水箱外排冲孔结束，停泵封孔抽放封孔抽放封孔抽放测定参数YX001工作面轨道底板预抽巷水力冲孔钻孔布置图YX001底板巷YX001轨道顺槽368471***911248煤层底板121952钻场30***钻场中线12***845679123水力冲孔钻孔布置图类别1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#12#13#14#右21偏角右6690左67右48右73左73左48右24右53左53左24左2190仰角***95858596968巷道钻场69
（2）水力冲孔压力：10Mpa。
（3）喷嘴：采用两个喷孔呈30°、60°、90°的喷嘴（30°的喷头用在煤厚为3m以下钻孔，60°的喷嘴用在煤厚为3-5m钻孔，90°的喷嘴用在煤厚为5米以上钻孔），由煤岩结合部逐渐向上冲孔，在使用这三种喷头的过程中，能均匀出煤，无憋孔现象。
（4）单孔冲煤量：每米冲出煤量为1吨以上，每孔冲煤量不少于5吨。
（5）瓦斯浓度变化：在2号钻场进行水力冲孔时，冲孔前抽采浓度在0.5%～12.4%之间，平均6.45%，冲孔后的浓度为12.5～100%，平均56.25%，19号孔由冲孔前的3.7%增至冲孔后的82%，增加了22倍，9个钻孔的平均抽采浓度由冲孔前的4.17%增至冲孔后的42.9%，增加了10.3倍。
（6）单孔瓦斯流量：在2号钻场进行水力冲孔时，冲孔前的单孔抽采量在0.0017m/min～0.0199m/min之间，平均0.0108m/min，冲孔后的单孔抽采量为0.0071m/min～0.4567m/min之间，平均为0.2319m/min，10号孔由冲孔前的0.0112m/min增至冲孔后的0.4567m/min，增加了40.7倍，1～6号孔的平均单孔抽采量由冲孔前的0.0065m/min增至冲孔后的0.13m/min，增加了20倍。
5、水力冲孔注意事项：
（1）水力冲孔压力过小，水流破碎煤层的能力降低，冲孔距离变短；冲孔压力过大，就会造成冲煤速度变大，易造成堵孔，因此，对义安煤层坚固系数较小的煤层，水压在大于破煤所需压力的前提下，压力越小越好。
（2）在冲孔过程中，喷孔直径过小、压力过大，极易造成堵孔现象，要对喷孔直径、喷孔角度、冲孔压力、冲孔顺序进行考察，提高冲孔速度及冲孔质量。
（3）水力冲孔，特别是冲上向孔时，大量的煤体被冲出或喷孔现象，释放大量瓦斯造成瓦斯超限，要在打钻及冲孔期间，在孔安装防喷孔装臵，并连接到抽放管路上进行抽放，形成一个封闭抽放系统。
（4）水力冲孔大量的煤水混合物被冲出，污染巷道，在进行水力冲孔时，要对煤水混合物进行收集，并通过压滤
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3机等设备将煤水进行分离，实现文明生产。
（三）水力压裂
2009年8月份以来，在FD003工作面试验水力压裂，共进行10次试验，其中6号压裂孔，采用封孔器封孔，封孔长度18米，压裂压力24 MPa，压入水量33.5m。目前与河南省煤气化公司合作，在YX001工作面胶带顺槽进行水力压裂，压裂泵选用额定压力为40MPa、最大排量为1.2m/min的YLB1000/40-P型压裂泵。现各项工作已准备就绪，水力压裂即将开展工作。
1、水力压裂机理
通过把高压驱动水流挤入煤中原有的和压裂后出现的裂缝内，克服最小主应力和煤岩体的破裂压力，扩宽并伸展这些裂缝，进而在煤中产生更多的次生裂缝与裂隙，从而增加了煤层的透气性，减小瓦斯的突出危险。
2、水力压裂设备及工作流程（1）水力压裂设备
乳化液泵：BRW400/31.5、YLB1000/40-P。
高压胶管：钢丝绳缠绕液压软管，型号R13-51-46 MPa 封孔器： ZF-A51高压增强型、SFDA70/45-1500型 钻机：SGZ-ⅢA（原ZL3000HA）型煤矿坑道钻机 水表：
