三打“白骨精” - 新闻中心 - 四川省华蓥山煤业股份有限公司龙门峡南煤矿

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三打“白骨精”

作者: 萧闻发表时间: 2018-02-27 19:18:29 浏览次数:

——龙门峡南煤矿“高压、高浓度裂隙瓦斯、硫化氢快速治理技术优化研究”项目纪实

本网讯 2017年12月，全国能源化学地质工会下发了《关于全国能源化学地质系统职工技术创新成果评审结果的通报》，表彰了2016年度全国优秀职工技术创新成果，龙门峡南煤矿“高压、高浓度裂隙瓦斯、硫化氢快速治理技术优化研究”项目荣获一等奖。
近年来，龙门峡南煤矿在“科学技术是第一生产力”的思想指导下，坚持走“科技兴企”和“科技强企”之路，坚持原始创新与引进消化吸收相结合，充分发挥广大科技人员的作用，依靠科技进步和科技创新，积极研发和大力推广应用新技术、新工艺，从而有力地推动了企业的技术进步和经济的发展。在瓦斯、硫化氢治理方面，该矿大胆进行技术攻关，2016年，为了减少硫化氢等有毒有害气体对作业人员的安全威胁和安全生产的影响，有效防治裂隙瓦斯和硫化氢有毒有害气体，在准确探明裂隙赋存状况以及裂隙瓦斯和硫化氢积存状况的基础上，该矿探索出横张裂隙赋存气体注浆封堵和顺层纵向裂隙赋存气体环状抽放的治理模式是防治裂隙瓦斯和硫化氢的有效措施，并通过优化劳动组织和封孔工艺，减少灾害治理时间，杜绝了硫化氢、瓦斯超限等安全事故的发生。该技术取得了较好的安全技术经济效益，并为类似条件矿井裂隙气体灾害治理提供了借鉴。

“白骨精”拦路，前行步履阻

瓦斯、硫化氢，易燃、易爆、有毒，在煤矿的安全生产中，它就像《西游记》里白骨精，以三个特性的不同面貌威胁着矿井和职工的生命财产安全，自2016年以来，龙门峡南煤矿+310m北西翼运输大巷、+400m北西翼底板抽放巷和+455m北西翼回风大巷在施工过程中频繁遇到积存有高压、高浓度瓦斯和硫化氢的裂隙。总计遇到各种裂隙20次，其中层面纵向裂隙2次，分别在+455m北西翼回风大巷和+310m北西翼运输大巷；大型横张裂隙15次，小型横张裂隙3次。经测定，裂隙瓦斯压力一般为0～0.3MPa，瓦斯浓度为90～99%，硫化氢浓度为1000～5000PPm，抽放时的混合气体流量一般为1.2～3.5m³/min，裂隙瓦斯和硫化氢的混合积存量一般在30～120万m³，严重影响和制约了该矿的安全建设发展。

“一打”—— 合理布置优化探测

该矿根据建设以来的裂隙揭露情况分析，茅口组顶界30-60m范围内为高压瓦斯、硫化氢及水的富集区域，均分布在薄层状灰岩裂隙、断层中。为了将探水与断层、裂隙以及其中的有毒有害气体探测有效地结合，实现断层、裂隙及其有毒有害气体的预测预报，该矿采取钻探、物探与钎探相结合的方式进行有效探测，在对高压瓦斯与硫化氢及水探测时，首先采取液压坑道钻机（ZDY-4000S）全覆盖对巷道前方200m范围进行探测，终孔点控制在巷道轮廓线外3.0m，钻机安装后，首先施工一个φ150mm钻孔，安装φ100mm孔口管，在孔口管外端安装孔口防喷反压装置。探测过程中遇高压瓦斯、硫化氢涌出则将孔口防喷反压装置手柄扭紧将弹性胶圈与压紧垫板紧密结合对气体有效封闭在钻孔内，利用抽放管道结合地面抽放泵站对气体进行抽放；再利用物探手段对岩石掘进工作面前方150m范围进行探测，探明巷道周围的溶洞、断层和裂隙的赋存情况；在钻探、物探初步探测到断层、裂隙后，采取“边探边掘”的方式进行掘进作业，严格控制岩石掘进工作面与断层、裂隙的距离，当岩石掘进工作面掘进至距探明的断层、裂隙20m时，采用YT-29型风动凿岩机施工钎探眼，用于验证断层、裂隙的赋存状态及其积存瓦斯和硫化氢的具体情况，有效的实现了对构造带内的水、有毒有害气体的预测预报。

