五职矿长说安全|昔日“煤矿隐患” 今成绿色能源——探秘红卫公司坦家冲煤矿瓦斯治理新样本

    2025-04-18 17:29:08

湖南法治报全媒体记者 曾金春 通讯员 高云

“没有抽不出的瓦斯,只有下不了的决心。”在红卫矿业有限公司坦家冲煤矿的瓦斯抽采泵房里,一行红色的大字格外醒目。

在煤矿行业的发展进程中,瓦斯治理一直是关乎“安全生产”与“绿色发展”的关键命题。近年来,坦家冲煤矿积极探索“设备升级+技术创新+管理革新”三位一体的综合治理模式,成功实现了从瓦斯“受制者”到“掌控者”的角色转变,让瓦斯从“拦路猛虎”变身绿色能源。

12年安全生产零事故,22载“一通三防”零伤亡,瓦斯抽采利用率攀升至73%,年瓦斯发电创收超600万元……这座曾因煤与瓦斯突出灾害严重而闻名的矿井,正以科技之钥解锁安全密码,为湖南复杂地质条件矿井瓦斯治理提供可复制样本。

装备迭代:织密智能防控网

受复杂地质构造叠加影响,坦家冲煤矿长期直面瓦斯灾害的严峻考验。回望历史事故教训,该矿以“实干破局”为信条,在瓦斯治理中迎难而上。

工欲善其事,必先利其器。防突矿长李光跃告诉记者,坦家冲煤矿2024年投入近2000万元,用于瓦斯治理装备的更新升级。

引进3台大功率全液压钻机,钻头直径从75毫米升级至94毫米,钻杆直径由50毫米增至73毫米,抽采钻孔“钻到位”不再是瓦斯治理的难题,钻孔深度完全可以实现底板穿层钻孔对煤巷条带+回采区域区段全覆盖控制,钻孔施工进度可确保抽、掘、采平衡需要。

在瓦斯抽采方面,该矿建立高、低负压两套瓦斯抽采系统,真正实现了煤层原始瓦斯、保护层开采卸压瓦斯和采空区瓦斯的分源抽采。低负压系统专治采空区上隅角卸压瓦斯,通过高位钻孔和埋管抽采解决了上隅角瓦斯积聚难题。

矿井对南二风井抽风机实施智能化改造和瓦斯发电机组升级改造,将两台500千瓦瓦斯发电机组扩容至1000千瓦,年发电量跃升至800万千瓦时,年收益超600万元,在满足矿区大部分用电需求的同时减少电费投入,瓦斯从“安全隐患”变成了绿色能源。

“过去人工检测存在盲区,现在连0.1%的浓度波动都逃不过‘电子眼’。”通风科周军均指着监测监控中心屏幕介绍,该矿对生产矿井井下各作业地点和机电设备硐室都按规定安设了各类传感器,当监测显示瓦斯浓度波动为0.2%~0.3%时,技术团队将立即调取历史钻孔资料,分析研判是否存在构造异常区,及时补充瓦斯治理局部措施。同时跟班人员及时记录汇报钻孔参数、瓦斯浓度等数据,发现封孔套管未到位或抽采浓度异常时,将查看钻孔施工视频开启现场复盘流程。

红卫公司以坦家冲煤矿为试点的AI智能视频系统技术,正让安全生产隐患变得可防可控。全新的安全监控、人员定位系统和视频作业系统全面“上线”运行,让井下地面一“键”轻松操控。

今年,湖南省能源投资集团投资3亿元实施地面钻井水力压裂煤层气开发利用建设项目将落户该矿区,为区域瓦斯治理提供更好的技术支撑。

坦家冲煤矿监测监控中心

技术突围:多元破解抽采难题

瓦斯治理,重在治本,抽采是瓦斯防治的治本之策。

“以前没技术,不懂如何防治瓦斯。如今,抽采的技术越来越全面,我们矿井采取‘保护层卸压开采、底板网格化钻孔、本煤层顺层钻孔、采空区高位钻孔、上隅角埋管’等瓦斯综合治理模式,实现了‘应抽尽抽’。”矿长罗成介绍。

红卫公司规定具备保护层开采条件的突出煤层,必须优先开采保护层。开采保护层,能够有效破坏被保护层瓦斯的赋存方式,增加煤层透气性。2022年,该矿井保护层开采面积达3万平方米。对不具备保护层开采条件的突出危险区域,预先布置底板岩巷,打钻预抽消突,将高瓦斯煤层抽采到低瓦斯状态下进行开采。“尽管实行区域性瓦斯治理措施增加了成本,但长远角度来看,必须要坚定不移、不折不扣地落实到位。”李光跃铿锵有力地说。

