華晉焦煤有限責任公司瓦斯治理理念研究

郭長亮

摘 要：煤炭行業是高危行業。華晉焦煤有限責任公司沙曲礦區屬煤與瓦斯突出礦井，近年來隨著礦井開采水平在不斷延深，深度不斷的增加，煤層瓦斯含量和礦井瓦斯涌出都將隨之遞增，從而加大了瓦斯治理的難度。同時煤礦開采煤層的地質構造條件復雜，瓦斯涌出或煤與瓦斯突出控制不當就可能導致瓦斯爆炸事故的發生，瓦斯一直制約著華晉公司的發展，瓦斯治理工作任重道遠，形成華晉公司瓦斯治理是非常重要的。

關鍵詞：瓦斯治理；綜合工程 ；理念

一、公司概況

山西焦煤華晉焦煤有限責任公司（以下簡稱山焦華晉）成立于1992年。2001年重組為華晉焦煤有限責任公司，是山西焦煤集團公司控股51%、中國中煤能源持股49%的國有大型主焦煤生產企業，主要開發山西河東煤田。共有井田面積166.49km2，地質儲量23.7億噸，可采儲量13.79億噸。

沙曲礦井是華晉公司在離柳礦區建設的第一對礦井，位于呂梁市柳林縣境內。礦井井田面積約135平方公里，地質儲量22.52億噸，可采儲量12.76億噸。1994年12月開工建設，2004年11月8日通過國家發改委正式驗收投產；礦井設計生產能力300萬噸/年，2012年確定建成國家級瓦斯治理示范礦井，2015年沙曲礦實施“一礦變二礦”工程，目前已進入聯合試運轉階段，總能力800萬噸/年。

礦井煤層瓦斯含量10.65一17.01 m3/t，瓦斯壓力0.92一2.38MP，2016年瓦斯等級鑒定絕對瓦斯涌出量295.36m3/min、相對瓦斯涌出量75.06 m3/t、屬于煤與瓦斯突出礦井。各煤層煤塵均有爆炸性。4#煤層屬三類不易自燃煤層、2#、3#、5#、 6#、8#、9#、10#煤層屬二類自燃煤層。

二、瓦斯涌出嚴重制約礦井安全生產

華晉焦煤沙曲礦噸煤瓦斯涌出量是全國最大的瓦斯涌出礦井之一。嚴重影響礦井的安全生產和制約企業的快速發展，瓦斯治理已成為礦井安全發展的當務之急。前些年，采煤工作面采煤速度略快或礦壓顯現、通風系統和抽放系統稍有波動，即會造成瓦斯超限；炮掘工作面幾乎是每炮必超，并且在打時經常瓦斯噴孔造成瓦斯超限，人與瓦斯天天短兵相接，如坐針氈。痛感“瓦斯不治，礦無寧日”。

三、堅定瓦斯治本理念，尋求瓦斯治理方法

我們不斷尋求瓦斯治理的方法和途徑，近年來瓦斯超限逐年下降，基本實現了瓦斯“零”超限，這些效果與我們所探索的瓦斯治理方法是分不開的。從而消滅了通風瓦斯事故。瓦斯抽采量由2004年的2112萬立方米提高到2016年的1.9億立方米。

沙曲礦自然條件較差，能夠治住瓦斯、杜絕瓦斯事故不容易有目共睹。形成了一些沙曲獨特的文化現象：

1.工人聽到瓦斯報警就跑。不再像過去那樣想方設法弄虛作假，把探頭塞進風筒，或者用泥巴糊。

2.基層區隊不等不靠，超前主動治理瓦斯。

3.從干部到工人都真心接受“瓦斯超限是可以避免的”理念。礦長、總工程師一聽到瓦斯超限頭皮直發麻，且深究原因。

4.定期對各礦瓦斯治理工作進行解剖和點評，出現瓦斯超限，礦長要在月度安全生產視頻會上公開做檢查。對礦長、總工程師來說，接受一次瓦斯超限的處罰不亞于發生一起死亡事故。

5.瓦斯治理成為安全生產關鍵環節。瓦斯未治理徹底，不能掘進進尺，不準采煤。

過去華晉公司沙曲礦區對“瓦斯超限是可以避免的”、 “瓦斯超限就是事故”的理念也有麻痹的，從不自覺到自覺，是高壓壓出來的，是嚴加管制出來的，慢慢養成一種習慣，形成了一種根深帝固的理念。治瓦斯，有理念問題，有技術問題，更有管理問題，實質是瓦斯綜合治理理念的形成，在此重點介紹華晉公司瓦斯防治的理念文化。

