【正文】 的必要性和可行性 12 目前礦井安全生產(chǎn)中存在的主要問(wèn)題 12 通風(fēng)系統(tǒng)存在的問(wèn)題 12 瓦斯治理存在的問(wèn)題 12 瓦斯抽采系統(tǒng)存在的問(wèn)題 12 瓦斯利用存在的問(wèn)題 12 人員、設(shè)備及管理存在的問(wèn)題 13 實(shí)施瓦斯治理示范礦井工程的必要性 13 實(shí)施瓦斯治理示范工程的可行性 14第三章 瓦斯治理示范礦井建設(shè)指導(dǎo)思想、目標(biāo) 15 示范工程建設(shè)的指導(dǎo)思想 15 示范工程建設(shè)的總體目標(biāo) 15 示范工程建設(shè)的工作目標(biāo) 15 示范工程建設(shè)的工作內(nèi)容 16第四章 瓦斯治理示范礦井工程建設(shè)內(nèi)容及實(shí)施方案 19 礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造 19 礦井瓦斯抽采系統(tǒng) 19 礦井防滅火工程 20 瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng) 20 礦井防塵系統(tǒng) 20 瓦斯治理技術(shù)實(shí)施方案 20 礦井瓦斯抽采方法的選擇原則 20 礦井保護(hù)層開(kāi)采瓦斯抽采技術(shù) 21 采前預(yù)抽煤層瓦斯技術(shù) 21 邊采（掘）邊抽煤層瓦斯技術(shù) 28 井下采后瓦斯抽采技術(shù) 29 瓦斯利用技術(shù)實(shí)施方案 34 瓦斯利用目的及途徑 34 某瓦斯利用項(xiàng)目 36 防控采空區(qū)自然發(fā)火技術(shù)實(shí)施方案 38 三相泡沫技術(shù) 38 采空區(qū)黃泥灌漿 41 采空區(qū)注氮 41 汽霧阻化 41 束管監(jiān)測(cè)和火區(qū)觀察 42第五章 瓦斯治理示范礦井建設(shè)人才保障措施 43 礦井人才現(xiàn)狀 43 瓦斯治理技術(shù)、管理機(jī)構(gòu)及人才需求 43 瓦斯治理人才引進(jìn)、培訓(xùn)及保障措施 43第六章 瓦斯治理示范礦井建設(shè)管理保障措施 45 礦井瓦斯治理管理制度建設(shè) 45 加強(qiáng)瓦斯治理的組織領(lǐng)導(dǎo) 45 配足配齊“一通三防”人員 45 瓦斯治理投入和安全費(fèi)用制度建設(shè) 46 瓦斯治理管理約束與激勵(lì)機(jī)制 46第七章 投資估算及資金籌措 47 資金預(yù)算 47 資金來(lái)源 47第八章 安全改造項(xiàng)目實(shí)施預(yù)期效果及建設(shè)工期 49煤礦瓦斯治理及利用示范礦井實(shí)施方案第一章 礦井安全生產(chǎn)現(xiàn)狀 礦井基本情況礦井位于某煤田中段，于2003年8月開(kāi)工建設(shè)， 2006年8月一期投產(chǎn)。表11 礦井地質(zhì)儲(chǔ)量匯總表 單位：Mt煤層ABCD各煤層匯總儲(chǔ)量A+BA+B+CA+BA+B+C+D4上1%4上4上4合計(jì) 開(kāi)采地質(zhì)條件 礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造礦區(qū)位于太峪背斜北翼，地層由南東向北西傾斜，傾角為3186。其上發(fā)育以北東東向展布為主的寬緩背斜，從北往南有七里鋪西坡背斜、孟村向斜、董家莊背斜、南玉子向斜、路家小靈臺(tái)背斜、安化向斜、祁家背斜、師家店向斜、彬縣背斜等，斷層罕見(jiàn)，構(gòu)造簡(jiǎn)單。其走向近東西，總體傾向北，含煤地層傾角一般為3176。在井田北部安化向斜南翼、祁家背斜北翼之間傾角較大一般18176。未發(fā)現(xiàn)大斷層?！?176。～6176?！?5176。（2）祁家背斜軸向北西西，軸長(zhǎng)約9km，地表出露的洛河組地層可見(jiàn)到該背斜形跡?！?176。左右，在安化向斜以南過(guò)渡部位地層傾角增大（18176。），軸部地層傾角2176?！?km，樞紐呈馬鞍狀起伏。兩翼傾角平緩，一般2176。局部5176。2）斷層根據(jù)《某井田勘探地質(zhì)報(bào)告》，未見(jiàn)影響生產(chǎn)及采區(qū)劃分的大、中型斷層。