煤与瓦斯突出矿井防治三超前

　　重庆松藻煤电有限责任公司(以下简称＂松藻煤电公司＂)是我国西南最大的无烟煤生产基地，现有6对生产矿井，矿区煤系地层为二叠系龙潭组，含煤5～14层，所开采的煤田保有储量6亿多t。煤层瓦斯压力4.5～10.5MPa，矿井平均绝对瓦斯总涌出量85.26m3/min、最大151.17m3/min，矿井平均相对瓦斯总涌出量71.27m3/t、最大108.7m3/t，为严重的煤与瓦斯突出矿井。
　　松藻矿区历年来煤与瓦斯突出事故频繁发生，突出最多的一年竟发生75次，最大突出煤量2910t、喷出瓦斯25.4万m3。因煤与瓦斯突出事故死亡的人数，占松藻煤电公司总死亡人数的39.97%。1960年松藻矿区发生的一起特别重大煤与瓦斯突出事故，导致125人死亡。
　　为构建安全长效机制，总结公司近年来的经验教训，松藻煤电公司确定了＂三超前＂(掘进超前、抽放超前、保护层开采超前)战略布局，在管理体系上和开采布局上着眼于防突，实现＂掘、抽、采＂协调发展，以有效预防煤与瓦斯突出重大事故。
　　合理采掘部署
　　量化＂三超前＂指标
　　＂三超前＂具体是指煤与瓦斯突出矿井的专用瓦斯抽采巷道掘进超前于抽采工程，瓦斯抽采工程超前于保护层开采，保护层开采超前于被保护层开采。＂三超前＂的核心是开采保护层与预抽煤层瓦斯。抓好＂三超前＂工作，不仅能满足综合治理瓦斯所需要的时间、空间条件，而且能促进煤与瓦斯突出矿井掘、抽、采关系协调发展，防止发生重大煤与瓦斯突出事故，是实现煤与瓦斯突出矿井安全长效机制的坚实基础。
　　掘进超前要求在水平生产能力开始递减前1～1.5年，必须完成接替水平的基本井巷工程、安全系统、安装工程；在采区(盘区)生产能力开始递减的前6个月，接替采区(盘区)要布置好，采区(盘区)设备不仅要安装到位，而且要调试至正常运转；底板开拓系统必须超前专用瓦斯抽采巷道一个工作面条带，确保专用瓦斯抽采巷道的施工；煤层开拓系统必须超前准备至少一个工作面区域，确保下一个工作面的施工进入空间；专用瓦斯抽采巷道必须超前于一个保护层准备工作面，以确保保护层准备工作面巷道掘进时满足先抽后掘的要求；保护层工作面的回采巷道，采前形成的时间也应不少于8个月，以满足首采层工作面本层先抽后采的要求。
　　瓦斯抽采超前要求对首采薄煤层保护层(也有突出危险)掘进前的穿层预抽、回采前的本层预抽和邻近层预抽时间，均不少于6个月，同时要求瓦斯预抽率达到30%以上。
　　保护层开采超前要求矿井保护煤量可采期不得少于30个月，可供布面的保护煤量可采期不得少于20个月。
　　坚持技术进步
　　落实＂三超前＂指标
　　针对矿井部署＂三超前＂达标存在的突出问题，近年来，松藻煤电公司积极开展了提高掘进单进、预抽瓦斯与保护层开采的技术难题研究，落实＂三超前＂指标，促进矿井＂掘、抽、采＂的协调发展。
　　为了确保掘进超前，松藻煤电公司通过创新石门揭煤技术、应用地质构造超前物探技术，开展了掘进装备与工艺等研究。公司一是创新了渐进式快速石门揭煤的4项关键技术，即快速预测技术、增透消突技术、移动安全屏障技术、松软煤体固化技术，这4项技术的成功应用，使揭煤不放震动炮，揭煤时间缩短30%，有效避免了揭煤时发生煤与瓦斯突出。二是初步建立了矿井地质构造超前物探技术体系，引进与应用DTC-150、KDZ1114-3地质超前探测仪，定期对掘进工作面前方60～150m内的地质变化情况进行预报，不但准确地预报了掘进工作面前方的地质构造，还减少了钻探数量和工程量。三是开展掘进装备与工艺研究，公司从改造排矸系统直通化入手，简化运输环节，改进辅助运输方式，开展窄机身综掘、钻爆工艺及支护新技术的应用攻关，全面提高掘进单进。这些技术的应用，不但实现了掘进超前，而且为治理瓦斯留足了时间空间。
