潞安化工集團余吾煤業公司瓦斯治理工作紀實
隨著科技進步,煤礦可以采取一系列措施,讓瓦斯治理變得安全和高效。當瓦斯通過抽采從井下到達地面后,或用于發電,或用于乏風供熱。
近年來,山西潞安化工集團余吾煤業公司圍繞“提純量、降含量、減風量、保產量”的主導思想,構建了工程超前的立體化瓦斯治理新模式、智能高效的精準化抽采管理新體系,實現瓦斯從治理到“智”理的轉變。
治理過程更超前
日前,在余吾煤業公司瓦斯抽采科辦公室,科長張羽正和職工研討《礦井瓦斯治理規劃》。這個方案涵蓋了余吾煤業公司未來3年至10年的瓦斯治理規劃。
“超前治理”是余吾煤業公司瓦斯治理的重要手段。該公司通過地面井區域預抽和底板巖巷穿層預抽,結合定向分支長鉆孔條帶預抽技術,構建了瓦斯治理工程超前的立體化瓦斯治理模式。
在地面井區域預抽方面,從2018年到2020年,余吾煤業公司打設了130口地面瓦斯抽采井,覆蓋未來5年至10年內回采區域。
今年,余吾煤業公司又打設了30口地面井,為將來南七采區生產做了充分準備。
在底板巖巷穿層預抽方面,余吾煤業公司將瓦斯治理重點放到了余欣風井。他們瞄準瓦斯“消突”問題,著力實現南六、南七采區大巷的瓦斯治理。
同時,余吾煤業公司瓦斯抽采科與生產科展開合作,利用盾構機,對南六、南七采區巷道施工方式進行調整,將原來的“兩巖三煤”變成“四巖一煤”,確保礦井的安全生產。
上述方法也為其他采區的瓦斯治理模式提供了樣板。在定向分支長鉆孔條帶預抽方面,他們將上述方法作用于高瓦斯區域的煤巷開口前,實現瓦斯的超前預抽。目前,余吾煤業公司已在S5202膠帶順槽、N3102膠帶順槽施工。
此外,他們利用千米定向鉆機,消除工作面中部鉆孔空白帶,確保瓦斯抽采效果達標。
余吾煤業公司形成了獨特的瓦斯治理模式:綜采工作面抽采方式主要為地面井抽采、順層鉆孔抽采、高抽巷抽采、上隅角懸管抽采。
“去年,我們還優化了上隅角抽采工藝,將原來直接埋進老塘的方式變成現在的回收管路方式。一年可以回收4000米,節約160萬元。”張羽說。
抽采管理更智能
每一個抽采鉆孔都能被視頻驗收,每一趟抽采支管都能被在線監測,每一項抽采數據都能被精準預判和分析,這是余吾煤業公司瓦斯抽采“智”能管理的體現。
“智”具體體現在哪里?張羽打開了電腦上的瓦斯抽采達標分單元評價示意圖。在這個圖上,筆者可以看到井下每個工作面的瓦斯管路,瓦斯流量、濃度、溫度等數據可以被在線監測。工作人員根據實時數據,動態分析每個鉆孔的抽采情況。這樣,抽采科工作人員不用下井,便可以隨時掌握井下每個鉆孔相關信息。
上述就是余吾煤業公司今年新搭建的抽采鉆孔管理平臺。根據井下監測到的數據信息,該平臺可以實時傳輸到地面并生成曲線圖,精準研判瓦斯信息。
前段時間,張羽發現圖上有異常。經過判斷分析,他發現是隊組在井下拆卸管路時沒有按照標準執行,導致流量異常。張羽立即通知隊組負責人進行整改。
“這些數據直接影響著瓦斯利用效率。下一步,我們將繼續優化這個系統,實現預警。”張羽說。
“智”還體現在余吾煤業公司對瓦斯抽采提濃提效的管理上。該公司建立了“1341”瓦斯提濃提效模式,實現了鉆孔的分級管控。
相關人員表示,“1341”瓦斯提濃提效模式中,“1”即“提純量,降含量”一個目標;“3”即三級驗收:“一鉆一視頻”驗收;抽采科科員按每旬成孔數量的10%隨機驗收;主要分管打鉆的生產業務科室正隊級以上人員配合單位隊長、書記驗收;“4”即四項舉措:二次提濃、規模造穴、分類管控、趨勢考核;“1”即一個平臺:抽采鉆孔精準化管理平臺。
目前,該公司安裝支管在線監測系統10套,試驗了礦井鉆孔軌跡測量裝置,累計安裝并運行“一鉆一視頻”監控裝置33套、備用2套,抽采鉆孔各環節處于實時監控狀態。
同時,在鉆孔質量驗收上,他們將標準化納入考核驗收范圍之內,避免后期影響井下運輸。該公司還將繼續運用鉆孔軌跡測定裝置,避免出現鉆孔空白帶,保證抽采質量達標。
此外,余吾煤業公司瓦斯治理研究中心突破了五項關鍵技術難關。
相關人員表示,創新具體表現為瓦斯抽采系統的迭代更新、綜采工作面高抽巷的優化應用、俯孔和深孔水力造穴技術突破、千米鉆孔深孔壓裂增透抽采技術突破、建立沿空留巷條件下回采工作面的配套瓦斯治理模式。
目前,瓦斯治理研究中心自主更換了瓦斯抽采放水器,制作了60套放水器并進行小規模推廣,實現抽采系統的迭代更新。
瓦斯利用更精益
今年上半年,余吾煤業公司瓦斯抽采量達5401.09萬立方米,完成全年計劃的51.4%;瓦斯利用量達2395.37萬立方米,完成全年計劃的51.0%。
在瓦斯利用上,余吾煤業公司積極爭取國家優惠政策補貼。如今,該公司每天瓦斯發電量在30萬千瓦時左右,實現經濟效益15萬元。
在瓦斯利用效率上,余吾煤業公司依托今年新搭建的瓦斯抽采達標分單元評價平臺,提高了瓦斯抽采率。同時,該公司還將在余欣風井,同步建設地面永久瓦斯泵站。
筆者了解到,該公司瓦斯發電站和瓦斯泵站分別位于中央區、北風井和南風井,乏風氧化項目位于北風井,實現了高負壓抽采瓦斯低濃發電、低負壓抽采瓦斯乏風氧化的瓦斯利用,井下抽采瓦斯利用率達44%以上。
同時,余吾煤業公司利用乏風氧化項目,實現了冬季供熱、夏季發電,不僅供熱效果好,而且廢氣被利用起來,減少了碳排放。
此外,該公司還將采空區的瓦斯進行抽采利用,變“廢”為寶。
針對該公司已封閉工作面采空區瓦斯儲存量大、部分采空區密閉前有瓦斯積聚現象,該公司技術人員持續開展了采空區瓦斯利用工作。根據新結采工作面采空區瓦斯濃度及抽采系統能力,他們及時敷設管路,抽采并利用采空區瓦斯進行發電。
目前,余吾煤業公司已對S2200、S5203等8個采空區密閉處瓦斯進行抽采,日抽采量達23040立方米。