实施瓦斯治本之策，促进瓦斯综合利用1

实施瓦斯治本之策 促进瓦斯综合利用

各位领导 专家大家好！

今天我在这里的发言将结合沙曲矿情况、围绕着瓦斯的治理与利用来谈谈我们的一些工作方法，众所周知我国煤矿安全事故中，瓦斯事故是伤亡人数最多、经济损失最大的事故，为此煤炭行业得出这样的结论,瓦斯是煤矿安全的第一杀手。但如果我们切实做到“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”，完全可以把瓦斯这一煤矿安全的第一杀手变害为宝，通过瓦斯发电、瓦斯热能转换、发展新型环保动力燃烧产业，将其变为煤矿利润的增长点，实现安全效益双丰收。

华晋焦煤公司沙曲矿是一座煤与瓦斯突出矿井,瓦斯绝对涌出量高达510m/min,是目前我国单井口瓦斯涌出量最大的矿井之一，同时因煤体软、煤体瓦斯解吸速度快，在遇到小型构造附近，煤层产状、煤层厚度变化大的地段，容易发生煤与瓦斯突出。面对恶劣的条件华晋人始终将瓦斯治理作为安全生产的第一课题来抓，在实践中自主探索治理瓦斯的方法、同时通过公司技术人员走出去、外部专家请进来的方式，先后与中国矿业大学、河南理工大学、煤炭科学研究总院及煤炭科学研究总院沈阳研究院等科研院所开展科研合作，以国家瓦斯治理中心为平台，多次聘请国内外知名专家、教授为沙曲矿瓦斯治理献计献策，经过反复研究与试验，制定了以保护层开采、区域性预抽、优化改造通风系统、提升瓦斯抽采系统能力、地面钻孔抽采工程等措施为核心的瓦斯综合治理五项治本之策。

一是开采保护层。

沙曲矿南翼主采4#煤层、北翼主采3#、4#合并煤层，南北两翼均存在上下邻近层层间距较近，虽然经过长时间的采前预抽残留瓦斯含量依然较

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高，在生产过程中仍然有大量瓦斯涌出的情况。国内外煤与瓦斯突出煤矿的开采实践表明，优先开采不突出煤层和突出强度较低的煤层可以使邻近突出煤层透气性增加，降低煤层突出危险性甚至消除煤层的突出危险性。

沙曲矿4#煤在5#煤层上部，两煤层相距6米左右，在该矿南翼二采区4#煤开采后，5#煤层透气性明显增加，原始瓦斯含量降低60%以上，南二采区5#煤层工作面安全生产效率有了大幅提高，根据这个经验，同时借鉴国内外开采薄煤层保护层的相关经验，华晋公司提出了强制性开采南翼3#、北翼2#保护层的方案。2#和3#煤层作为保护层先行开采，可以使主采的4#和5#突出煤层的瓦斯得到有效的解放，从而保障回采期间的安全生产。另一方面，2#、3#煤层为主焦煤，煤质优良，采用小型综采大幅提高了2#、3#煤层资源回收率，沙曲矿从而实现环境经济效益双丰收。目前沙曲矿2#煤22201保护层工作面已采300米取得了较好的效果，创造良好的经济效益。

二是区域预抽。

区域预抽的工程有两种。

一种是底板专用瓦斯抽采巷结合穿层钻孔预抽抽采模式对突出煤层进行区域消突。沙曲矿结合煤层赋存条件和采掘巷道布置，在南三、北二、北四采区上组煤底板布置专用瓦斯抽采巷，既能超前施工2#、3#、4#、5#煤穿层孔，对各煤层进行区域性预抽和消突；又能在煤层回采过程中作为瓦斯排放巷，解决采煤过程中的瓦斯超限问题。

另外一种是长距离大直径定向钻机区域性预抽。沙曲矿进口了德国DDR-1200型、澳大利亚VLD-1000型长距离大直径定向钻机，购置了4000L型履带式钻机，钻孔施工工艺和钻进深度都有了明显的提高。沙曲矿利用

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现有巷道布置区域性预抽钻场，在钻场内施工定向钻孔，进行所覆盖的工作面本煤层预抽，预抽时间保证在6个月以上；在掘进工作面正前施工钻孔，孔深100～500m，在巷道两侧施工钻场，向侧前方打钻，覆盖巷道两侧15m、前方100～500m范围，实现掘前预抽。

