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打造国内突出煤层大采场工作面开采的“寺家庄范本”
字号:[    ] 发布时间:2021-11-08 08:56:35 来源:山西新闻网 发布人:刘一鸣

 

  一个走向长度3756米、最大倾向长度275米的煤与瓦斯突出矿井大采场工作面,瓦斯治理措施是否可靠有效?能否消除抽采盲区以及解决掘进期间长距离通风、运输和供电等问题?

  10月中旬,昔阳县委县政府联合山西煤矿安全监察局晋中监察分局在潞安化工集团寺家庄煤业有限责任公司(下称寺家庄煤矿),组织相关部门并邀请王兆丰、杜子健等国内防突专家对该矿“突出煤层大采场工作面(15115)瓦斯防治技术方案”进行研讨。

  与会人员通过下井考察、查阅相关资料,经过充分论证后一致认为,突出煤层布置这个超长超宽工作面的设计是一次全新的探索,其核心是解决采掘衔接紧张,是落实“一优三减”的好办法,设计理念具有前瞻性、创新性,瓦斯防治技术方案思路清晰,符合相关规程、规范的要求,总体技术方案具有可行性。

  眼下,寺家庄煤矿董事长、总经理李志平担任组长的“15115综采工作面技术攻关小组”,正带领着全矿3000多名干部员工振作精神、鼓足干劲,用饱满的热情合力打造国内突出煤层大采场工作面开采的“寺家庄范本”。

  众志成城创造连续81个月“瓦斯零事故”

  初冬时节,太行山西麓的昔阳县寒意渐浓,走进距离县城8公里的寺家庄煤矿,偌大的矿区干净整洁,车辆停放有序,各类安全生产标志标识清晰规范、醒目直观。

  10月30日8时许,寺家庄煤矿井下15115工作面进风顺槽的施工现场,已是一派热火朝天的忙碌景象,伴随着轰隆隆的机器声,综掘、支护、皮带等各个岗位的工人们正紧张有序地工作着。有着30多年井下采掘工作经历的该煤矿开拓一队党支部书记王志力,深知安全生产的重大意义,“我们每天有两个生产班和一个检修班,每个班开工前都要开班前会,会上首先强调的就是安全。”

  众所周知,素有“矿井杀手”之称的瓦斯,是制约矿井安全生产和高产高效的主要因素。寺家庄煤矿主采的15#煤层位于沁水煤田东北隅一带,是我国煤与瓦斯突出频率高、瓦斯涌出量大、治理难度大、灾害最严重的矿区之一,是典型的碎软低渗透性难抽采突出煤层,由于吨煤瓦斯含量最高达25立方米以及煤层细软、透气性差等因素,极易引发煤与瓦斯突出,瓦斯治理难度极大。

  寺家庄煤矿自2005年建矿以来,在瓦斯治理的道路上从未停下探索的脚步。然而,由于瓦斯治理手段有限、安全管理难度较大、生产组织严重受限等情况,使得该煤矿采掘衔接紧张局面迟迟得不到缓解,因瓦斯导致的事故时有发生,掘不进去、采不出来也成为了制约其发展的最大瓶颈。

  2015年,寺家庄煤矿凭借着“有一分钱也要优先用在瓦斯治理上”的坚定决心,在不断摸索和实践中,逐渐找到了符合该矿实际的瓦斯治理模式。该煤矿现有煤巷掘进工作面瓦斯治理在“以岩保煤”的基础上,逐步丰富完善了“小煤柱掘进”“沿空留墙”“造穴卸压增透”等工艺,其中“以岩保煤+造穴卸压增透”是目前最主要且效果最明显的煤巷瓦斯治理措施。

  在“以岩保煤”的基础上,寺家庄煤矿不断改进造穴工艺,变“水力造穴”为“机械造穴”,抽采效率提高了两三倍。此外,该煤矿在封孔质量、提高抽采浓度、排水排渣上持续发力,自主研发了气液两相协同造穴卸压增透、环保型相变凝胶钻孔密封、定向钻孔模块化和上分层抽采等新技术,效果初显。同时结合工作面瓦斯地质情况,开展月度钻孔分析工作,在瓦斯异常区域强化瓦斯治理措施,切实做到了精准有效治理瓦斯。

  目前,寺家庄煤矿已实现连续81个月瓦斯零事故,创造了建矿以来最长的安全周期,这个安全周期仍在延续。李志平表示,对于安全生产工作尤其是瓦斯治理,始终保持着对法律的敬畏之心、对生命的敬畏之心、对职责的敬畏之心开展瓦斯防治工作,一丝一毫都不敢松懈。

  多方发力深入一线“把脉问诊开良方”

  8月25日,寺家庄煤矿开拓二队负责施工的15309工作面进风底抽巷月进401米,创造了该矿岩巷综掘单进历史最好水平;9月25日,由该煤矿综掘队一组施工的15309工作面进风巷月进403米,刷新了该矿煤巷综掘单进历史最高水平……

  “煤巷单进从10年前的月均进尺不足40米到现在突破400米,从一个侧面印证了我们治理瓦斯的方向是正确的,效果是明显的,是符合实际的。”寺家庄煤矿总工程师王德振介绍,“以岩保煤”巷道的快速掘进,为瓦斯治理赢得了时间,而有效的瓦斯治理手段,又加速了掘进效率的提升,两者相互促进,互为前提。实践证明,没有瓦斯的有效治理,就没有矿井的高产高效。