　　为了确保抽采超前，松藻煤电公司对瓦斯抽采超前的技术难题进行了研究，特别是在增加煤层透气性、钻进工艺、钻孔机具、封孔工艺等方面做了大量研究工作。研究应用了增透预抽瓦斯技术，采取深孔预裂爆破，使钻孔瓦斯抽采量增加12%～30%，缩短瓦斯抽采时间30%～45%；应用高压水力增透技术，提高了钻孔单位时间抽采量170%；进行了松软突出煤层钻机与钻进工艺配套研究。如引进ZY1250和MK-4型钻机，配合螺旋钻杆和压风排粉工艺施工φ96mm顺层钻孔，平均孔深89.4m,最大孔深168m，实现了首采突出层工作面无＂空白带＂超前抽采。同时，公司还积极开展了抽采钻具适用性研究。如应用潜孔锤钻进过硬岩技术，节省时间50%、降低成本61%；采用金刚石复合片钻头，实现了多岩性钻进一次成孔，台机效率达到4032m/月。此外，公司还深化了封孔工艺研究。应用马丽散封堵本煤层钻孔，使单孔抽采瓦斯浓度达到35%～95%，提高了280%；100个钻孔抽采量提高233%，达到1.33m3/min。
　　为了确保保护层开采超前，松藻煤电公司坚持机械化开采与综合治理瓦斯并重。在薄煤层开采超前上，积极推进薄煤层机采、综采工艺，构建防突＂三级＂预测体系，完善了防突工艺和实施采空区抽采等工作，不仅加快推进了保护层工作面，而且有效地提高了被保护煤量。
　　在推进保护层工作面采煤机械化上，公司目前已有5对矿井实行了保护层工作面高档机采与综合机械化采煤，保护层工作面采煤机械化率达到81.25%、采煤综合机械化率达到62.5%。公司还积极建立了防突＂三级＂预测体系，将防突预测工作分成区域预测、小块段预测和局部预测3级，使防突工作由粗到细、由细到准确，减少防突工程量60%～70%。同时，公司还着力研究完善了防突工艺。20世纪90年代，松藻煤电公司打钻孔时还需要3～5道工序、2套以上机具，这样做不仅费工，而且费时。近年来，松藻煤电公司通过对防突新工艺的研究，打钻孔工作只需一套机具、一个工种人员，在原有一个工序内完成预测、消突、检验等工作，使防突施工速度提高了50%。此外，公司还建立了采空区抽采系统，实施瓦斯分源治理。针对松藻矿区保护层工作面瓦斯涌出量大，在采取穿层卸压抽、本层预抽、风排措施的基础上，积极对采空区实施瓦斯抽采，有效解决了保护层工作面开采中瓦斯突出的问题，单面采空区年抽采瓦斯量达到800万m3以上。
　　严格节点管理
　　实现＂三超前＂目标
　　为实现＂三超前＂目标，松藻煤电公司成立了以总经理为组长的领导小组，制定了相关管理办法，确保矿井＂三超前＂计划兑现。一是制定＂三超前＂达标管理办法。明确各矿井＂三超前＂具体控制指标，分年下达＂三超前＂节点目标计划，按标准考核定级， 达到＂三超前＂甲级的矿井奖励25万元、乙级矿井奖励15万元，未达标的矿井处罚15万元。二是制定了掘进单进创历史记录奖励办法。凡月度安全、质量等指标达到考核要求的掘进队，奖励1～5万元。三是制定了抽采绩效考核办法。把吨煤抽采量、吨煤抽采进尺、矿井抽采率、抽采浓度，与矿井绩效、矿领导年薪挂钩考核，同时规定，凡突出薄煤层保护层巷道掘进条带或石门揭煤、保护层工作面本层预抽率(或时间)不足、被保护层卸压抽采超前距不足，要处罚矿长、煤矿总工程师等负责人各800～2000元。四是制定了保护层开采创水平奖励办法。对年度保护层工作面安全质量标准化达到考核要求的矿井，公司将分级给予奖励，甲级的矿井奖励25万元、乙级的矿井奖励20万元、丙级的矿井奖励15万元。
　　通过不断努力，松藻煤电公司的煤与瓦斯突出事故得到有效遏制。从1995年以来，松藻煤电公司平均每年减少了采、掘工作面瓦斯超限128次，减少煤与瓦斯突出15.9次，企业也多次荣获部、省、市授予的＂安全生产先进局＂＂劳动安全达标局＂称号。2005年和2007年，松藻煤电公司还消灭了瓦斯灾害事故。这些实践证明，正是坚持部署＂三超前＂措施，实现了公司突出矿井＂掘、抽、采＂的协调发展和公司的安全生产。
　　编辑余茂君