李慶明 朱振 王愛紅
摘 要:對于高瓦斯和突出礦井而言,瓦斯事故是煤礦安全的第一大“殺手”,是日常安全管理的重中之重,為了在瓦斯綜合治理中避免盲目性,做到有效、可靠和有預見性,就需要對礦井煤層瓦斯情況有一個準確的認識。瓦斯災害防治實驗中心能為礦井瓦斯基本參數的測定提供一個真實、可靠的實驗數據,從而使煤礦瓦斯治理工作更有針對性,實現礦井“安全高產高效”有著重要意義。
關鍵詞:瓦斯事故 瓦斯災害防治 建設 應用
一、緒論
瓦斯是煤礦的主要自然災害之一,長期以來嚴重威脅煤礦的安全生產和影響礦井的經濟效益。瓦斯賦存、瓦斯涌出、煤與瓦斯突出危險性預測及其防治技術的研究一直是我國煤礦,特別是高、突瓦斯礦井的研究課題,目前國內測定瓦斯水平較低,事故發生率高,所以該項目急需發展。
近年來煤礦瓦斯事故時有發生,給國家、社會和企業造成很壞影響,國家對煤礦瓦斯治理工作不斷加強,以及《防治煤與瓦斯突出規定》等法律文件的頒布實施,這對高瓦斯與突出礦井的瓦斯治理工作提出了更高的要求。為進一步加強防突工作,把有效的防突技術、裝備和先進的管理水平、防突理念貫徹到防突工作中,使突出礦井切實落實“先抽后采”、“區域防突措施先行、局部防突措施補充”和“多措并舉、可保盡保、應抽盡抽、效果達標“的原則和要求,河南煤化要求各大煤業公司必須及時建立瓦斯災害防治實驗中心,強化瓦斯綜合治理工作。
二、瓦斯災害實驗中心建設的必要性
1.瓦斯研究的需要
掌握煤層瓦斯基本參數是從認識煤層瓦斯賦存規律、科學制定礦井瓦斯防治方案和合理通風設計的基礎。就瓦斯治理而言,只有在弄清煤層瓦斯賦存的前提下,才能根據瓦斯災害的嚴重程度有針對性的采取防治技術措施,實現礦井安全高效生產。而瓦斯賦存規律的獲得必須大量測定煤層瓦斯基本參數,瓦斯災害防治實驗中心可以隨著采掘工程的推進,隨時測定瓦斯基本參數,掌握煤層瓦斯動態變化,進一步分析瓦斯發布規律,進而形成瓦斯預測分析結論,實現礦井的安全生產。
2.執行國家法律法規的需要
已經頒布、執行的《防治煤與瓦斯突出規定》中明確規定:突出煤層回采前必須執行區域措施,即區域預測、區域措施、區域措施效果檢驗及區域驗證;各種預測指標和效果檢驗均需井下實測,主要參數有:瓦斯壓力、瓦斯含量、瓦斯放散初速度、煤的堅固性、煤層突出預測指標等。突出礦井開采的非突出煤層和高瓦斯礦井的開采煤層,在延深達到或者超過50米或開拓新采區時,必須測定煤層瓦斯壓力、瓦斯含量及其他與突出危險性相關的參數;這些參數均需在實驗室進行測定完成。
3.指導礦井安全生產的需要
對瓦斯災害嚴重的礦區,瓦斯治理任重道遠,建立瓦斯災害防治中心后,通過實驗中心基本參數的研究,可以對井田范圍內的瓦斯災害進行全面分析和區劃,區別瓦斯災害程度,從而有針對性地采取防突措施,提高瓦斯治理效果,指導煤礦合理安排采掘布置。瓦斯區域治理是“一號工程”,《河南煤業化工集團區域瓦斯治理管理辦法》(河南煤業化工43號文)、《河南煤業化工集團關于進一步加強防突工作的指導意見(試行)》(河南煤業化工〔2011〕130號文)、《河南煤業化工集團礦井瓦斯抽采管理辦法(暫行)》(河南煤業化工〔2011〕955號文)、《河南煤業化工集團煤礦抽采達標細則(暫行)》(河南煤業化工〔2011〕956號文)文件中都明確要求工作面要抽采達標,只有在確保工作面抽采達標的前提下才能夠安全回采,災害防治實驗中心根據各礦生產接替能夠方便及時的對各礦即將回采的工作面進行抽采效果評價,對于評價中瓦斯參數超標的嚴禁回采生產,能夠有效的避免因抽采不達標而造成的瓦斯超限或瓦斯突出事故,實現礦井安全高產高效。
4.提升礦井瓦斯治理水平的需要
