山西潞安化工集团寺家庄公司瓦斯治理侧记

对山西潞安化工集团寺家庄公司来说,其安全发展史也是一部瓦斯治理史。

寺家庄公司主采的15号煤层是典型的碎软低渗透性难抽采突出煤层,吨煤瓦斯含量最高可达25立方米;煤层碎软抽采钻孔易塌孔,堵塞瓦斯涌出通道;透气性差、瓦斯抽采难度大;构造煤发育极易引发煤与瓦斯突出,给寺家庄公司瓦斯治理带来了极大困难。

“以往,我们采取顺层钻孔条带预抽措施时,煤巷掘进期间常伴有喷孔、吸钻等现象,瓦斯超限、防突超标频发。由于瓦斯治理手段有限、安全管理难度较大、生产组织严重受限,采掘衔接一度十分紧张,掘不进去、采不出来成为了制约公司发展的最大瓶颈。”寺家庄公司总工程师李世和说。

如今,经过多年的创新实践,寺家庄公司从根本上解决了瓦斯治理效果不明显、操作不规范、管理不严细等问题,瓦斯治理实现了从“局部预抽”向“区域预抽”的转变,蹚出了一条思路清晰、理念先进、创新驱动、效果明显的瓦斯治理新路子。

以岩保煤,做到超前治理

在多年的治理实践中,寺家庄公司提出了以岩保煤的瓦斯治理新思路。按照这一思路,该公司把抽采衔接主动纳入矿井采掘衔接整体考虑,真正做到先抽后采、先抽后掘,从源头上解决煤与瓦斯突出问题。

以岩保煤,简单来说就是超前施工底抽巷和瓦斯预抽工程,对煤巷进行超前打钻预抽,释放煤层瓦斯压力和含量,扫清瓦斯障碍,为煤巷的安全、快速、高效掘进创造条件。

2021年,该公司岩巷进尺完成22491米,其中以岩保煤巷道进尺完成11228米,几乎是潞安化工集团其他矿井的总和。以岩保煤钻孔全年完成57.6万米,抽放瓦斯2.9亿立方米。

寺家庄公司坚持以岩保煤的基本治理思路,坚持把瓦斯治理的重点放在区域上,减少采掘头面迎头的瓦斯抽采工程量,进一步解放生产力,进而为矿井的安全生产创造条件。

“以岩保煤巷道的快速掘进和预抽钻孔的高效施工,为瓦斯超前治理赢得了时间,彻底改变了以往‘短兵相接’‘肉搏战’的局面。有效的瓦斯治理手段又提升了掘进效率,实现了安全和发展的双赢。”李世和说。

经过不断地摸索和实践,寺家庄公司先后采取地面钻井抽采、高抽巷+低位抽放巷邻近层抽采、顺层钻孔抽采和底抽巷穿层钻孔预抽等多种措施,逐步形成了以岩保煤为主、多种治理措施并存的全覆盖、立体化瓦斯治理模式,走出了一条具有寺家庄特色的瓦斯治理之路。

目前,该公司实现了建矿以来最长的安全生产周期,安全形势持续好转。

一段一策,瞄准精准治理

一座高瓦斯矿井,不是每个区域、每条巷道的瓦斯都高,即使是在瓦斯高的区域,高的程度也不一样。

近年来,寺家庄公司摒弃过去一个设计干到底、一项措施管到底的抽采现状,按照“一面一策、一段一策”的要求,根据各地点测定的原始瓦斯含量,逐头、逐面、逐段研究确定瓦斯治理方案,及时修改打钻设计和治理措施。

15115工作面腰巷以南为实体煤,该公司通风部根据该区域的瓦斯赋存情况和含量,适时将进、回风巷顺层钻孔间距由原设计的2.5米缩小至1.5米,极大地减少了15115工作面中部可能存在的抽采空白带,保证了回采工作面全区域瓦斯抽采效果。相比原设计2.5米孔间距的区域,单孔瓦斯日抽采量提高了2立方米。

回采工作面靠近切巷300米范围的区域,是最后打钻抽放、最先回采的区段,抽放时间短。为解决初采期间瓦斯浓度高的问题,寺家庄公司一方面加密顺层钻孔布孔间距,保证钻孔在工作面中部重合15米至20米;另一方面采取对掘的施工方式提前施工钻孔,保证抽放时间,为工作面初采快速推进创造条件。

同时,该公司在打钻时煤粉量大、构造煤发育区、瓦斯异常区、原始瓦斯含量较高以及抽采时间短的区域采用强化造穴卸压增透措施,提高瓦斯抽采效率。在“一面一策、一段一策”的指引下,该公司坚持原则性和灵活性相统一,以抽采达标为目标,根据不同区段瓦斯情况,该加强的加强,该减弱的减弱,大幅提升了瓦斯治理的针对性和实效性。

创新驱动,实现高效治理

创新是企业高质量发展的第一动力。“像寺家庄公司这种瓦斯地质条件异常复杂的矿井,瓦斯治理必须依靠和不断推进技术创新。”李世和说。

近年来,寺家庄公司把瓦斯治理这个“一号工程”作为“一把手工程”,持续加大技术创新力度,加快装备升级速度,用科技“伏虎”,让高瓦斯矿井在低瓦斯状态下生产作业。

为进一步提高瓦斯治理水平,该公司持续优化、创新瓦斯治理技术,自主研发的气液两相协同造穴卸压增透技术、恒定高压封孔技术、塔型渐变式双向固定机械造穴卸压技术、定向钻孔模块化和上分层抽采等多项瓦斯治理创新技术成果达到国际领先或先进水平。

掘进效率的提升,对缓解采掘衔接紧张的局面意义重大。“按照月进40米的速度,一个2000米的工作面需要4年至5年的时间才能出面;现在我们煤巷月进尺突破200米,仅需1年左右时间,就能释放矿井产能。”李世和说。

2021年,寺家庄公司煤巷月进尺从10年前的40米提高到最高400米,单进水平10年增长了10倍。因在瓦斯治理方面的优异表现,寺家庄公司被潞安化工集团评为“安全生产突出贡献单位”和“防突技术示范基地”。

“我们在一座高突矿井走出了一条安全系数高、产量进尺高、盈利水平高的‘三高’道路,为公司高质量发展奠定了基础。”晋中分公司总经理、寺家庄公司董事长、总经理李志平自豪地说。

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