通過多年經驗摸索，全員重視瓦斯治理工作，凝結了以下12條瓦斯治理理念。

第一條瓦斯不治，礦無寧日。

第二條三區聯動，區域優先。

第三條抽采是重點，防突是關鍵，監控是保障，通風系統是基礎。

第四條高投入，高素質，強技術，嚴管理。

第五條治理瓦斯，地質先行。

第六條只有打不到位的鉆孔，沒有卸不了壓的瓦斯。

第七條可保盡保，應抽盡抽，以抽定產。

第八條瓦斯超限就是事故。執行瓦斯濃度0.5%預警，0.8%斷電，實現瓦斯“零”超限。

第九條高突瓦斯礦井低瓦斯狀態下采掘。

第十條瓦斯事故是可以預防和避免的。

第十一條瓦斯是害也是寶，煤與瓦斯共采，治理與利用并重。

第十二條瓦斯治理和利用的核心就是安全高校開采，保護資源和環境，促進企業健康發展。

四、明確瓦斯治理模式和目標

煤礦瓦斯事故具有顛覆性。我們堅定“瓦斯事故是可以預防和避免”的理念，樹立主動全面的瓦斯治理觀，走出去請進來的、召開專題會、研討會，加強培訓，科學制定了礦井瓦斯治理的措施和方向。明確了“瓦斯抽采”是源頭治本之策，瓦斯治理必須實現“局部治理”向“區域治理”轉變、“管理措施型”向“技術工程型”轉變。確立了“全方位抽采、高標準管理”的瓦斯治理模式；堅決執行“多措并舉、可保必保、應抽盡抽、效果達標，不掘突出頭、不采突出面”的規定；明確先開采2#、3#保護層，再開采4#、5#解放煤層；由單一煤層治理向近距離煤層群綜合治理過渡；統籌規劃了區域預抽由短期預抽向長期預抽過渡。實現保護層和被保護層煤量配置合理，徹底消除煤與瓦斯突出隱患，實現“瓦斯消突不超限、銜接合理不緊張、產能大幅度提升”的瓦斯治理中長期目標。

五、提升瓦斯治理理念引領，促進企業安全文化的發展

華晉公司12條理念瓦斯治理理念的形成、是過去十幾年的安全實踐經驗的總結，經過“十二五”實踐檢驗和實踐創新，瓦斯理念不斷發展和豐富，有的已經固化，并且賦予新的內涵，有的提高到新的境界和層次。在“十三五”期間，大致有以下幾種理念需要進一步強化，指導我們的工作。

1.瓦斯不治，礦無寧日。

沙曲煤礦是我國目前單井瓦斯涌出量最大的礦井之一，瓦斯涌出量全國少見。沙曲煤礦面臨的巨大自然災害威脅，我們要認清事實，管理好沙曲礦這種自然條件極其復雜的礦井，沒有捷徑可走，我們要時刻從嚴，世代不松！消滅瓦斯事故，實現礦井瓦斯“零”超限，礦井質量標準化水平全國創一流。

2.三區聯動，區域優先。

幾年來，我們在瓦斯抽采的方式方法上嘗試過很多種，主要有：本煤層鉆孔抽采、上向裂隙帶鉆孔抽采、下鄰近層鉆孔抽采、內錯尾巷、底抽巷、沿空留巷抽采、采空區埋管抽采、高抽巷埋管加鉆孔抽采、地面打鉆抽采等。實踐證明單一的方法不足以解決沙曲礦瓦斯問題，我們根據不同地點瓦斯涌出量的特點，將這些方式方法加以組合，進一步固化了抽采模式，形成了 “一區一策”、“一面一策”的抽采模式。在鞏固現有“沙曲模式”的基礎上，結合國內外瓦斯治理新技術、新方法，逐步取消極薄煤層保護層開采和瓦斯治理底板專用抽采巷，實現以“井下鉆孔抽采為主，地面鉆井抽采為輔”逐步向以“地面鉆井抽采為主，井下鉆孔抽采為輔”轉變，最終構建瓦斯治理“三區聯動”新模式，實現沙曲瓦斯治理模式升級版。利用地面鉆井預抽煤層瓦斯，降低煤層瓦斯含量，減小突出威脅程度?？梢蕴崆?～10年或更長時間在地面布置大規模井群，進行大面積抽采，形成煤層氣開采產業規模。

3.抽采是重點，防突是關鍵，監控是保障，通風系統是基礎。

（1）抽采是重點。

我們采用本煤層、鄰近層、采空區、高抽巷、內抽巷、上隅角插埋管等瓦斯綜合抽放方法，逐步改變礦井通風系統，實現分區通風，工作面從“U+L”型通風逐步形成“U”型、“Y”型通風型，形成抽放瓦斯為主、風排瓦斯為輔的發展階段，實現了“以抽定產、以風定產”的格局。建立了以高濃瓦斯利用系統，瓦斯利用率從2004年的28.5%提升了67%。“十三五”期間將達到70%以上。