  今年以来,为持续推动党史学习教育往心里走、往实里走,晋中煤监分局立足矿山安全监察实际,扎实开展“我为群众办实事”实践活动,以时不我待的状态投入到了矿山安全监察执法工作之中。

  针对寺家庄煤矿在中央采区布置超长超宽的15115大采场工作面采掘情况,晋中煤监分局通过深入井下检查,查阅相关资料,进行风险分析研判,认为该矿经过多年的瓦斯治理积累了经验,锻炼了队伍。同时,15115工作面所在盘区,地质构造简单,瓦斯含量在12m³/t左右,具备布置大采场工作面开采的先决条件,该煤矿有意进行大胆探索,应当予以支持,未雨绸缪把困难考虑的更充分,把风险降到更低,把好事办好。

  “在煤与瓦斯突出矿井超大超宽工作面进行开采,目前我国还没有先例可循。”王德振介绍,“15115大采场工作面走向长度3756米,倾向宽度216~275米,可采煤炭储量达710万吨,属于具有突出危险的大采场工作面,走向长度越长、倾向宽度越宽,对瓦斯治理的要求就越高,需要攻克的难点也更多。”

  王德振说:“为深入贯彻集团公司的决策部署,落细落实煤炭保供任务,促进煤矿高质量发展,经过综合考虑认为这种探索值得一试。如果不尝试这种探索,虽然在安全方面不会遇到太多严峻的挑战,但是开采的过程中需要投入更多的人力、物力和财力,久而久之就会对矿井的发展和效益造成重大影响。”

  为防范瓦斯突出风险,确保安全高效开采,昔阳县委政府联合晋中煤监分局促成了这场研讨会的举行,并邀请了河南理工大学教授王兆丰、中煤科工集团重庆研究院院长杜子健、山西燃气集团正高级工程师赵向东、上海应用技术大学教授李辉等业内专家前来“把脉问诊开良方”。

  王德振介绍,此次研讨会从煤监部门、高校、技术服务机构、煤矿企业等多个方面,探讨了高瓦斯矿井,煤与瓦斯突出矿井大采场工作面瓦斯防治技术面临的新问题、新挑战。会议增加了专家点评指导以及与专家面对面座谈交流环节,真正发挥了研讨会交流互鉴、技术指导、开拓视野、完善方案的作用,为这项瓦斯防治技术在其他高突矿井推广应用提供了经验指导和案例参考。

  勇于担当推动煤炭产业高质量发展

  在研讨会上,专家组对寺家庄煤矿近年来在瓦斯治理方面做出的大量工作、积累的丰富经验、取得的显著成绩,给予了充分肯定。

  经过充分讨论,专家组一致认为,15115大采场工作面能够有效减少搬家倒面次数,减少系统巷道掘进工程量,减少巷道掘进期间的揭煤次数和倒移通风系统次数,有利于缓解突出矿井采掘抽接续紧张的被动局面,其布置方式具有前瞻性和操作性;采用底板岩巷穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯、顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯、高抽巷抽采邻近层卸压瓦斯、低位抽采巷抽采采空区瓦斯等瓦斯防治技术措施,技术方案思路清晰,符合相关规程、规范的要求,总体技术路线基本可行。

  同时,专家组对15115大采场工作面技术方案进一步完善,提出了加强瓦斯基础参数测定工作、加强地质构造超前探测及瓦斯地质分析、强化采掘工作面顶部软分层瓦斯突出危险性预测等10个方面意见。“各级领导和专家提出的意见非常精准,集团公司第一时间对我们给予了大力支持和悉心指导。”研讨会后,李志平迅速组织煤矿主要领导和班子成员认真研究和安排部署。

  “为进一步解决下行机械造穴钻机排渣的问题,我们根据专家组提出的建议,与国内先进的钻机厂家共同进行了研讨,将原先钻杆、扩孔器及配套设备进行了升级改造。”王德振说,“目前部分设备已经回到矿区,正在15115工作面的回风巷进行试验,试验成功后将全面推广,为大采高采煤工作面下行造穴技术提供有力的技术支撑。”

  昔阳县政府相关负责人介绍,寺家庄煤矿经过多年的瓦斯治理,虽然取得了不少经验,针对15115工作面也制定了详细的设计方案和技术措施,但这项技术的探索在晋中尚属首次,从安全监管的角度来说,这项方案还存在一些不足和问题,方方面面都不能掉以轻心。把国内瓦斯治理方面的专家请到煤矿,就是要把技术服务送到基层一线,解决这项技术在探索的道路上存在的难题,同时提前预判在下一阶段生产过程中可能遇到的风险。

  晋中煤监分局局长李忠有表示,这种探索能够推进突出矿井做实优化系统、减头面、减水平、减人员“一优三减”工作,能够提升矿井生产效率并推动企业发展,对实现煤炭产业高质量发展具有深远意义,“我们将牢固树立安全发展理念,强化责任意识、担当意识和斗争精神,进一步压实安全监察责任,推动煤矿瓦斯治理更加科学化、规范化、标准化,为煤矿安全生产保驾护航。”

  李志平表示,这次大胆的探索与尝试,潞安化工集团给予了全力支持,同时也得到了昔阳县委政府以及晋中煤监分局的倾心帮助,“我们将根据各级领导和专家提出的意见和建议,立足岗位、实干担当,特别是在火灾防治、顶板管理、构造探测、长距离通风等方面,加强安全管理的同时,尊重科学实践,鼓励创新创造,为全市煤炭产业高质量发展蹚出一条新路、树立一个标杆,为实现技术突破、填补国内空白做出寺家庄煤矿应有的贡献。”

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