如城關(guān)煤礦東大巷在采煤過(guò)程中有45m斷距的正斷層，4煤底板一般呈現(xiàn)階梯狀或波狀起伏。下溝煤礦西部膠帶輸送機(jī)大巷有1條斷距約1m的正斷層，斷層附近瓦斯涌出量較大等。井田內(nèi)因煤層埋藏深，無(wú)小窯開(kāi)采后采空區(qū)積水直接涌入井下的問(wèn)題。該礦井水文地質(zhì)勘探類(lèi)型為“二類(lèi)一型”，以裂隙充水為主，礦井水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，礦井正常涌水量為210m3/h，最大涌水量為330m3/h。礦井含煤地層為下侏羅統(tǒng)延安組，共分為上下兩個(gè)含煤段，上含煤段厚度為0～，一般為20m，局部地段含煤僅見(jiàn)3煤層組，分為332兩層煤；下含煤段厚度為0～100m，一般為40～80m，含4煤層組，分為4上4上4上四層，其中4上4上4上為4煤的上分叉煤層。礦井主要開(kāi)采煤層為4煤，全井田分布，煤層全厚0～，屬特厚煤層，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般含0～2層夾矸，局部含2層以上夾矸，屬較穩(wěn)定煤層。4上1為4煤的上分叉煤層，分布于井田南部，煤層全厚0～，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，夾矸0～1層，為井田局部可采煤層，分布于井田南部，屬較穩(wěn)定煤層。2）頂?shù)装鍘r性礦井可采煤層為位于侏羅統(tǒng)延安組的4煤層、4上煤，各煤層頂?shù)装鍘r性情況如下所示：4上1煤：偽頂零星分布。底板以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，局部為砂巖?；卷敒橹小?xì)粒砂巖及粉砂巖，屬半堅(jiān)硬較穩(wěn)定頂板。屬半堅(jiān)硬穩(wěn)定頂板。直接頂以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，次為粉砂巖、～，易冒落，為半堅(jiān)硬不穩(wěn)定頂板。底板多為鋁質(zhì)泥巖、次為泥巖或炭質(zhì)泥巖，～，遇水泥化、易發(fā)生底鼓。根據(jù)《某井田勘探（精查）地質(zhì)報(bào)告》、《某礦區(qū)某礦井初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)》及《某煤礦瓦斯抽放工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)》，（見(jiàn)表11），根據(jù)《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》（AQ10262006），當(dāng)?shù)V井瓦斯絕對(duì)涌出量為80~160m3/min，礦井瓦斯抽采率至少按45%計(jì)算（礦井實(shí)際抽采率遠(yuǎn)大于此值）。t1瓦斯資源儲(chǔ)量/Mm3應(yīng)抽量/Mm3備注4煤4煤頂板%計(jì)算4上煤層（包括4上4上2）4上煤層頂板%計(jì)算合計(jì)礦井瓦斯涌出量隨著開(kāi)采強(qiáng)度、深度的加大和開(kāi)采范圍的增大而增大，歷年瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果均為高瓦斯礦井，2009年礦井瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果為：，屬高瓦斯礦井。某礦井歷年瓦斯等級(jí)鑒定情況見(jiàn)表13所示。礦井采用斜井單水平開(kāi)拓，開(kāi)采水平為+640m。主、副井口均布置在礦井工業(yè)場(chǎng)地中。411采區(qū)為開(kāi)拓區(qū)域，布置3個(gè)掘進(jìn)工作。礦井為高產(chǎn)高效礦井，采煤機(jī)械化程度100%，掘進(jìn)機(jī)械化程度90%。401采區(qū)兩條主、副斜井進(jìn)風(fēng)，1回風(fēng)立井回風(fēng)。實(shí)現(xiàn)了采、掘獨(dú)立回風(fēng)；，電機(jī)功率為750kW，排風(fēng)量10735m3/min。主扇型號(hào)為FBCDZNo33，電機(jī)功率為3452kW，排風(fēng)量6975m3/min。