通过区域预抽的实施，实沙曲矿现了区域消突和抽出高浓度瓦斯的双重目标，为采掘工作面的快速推进创造了条件。 三是优化改造通风系统。

通风能力是瓦斯治理的基础，也是提升矿井生产能力的关键。为此，沙曲矿在南翼增加了白家坡一对进回风立井，北翼增加了下龙花垣一对进回风井，并对矿井通风系统进了优化，矿井总风量从27000m3/min提高到48000m3/min。通风能力的大幅度增加，使得矿井风排瓦斯浓度得到大幅度降低，由原来的0.6%降低到现在的0.3%，保证了矿井用风安全。

四是提升瓦斯抽采系统能力

为提高抽采系统能力，在2005年抽采系统改造的基础上，进行抽采系统扩能。矿井的瓦斯抽采能力得到大幅度提高，瓦斯抽采能力由950m3/min提高到2650m3/min；矿井瓦斯抽采率由2005年的35.5%提高到2012年的64.2%；瓦斯抽采量由2005年的0.37亿立方米提高到2011年的1.055亿立方米，从根本上减少了瓦斯涌出的来源。

五是地面钻孔抽采工程。

为了克服井下钻孔抽采时间短，作用区域小，钻孔施工受巷道施工限制的缺点，沙曲矿积极进行地面钻采规划，提前10年以上抽采计划回采区域内的瓦斯。目前已与中联煤层气、蓝焰煤层气等机构进行合作，已开始施工计划的64口地面瓦斯抽采直井和4口地面瓦斯抽采水平井。

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五项治本之策的实施在沙曲矿取得了巨大的成功，瓦斯治理取得了明显的效果：2006年沙曲矿瓦斯超限3635次，而在2011年沙曲矿瓦斯超限只有34次，同时还实现了连续5个月实现零超限，用5年时间华晋公司消灭了沙曲矿94%的瓦斯超限。沙曲矿杜绝了煤与瓦斯突出。为了更好开展瓦斯治理工作，我们对以前瓦斯治理模式进行了总结。开展了超前钻孔掩护

煤巷掘进瓦斯预抽、顺层钻孔煤层区域瓦斯预抽本煤层瓦斯治理模式;裂隙带高位钻孔、倾向高位瓦斯抽采巷、大孔径钻孔替代走向高抽巷、底板瓦斯抽采巷上向网格式穿层钻孔邻近层瓦斯治理模式;采煤工作面采空区压管抽采空区瓦斯，密闭老空区压管抽采采空区瓦斯瓦斯治理模式;保护层开采卸压瓦斯治理模式;地面直井压裂瓦斯抽采、地面多分支水平钻井瓦斯抽采和地面钻井采空区瓦斯治理模式。形成井上下全方位立体瓦斯治理取得了良好的瓦斯治理效果，以上成果的取得标志

着沙曲矿瓦斯治理取得了突破性的进展。

今后华晋公司将分“近期、中期和远期”三个时期进行瓦斯治理。 目前已开拓和准备的一水平部分采区为近期瓦斯治理区域，采用井下区域性瓦斯抽采技术模式，优先开采2#煤层作上保护层开采工作面，回采时采用沿空留巷Y型通风和采空区压管治理邻近层涌出瓦斯。利用现有的巷道采用定向钻机开展区域预抽，被保护层3#、4#和5#煤层的卸压瓦斯采用底板岩巷网格式穿层钻孔进行拦截，钻孔间距10m，抽采时间8-12个月，以区域性消除3#、4#和5#煤层的突出危险。

还未开拓的一水平采区为中期瓦斯治理区域采用井下和地面相结合的瓦斯抽采技术模式，矿井中期瓦斯治理采用保护层开采和地面钻井压裂和水平羽状钻井瓦斯抽采相结合的方法，消除3#、4#和5#煤层的煤与瓦斯突

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出危险性，控制工作面瓦斯涌出量。该方法以保护层开采为主体，充分利用采动卸压产生的“增透增流效应”，通过地面钻井先抽采卸压瓦斯，带工作面推过后，抽采采空区瓦斯。地面钻井间距300m，布置在工作面中央，抽采时间2～3a。

