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寻求瓦斯治理的最优解 ——古城煤矿瓦斯治理践行“算账”文化纪实

煤炭资讯网

2022/8/12 21:07:09 矿建勘探

【本网讯】不治瓦斯妨安全，治理瓦斯要花钱，瓦斯治理既要算“安全账”，也要算“经济账”。今年以来，在实施精益思想指导下的“算账”文化过程中，如何充分利用人力、物力、财力，优化资源配置，既能提升抽采效率，保证矿井抽、掘、采平衡，还能节约成本，从根本上解决瓦斯治理难题，实现安全效益和经济效益最大化，在寻求瓦斯治理最优解的路途上，潞安化工集团古城煤矿进行了有益的尝试和探索。
“算账”需要总公式
自实施精益思想指导下的“算账”文化以来，该矿抽采部曾一度陷入“巧妇难为无米之炊”的烦恼，一方面治理瓦斯需要上措施、用材料，一方面又担心突破成本，该矿抽采部的技术人员急得抓耳挠腮。为此，抽采部召开了多次专题会议，每个人针对这个问题各抒己见。“大家分析的都对，但是要解决这个矛盾，必须思路清晰，从根本上解决问题，从根本上消除隐患。”听了大家的发言，该矿抽采部部长付小鹏直击要害。这个理念一经提出，大家眼前便豁然开朗了。怎样算好这笔账，抽采部提出了“价值创造=（抽采量+万米抽放量+治理煤量）*增量-投入”的公式。
抽出瓦斯，才是瓦斯治理的王道，而预抽瓦斯是最可靠的、做得到的最有效防突措施。瓦斯治理的价值创造在于千方百计地提高万米抽放量，增加预抽煤层瓦斯量，进而提升治理煤量的同时，尽可能少投入。有了“算账”的总公式，就定下了实践的总路径，办法就会多起来。
“定向钻机”渐成主角
迈步钻场边掘边抽是古城煤矿一直以来瓦斯治理的主要模式。该模式的主要优点是适用性强、施工速度快，价格相对较低，但也存在着轨迹不可控、成孔较差、易留空白区域等缺点。从根本上解决问题，就是要打破这种模式，因而古城煤矿引入定向钻机实施模块化预抽治理。
该方法最先在古城煤矿南翼1#回风大巷反掘段工作面试验成功。2022年4月19日，该工作面与南翼1#回风大巷顺利贯通。巷道掘进期间从未发生过瓦斯预警，割煤期间回风流瓦斯浓度最大值未超过0.30%。“范科长，放手去抓进尺吧，我们这边不存在任何制约了。”该巷道掘进至110米时，该矿抽采部部长付小鹏自信地打电话通知生产中心掘进科。他能有这样说话的底气，源自于该工作面采取的7个480m长距离定向钻孔超前治理措施通过了区域效果检验及连续验证。之后，南翼1#回风大巷反掘段的掘进过程中，未开过任何一个钻场，未打过任何一个抽采钻孔。
南翼1#回风大巷毫无疑问是古城煤矿最成功的瓦斯治理“试验田”，这也证实了定向钻机肯定行。在S1308胶顺反掘时，该矿抽采部技术人员又根据瓦斯治理实际情况开展调研，采取了“定向钻模块化预抽+邻巷预抽”加强抽采措施，进一步缩短了达标时长。S1308回顺掘进期间，回风流瓦斯一度达到0.6%以上，旋即安排巷道由S1308回顺拐入3#横贯，并对S1308胶顺施工了邻巷预抽孔加强预抽。S1308胶顺正头施工的450m定向钻孔，已经带抽较长时间。当S1308胶顺反掘段施工110m左右，定向钻与邻巷孔相接，回风流瓦斯浓度逐渐回落，割煤时回风流瓦斯最高不超0.38%。据该矿抽采部技术人员介绍，“采用这个模式，S1308胶顺反掘可少掘7个钻场，圆班最高进尺可达16米，月最高进尺可达到402米”。