（2）防突是關鍵。

“一通三防”的重點是防治瓦斯，防治瓦斯的重點是防突。我們堅定不移地開采保護層，加強抽采和防突效果評價。同時開展大規模實施區域預抽，引進了澳大利亞VLD一1000和德國的DDR一1200、ADR一250大型鉆機，購置了西安ZDY一4000L等國產鉆機取代原有小型設備，實現了裝備的現代化。

（3）監控是保障。

公司現有生產和建設礦井安全監控系統裝備齊全，所有系統均按“AQ1029標準”改造升級，系統裝備率達100%，傳感器安設率達100%，斷電控制率達100%。“十三五期間”將進一步進行升級改造。

（4）通風是基礎。

通風是基礎，能力是關鍵。我們為了大幅度提升礦井通風能力，“十二五”期間，先后對四對礦井進行了通風系統改造，更新風機，新建和擴修風道，降低了通風阻力，建立風量充足、系統穩定的礦井通風系統。礦井進風量為實際需要風量的1.1—1.5倍，保證了系統穩定、風量充足。礦井采掘工作面實現了分區通風，杜絕了不合理通風，采區風量富余系數達1.3～1.5倍。

4.高投入，高素質，強技術，嚴管理。

（1）高投入。

在瓦斯治理過程中，我們堅持管理、培訓和裝備并重的原則，特別是對裝備的投入，及時采用或引進新設備。按規定提足、用好安全費用。同時對不符合安全生產要求的工藝、技術和裝備要及時淘汰，確保系統、裝備處于完好狀態，發揮其最大效用。

（2）高素質。

著力把握好企業發展與人才培養的內在聯系，強化校企合作，在各專業、各領域引進一批精干高效、一專多能、業務素質強的復合型人才，補齊配強關鍵崗位的技術力量，建設一支勇于探索，能打勝仗，素質過硬的人才隊伍，為企業發展提供堅強的人才保障。

（3）強技術。

華晉公司與科研院校緊密協作，積極開展“產、學、研”合作和技術交流，全力實施煤礦瓦斯災害防治、防治水等重點科研項目的研究，“十二五”期間成果如下：沙曲礦近距離突出煤層群無煤柱開采立體瓦斯抽采關鍵技術研究2013年獲中國煤炭工業科學技術獎一等獎；沙曲礦瓦斯高效安全抽采關鍵技術裝備研究與應用2013年獲中國煤炭工業科學技術獎二等獎；4.2m大采高沿空留巷及采空區瓦斯抽采關鍵技術與工程實踐2012年獲山西省科學技術獎二等獎；近距離高瓦斯突出煤層群瓦斯綜合治理技術體系及模式研究2012年獲山西省科學技術獎三等獎。煤礦區煤層氣立體抽采關鍵技術與產業化示范2012年獲中華人民共和國國務院科學技術獎二等獎；高瓦斯首采層三巷布置砌塊留巷煤與瓦斯共采技術2011年獲中國煤炭工業科學技術獎二等獎； 大孔徑千米定向鉆機抽采卸壓瓦斯關鍵技術2011年獲中國煤炭工業科學技術獎三等獎；煤礦瓦斯地質災害預警系統2011年獲中國煤炭工業科學技術獎三等獎；沙曲礦突出煤層實施區域性瓦斯綜合治理技術2011年獲國家安全生產監督管理總局三等獎；沙曲礦瓦斯綜合治理技術研究2011年獲國家安全生產監督管理總局三等獎；“十三五”期間將華晉公司沙曲煤礦十幾年來的經驗技術上升為工程技術理論，繼續推動技術發展和進步。

（4）嚴管理。

基礎不牢，地動山搖。我們突出瓦斯治理這個核心，落實“高標準、高素質、嚴管理”措施，從標準、政策、規范和制度等方面構建礦井安全生產嚴管體系，長期堅持，筑牢基礎。

一是明確了行政一把手負總責，總工程師為行政二把手，通風礦長主抓現場，通風科科長兼任礦長助理，通風科全面負責“一通三防”工作，分工明確，責任落實。

二是成立防突科，負責礦井瓦斯抽放系統管理、抽采設計和礦井防突工作；成立抽采公司，專門負責瓦斯抽采鉆孔和地質鉆孔施工，從干部到職工學歷全部在中專以上。三個機構分工明確，相互監督，相互促進，并實行以鉆孔進尺和瓦斯抽采量計算工資的分配形式，多鉆、多抽、多得，少鉆、少抽、少得，這一政策的實行，收到了很好的效果。