压力表：耐震压力表（60 MPa）
33（2）水力压裂工艺流程
水力压裂工艺流程打钻施工至设计深度退杆用高压封孔器封孔连高压管启动压裂泵调压到15MPa注水每10min增压3MPa压力降至峰值的2/3退封孔器压裂结束用抽放管封孔测定抽放参数
3、封孔工艺
水力压裂封孔时我矿先采用高压增强型封孔器进行封孔，由于出现塌孔，孔径变大，使封孔易膨胀破裂，致使封孔成功率低。随后又采用膨胀水泥、玛丽散、聚胺脂等多种材料进行封孔。经试验选用注膨胀水泥进行封孔。
4、水力压裂效果
（1）在压裂过程出现响煤炮，支架变形、顶板裂缝等现象，表明压裂效果明显。
（2）在压裂孔两侧打间距4米的抽放观察孔9个，最大抽放浓度达63%，平均浓度17.3%，与一般本煤层抽放钻孔平均浓度3.8%相比，增大4.5倍。
5、存在问题
（1）因钻孔塌孔速度快，封孔深度达不到设计要求。（2）煤质松软，成孔孔径大且不规则、难成圆形孔，加之封孔器耐压能力不足、膨胀范围有限，多次出现封孔器被压崩而造成漏水的现象，导致压裂失败。
（3）封孔器价格高，回收率低，成本高。
（四）网格抽放
FD003工作面、FX002工作面回采前实施网格抽放。在工作面沿倾向方向每隔150米施工一条预抽巷，在工作面轨道、胶带顺槽相向施工平行钻孔，在预抽巷两侧、沿倾向方向施工深孔钻孔，使预抽巷抽放钻孔与轨道、胶带顺槽内本煤层钻孔相互交错，形成网格状抽放钻孔，进行抽放，对工作面回采进行区域治理。已在FX002工作面施工2条预抽巷、FD003工作面施工1条预抽巷。通过在FX002预抽巷及轨道、胶带顺槽施工抽放钻孔，钻孔间距2米，通过采用网格抽放，单孔抽放浓度由0.9%提高到18%，增大20倍，单孔日抽放量达151m。
（五）煤巷条带预抽
2009年8月份以来，义安矿对开始施工的YX001胶带、FD003轨道、11轨道上山煤巷，采用条带预抽区域防突措施，在巷道内每隔20米（15米），施工对口钻场，在钻场内施工3深孔抽放钻孔，钻孔控制前方60米（50米）、巷道两侧各15米，进行抽放后，待瓦斯含量降到8m/t以下时，向前掘进、并采用局部预测，当指标不超标时，施工40米（30米），确保煤巷区域防突措施的执行。
义安矿在搞好区域防突的同时，在FD001工作面、FD003轨道、YX001胶带进行深孔煤层注水，注水压力8～15Mpa，单孔注水量15～22m，降尘率过60%。
对煤巷工作面采用大断面支护，11轨道上山、FD003轨道、YX001胶带断面为18.3m。对每个煤巷工作面都进行松帮卸压，松帮卸压列为每月工程验收必检项目，对煤巷进行卸压保护。
五、开展技术创新和科研攻关，为防突提供技术保障 针对在防突工作过程中存在的问题，集中进行技术攻关，为较好地落实防突措施、丰富防突手段奠定基础。
1、试验钻机，改进钻具，为打深孔抽放钻孔提供设备保障。通过不断对钻机进行分析、试验，我矿采用坑道钻机，利用螺旋钻杆，压风排粉，很好地解决了打深孔的问题。
2、水力冲孔时，大量煤被冲出后，易造成钻场内瓦斯积聚超限，技术人员通过不断努力，设计了防喷装臵，在打钻及冲孔时，安装防喷装臵，并通过管子连接到煤水收集箱，然后连接到抽放管路，形成一个封闭抽放系统，有效遏制瓦斯超限现象发生。
2333、在打深孔钻时，压风排粉造成煤尘大，巷道文明卫生差，通过不断试验，在钻孔口安装孔口除尘器，收集煤尘，并喷雾降尘，有效地解决了打钻煤尘飞扬现象。
4、在防突风门处，为了过刮板输送机，又要解决防突问题，设计防突挡板，放炮时放下挡板，并用煤袋堵严，解决运输与防突的矛盾。
义安矿业公司瓦斯综合治理工作虽然取得了一定成绩，但与兄弟单位相比，还有一定差距。在今后的工作中，我们将学习借鉴兄弟单位的先进经验，进一步加大工作力度，使瓦斯综合治理工作再上新台阶，实现矿井本质安全，确保企业又好又快、科学发展。