“二打”—— 科学抽放优化封堵

该矿采用在巷道两侧施工钻场，并在钻场内施工钻孔瓦斯抽采钻孔，控制预计裂隙发育带巷道四周轮廓线外，保证巷道周边裂隙瓦斯或硫化氢呈负压状态进入巷道抽采系统中，从而降低巷道作业环境内有害气体浓度，达到彻底治理裂隙瓦斯和硫化氢的目的。在遇到裂隙时，采用边探边掘的方式掘进，只要有一个探眼探测到有正压裂隙瓦斯和硫化氢涌出，立即施工钎孔注浆孔进行注浆封堵。注浆时利用钎探孔埋设注浆管，注浆管与250型注浆泵连接连续注浆，注浆管以φ15mm的钢管切割成长度为1.2m的短接，其一端为平口，另一端为斜口（呈45°角），在平口端焊接一个φ19mm的直接头，以用于安装截止阀。在距平口端500mm处焊接一个内径15mm、外径38mm的挡圈，然后安装内径15mm、外径39mm的橡塑胶圈，最后在橡塑胶圈的里侧再焊接一个挡圈，从而达到稳固橡塑胶圈的目的。在橡塑胶圈以里的管壁上，焊接两组呈外“八”字型的8#钢筋作为倒刺，两组倒刺的间距300mm。当掘进工作面遇裂隙需要注浆时，在注浆眼施工完毕后，立即将该注浆管插入眼内，因橡塑胶圈与眼壁的严密接触，有效地阻止了裂隙内的瓦斯、硫化氢从注浆眼内涌出。注浆管埋设好后，用水泥将眼口进行封堵，30分钟后开始注浆。该工艺大大的缩短了等待注浆时间，给有效的治理提供了时间上的优势，缩短了影响安全掘进的时间。

“三打”—— 统筹安排优化组织

2016年3月以前，每次遇断层裂隙带，只要实施封堵方案，从探测到裂隙瓦斯、硫化氢开始，至治理结束平均约需7天时间，对该矿掘进单进影响很大。为此，该矿优化了劳动组织，实现快速通过断层、裂隙构造带。经过科学合理的统筹安排，派掘进队5-6名职工负责装注浆注浆设备、材料及水泥浆的搅拌；由机运队负责设备、材料运输；派通防队2名职工负责注浆。由此，不仅不影响瓦斯抽采钻孔的施工，而且注浆速度大幅度提高，在注浆结束8小时后，施工钎探孔进行效果检验有效后，立即恢复掘进工作面的掘进作业，实现快速治理高压瓦斯、硫化气裂隙的目的。

三打“白骨精”，蛟龙向南行

该矿针对断层、裂隙的产状不同，裂隙瓦斯、硫化氢的积存状况不同，探索出的层面纵向裂隙环状钻孔抽放和横张裂隙注浆封堵裂隙硫化氢治理新技术运用后，2016年1～10月共治理裂隙瓦斯、硫化氢20次，其中横张裂隙18次，停头注浆15次；层面纵向裂隙2次，均施工环状钻孔进行抽放。共抽放裂隙瓦斯约272万m³，硫化氢约26.3万m³，注浆共注水共计使用水泥289t、水玻璃15t，施工钻孔2500m。在治理裂隙瓦斯过程中，没有发生瓦斯超限三级报警事故和硫化氢中毒事故。优化劳动组织改进注浆管的制作与埋设后，从遇裂隙构造至治理结束，由2015年的6.3天/次缩短至3.1天/次，灾害治理效率提高203.2%。这标志着该矿终于将这只由瓦斯、硫化氢组成的“白骨精”降服，矿井的安全生产系数得到进一步的提高。
近年来，龙门峡南煤矿积极推进职工经济技术创新工作，促进职工岗位创新，充分调动了职工的技术创新积极性、主动性和创造性。各项创新成果呈现基层一线职工参与度高、技术创新针对性强、成果转化快等特点，安全和经济效益显著，推动了该矿高技能人才队伍的建设，为建设成信息化、自动化、数字化、现代化的花园式矿山奠定了坚实的基础。

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