煤与瓦斯共采.doc

煤与瓦斯共采 治理与利用并重 积极探索“煤、气、电”一体化发展新路子 河北金能张家口矿业（集团）有限公司 河北金能张家口矿业（集团）有限公司是河北金牛能源集团有限责任公司的子公司，现拥有宣东矿业公司、康保矿业公司、涿鹿矿业公司、长城矿业公司、牛西矿和八宝山矿等6个煤炭生产单位和瓦斯发电厂、选煤厂等多个多经单位。2006年底，企业拥有资产总额19亿元，员工6000余人，原煤年生产规模达400万t。 宣东矿业公司是一个年设计能力90万t的生产矿井,于1997年7月正式建井，2001年底投入试生产。矿井开采深度8001000m，煤尘具有爆炸性；煤层最短自然发火期40d；矿井涌水量364 m3/h；建井地质报告提供瓦斯相对涌出量5.4 m3/t。随着矿井开采区域的扩大,2006年经矿井瓦斯等级鉴定，绝对涌出量达115.8 m3/t，相对涌出量达42.72 m3，是一个水、火、瓦斯、煤尘、顶板五大灾害俱全的矿井。矿井通过技术改造，年生产能力达到150万t。该矿经中国和澳大利亚双方专家对全国5大集团、9对矿井考察、评估，于今年7月被选定为中澳共同出资1.2亿元合作建设的“安全健康示范型”矿井。 该矿由于建井初期按低瓦斯、自然发火不严重矿井设计，采用中央并列式通风，通风能力仅6000 m3/min，未建立防灭火和瓦斯抽采系统。矿井机构设置、人员配备、系统建设、安全设施及装备等也都按低瓦斯矿井配备，安全欠帐较严重。投产后，面对矿井自然条件恶化、系统不完善等客观困难，认真贯彻落实科学发展观，在省、市各级政府和领导的关心和支持下，在金能集团的正确领导下，着力推进宣东矿瓦斯治理和综合利用，积极实施“煤、气、电”一体化发展战略。经过几年来的实践，在瓦斯治理和利用方面取得了突破性进展，在节能减排、循环经济方面迈出了坚实步伐，并取得了阶段性成果。 一、统一思想，提高认识，明确发展思路 宣东矿自基建转入生产后，便由设计时的低瓦斯矿井变为高瓦斯矿井。在系统不健全、设施装备不完善、瓦斯治理经验不足的客观困难面前，冷静思考,以全国历年来发生的瓦斯事故的沉痛教训为警示。公司两级班子认真学习国家关于瓦斯治理方面的法规政策，在集团公司“实施大战略、谋求大发展、实现大跨越”理念的引领下，分析形势，因势利导，将瓦斯治理作为企业生存和发展的“生命工程”、“和谐工程”，摆在一切工作的首位，在实践中形成了“安全第一、瓦斯为天”、“治理瓦斯、抽放是本”、“先抽后采，以用促抽”、“煤与瓦斯共采，治理与利用并重”的瓦斯治理理念。在全社会关注、提倡节能环保的大背景下，适时学习掌握国家有关政策，坚持政策导向，把握产业发展方向，从建设安全高效矿井和发展循环经济的科学发展定位，高瞻远瞩，统一思想，提高认识，在集团公司上下进一步形成了“矿井安全生产在抽采，抽采效果在利用”的共识。在加大瓦斯治理力度的同时，积极谋划瓦斯利用，建设瓦斯发电厂，规划矿井循环经济，确立了“煤与瓦斯共采，治理与利用并重，煤气电一体化发展”的战略发展目标。 二、加大投入，提高标准，建立完善基础设施 自矿井由基建转入生产起，就加大瓦斯治理投入力度，适时提高吨煤安全费用标准，吨煤提取安全费用40元，主要用于瓦斯抽采系统建设和安全管理。先后投入2.2亿元，建立和完善了通风系统和防灭火系统，对矿井提升、供电、运输、监测监控等系统实施了升级改造，矿井通风能力由原来的6000 m3/min提高到现在的13800 m3/min，各系统满足了矿井安全生产的需要。