1)采用下山剃头开采,生产布置过于集中
铜川局下石节煤矿、陈家山煤矿和韩城局桑树坪煤矿北一采区采用剃头方式。陈家山煤矿、下石节煤矿和玉华煤矿均采用“一矿一面”的集约化生产模式,一个采区布置1个综放工作面、3-5个掘进工作面,采区同时作业人数普遍超过100人。桑树坪煤矿北一采区同时布置2个回采工作面、7个掘进工作面。
解决对策:
(1)采用两个采区布置,一个采区回采,另外一个采区准备;
(2)在生产采区内增加一条回风上山,确保回采工作面和掘进工作面有独立的通风系统。
2)高位排瓦斯巷设置违反《煤矿安全规程》
《煤矿安全规程》第137条规定,回采工作面设置专用排瓦斯巷时,条件之一是所开采煤层为不易自燃煤层。陈家山煤矿、下石节煤矿和玉华煤矿所开采的4-2煤层属于Ⅱ类自燃煤层,综放工作面设置高位排瓦斯巷不符合《煤矿安全规程》第137条规定。
解决对策:
陕西省煤矿安全检察部门已对陈家山、下石节和玉华煤矿设置高位排瓦斯巷的回采工作面下达了停产整改令。目前,除陈家山矿因事故尚未生产外,其余两个矿仍在继续按原方式进行生产。对此,针对立即停产和维持生产两种方式,提出两套技术建议,
(1)立即取消高位排瓦斯巷的技术建议
①立即停止设置高位排瓦斯巷的回采工作面的生产,撤出开采设备,对工作面进行封闭处理。
②设置高位排瓦斯巷的备用工作面按分层开采方式重新进行布置,先采上分层。
③上分层开采时,下部分层和顶板围岩会因采动卸压而大量释放瓦斯,上分层工作面必须采取本煤层瓦斯预抽抽和采空区瓦斯抽放措施,同时要对下部煤层中已掘巷道采取自燃发火防治措施。
(2)短期内使用高位排瓦斯巷的技术建议
①维持现状阶段
对于现生产综放工作面,必须采取如下的安全保障措施:
●采用束管监测系统监测和人工定期测试相结合的方式严密监视高位排瓦斯巷和采空区的自然发火情况;
●确保高位排瓦斯巷瓦斯浓度不超过2.5%;
●严禁采用架间向采空区方向或向架顶垂直打眼放炮方式预裂爆破顶煤,严禁在高位排瓦斯巷两侧10m内打眼放震动炮;
●积极探索采用架间或煤壁向工作面前方打眼放炮预裂顶煤的安全参数。
②采空区合理瓦斯抽采方式试验阶段
对于备用综放工作面,应积极探索合理的采空区瓦斯抽采方式:
●考察工作面采空区冒落带、裂隙带的高度分布,确定顶板岩石高抽巷的合理布置层位;
●分别对倾向顶板高抽岩巷、走向顶板高抽岩巷、分段走向高位钻孔和地面钻孔等方式的采空区瓦斯抽采效果进行对比考察,优选采空区合理抽采方式和瓦斯抽采参数;
●进行深孔松动爆破、多排钻孔立体交叉方式等强化瓦斯抽采效果的试验,摸索合理的本煤层强化预抽方式与参数。
③全面取消高位排瓦斯巷阶段
对于后续工作面,按照试验获得的本煤层预抽和采空区抽采合理方式进行瓦斯抽采,全面取消高位排瓦斯巷。
(3)架间爆破预裂顶煤有引燃引爆采空区瓦斯危险
铜川局陈家山、下石节和玉华矿4-2煤层比较坚硬,顶煤难以放落。由于支架上部顶煤发生位移产生裂隙和空顶是瓦斯积聚,采用架间迎面钻孔爆破方式预裂顶煤,存在引燃引爆采空区瓦斯的可能性。
解决对策:
(1)煤层高压注水软化;
(2)超前回采工作面采用走向或倾向深孔松动爆破方式预裂煤层,这种方法不但可以增加煤炭回收率,而且还可以结合采前抽放瓦斯措施,提高煤层瓦斯抽放率;
(3)结合本煤层预抽瓦斯,对煤层实施水力压裂;
(4)积极探索采用架间向煤壁方向打眼方式预裂爆破顶煤的安全参数;严禁采用架间向采空区方向或向架顶垂直打眼放炮方式预裂爆破顶煤,严禁在高位排瓦斯巷两侧10m内打眼放震动炮。
4)采空区存在老顶大面积垮落大量扇出瓦斯的危险
陈家山、下石节和玉华煤矿由于顶板含有一层厚达200m的坚硬砾岩层,老顶垮落不充分,地表下沉不明显。一旦采空区老顶大面积突然垮落,采空区瓦斯将被大量扇出,具有形成瓦斯旋风并诱发瓦斯灾害的可能性。
解决对策:
(1)加强地表移动变形观测;