三是加強專業培訓力度，通過“每日一題”向職工傳授瓦斯抽采知識，“每月一考”強化培訓效果，開展“手指口述”工作，規范管理人員管理行為和員工操作行為。制訂了《手指口述實施方案》，要求全體員工必須強制性掌握和執行。切實提高了井下電工、監測工、瓦斯員、安全員、五管要害場所等關鍵人員的責任心和操作技術水平。

四是進一步加大瓦斯監管標準，制定了高于國家標準的瓦斯監控措施，在井下瓦斯易積聚、人員較集中、生產活動較多等地段全部安設瓦斯探頭，所有工作面及臨時工作地點全部實現了24小時監測。如在4#煤綜采工作面支架間安設5個探頭、5#煤安裝2個探頭；在打鉆地點的下風側10-15m處安設瓦斯探頭。并且對采掘工作面風流、回風流及打鉆地點全部實行0.8%斷電管理。

五是堅持每周召開一次“一通三防”例會，總工程師主持會議，協調解決通風、抽采、防突、生產各專業之間的問題和困難，強化了“一通三防”管理。

5.瓦斯超限就是事故。執行瓦斯濃度0.5%預警，0.8%斷電，實現瓦斯“零”超限。

堅持瓦斯超限就是事故的理念，強化企業和煤礦日常行政管理、技術管理和工作作風管理。按照“通風可靠，抽采達標，監控有效，管理到位”的煤礦瓦斯綜合治理工作體系要求，以防突為核心，深化瓦斯治理 工作。嚴格執行集團公司制定和核準的“一礦一策、一面一策”、井巷揭煤等一系列瓦斯綜合治理的措施和規定。通過瓦斯綜合治理工作實踐中，將工作面由高瓦斯狀態卸壓抽采到低瓦斯狀態后，再進行采掘作業。嚴格執行斯濃度達到0.5%預警、達到0.8%自動斷電理念，“十三五”期間將實現瓦斯“零”超限。

6.可保盡保，應抽盡抽，以抽定產。

華晉公司經過多年實踐證明：堅持以“應抽必抽、能保盡保、區域治理、一面一策”的瓦斯綜合治理工作方針，“治理瓦斯就是解放生產力，治好瓦斯就是發展生產力”等瓦斯治理理念已經成為指導礦井瓦斯防治工作的安全文化。瓦斯防治逐步實現了 “三個轉變”，即：從“局部治理”向“區域治理”的轉變，從“生產過程治理”向“超前治理”轉變，從“措施型”向“工程型”轉變，進一步確立了煤礦瓦斯防治的重中之重地位。特別是《近距離突出煤層群稀缺資源安全開發與利用》項目于2016年獲得中國工業大獎，對全國相似條件礦區的開發具有極強的示范作用。

7.瓦斯是害也是寶，煤與瓦斯共采，治理與利用并重。

我們實施地面鉆采，提前5年以上抽采瓦斯，具有技術的先進性、手段的超前性和巨大的商業價值。我公司和中聯煤層氣等機構進行合作，沙曲井田范圍內共施工各類鉆井359口。目前部分鉆井進入穩產采氣及利用階段。

與寧夏煤田地質局礦井災害治理研究院合作開展“地面多分支水平井與煤礦井下鉆孔對接抽采煤層瓦斯技術研究”項目，現已成功施工一口多分支水平對接井（24307水平井），從2012年12月17日至2017年6月18日累計產氣量1559萬m3，平均濃度86.1%，抽采效果良好。

基于24307多分支水平井的良好抽采效果，公司進一步組織施工一口多分支水平井井上下對接井下抽采井，此項目仍采用地面多分支水平井與井下抽采鉆孔對接技術，井下采用3+4#及5#煤層同時進行瓦斯抽采的新方式“十三五”期間將投入運行。

建設了瓦斯發電廠，一期、二期總裝機容量為45MW，低濃瓦斯發電項目24MW，形成了“煤氣電”循環產業鏈條，實現了清潔生產、產業循環、綠色發展。

六、結語

我們緊緊抓住山西省作為國家資源型經濟轉型綜合配套改革試驗區的有利契機，以煤為基、轉型跨越發展、綠色循環發展。針對沙曲礦煤與瓦斯雙突礦井的實際情況，探索出了“沙曲瓦斯治理模式”，建成了國家工程中心華晉焦煤瓦斯防治實驗室，建成了國家級瓦斯治理示范礦井。從而形成了瓦斯治理十二條理念，有力促進了企業安全文化的發展。