在瓦斯治理“以抽为主”理念的指导下，借鉴兄弟单位的经验，又投入3500万元建成了2套抽采能力40 m3/min的掘进工作面移动抽采系统，4套抽采849 m3/min的回采工作面和采空区的固定抽采系统，敷设了15000m直径400mm和300mm的抽放管路，矿井装备各类抽采钻机27台，矿井总抽采能力达889 m3/min。目前，瓦斯抽采系统可同时实现高负压低流量和低负压高流量等多种抽采方式，具备实施采空区抽采、隅角抽采、本煤层预抽、高抽巷、钻孔抽采的条件，瓦斯抽采系统及能力在省内处于领先水平。 三、依靠科技，借鉴经验，积极探索适合宣东矿的抽采方法 为摸清开采煤层的可抽性，有效进行瓦斯抽采，积极与科研院所进行合作，坚持走“请进来走出去”的路子，有效地推进了瓦斯抽采工作。一是实施“矿井瓦斯基础参数测试及抽采瓦斯可行性研究”，进行可抽性评价；二是委托煤科院抚顺分院进行抽采系统设计，建立瓦斯抽采系统；三是签订了瓦斯抽采试验与研究的专项合同，与中国矿大合作，多次召开国家级瓦斯治理专家会，对瓦斯抽采的一些技术难题进行研究和攻关；四是派工程技术人员到大兴、阳泉、淮南、平顶山等兄弟局矿学习，并聘请技术人员到现场指导，在实践中形成了适合宣东矿的抽采方法。 （1）钻孔裂隙带抽采。一是采面进风巷顶板高位钻场钻孔抽采；二是下邻面巷道顶板钻孔抽采；三是采面回风巷煤层钻场顶板钻孔抽采。根据多个工作面的实验，上述三种抽采方式组合后，瓦斯抽采效果较好，保证了工作面的正常生产。 （2）高位抽采巷抽采。根据淮南局和其他类似矿的经验，应用了顶板高位巷抽采，即在煤层顶板以上30m、回风顺槽内25m位置平行顺槽施工一条岩巷，进行抽采。从206回采工作面瓦斯绝对涌出量在80 m3/min时试抽效果看，高抽巷刚进入采空区40m后，高抽巷的抽采量达25 m3/min，抽采率为29％，随着推采范围的扩大，预计高抽巷的抽采率可达到60％以上。 （3）回采工作面下隅角综合抽采。一是在回采工作面上隅角回风巷内侧建人工夹墙，夹墙内采用埋管和硬质风筒抽采的方法，抽采上隅角的瓦斯，目前抽采量为11 m3/min；二是在回采工作面上隅角后30m，采用低负压、中高浓度钻孔抽采，抽采量达10 m3/min。两种方法的应用，基本解决了上隅角的瓦斯超限。 （4）本煤层抽采。宣东矿由于煤层硬度小、瓦斯大，打钻时出现夹钻、断杆、顶钻、塌孔等现象，成孔率低，钻孔深度多在20m上下，不能满足本煤层抽采需要。经积极探索与试验，一是实现了在掘进工作面采用浅孔抽采技术，钻孔抽采浓度10％20％，单循环抽采量600900 m3/min，保证了掘进工作面的安全生产;二是通过对本煤层打钻工艺改进，钻头、钻杆革新改造，成孔深度突破了50m，攻克了本煤层钻孔施工难关，为实现超前预抽、先抽后采创造了条件。 通过实施以上几种抽采方法，2006年矿井回采工作面抽采率达到57％，矿井抽采率达到47％。 四、推动瓦斯利用，实现“以用促抽，以抽提效”的良性互动 （1）应用先进技术，高起点实施瓦斯热电联供项目，实现以用促抽。鉴于瓦斯抽采初期矿井瓦斯抽采率低、浓度低且波动范围大、气源稳定性差，2004年初在瓦斯利用发电机组选型上，积极咨询、搜集国内外相关资料，瞄准当前瓦斯发电的先进技术，着眼瓦斯电厂的长远发展，先后到胜动集团和峰峰大淑村、沈阳红菱瓦斯电厂进行考察参观，并组织权威专家论证，确定瓦斯电厂一期工程总装机容量4000kW，采用胜动集团生产的8台500GF-RW型燃气发电机组，配套8台烟气余热锅炉，燃气机排出的尾气直接引入余热回收装置，用回收的余热产生3.6t/h饱和蒸汽，代替矿井燃煤锅炉。