瓦斯災害防治實驗中心的建設能提高相關人員的瓦斯治理技術水平,能有效匯總技術成果,是瓦斯防治、技術創新、培養專業技術人才的平臺,對于提升礦井瓦斯災害的治理水平具有重要意義。
三、安陽鑫龍瓦斯災害防治實驗中心建設現狀
近年來,在國家的大力支持下,在國內科研院所和大專院校煤礦安全專家級煤礦現場專家的共同努力下,煤礦瓦斯治理工作得到突飛猛進的進展,但其瓦斯治理技術成套設備(瓦斯災害防治實驗室建設)卻未能滿足。
目前,國內除重慶煤科院、沈陽煤科院、淮南瓦斯治理國家工程中心、河南理工大學等科研院所配備較為齊全的瓦斯災害防治實驗室外,其他各局、礦基本或僅配備為數不多的幾種設備。安陽鑫龍煤業(集團)災害防治實驗中心是河南煤業化工集團研究院與安陽鑫龍煤業(集團)有限責任公司共同出資投建的一個綜合性煤與瓦斯防治實驗中心,占地300平方,共有大小設備130余件,其中大型設備有10套,主要設備有以下:HCA高壓容量法吸附裝置、DGC瓦斯含量測定裝置、瓦斯放散初速度自動測定儀、煤的堅固性系數測定裝置、煤的工業分析裝置、瓦斯壓力測定儀、氣相色譜儀等。可對鑫龍公司屬下的五對瓦斯礦井提供瓦斯參數有;1.礦井瓦斯基本參數測定;2.區域效果檢驗測定;3.采煤工作面抽采效果評價;4.瓦斯涌出基本參數;5.突出危險性相關的參數;6.石門揭煤預測; 7.除煤與瓦斯突出鑒定、區域預測臨界值實驗、新方法和新指標的研究、區域預抽效果檢驗臨界值實驗考察、各突出煤層工作面預測敏感指標和臨界值實驗外的其它研究內容。
實驗室圍繞礦井瓦斯災害防治基本參數測定為核心內容建設,建立一整套具備瓦斯災害防治技術研究的實驗平臺和裝備支撐體系。在分析當前瓦斯災害狀態與防治技術發展趨勢和現有實驗室條件的基礎上,本著先進、實用和經濟的原則,確定實驗室的建設方向和具體內容,通過配備相關測定裝置及儀器的方式使實驗室的功能滿足瓦斯災害防治技術研究的需要。
四、瓦斯災害防治實驗中心在鑫龍公司的應用
隨著鑫龍公司各個生產礦井的開采深度的增加,不僅煤層瓦斯含量增加,開采過程中的瓦斯涌出量增加,更重要的是瓦斯壓力增大,而鑫龍的五對生產礦井都是高瓦斯和突出礦井,對瓦斯的綜合治理勢在必行,特別是對地質條件構成復雜、破壞類型復雜、瓦斯含量高的龍山礦,必須將各種防突技術措施綜合應用才能有效。自2011年10月成立至今,災害防治實驗中心共對鑫龍公司下屬的各礦進行參數測定如下:對紅嶺煤礦14161采煤工作面、15181采煤工作面、1501采煤工作面、-445管子道水倉;主焦煤礦22101采煤工作面;大眾煤礦14112采煤工作面、11011下順槽、12051采煤工作面、主暗斜井;龍山煤礦11011上順槽、11101采煤工作面、23煤柱工作面、25軌道中部聯絡巷;賀駝煤礦11102采煤工作面、11071采煤工作面;進行了相關的抽采評價和瓦斯參數測定,并及時出具了實驗數據單,及時的解決了礦上因缺少瓦斯相關參數造成的麻煩。安全科學地指導了礦井生產,堅定了瓦斯事故是可防、可控、可治的堅定信心,把治理瓦斯是解放生產力,消除煤與瓦斯突出是發展生產力深入人心。
五、結論
通過鑫龍瓦斯災害防治實驗中心的建立,災害防治實驗中心方便、及時、快捷的與各礦聯系,從現場工作到實驗數據的提供快的當天就可以提供數據、最遲不會超過一周。實驗中心測定的各種瓦斯參數報告單,有效的減少或避免在河上級領導單位在每次檢查或監察時因缺少數據報告而造成的罰款。就此一項每年能為鑫龍公司下屬的每個礦井節約近200余萬元。在河南煤化瓦斯綜合治理評比中名列前茅,受到上級獎勵。使鑫龍公司所屬各個瓦斯礦井近幾年內沒有發生過一次瓦斯事故,瓦斯綜合治理工作穩步進行,采掘接替明顯緩解,瓦斯抽采和巷道布置井然有序,有條不紊,實現了安全高效生產。