潞安集團(tuán)常村煤礦瓦斯治理跑出“加速度”

瓦斯是什么？民眾心中都會有一個定義，就是對氣體燃料的通稱，在人類的日常生活中扮演了非常重要的角色。然而，在煤礦，瓦斯卻是井下五大自然災(zāi)害之一。因此，破解瓦斯治理難題成為煤礦企業(yè)的重中之重。

潞安集團(tuán)常村煤礦投產(chǎn)25年來，從以“通風(fēng)為主、抽采為輔”的瓦斯治理思路，到“應(yīng)抽盡抽、先抽后采”，再到“抽采為主、通風(fēng)為輔”的新方法，最終總結(jié)提煉出適合潞安集團(tuán)常村煤礦發(fā)展的“31241”礦井瓦斯治理思路，即“遵循三個原則、構(gòu)建一個模式、實現(xiàn)兩項提升、打造四個標(biāo)桿、抓好一個關(guān)鍵?！?/p>

“脈”通全局升級治理水平

“瓦斯治理采取的手段，主要從依賴通風(fēng)逐漸變?yōu)槌椴蔀橹?，而抽采手段主要以單一的順層預(yù)抽鉆孔為主，轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的多方向、多角度、多維度的立體化抽采模式。”該礦抽采科副主任師王坤介紹。

潞安集團(tuán)常村煤礦從投產(chǎn)初期，各業(yè)務(wù)單位就派出技術(shù)人員對標(biāo)瓦斯治理先進(jìn)礦井，學(xué)習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗和技術(shù)。2012年，該礦引進(jìn)了“澳鉆千米定向鉆機(jī)”，確保了礦井抽、掘、采合理銜接，開啟了潞安集團(tuán)常村煤礦瓦斯超前治理的新篇章。同年，該礦開始推進(jìn)井田范圍的地面排采井工程。截止目前，完成141口地面抽采井施工，其中48口抽采井仍在持續(xù)排采，已超前治理井田面積81萬平方米，超前治理煤量685萬噸，累計排采瓦斯512萬立方米。

從采掘工作面瓦斯治理措施來看，該礦推廣Y型工作面布置，將綜采工作面采前、采中、采后瓦斯治理和減巷提效相結(jié)合，科學(xué)有效的解決了銜接緊張和瓦斯治理兩者互相制約的問題。同時，隨著瓦斯治理技術(shù)的發(fā)展和治理理念的提升，該礦確定了瓦斯巷先行、超前治理的瓦斯治理路線。允許通過瓦斯參數(shù)在區(qū)域驗證合格的情況下掘進(jìn)，在掘進(jìn)過程中，采取邊掘邊抽、迎頭預(yù)抽等措施的前提下，提升瓦斯管理級別，按照防突礦井規(guī)格，定期進(jìn)行局部效果檢驗，做到了先治理、后掘進(jìn)，先安全、后生產(chǎn)。

另外，潞安集團(tuán)常村煤礦瓦斯治理QC小組在2017年憑借《井下打鉆噴孔綜合防護(hù)裝置》獲得全國優(yōu)秀質(zhì)量管理小組榮譽(yù)稱號，同年榮獲中國煤炭行業(yè)優(yōu)秀質(zhì)量管理小組榮譽(yù)稱號。2018年，《井下打鉆高壓拔桿裝置》榮獲長治市、山西省優(yōu)秀質(zhì)量管理小組一等獎榮譽(yù)稱號。2019年，《振動式水煤分離裝置》榮獲長治市、山西省優(yōu)秀質(zhì)量管理小組一等獎榮譽(yù)稱號，同年榮獲中國煤炭工業(yè)優(yōu)秀治理管理小組一級稱號，進(jìn)一步提升了現(xiàn)代化瓦斯治理水平。

把含金量的科技資源“囊入懷中”

“思想觀念要不斷更新，要擺脫‘固定思維’，適應(yīng)礦井發(fā)展需求，加快‘換擋’速度，進(jìn)一步加快加強(qiáng)瓦斯抽采，開發(fā)利用瓦斯資源，使之變害為利，提高礦井發(fā)展質(zhì)量和效益?！痹摰V黨政表示。

2006年8月，潞安集團(tuán)常村煤礦第一個地面永久抽采瓦斯系統(tǒng)中央瓦斯泵站開工建設(shè)，2007年建成投運。緊接著的2年間，該礦井下陸續(xù)建成投運三座移動泵站，初步構(gòu)建了全礦的抽采系統(tǒng)。