礦井所有掘進(jìn)面均使用對(duì)旋風(fēng)機(jī)，并實(shí)現(xiàn)雙風(fēng)機(jī)、雙電源、自動(dòng)分風(fēng)、自動(dòng)切換。地面設(shè)抽放系統(tǒng)5套（安設(shè)2BEC72型水環(huán)式真空泵9臺(tái)）；抽放主管道直徑分別為φ630mm和φ820mm。抽放的瓦斯經(jīng)抽放泵用于瓦斯發(fā)電。表14 瓦斯抽放泵主要參數(shù)表抽放系統(tǒng)泵站名稱(chēng)抽采泵型號(hào)臺(tái)數(shù)銘牌流量m3/min配套電機(jī)功率/kW銘牌負(fù)壓范圍/MPa備注地面抽放系統(tǒng)地面泵站2Bec7215400630045 監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)某煤礦目前使用的重慶煤炭科院研究院KJ90N安全監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)全面滿(mǎn)足AQ62012006相關(guān)技術(shù)要求，具有良好的穩(wěn)定性及可靠性。主要對(duì)井下各采掘工作面及主要大巷、硐室的風(fēng)量、瓦斯、溫度、一氧化碳、負(fù)壓及地面主扇、瓦斯抽放泵站的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。處理后的回用水由高位水池自流，一路從主井φ108管道送至井下膠帶大巷，供膠帶大巷、1＃總回風(fēng)大巷、2＃總回風(fēng)大巷消防灑水和401采區(qū)綜采工作面運(yùn)順施工用水；另外一路從副斜井φ219管道送至輔運(yùn)大巷，供輔運(yùn)大巷消防灑水及掘進(jìn)施工和401采區(qū)綜采工作面回順、泄水巷、灌漿巷用水。 防滅火系統(tǒng)礦井開(kāi)采的4煤、4上煤屬自然發(fā)火煤層，發(fā)火期35個(gè)月，最短24天，屬Ⅲ類(lèi)自然發(fā)火煤層。礦井采用了黃泥灌漿、注三項(xiàng)泡沫、凝膠防滅火、注氮、氣霧阻化、束管監(jiān)測(cè)及人工監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法。灌漿能力60m3/h(土方量為15m3/h)，能夠滿(mǎn)足401采區(qū)系統(tǒng)防滅火需要。地面制氮站經(jīng)325管路引至井下注氮點(diǎn)。沿回順上幫布置五個(gè)采樣頭，工作面上隅角、50m處、100m處、150m處，且采面每推采50m埋管采樣，并隨著工作面的推采而移動(dòng)。氣霧阻化：阻化泵安裝在采面運(yùn)順，工作面內(nèi)配有5個(gè)噴頭，24小時(shí)不間斷井下噴灑。 近幾年安全投入、人力資源、管理情況 安全投入情況某煤礦08年安全投入為5145萬(wàn)，09年安全投入為2826萬(wàn)，10年安全投入預(yù)計(jì)7800萬(wàn)。設(shè)立通風(fēng)管理部，通風(fēng)管理部配備業(yè)務(wù)主管6名，其中高工2名，工程師4名。集團(tuán)公司與某煤礦兩級(jí)單位成立了瓦斯綜合治理示范工程小組。下設(shè)通風(fēng)管理部、通風(fēng)維修隊(duì)、瓦斯抽采隊(duì)。礦井通風(fēng)管理和特種作業(yè)人員統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)表15所示。表16 近4年人員傷亡情況統(tǒng)計(jì)一覽表 單位：人年份2006200720082009死亡0000重傷3433輕傷5644其中某礦井2009年2月24日15時(shí)47分發(fā)生的火災(zāi)事故教訓(xùn)尤為深刻：2009年2月24日15時(shí)47分，某礦井發(fā)生火災(zāi)事故，事故發(fā)生地點(diǎn)為礦井40104工作面，該面是某煤礦開(kāi)采的第二個(gè)綜采工作面，布置在401采區(qū)，走向長(zhǎng)度1920m，工作面長(zhǎng)260m，屬于高瓦斯特厚易自燃煤層超長(zhǎng)工作面。