瓦斯电厂一期工程，2005年10月开工建设，2006年1月23日并网发电，一期电厂的成功发电，实现了可燃成分浓度在20％～90％变动都能被有效利用，并在无储气柜、气体质量差、抽采系统气体压力和气源量不稳的情况下，保持了发电机组的连续运行，发电机的平均运行效率达到85％。良好的经济效益促使我们转变瓦斯治理观念，新增收益补充到矿井瓦斯抽采工程，并形成良性循环，全面推动了矿井瓦斯治理和综合利用。 （2）扩大瓦斯利用，推动矿井循环经济建设。瓦斯电厂一期的成功运行和良好效益，促使公司按照矿井生产规划，积极谋求扩大瓦斯利用规模。2006年5月、7月分别编制了宣东矿瓦斯治理与利用项目实施方案和宣东矿井循环经济规划方案，实现应抽尽抽下的应用尽用。瓦斯治理与利用项目实施方案（即瓦斯电厂二期工程），计划新增瓦斯发电机组32台，其中高浓度25台、低浓度7台（6％以上即可），总装机容量16000kW，建瓦斯热风炉1座，配套余热锅炉25.6t，投资8291万元，年发电量7647万度，目前该项目已具备开工条件。循环经济规划方案为，依靠矿井煤炭开采，建设矸石电厂和矿井水净化工程，延伸产业链条；瓦斯电厂的余热用于采暖工程，矿井水净化后用于矿井、选煤厂、电厂工业用水，实现能源就地转化，循环发展。 （3）用足用好国家政策，推进瓦斯抽采利用向纵深发展。在谋划和实施瓦斯抽采利用的同时，积极研究利用国家出台的优惠政策，进一步提高项目效益，推进瓦斯利用。2005年7月，与国际能源集团上海济丰公司签订了CDM咨询合同，CDM项目报告已报国家发改委和联合国EB组织。2006年4月，与荷兰公司签订CDM购买合同，按协议规定，瓦斯电厂一、二期达产后，年可实现CO2减排收益3200万元。瓦斯电厂项目在建设过程中，得到了发改委、环保等部门的大力支持，经推荐，该项目被批准列入2006年的环保专项资金支持项目。 五、综合治理与利用的效果 通过实施“煤、气、电”一体化项目，取得了三方面的效益。 1安全生产效益。瓦斯是煤矿主要灾害之一，有效地实施抽采，降低了瓦斯在生产过程的危害性，保障了矿井安全。同时，又为实施机械化开采、提高生产效率创造了条件，形成了以抽促产、以产促抽的互促互动，有力地促进了单产单进水平和矿井产量的提高。瓦斯异常区的掘进工作面由抽采前的月进100m提高到现在的月进180m；矿井产量逐年提高，并于实施抽采后的第二年实现了达产，当年生产原煤106万t。 2经济效益。瓦斯的利用成为公司新的经济增长点，电厂一期工程年发电2400万度,利用瓦斯800万m3，减排二氧化碳12万t，余热锅炉节约用煤6400t，实现利润776万元；瓦斯发电二期工程建成后，瓦斯电厂年总发电量1.2亿度,年利用瓦斯3900万m3，年减排二氧化碳42万t，余热锅炉年节约用煤3.2万t，实现利润3800万元；CDM项目做成后，可新增二氧化碳减排收益3200万元。 3环境和社会效益。煤气电一体化运作，符合国家产业发展政策，解决了空排瓦斯的浪费和对环境的污染，替代了燃煤锅炉，节约燃煤，减少粉煤灰的排放，净化了矿区环境。低浓度瓦斯机组的利用，在省内属第一家，将为其它矿井的煤层气综合开发利用起到很好的示范作用，具有广阔的推广应用前景。