(2)设置地面观测钻孔,对老顶岩移速度、规律进行动态观测与预测预报;
(3)与科研院所合作,进一步研究巨厚老顶大面积塌落可能性;
(4)制定矿井发生采空区大面积塌落时的应急预案,出现异常情况时,采取积极有效的安全措施,确保井上下人员安全。
5)突出矿井大巷架线电机车运输不符合《煤矿安全规程》要求
韩城矿务局下峪口矿和桑树煤矿属于瓦斯突出矿井,大巷采用架线电机车运输方式,不符合《煤矿安全规程》第347条第五款规定。
解决对策:
尽快完成矿井运输系统改造,以蓄电池电机车取代架线电机车,并更换不符合规定的钢轨。
6)机械化程度低,采掘接替紧张
韩城矿务局所属三个矿井,除象山煤矿有一个综放工作面和一个高档普采工作面外,其余工作面均采用炮采炮掘,机械化程度低,采掘接续关系紧张。
解决对策:
提高主采煤层的采掘工作面机械化程度,缓解采掘接续关系。
7)回采巷道支护强度不足,变形严重
铜川矿务局4-2煤层底板属于软岩,韩城矿务局桑树坪矿和下峪口矿3#煤层属于“三软”煤层,在地应力和采动应力的共同作用下,回采巷道(特别是回风顺槽)局部地段底鼓和侧鼓极为严重,最大底鼓和侧鼓量超过1000mm,巷道收缩变形对工作面通风影响很大。巷道从开掘到回采结束,要翻修5-6次。
解决对策:
(1)加强支护强度,提高支护效果;
(2)巷道掘进后立即对巷帮喷浆;
(3)采取联合支护方式;
(4)适当预留部分断面收缩系数,增大掘进断面;
(5)巷道掘进时,巷道底板开切卸压槽;
(6)合理留设巷间煤柱尺寸。
8)矿井通风距离长、通风阻力大,通风系统后续能力不足
铜川局下石节煤矿和韩城局桑树坪、下峪口和象山矿的通风系统通风距离长、通风阻力大,通风系统后续能力不足能够满足矿井生产的需要。下石节煤矿进入二水平开采时,通风线路长(8km)、阻力高达259mmH2O,矿井通风能力将严重不足。
解决对策:
(1)象山煤矿井应增掘一条暗斜井;
(2)下峪口煤矿井田应在北翼新增一对进、回风立井;
(3)桑树坪煤矿应在南一采区和北一采区各补凿一对进回风井,以满足开采范围的扩大和采深的加大对矿井通风能力的需要。开凿新风井,更换大风机;
(4)优化通风系统;
(5)刷大关键通风巷道的断面积,减小通风阻力。
9)采区未设专用回风巷,不符合《煤矿安全规程》规定
韩城矿务局下峪口煤矿和桑树坪煤矿部分采区未设专用回风巷,不符合《煤矿安全规程》第113条规定。
解决对策:
尽快补设专用回风巷。
10)采区变电所无专用回风巷
韩城矿务局北一采区200二号变电所和平二453变电所、下峪口煤矿部分采区变电所和象山煤矿采区变电所无专用回风巷,不符合《煤矿安全规程》第132条规定。
解决对策:
补掘采区变电所专用回风巷。
11)本煤层瓦斯预抽强度不足
除铜川矿务局陈家山矿和韩城矿务局下峪口矿外,玉华、下石节、桑树坪和象山均没有开展本煤层瓦斯预抽。
解决对策:
(1)开展本煤层瓦斯预抽,落实“先抽后采”瓦斯治理方针;
(2)采用双侧迎面斜交钻孔方式布置预抽钻孔,增加钻孔密度,保证回采工作面吨煤预抽钻孔长度不少于0.1m。
(3)积极推广交叉钻孔、深孔松动爆破、气穴法等措施,增加煤层透气性系数,强化预抽本煤层瓦斯。
(4)抓好“边采边抽”环节,提高本煤层瓦斯预抽效果。
12)抽采瓦斯浓度低,系统抽采能力不足
铜川矿务局下石节、玉华煤矿和韩城局桑树坪、下峪口和象山矿现抽采系统能力不足。韩城矿务局部分矿井采空区和预抽共用一套系统,抽采瓦斯浓度只有5-20%。
解决对策:
(1)根据抽采需要购置大流量、高真空度的瓦斯泵;
(2)更换大直径瓦斯抽采管道;
(3)采用地面垂直钻孔敷设瓦斯抽采系统主干管,减少井下管网长度;
(4)提高钻孔封孔效果和抽采管网气密性。
13)煤层异常松软,本煤层预抽钻孔施工极为困难
韩城矿区桑树坪矿和下峪口煤矿3#煤层极为松软,坚固性系数小于0.2,打钻过程塌孔、喷孔现象严重,预抽钻孔施工极为困难,钻孔深度很难超过40m。