10年内无计划开拓和二水平作为远期瓦斯治理区域采用地面瓦斯抽采技术模式。矿井远期瓦斯治理区域采用地面压裂井和水平羽状钻井瓦斯抽采方法，提前10年以上采用压裂气技术采前预抽煤层瓦斯，最大限度的降低煤层的瓦斯含量，降低煤层的突出危险。

因沙曲矿煤体瓦斯含量高、瓦斯涌出量大，目前瓦斯治理虽取得了这样的成果，但未来瓦斯治理之路、任重道远，近年来华晋焦煤公司领导高度重视资源节约型、环境友好型企业的建设，以科学发展观为指导，全面开展瓦斯利用工作，通过积极筹划、科学调研，走上了一条以瓦斯发电、瓦斯锅炉、民用燃气三部分为代表的瓦斯利用产业化之路。

华晋焦煤公司共有南、北翼两个瓦斯抽放站，南翼瓦斯抽放站抽出的瓦斯气主要供选煤厂瓦斯锅炉使用，华晋沙曲选煤厂锅炉房现有5台额定蒸发量10t/h，主要用于矿区供暖、职工洗澡，食堂做饭。年瓦斯利用量1865万m。

北翼瓦斯抽放站抽出的瓦斯气主要供瓦斯发电厂使用，其中沙曲矿瓦斯发电厂一期规模14MW已经建成，二期规模62MW现首批建设装机容量31MW。2011年发电量为7830万度，瓦斯利用量2723万m3。

除了瓦斯发电产生的直接经济效益外，沙曲瓦斯发电厂作为公司的新能源产业、环保项目，已经得到国家发改委批准成功申报CDM项目，产生了明显的社会效益和经济效益，2008年12月29日与来宝炭资产有限公司

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签订CDM减排量购买协议，每吨碳减排按10.25欧元计价。发电厂二期CDM项目于2011年2月21日获得联合国气候框架公约组织正式注册。同时华晋公司在沙曲矿高家山风井场地试验建设每小时处理6000m3乏风的催化氧化装置也已着手开展碳减排交易办理，试验成功后将在各分井区和其它矿井推广建设。

通过以上措施华晋焦煤公司在瓦斯利用方面已经取得了关键性的进展，根据十二五公司发展规划要求未来五年内华晋瓦斯利用率将达到90%，这就是华晋“以用促抽、变害为宝、循环发展”的瓦斯利用发展道路，而华晋目前正在走的这条路这正代表了世界环境保护的发展趋势。

从利用角度说瓦斯是世界公认的优质的清洁能源，但如果直接将其直接排到大气中，它就是一种对环境污染极大的有害气体，会产生严重的温室效应，瓦斯的主要成分是甲烷，所产生的温室效应是二氧化碳的21倍，现阶段全世界对环境保护、资源保护的意识日益加强，瓦斯实现零排放已成必然。

另外从国家的角度讲利用瓦斯，还有利于改善我国能源结构，就在近一段时间，我国油价已经超过了8元/升，油价高涨固然有政策性因素，但归根结底还是我国石油储量的有限，而我国煤矿瓦斯又称煤层气资源丰富，分布广，根据统计数字其储量与常规天然气储量相当，如能加大煤层气利用必能在一定程度上缓解我国对进口石油的依赖程度。

单就吕梁地区来说，如能形成煤层气开发利用的产业化，这些年来吕梁各级政府追求的“以煤为基、以煤兴业、循环经济”的目标，煤层气的开发利用对离柳地区有以下显而易见的好处：通过煤层气综合利用，减少燃煤锅炉，改善环境；煤层气开发利用，发展相关化工产业，寻找新的经

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济增长点；煤层气产业园区的建设，在全国建成工业示范园区，提高离柳矿区知名度，增强对外资的吸引力。

刚刚我介绍了华晋焦煤公司在瓦斯治理利用方面做的一些工作，相信大家对瓦斯有了进一步的认识，吕梁地区的矿井有很多都是高瓦斯或煤与瓦斯突出矿井，瓦斯对于吕梁矿区的发展既对矿井煤炭开采构成挑战，同时也蕴含着开展瓦斯综合利用机遇，让我们共同携手把矿井瓦斯治理好、保证矿井的安全；把瓦斯利用好、造福于人类。

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