定向钻机不仅在掘进工作面可行，在回采工作面中部瓦斯治理上也卓有成效。S1306工作面为该矿2022年重点衔接头面，瓦斯治理工程是施工的重中之重。为了尽量完成钻孔施工，该矿抽采部将工作面两侧巷道原设计为190m的钻孔缩短至120m、140m,在中部100m区域进行定向钻机施工。通过“定向钻+普钻”治理回采工作面瓦斯模式，不但将普钻三班两孔的速度提升至三班三孔，保证了抽采达标时长，而且在回采期间，垂直于煤壁的定向钻孔还能不断地抽出工作面1/3长度的煤壁涌出瓦斯。
虽然采用定向钻治理瓦斯成本较高，但通过与普钻措施的配合，实现巷道空间与治理时间的合理转换，缩短的达标时长全部转化成为了进尺与煤量，更减少了人员与瓦斯治理“短兵相接”的风险。
“地面井压裂排采”当仁不让
地面瓦斯治理不受时间和空间的制约，能够以“超前施工时间”换取“井下作业空间”，在降低井下采掘风险同时，释放矿井生产力，提高生产效率。目前，古城煤矿南五盘区、南六盘区、北五盘区、北六盘区大部区域已由华北油田地面井覆盖，该矿只能着力在未覆盖的北二、南二盘区开展地面瓦斯治理工程。
根据以往地面井压裂排采数据，该矿压裂排采效果最好的一口井日抽采量达1160Nm3，分钟排采量为0.8 m3/min，相当于井下两个定向钻孔或两个新成孔钻场，每年其有效范围内煤体瓦斯可降低0.5m3/t。前期压裂排采的11口地面井分钟总抽放量为4 m3/min，整体相当于该矿N1306辅顺掘进工作面所有边掘边抽钻场相加后的抽采效果。算清这笔“效果账”后，该矿在今年安排了20余口地面井陆续开始压裂排采，且年内将在北二盘区新打设14口地面井。同时，通过图纸比对，计划明年安排对位于南三盘区华北油田缺漏区域开展一次性打钻排采，可覆盖未来5年至10年的所有回采区域。
借他山之石，谋发展之路。该矿抽采部在对标余吾煤业时发现，余吾煤业打一口U型井需花费2000万，日产气量为8000Nm3，投入相当于古城煤矿10口地面压裂井，但效果却是当下11口地面井抽采总量的1.6倍。“如果在古城井田区域试验U型井，以咱们的煤层透气性，施工U型井后日产气量预估将可达到10000 Nm3，单口井保守日产值可达2至3万元。”该矿抽采部的技术人员对U型井试验效果信心满满。
“井下减人、少人是已是必然趋势。每台普钻每班至少需要四人，加管路延伸、系统管理与放水，每个作业地点都需7人左右维持。矿井下近30台钻机施工，仅抽采入井人员就要占到限额500人的50%，管理形势倒逼我们必须将井下的瓦斯治理工程转向地面。”谈及瓦斯治理规划，该矿抽采部部长付小鹏说，“通过大规模地面预抽，可减少采掘区域井下瓦斯治理压力，未来地面与井下相结合，完全可以保证瓦斯零突出、零超限甚至零预警。”
上半年，该矿累计完成钻孔进尺342621m，完成计划的115.5％，累计完成瓦斯抽采量5240万m3，完成计划的102.1%，万米抽采量由年初的0.88m3/min，提升至0.96m3/min，抽采率达65%，这是古城煤矿运用精益指导下的“算账”文化不断探索瓦斯治理新模式带来的显著效益。
攻坚克难，精益求精，精益化管理之路，只有起点，没有终点。面对严峻的瓦斯治理形势，古城煤矿立足现有瓦斯治理模式，从解决问题、提升管理、提高效益出发，逐步调整瓦斯治理思路，由“措施型”向“工程型”转变、“局部型治理”向“区域型治理”转变、“过程型治理”向“超前型治理”转变，在一次次寻求瓦斯治理最优解的过程中，着力摸索一条具有古城特色的精益化区域瓦斯治理新模式，最终实现“立体治理、智能抽采”的瓦斯治理目标。

本网通讯员：侯佳琳张一鸣

编辑：肖平