解决对策:
(1)添置大功率、大扭矩强力钻机,提高钻机能力;
(2)采用压风配套螺纹钻杆排粉工艺技术,购置移动式压风机,采用一台钻机配套一台移动式压风机的方式,提高压风排粉风压和风量;
(3)采用组合式扩孔钻具,变一次成孔为二次或三次成孔。
14)玻璃钢瓦斯抽采管道抗冲击性能偏低
从铜川矿务局陈家山“11.28”事故现场的情况来看,井下玻璃钢管主干管和支管全部炸碎,瓦斯爆炸灾害通过玻璃钢管传递到相邻工作面,说明玻璃钢管抗冲击能力特别是抗爆炸冲击能力偏低,作为抽放管路是不安全的。目前,下石节和玉华煤矿瓦斯抽采系统主干管和支管全部为玻璃钢。
解决对策:
用钢管取代抽采管网所用的玻璃钢管。
15)防灭火技术、系统和装备不能完全满足高瓦斯易自燃煤层综放开采的要求
铜川矿务局陈家山、下石节和玉华矿的灌浆站土源枯遏,灌浆管路过长,灌浆倍线极不合理;瓦斯抽采与防灭火相互制约;火灾隐患识别及控制技术落后。
解决对策:
(1)新建陈家山煤矿多功能灌浆注胶防灭火系统;
(2)改造玉华煤矿和下石节煤矿的灌浆防灭火系统;
(3)在陈家山、下石节和玉华煤矿新建液态CO2防灭火系统和惰性泡沫防灭火系统;
(4)陈家山、下石节和玉华煤矿建立井下移动式应急防灭火系统;
(5)开展铜川矿务局高瓦斯易自燃煤层综放开采火灾隐患及控制技术的研究。
15)韩城局瓦斯突出预测敏感指标不敏感
韩城矿务局桑树坪和下峪口煤矿3#煤层瓦斯突出预测敏感指标不敏感;本煤层预抽极难,排放钻孔施工困难,缺乏有效的局部防突措施。
解决对策:
(1)保护层开采是根治桑树坪煤矿和下峪口煤矿3#煤层瓦斯突出问题的上策,围绕3#煤层来治理3#煤层瓦斯突出则是下策。必须应该毫不动摇地开采2#煤层,哪怕是在局部区域回采岩层也要坚持采下去。与此同时,应积极开展二水平奥陶系灰岩水文地质调查与探测工作,为将11#煤层作为3#煤层的下保护层开采提供技术基础。
(2)结合煤层赋存条件和地质条件的变化情况,进一步开展煤与瓦斯突出预测敏感指标及临界值的研究;
(3)购置坑透仪、地质雷达等先进的地质构造探测设备,即使在没有先进的地质构造探测设备之前,采掘过程中也必须严格执行地质构造超前探测制度;
(4)积极完善现有局部防突措施的工艺参数,探索高效快速的局部消突措施;
(5)积极和科研院校合作,开展深部水平(区域)3#煤层瓦斯地质规律与瓦斯突出危险性区域预测工作。
16)部分井下电缆为非阻燃电缆
铜川矿务局下石节煤矿井下有在用油浸纸绝缘高压电缆12000米,韩城矿务局桑树坪煤矿和下峪口煤矿井下分别分别有47970m和11000m油浸纸绝缘铅包高压铠装电缆,这些电缆属非阻燃电缆,与《煤矿安全规程》第467条第四款的规定不符。
解决对策:
用YJV型交联聚乙烯绝缘高压电缆替换油浸纸绝缘铅包高压铠装电缆。
17)井下部分电气设备防爆等级不符合《煤矿安全规程》
韩城矿务局桑树坪煤矿和下峪口煤矿属于突出矿井,但井下仍有129台在用的GFW—1型高压开关柜、KSJL—320/6型油浸变压器,防爆等级不符合《煤矿安全规程》第444条的规定。
解决对策:
立即更换为矿用防爆型电气设备。
18)部分电气设备保护功能不全
韩城矿务局共有243台电气设备保护功能不全,其中,桑树坪煤矿井下49台在用PB2—6型高压开关只有欠压和短路保护,60台在用QC83—80磁力启动器只有过流保护;下峪口煤矿井下20台在用PB2—6型高压开关只有欠压和短路保护,60台在用QC83—80磁力启动器只有过流保护;象山煤矿14台井下在用PB2—6型高压开关只有欠压和短路保护,40台在用QC83—80磁力启动器只有过流保护;这两类设备的保护功能与《煤矿安全规程》第455条和第457条的规定不符。
解决对策:
用BGP型高压开关替换PB2—6型高压开关,用KSDK—15型低压开关替换QC83—80磁力启动器。