因MG1660/650WD型采煤機(jī)的搖臂銷(xiāo)子因受力變形、銹蝕嚴(yán)重而采用常規(guī)辦法很難退出，礦動(dòng)力部已同西安煤機(jī)廠多次協(xié)商，均無(wú)較好的解決辦法；考慮到40104工作面煤層自燃發(fā)火周期短，爭(zhēng)取按計(jì)劃時(shí)間完成工作面回撤工作，某煤礦商定使用氣焊割煤機(jī)搖臂銷(xiāo)子，飛濺的火花引燃底板溢出的瓦斯，從而引燃了工作面采空區(qū)瓦斯，由于火勢(shì)蔓延速度快，火勢(shì)大，難以控制，最終造成礦井封閉。間接原因：（1）某煤礦違反《煤礦安全規(guī)程》第二百二十三條之規(guī)定,制定和批準(zhǔn)了《MG1660/650WD型采煤機(jī)搖臂銷(xiāo)子施工電火焊安全技術(shù)措施》，這是造成災(zāi)害的主要原因。（3）某煤礦在40104工作面氣焊工作的準(zhǔn)備及實(shí)施過(guò)程中，從礦領(lǐng)導(dǎo)到區(qū)隊(duì)管理人員多人出現(xiàn)違章指揮，安全監(jiān)管與安全監(jiān)督不到位；現(xiàn)場(chǎng)工作人員違章作業(yè)，氣焊時(shí)，未按措施要求鋪灑沙子、設(shè)置風(fēng)障。 瓦斯治理存在的問(wèn)題1）礦井瓦斯預(yù)測(cè)技術(shù)及方法推廣應(yīng)用正在研究探索，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性和效果較差。3）綜采放頂煤工作面布置高抽巷最佳層位參數(shù)確定有待確定。2）受井下采場(chǎng)（巷道）限制，實(shí)行“先抽后采”存在局限性，應(yīng)大力推行地面鉆孔（井）抽采方式。抽采方式尚難以滿(mǎn)足礦區(qū)復(fù)雜瓦斯地質(zhì)條件技術(shù)要求。 瓦斯利用存在的問(wèn)題1）礦井煤層滲透率低，采用預(yù)抽煤層瓦斯存在很大的困難，特別是采用地面鉆井抽采瓦斯，處于科研試驗(yàn)階段。3）瓦斯抽采量受煤炭生產(chǎn)影響很大，隨季節(jié)和煤層地質(zhì)狀況等的變化，抽放供應(yīng)很不均衡。礦井設(shè)置了瓦斯災(zāi)害綜合治理專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)，但是人員素質(zhì)有待提高，需要建立和完善正常的職工教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，有計(jì)劃地進(jìn)行強(qiáng)制性全員安全培訓(xùn)，安監(jiān)員、瓦檢員等特殊工種崗位必須做到持證上崗，需要對(duì)瓦斯治理相關(guān)單位的管理技術(shù)人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)。在煤礦特別重大事故中瓦斯事故所占比重最高。2008年全國(guó)煤礦事故發(fā)生1954起、死亡3215人，其中瓦斯事故發(fā)生182起、死亡778人，%、%，死亡3人以上事故中，瓦斯事故發(fā)生起數(shù)63起，死亡人數(shù)為290人，%%。目前某煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，瓦斯涌出量大，自燃發(fā)火嚴(yán)重，存在煤層抽采和預(yù)抽指標(biāo)臨界值缺乏，瓦斯治理工程量大等諸多問(wèn)題。 實(shí)施瓦斯治理示范工程的可行性某煤礦在建設(shè)之初就以高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)投入，建立了全國(guó)裝機(jī)容量最大的低濃度瓦斯電廠，也是全國(guó)唯一利用低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組余熱尾氣發(fā)電的電廠、陜西省首家被國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)確定的CDM(清潔發(fā)展機(jī)制)項(xiàng)目（發(fā)改氣候〔2008〕1431號(hào)），每年可獲得十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益和CER（經(jīng)核證的碳減排量）收益。彬長(zhǎng)集團(tuán)擬在某礦井建設(shè)通風(fēng)瓦斯發(fā)電項(xiàng)目，可行性研究報(bào)告已通過(guò)中國(guó)工程院院士及有關(guān)專(zhuān)家評(píng)審，正在辦理相關(guān)手續(xù)。