不僅如此，該礦積極引進(jìn)瓦斯抽采先進(jìn)技術(shù)裝備，2010年開始使用液壓鉆機(jī)，2014年引進(jìn)澳大利亞的千米鉆機(jī)，用于施工長距離模塊化預(yù)抽鉆孔，進(jìn)行高瓦斯區(qū)域瓦斯超前治理，實現(xiàn)了高瓦斯區(qū)域向低瓦斯區(qū)域的轉(zhuǎn)變。2018年，引進(jìn)水利造穴鉆機(jī)，用于預(yù)抽鉆孔水力增透，實現(xiàn)煤層高效率泄壓抽采。

同時，引進(jìn)鉆孔成像儀、鉆孔軌跡測量儀等鉆孔施工輔助裝置，用于觀測、分析鉆孔內(nèi)煤、巖層特性及鉆孔偏移情況，摸索出了不同煤、巖層條件下鉆孔偏移規(guī)律，為優(yōu)化鉆孔設(shè)計提供依據(jù)。與此同時，引進(jìn)瓦斯氣體綜合參數(shù)測定儀，實現(xiàn)了地面在線實時監(jiān)測支管濃度、負(fù)壓、流量、溫度等參數(shù)，提升了抽采系統(tǒng)數(shù)據(jù)自動化、智能化水平。

此外，實施封孔并網(wǎng)工藝，2015年，該礦全面推廣“兩堵一注”囊?guī)綗o機(jī)注漿封孔工藝。該工藝推廣后，鉆孔漏氣率明顯降低，鉆孔萬米抽采量提升40%，封孔材料成本投入減少10%，是一種性價比高、抽采效果好的封孔工藝。

截止目前，潞安集團(tuán)常村煤礦抽采系統(tǒng)由中央、王村兩座地面永久瓦斯泵站和井下S5延伸采區(qū)泵站、S3泵站、S3羅茨泵站、N3延伸泵站、470泵站、22采區(qū)泵站6座臨時移動泵站組成，總裝機(jī)能力14101立方米/分鐘，運行能力7540立方米/分鐘。

科技創(chuàng)新始終保持“熱情”

如何進(jìn)行瓦斯利用，潞安集團(tuán)常村煤礦在低濃度瓦斯利用領(lǐng)域進(jìn)行了深入探索。從2016年開始，實施了熱源撬低濃度瓦斯供熱系統(tǒng)替代燃煤鍋爐的可行性實踐，可利用濃度≥5%的瓦斯，填補(bǔ)了低濃度瓦斯利用的空白。2018年瓦斯利用量達(dá)到340萬立方米，獲得國家瓦斯利用補(bǔ)貼130萬元，實現(xiàn)了潞安集團(tuán)常村煤礦瓦斯利用零利潤的突破。截止2020年7月，熱源撬全年累計瓦斯利用量為187萬立方米。

據(jù)了解，熱源撬瓦斯利用項目是一種清潔、環(huán)保、無污染的瓦斯利用項目，相比于低濃度瓦斯內(nèi)燃機(jī)發(fā)電，熱源撬的氮氧化物的排放實現(xiàn)了零排放。該技術(shù)是全球首次將低濃度瓦斯利用理論應(yīng)用在現(xiàn)場的開拓性創(chuàng)新，填補(bǔ)了國內(nèi)外超低濃度瓦斯利用的空白，在國際、國內(nèi)行業(yè)均處于領(lǐng)先地位。

值得一提的是，潞安集團(tuán)常村煤礦為實現(xiàn)礦井轉(zhuǎn)型升級、綠色發(fā)展。2019年，該礦王村風(fēng)井高效建成地面泵站低濃度發(fā)電站。截止2020年7月，累計發(fā)電1400萬千瓦時，年發(fā)電量預(yù)計達(dá)到5000萬千瓦時，預(yù)計年收益達(dá)到千萬，開創(chuàng)了該礦瓦斯利用的新格局。

“根據(jù)南翼曲莊風(fēng)井和北翼花垴風(fēng)井服務(wù)區(qū)域瓦斯賦存情況，我們計劃在曲莊風(fēng)井工業(yè)場地建設(shè)‘低濃度瓦斯’發(fā)電利用項目，在花垴建設(shè)‘乏風(fēng)氧化瓦斯’利用項目，最終實現(xiàn)地面泵站瓦斯利用100%的目標(biāo)?！痹摰V抽采科科長陳五一說。