19)无井下电网监控系统
韩城矿务局和铜川矿务局所有矿井均无井下电网监控系统。
解决对策:
购置并装设井下电网监控系统。
20)技术力量严重薄弱
铜川局和韩城局均存在专业技术人员严重短缺的现象,工程技术人员工资待遇偏低,近10年来没有进过大学毕业生,而且原有的技术人员流失严重。
解决对策:
提高工程技术人员的待遇,制定人才培养和鼓励制度,加大人才引进力度,为持续稳定的煤矿安全生产提供有力的人才保证。
4 先进经验
1)超薄煤层保护层开采
韩城矿务局桑树坪、下峪口矿3#煤层极为松软,局部防突措施施工极为困难。为有效地消除3#煤层瓦斯突出危险性,下峪口矿已将2#煤层(厚度只有0~0.4m)作为上解放层进行开采,取得了很好的消突效果。
韩城矿务局为了鼓励突出矿井开采超薄保护层,制定和实施了每开采1平方米的2#煤层、矿务局补贴20元的鼓励政策。
(2)回采工作面煤壁浅孔注水
韩城矿务局桑树坪、下峪口矿坚持实施回采工作面煤壁浅孔注水措施,有效地防止了极为松软3#煤层工作面煤壁“抽冒”,显著地降低了回采工作面的煤尘浓度。
(3)技术人员的激励机制
从2004年开始,铜川矿务局和韩城矿务局先后实施了专业技术人员激励政策,韩城矿务局分初级、中级、高级三个档次对在职工程技术人员进行补贴,补贴标准分别为600元/月、700元/月和800元/月;铜川矿务局分初级、中级、高级三个档次对在职工程技术人员进行补贴,补贴标准分别为300元/月、400元/月和500元/月。这一措施的实施,有效地稳定了在职工程技术人员队伍。
背景资料:
铜川矿务局基本情况
铜川矿务局位于陕西省铜川市,始建于1955年,是在旧同官煤矿的基础上改造发展起来的国有大型煤炭企业。现辖铜川、焦坪两个自然矿区,井田总面积387.2平方公里,截止2003年末地质储量9.68亿吨,可采储量6.19亿吨。现有8对生产矿井,其中陈家山煤矿、下石节煤矿、玉华煤矿为高瓦斯矿井,金华山矿二段、王石凹东部区域为高瓦斯区域。全局核定生产能力为1061万吨/年,2004年生产原煤1058万吨。
铜川矿区现有东坡、鸭口、徐家沟、金华山、王石凹5对生产矿井,主采石炭--二叠纪太原群5煤层。
焦坪矿区总体构造为一倾向北西的单斜,在其单斜背景上发育了走向北东-南西的褶皱,断裂构造不甚发育,矿区属构造简单类型。现有陈家山、下石节、玉华3对生产矿井,主采侏罗纪延安组4-2煤层,煤层厚度一般8~12m,平均10m,倾角在5°~15°之间,属于结构复杂的较稳定煤层。
韩城矿务局基本情况
韩城矿务局位于渭北煤田东部的韩城市境内,是以煤炭生产为主、多种经营的大型煤炭企业,也是国家局45个瓦斯治理重点监控对象之一。全局现有桑树坪煤矿、下峪口煤矿和象山煤矿三对生产矿井,其中,桑树坪煤矿和下峪口煤矿为煤与瓦斯突出矿井,象山煤矿为高瓦斯矿井。
矿区走向长约60km,倾斜宽约15~20km,面积约1116km2, 煤炭总储量102亿吨,累计探明储量26.5亿吨。截止2004年末,全局保有储量9.59亿吨,可采储量6.53亿吨。
全局年设计生产能力570万吨,2004年核定年生产能力451万吨。其中:桑树坪煤矿设计能力300万吨/年,核定能力210万吨/年;下峪口煤矿设计能力150万吨/年,核定能力127万吨/年;象山煤矿设计能力120万吨/年,核定能力114万吨/年。企业生产的发电动力煤和冶炼瘦精煤主要销往省内电厂和华东、华中及华南等地。
2004年,韩城矿务局坚持“安全第一,预防为主”和 “十二字” 瓦斯治理方针,以瓦斯综合治理为重点,杜绝了重特大事故的发生,经济也保持了持续稳步发展的良好态势;全年共生产原煤424万吨;掘进总进尺36661m,其中:开拓进尺7081m;完成总销量380万吨,其中:精煤销量69万吨;实现工业总产值8.1亿元;补贴后盈利751万元。
专家诊断与开方
1)采用下山剃头开采,生产布置过于集中