“孔封严”是保证钻孔抽采浓度最关键的一环。红卫公司先后向安徽、河南、重庆等瓦斯治理先进单位学习。2019年,公司实施囊袋“两堵一注”+膨胀封孔剂带压封孔工艺技术,从此彻底解决了“孔封不严”的难题。该矿单孔初始抽采浓度在80%以上,抽采浓度衰减周期从原来的30天提高到300天以上;单孔浓度还能维持在20%以上,保证了单孔抽采的有效抽采时间,使矿井实现“以利用促抽采、以抽采促安全”的良性循环发展。

为实现高效抽采,坦家冲煤矿实施高压水射流增透技术,采用30MPa高压水射流对抽采钻孔的煤孔段进行切割冲孔,使煤孔段的孔径扩大7~10倍,水力增透技术科研取得重大成效。另外,实施围岩加固技术,采用大范围全覆盖深孔围岩壁注浆,再造帷幕后,将封孔囊袋长度从16米增加到30米,解决了围岩裂隙对抽采钻孔密封性的影响,抽采两年多后,区域抽采支管浓度仍稳定在20%以上。

据悉,该公司首个走向长350米、倾斜长100米的保护层工作面——坦家冲煤矿2353采面即将形成。

经过多年实践探索,坦家冲煤矿形成了采煤工作面瓦斯抽采成套技术。“在采面贯通形成负压通风后,使用配套大功率钻机施工钻孔,在采面上、下引巷(回风巷和溜子道)设计顺层钻孔预抽整个回采区域的煤层瓦斯。”通风瓦斯部部长郭远飞满脸自信地对记者说,“工作面瓦斯抽采率从原来的30%,提高到现在的70%以上。此抽采方法能够做到整个回采区域不留抽采盲区。”

历经两载匠心建设、一载全力攻坚,2023年,坦家冲煤矿跻身全省瓦斯防治示范矿井行列,为煤与瓦斯突出矿井瓦斯综合治理树起新标杆。

坦家冲煤矿发电厂机房操作室

管理革命:拧紧责任全链条

一个钻孔就是一项工程。

坦家冲煤矿围绕“机械化换人,自动化减人,智能化少人”的目标,实现了“一钻一视频”监控管理系统,做到瓦斯治理工程可溯源,全力解决制约矿井瓦斯抽采过程中的难点问题,推动矿井安全高效发展。

瓦斯治理不能靠运气,必须靠数据。

红卫公司建立了突出预警分析与处置、抽采数据收集分析、抽采达标评判、区域消突红线、防突办公会等闭环监督激励机制,严格执行“钻到位、管到底、孔封严、水放尽,一个钻孔就是一项工程”的瓦斯抽采考核管理制度,实现全流程、全过程管控,使瓦斯抽采更加规范化、制度化、流程化。

强化全流程管理,矿领导带班下井筑牢安全防线。

“246-113南石门南抽21日早班跟班情况汇报:进班移钻机,打31号孔,方位90度、坡度62度,矸22米,煤6米,顶板1米,分3次冲孔,压力不足4MPa,冲孔用时50分钟,最高瓦斯0.95%,增压泵顶上0.25%。”在跟班管理微信群中,记者看到3月21日下午3点21分,该矿跟班人员舒晓成在工作群实时汇报当班情况。

往下一翻,记者还看到当天晚上9点32分,红卫公司总经理、总工程师谢桂梅在工作群里回复:“技术人员跟班是一次全面系统学习和总结经验的机会,会辛苦也会有收获。希望大家在跟班过程中要把工作做得更细,多观察、多积累、多思考。在水力冲孔项目上,总结数据,通风部根据成果,要提炼出一到两篇好的论文,为今后的水力冲孔提供一个模式……”

罗成展示了一组数据:近三年来瓦斯治理吨煤成本从110元增加至150元。“瓦斯治理不是某个部门的事,而是全员‘责任共同体’,我们始终坚持‘安全是第一效益、安全绝对第一’的理念。”他说。

站在瓦斯发电厂的门口,机器的轰鸣声不停传来,这个年发电量800万千瓦时的绿色工厂,正将曾经的“煤矿杀手”转化为绿色能源。“我们卖煤,也卖‘气’!”罗成笑道,将瓦斯治理嵌入生产全流程,实现安全与效益双赢。

从“谈虎色变”到“点气成金”,坦家冲煤矿的转型之路印证:瓦斯治理既要有“硬核科技”的突破,更需“刀刃向内”的改革勇气。其经验证明,唯有将科学管理、装备升级和技术攻坚深度融合,方能实现煤矿安全与发展的“双丰收”。

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