礦井采用8套瓦斯抽放系統(tǒng)，在防滅火方面采用了黃泥灌漿、注三項(xiàng)泡沫、凝膠防滅火、注氮、氣霧阻化、束管監(jiān)測(cè)及人工監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法。集團(tuán)公司的領(lǐng)導(dǎo)的大力支持，是對(duì)實(shí)施瓦斯治理示范工程提供了人力、物力、財(cái)力保證。綜上所述，某煤礦具備建設(shè)瓦斯治理示范礦井的條件。 示范工程建設(shè)的總體目標(biāo)彬長(zhǎng)礦業(yè)集團(tuán)某煤礦瓦斯治理及利用總體目標(biāo)為：1）杜絕瓦斯重大傷亡事故，控制采空區(qū)發(fā)火事故；2）實(shí)施“區(qū)域瓦斯治理先行，局部瓦斯治理為補(bǔ)充”的瓦斯治理戰(zhàn)略和“地面、井下瓦斯抽采相結(jié)合”的瓦斯治理模式，實(shí)現(xiàn)礦井安全高效生產(chǎn)；3）2010年底，煤層瓦斯抽采量達(dá)3800萬(wàn)m3，瓦斯利用量達(dá)1300萬(wàn)m3，實(shí)現(xiàn)瓦斯抽采率達(dá)到50%以上，可利用瓦斯的利用率達(dá)到80%以上。始終以“抽放為主、風(fēng)排為輔”治理瓦斯，將“區(qū)域預(yù)抽、邊掘邊抽、采前預(yù)抽、邊采邊抽、采后卸壓抽放和高抽巷抽放”作為礦井瓦斯綜合治理的實(shí)施方法。1）優(yōu)化礦井通風(fēng)系統(tǒng)，滿(mǎn)足系統(tǒng)合理、設(shè)施完好、風(fēng)量充足、風(fēng)流穩(wěn)定的要求，礦井風(fēng)量富余系數(shù)達(dá)到規(guī)定要求。3）安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，達(dá)到裝備齊全、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、斷電可靠、處置迅速的規(guī)定。5）著力構(gòu)建“通風(fēng)可靠、抽采達(dá)標(biāo)、監(jiān)控有效、管理到位”瓦斯綜合治理工作體系，建立瓦斯治理示范礦井，推動(dòng)瓦斯治理再上新臺(tái)階，預(yù)防瓦斯事故，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。健全瓦斯治理技術(shù)管理體系，一是健全以總工程師為核心的技術(shù)管理體系，設(shè)立通風(fēng)部、通維隊(duì)、抽滅隊(duì)、監(jiān)測(cè)中心、通風(fēng)調(diào)度等專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍和機(jī)構(gòu)，配足配齊技術(shù)人員；二是礦井的開(kāi)拓部署、采區(qū)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)系統(tǒng)調(diào)整及新技術(shù)、新裝備、新工藝的推廣應(yīng)用由總工程師決策，其他副職對(duì)自己所分管的業(yè)務(wù)范圍負(fù)責(zé)。按規(guī)定及時(shí)組織通風(fēng)阻力測(cè)定，掌握礦井阻力分布情況。（2）礦井實(shí)行分區(qū)通風(fēng)，實(shí)現(xiàn)采、掘獨(dú)立回風(fēng)；嚴(yán)格按照規(guī)定施工井下所有風(fēng)門(mén)、風(fēng)橋、密閉等通風(fēng)設(shè)施及構(gòu)筑物，提高有效風(fēng)量率；同時(shí)，加強(qiáng)通風(fēng)巷道維修，保證風(fēng)流暢通，主要進(jìn)回風(fēng)巷實(shí)際斷面不小于設(shè)計(jì)斷面2/3。3）加大瓦斯抽采和抽采達(dá)標(biāo)考核評(píng)估（1）堅(jiān)持多措并舉，開(kāi)展地面與井下瓦斯抽采相結(jié)合，井下區(qū)域抽采與邊掘邊抽相結(jié)合，采前預(yù)抽與邊采邊抽相結(jié)合，高抽巷抽采與卸壓抽放相結(jié)合的瓦斯抽采方式。對(duì)回采區(qū)域煤層的瓦斯壓力、瓦斯含量、煤層透氣性等參數(shù)進(jìn)行測(cè)定，選擇合理的抽采系統(tǒng)、抽采方法