铜川局下石节煤矿、陈家山煤矿和韩城局桑树坪煤矿北一采区采用剃头方式。陈家山煤矿、下石节煤矿和玉华煤矿均采用“一矿一面”的集约化生产模式,一个采区布置1个综放工作面、3-5个掘进工作面,采区同时作业人数普遍超过100人。桑树坪煤矿北一采区同时布置2个回采工作面、7个掘进工作面。
解决对策:
(1)采用两个采区布置,一个采区回采,另外一个采区准备;
(2)在生产采区内增加一条回风上山,确保回采工作面和掘进工作面有独立的通风系统。
2)高位排瓦斯巷设置违反《煤矿安全规程》
《煤矿安全规程》第137条规定,回采工作面设置专用排瓦斯巷时,条件之一是所开采煤层为不易自燃煤层。陈家山煤矿、下石节煤矿和玉华煤矿所开采的4-2煤层属于Ⅱ类自燃煤层,综放工作面设置高位排瓦斯巷不符合《煤矿安全规程》第137条规定。
解决对策:
陕西省煤矿安全检察部门已对陈家山、下石节和玉华煤矿设置高位排瓦斯巷的回采工作面下达了停产整改令。目前,除陈家山矿因事故尚未生产外,其余两个矿仍在继续按原方式进行生产。对此,针对立即停产和维持生产两种方式,提出两套技术建议,
(1)立即取消高位排瓦斯巷的技术建议
①立即停止设置高位排瓦斯巷的回采工作面的生产,撤出开采设备,对工作面进行封闭处理。
②设置高位排瓦斯巷的备用工作面按分层开采方式重新进行布置,先采上分层。
③上分层开采时,下部分层和顶板围岩会因采动卸压而大量释放瓦斯,上分层工作面必须采取本煤层瓦斯预抽抽和采空区瓦斯抽放措施,同时要对下部煤层中已掘巷道采取自燃发火防治措施。
(2)短期内使用高位排瓦斯巷的技术建议
①维持现状阶段
对于现生产综放工作面,必须采取如下的安全保障措施:
●采用束管监测系统监测和人工定期测试相结合的方式严密监视高位排瓦斯巷和采空区的自然发火情况;
●确保高位排瓦斯巷瓦斯浓度不超过2.5%;
●严禁采用架间向采空区方向或向架顶垂直打眼放炮方式预裂爆破顶煤,严禁在高位排瓦斯巷两侧10m内打眼放震动炮;
●积极探索采用架间或煤壁向工作面前方打眼放炮预裂顶煤的安全参数。
②采空区合理瓦斯抽采方式试验阶段
对于备用综放工作面,应积极探索合理的采空区瓦斯抽采方式:
●考察工作面采空区冒落带、裂隙带的高度分布,确定顶板岩石高抽巷的合理布置层位;
●分别对倾向顶板高抽岩巷、走向顶板高抽岩巷、分段走向高位钻孔和地面钻孔等方式的采空区瓦斯抽采效果进行对比考察,优选采空区合理抽采方式和瓦斯抽采参数;
●进行深孔松动爆破、多排钻孔立体交叉方式等强化瓦斯抽采效果的试验,摸索合理的本煤层强化预抽方式与参数。
③全面取消高位排瓦斯巷阶段
对于后续工作面,按照试验获得的本煤层预抽和采空区抽采合理方式进行瓦斯抽采,全面取消高位排瓦斯巷。
(3)架间爆破预裂顶煤有引燃引爆采空区瓦斯危险
铜川局陈家山、下石节和玉华矿4-2煤层比较坚硬,顶煤难以放落。由于支架上部顶煤发生位移产生裂隙和空顶是瓦斯积聚,采用架间迎面钻孔爆破方式预裂顶煤,存在引燃引爆采空区瓦斯的可能性。
解决对策:
(1)煤层高压注水软化;
(2)超前回采工作面采用走向或倾向深孔松动爆破方式预裂煤层,这种方法不但可以增加煤炭回收率,而且还可以结合采前抽放瓦斯措施,提高煤层瓦斯抽放率;
(3)结合本煤层预抽瓦斯,对煤层实施水力压裂;
(4)积极探索采用架间向煤壁方向打眼方式预裂爆破顶煤的安全参数;严禁采用架间向采空区方向或向架顶垂直打眼放炮方式预裂爆破顶煤,严禁在高位排瓦斯巷两侧10m内打眼放震动炮。
4)采空区存在老顶大面积垮落大量扇出瓦斯的危险
陈家山、下石节和玉华煤矿由于顶板含有一层厚达200m的坚硬砾岩层,老顶垮落不充分,地表下沉不明显。一旦采空区老顶大面积突然垮落,采空区瓦斯将被大量扇出,具有形成瓦斯旋风并诱发瓦斯灾害的可能性。
解决对策:
(1)加强地表移动变形观测;
(2)设置地面观测钻孔,对老顶岩移速度、规律进行动态观测与预测预报;
(3)与科研院所合作,进一步研究巨厚老顶大面积塌落可能性;
(4)制定矿井发生采空区大面积塌落时的应急预案,出现异常情况时,采取积极有效的安全措施,确保井上下人员安全。
5)突出矿井大巷架线电机车运输不符合《煤矿安全规程》要求
韩城矿务局下峪口矿和桑树煤矿属于瓦斯突出矿井,大巷采用架线电机车运输方式,不符合《煤矿安全规程》第347条第五款规定。
解决对策:
尽快完成矿井运输系统改造,以蓄电池电机车取代架线电机车,并更换不符合规定的钢轨。
6)机械化程度低,采掘接替紧张
韩城矿务局所属三个矿井,除象山煤矿有一个综放工作面和一个高档普采工作面外,其余工作面均采用炮采炮掘,机械化程度低,采掘接续关系紧张。
解决对策:
提高主采煤层的采掘工作面机械化程度,缓解采掘接续关系。
7)回采巷道支护强度不足,变形严重
铜川矿务局4-2煤层底板属于软岩,韩城矿务局桑树坪矿和下峪口矿3#煤层属于“三软”煤层,在地应力和采动应力的共同作用下,回采巷道(特别是回风顺槽)局部地段底鼓和侧鼓极为严重,最大底鼓和侧鼓量超过1000mm,巷道收缩变形对工作面通风影响很大。巷道从开掘到回采结束,要翻修5-6次。
解决对策:
(1)加强支护强度,提高支护效果;
(2)巷道掘进后立即对巷帮喷浆;
(3)采取联合支护方式;
(4)适当预留部分断面收缩系数,增大掘进断面;
(5)巷道掘进时,巷道底板开切卸压槽;
(6)合理留设巷间煤柱尺寸。
8)矿井通风距离长、通风阻力大,通风系统后续能力不足
铜川局下石节煤矿和韩城局桑树坪、下峪口和象山矿的通风系统通风距离长、通风阻力大,通风系统后续能力不足能够满足矿井生产的需要。下石节煤矿进入二水平开采时,通风线路长(8km)、阻力高达259mmH2O,矿井通风能力将严重不足。
解决对策:
(1)象山煤矿井应增掘一条暗斜井;
(2)下峪口煤矿井田应在北翼新增一对进、回风立井;
(3)桑树坪煤矿应在南一采区和北一采区各补凿一对进回风井,以满足开采范围的扩大和采深的加大对矿井通风能力的需要。开凿新风井,更换大风机;
(4)优化通风系统;
(5)刷大关键通风巷道的断面积,减小通风阻力。
9)采区未设专用回风巷,不符合《煤矿安全规程》规定
韩城矿务局下峪口煤矿和桑树坪煤矿部分采区未设专用回风巷,不符合《煤矿安全规程》第113条规定。
解决对策:
尽快补设专用回风巷。
10)采区变电所无专用回风巷
韩城矿务局北一采区200二号变电所和平二453变电所、下峪口煤矿部分采区变电所和象山煤矿采区变电所无专用回风巷,不符合《煤矿安全规程》第132条规定。
解决对策:
补掘采区变电所专用回风巷。
11)本煤层瓦斯预抽强度不足
除铜川矿务局陈家山矿和韩城矿务局下峪口矿外,玉华、下石节、桑树坪和象山均没有开展本煤层瓦斯预抽。
解决对策:
(1)开展本煤层瓦斯预抽,落实“先抽后采”瓦斯治理方针;
(2)采用双侧迎面斜交钻孔方式布置预抽钻孔,增加钻孔密度,保证回采工作面吨煤预抽钻孔长度不少于0.1m。
(3)积极推广交叉钻孔、深孔松动爆破、气穴法等措施,增加煤层透气性系数,强化预抽本煤层瓦斯。
(4)抓好“边采边抽”环节,提高本煤层瓦斯预抽效果。
12)抽采瓦斯浓度低,系统抽采能力不足
铜川矿务局下石节、玉华煤矿和韩城局桑树坪、下峪口和象山矿现抽采系统能力不足。韩城矿务局部分矿井采空区和预抽共用一套系统,抽采瓦斯浓度只有5-20%。
解决对策:
(1)根据抽采需要购置大流量、高真空度的瓦斯泵;
(2)更换大直径瓦斯抽采管道;
(3)采用地面垂直钻孔敷设瓦斯抽采系统主干管,减少井下管网长度;
(4)提高钻孔封孔效果和抽采管网气密性。
13)煤层异常松软,本煤层预抽钻孔施工极为困难
韩城矿区桑树坪矿和下峪口煤矿3#煤层极为松软,坚固性系数小于0.2,打钻过程塌孔、喷孔现象严重,预抽钻孔施工极为困难,钻孔深度很难超过40m。
解决对策:
(1)添置大功率、大扭矩强力钻机,提高钻机能力;
(2)采用压风配套螺纹钻杆排粉工艺技术,购置移动式压风机,采用一台钻机配套一台移动式压风机的方式,提高压风排粉风压和风量;
(3)采用组合式扩孔钻具,变一次成孔为二次或三次成孔。
14)玻璃钢瓦斯抽采管道抗冲击性能偏低
从铜川矿务局陈家山“11.28”事故现场的情况来看,井下玻璃钢管主干管和支管全部炸碎,瓦斯爆炸灾害通过玻璃钢管传递到相邻工作面,说明玻璃钢管抗冲击能力特别是抗爆炸冲击能力偏低,作为抽放管路是不安全的。目前,下石节和玉华煤矿瓦斯抽采系统主干管和支管全部为玻璃钢。
解决对策:
用钢管取代抽采管网所用的玻璃钢管。
15)防灭火技术、系统和装备不能完全满足高瓦斯易自燃煤层综放开采的要求
铜川矿务局陈家山、下石节和玉华矿的灌浆站土源枯遏,灌浆管路过长,灌浆倍线极不合理;瓦斯抽采与防灭火相互制约;火灾隐患识别及控制技术落后。
解决对策:
(1)新建陈家山煤矿多功能灌浆注胶防灭火系统;
(2)改造玉华煤矿和下石节煤矿的灌浆防灭火系统;
(3)在陈家山、下石节和玉华煤矿新建液态CO2防灭火系统和惰性泡沫防灭火系统;
(4)陈家山、下石节和玉华煤矿建立井下移动式应急防灭火系统;
(5)开展铜川矿务局高瓦斯易自燃煤层综放开采火灾隐患及控制技术的研究。
15)韩城局瓦斯突出预测敏感指标不敏感
韩城矿务局桑树坪和下峪口煤矿3#煤层瓦斯突出预测敏感指标不敏感;本煤层预抽极难,排放钻孔施工困难,缺乏有效的局部防突措施。
解决对策:
(1)保护层开采是根治桑树坪煤矿和下峪口煤矿3#煤层瓦斯突出问题的上策,围绕3#煤层来治理3#煤层瓦斯突出则是下策。必须应该毫不动摇地开采2#煤层,哪怕是在局部区域回采岩层也要坚持采下去。与此同时,应积极开展二水平奥陶系灰岩水文地质调查与探测工作,为将11#煤层作为3#煤层的下保护层开采提供技术基础。
(2)结合煤层赋存条件和地质条件的变化情况,进一步开展煤与瓦斯突出预测敏感指标及临界值的研究;
(3)购置坑透仪、地质雷达等先进的地质构造探测设备,即使在没有先进的地质构造探测设备之前,采掘过程中也必须严格执行地质构造超前探测制度;
(4)积极完善现有局部防突措施的工艺参数,探索高效快速的局部消突措施;
(5)积极和科研院校合作,开展深部水平(区域)3#煤层瓦斯地质规律与瓦斯突出危险性区域预测工作。
16)部分井下电缆为非阻燃电缆
铜川矿务局下石节煤矿井下有在用油浸纸绝缘高压电缆12000米,韩城矿务局桑树坪煤矿和下峪口煤矿井下分别分别有47970m和11000m油浸纸绝缘铅包高压铠装电缆,这些电缆属非阻燃电缆,与《煤矿安全规程》第467条第四款的规定不符。
解决对策:
用YJV型交联聚乙烯绝缘高压电缆替换油浸纸绝缘铅包高压铠装电缆。
17)井下部分电气设备防爆等级不符合《煤矿安全规程》
韩城矿务局桑树坪煤矿和下峪口煤矿属于突出矿井,但井下仍有129台在用的GFW—1型高压开关柜、KSJL—320/6型油浸变压器,防爆等级不符合《煤矿安全规程》第444条的规定。
解决对策:
立即更换为矿用防爆型电气设备。
18)部分电气设备保护功能不全
韩城矿务局共有243台电气设备保护功能不全,其中,桑树坪煤矿井下49台在用PB2—6型高压开关只有欠压和短路保护,60台在用QC83—80磁力启动器只有过流保护;下峪口煤矿井下20台在用PB2—6型高压开关只有欠压和短路保护,60台在用QC83—80磁力启动器只有过流保护;象山煤矿14台井下在用PB2—6型高压开关只有欠压和短路保护,40台在用QC83—80磁力启动器只有过流保护;这两类设备的保护功能与《煤矿安全规程》第455条和第457条的规定不符。
解决对策:
用BGP型高压开关替换PB2—6型高压开关,用KSDK—15型低压开关替换QC83—80磁力启动器。
19)无井下电网监控系统
韩城矿务局和铜川矿务局所有矿井均无井下电网监控系统。
解决对策:
购置并装设井下电网监控系统。
20)技术力量严重薄弱
铜川局和韩城局均存在专业技术人员严重短缺的现象,工程技术人员工资待遇偏低,近10年来没有进过大学毕业生,而且原有的技术人员流失严重。
解决对策:
提高工程技术人员的待遇,制定人才培养和鼓励制度,加大人才引进力度,为持续稳定的煤矿安全生产提供有力的人才保证。
4 先进经验
1)超薄煤层保护层开采
韩城矿务局桑树坪、下峪口矿3#煤层极为松软,局部防突措施施工极为困难。为有效地消除3#煤层瓦斯突出危险性,下峪口矿已将2#煤层(厚度只有0~0.4m)作为上解放层进行开采,取得了很好的消突效果。
韩城矿务局为了鼓励突出矿井开采超薄保护层,制定和实施了每开采1平方米的2#煤层、矿务局补贴20元的鼓励政策。
(2)回采工作面煤壁浅孔注水
韩城矿务局桑树坪、下峪口矿坚持实施回采工作面煤壁浅孔注水措施,有效地防止了极为松软3#煤层工作面煤壁“抽冒”,显著地降低了回采工作面的煤尘浓度。
(3)技术人员的激励机制
从2004年开始,铜川矿务局和韩城矿务局先后实施了专业技术人员激励政策,韩城矿务局分初级、中级、高级三个档次对在职工程技术人员进行补贴,补贴标准分别为600元/月、700元/月和800元/月;铜川矿务局分初级、中级、高级三个档次对在职工程技术人员进行补贴,补贴标准分别为300元/月、400元/月和500元/月。这一措施的实施,有效地稳定了在职工程技术人员队伍。
背景资料:
铜川矿务局基本情况
铜川矿务局位于陕西省铜川市,始建于1955年,是在旧同官煤矿的基础上改造发展起来的国有大型煤炭企业。现辖铜川、焦坪两个自然矿区,井田总面积387.2平方公里,截止2003年末地质储量9.68亿吨,可采储量6.19亿吨。现有8对生产矿井,其中陈家山煤矿、下石节煤矿、玉华煤矿为高瓦斯矿井,金华山矿二段、王石凹东部区域为高瓦斯区域。全局核定生产能力为1061万吨/年,2004年生产原煤1058万吨。
铜川矿区现有东坡、鸭口、徐家沟、金华山、王石凹5对生产矿井,主采石炭--二叠纪太原群5煤层。
焦坪矿区总体构造为一倾向北西的单斜,在其单斜背景上发育了走向北东-南西的褶皱,断裂构造不甚发育,矿区属构造简单类型。现有陈家山、下石节、玉华3对生产矿井,主采侏罗纪延安组4-2煤层,煤层厚度一般8~12m,平均10m,倾角在5°~15°之间,属于结构复杂的较稳定煤层。
韩城矿务局基本情况
韩城矿务局位于渭北煤田东部的韩城市境内,是以煤炭生产为主、多种经营的大型煤炭企业,也是国家局45个瓦斯治理重点监控对象之一。全局现有桑树坪煤矿、下峪口煤矿和象山煤矿三对生产矿井,其中,桑树坪煤矿和下峪口煤矿为煤与瓦斯突出矿井,象山煤矿为高瓦斯矿井。
矿区走向长约60km,倾斜宽约15~20km,面积约1116km2, 煤炭总储量102亿吨,累计探明储量26.5亿吨。截止2004年末,全局保有储量9.59亿吨,可采储量6.53亿吨。
全局年设计生产能力570万吨,2004年核定年生产能力451万吨。其中:桑树坪煤矿设计能力300万吨/年,核定能力210万吨/年;下峪口煤矿设计能力150万吨/年,核定能力127万吨/年;象山煤矿设计能力120万吨/年,核定能力114万吨/年。企业生产的发电动力煤和冶炼瘦精煤主要销往省内电厂和华东、华中及华南等地。
2004年,韩城矿务局坚持“安全第一,预防为主”和 “十二字” 瓦斯治理方针,以瓦斯综合治理为重点,杜绝了重特大事故的发生,经济也保持了持续稳步发展的良好态势;全年共生产原煤424万吨;掘进总进尺36661m,其中:开拓进尺7081m;完成总销量380万吨,其中:精煤销量69万吨;实现工业总产值8.1亿元;补贴后盈利751万元。
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