變廢為寶 綠色發展——蘆嶺礦軟岩開采治理瓦斯工作紀實

瓦斯發電站一角。（王 盟 攝）

蘆嶺礦堅持瓦斯“零超限”目標不動搖，牢固樹立“瓦斯超限就會爆炸”的理念,始終把“一通三防”瓦斯治理作為礦井科學發展的首要條件，積極創新開采軟岩保護層瓦斯治理技術，破解煤礦“三軟”煤層瓦斯治理技術瓶頸，變廢為寶，推動了礦井走綠色發展之路。
勇於創新，向攔路虎開刀
蘆嶺礦是一座“水、火、瓦斯、煤塵、頂板、地壓”六害俱全的礦井，尤其是瓦斯災害更為嚴重，是安徽省乃至全國瓦斯災害最嚴重的礦井之一。主采8、9、10煤層均為突出煤層，煤層瓦斯壓力大、瓦斯含量高。Ⅲ水平8、9煤層瓦斯壓力達到4.43～6.47MPa，煤層瓦斯含量為22～25m3/t，其中Ⅲ水平9煤實測瓦斯壓力為5.0　MPa。
隨著礦井開采向深部延深，地壓增大、瓦斯壓力增加，煤層突出危險性進一步加大，原有的瓦斯治理技術（底板穿層鑽孔預抽煤層瓦斯）已不能滿足礦井深部安全生產需要，必須采取保護層開采措施。
強行開采10煤作為保護層需進行區域消突，投入大，施工時間長；工作麵機風巷掘進期間需要多次揭煤，安全威脅大；頂底板為堅硬砂岩采掘過程中需要放炮，且過斷層難度大，采空區遺煤多，防火壓力大。通過對首采麵Ⅲ1013工作麵進行安全經濟技術一體化論證，Ⅲ1采區10煤層不具備作為保護層開采條件，需要重新選擇保護層。
經探查距9煤層底板法距54～69m，距 10煤頂板法距20～30m，發育一層比較穩定的泥岩。能不能把這一層軟岩作為保護層進行開采，同時達到釋放上部8、9煤層和下部10煤層瓦斯的效果。“沒有成熟的技術經驗可以借鑒，能不能成功？萬一失敗了怎麼辦？”“我們要摸著石頭過河，沒有嚐試怎麼就知道不能成功？我們就是要做第一個吃螃蟹的人，拿下這個攔路虎。”在礦技術03manbetx 會上，麵對技術人員的疑問，礦領導給技術人員鼓勁加油。
在淮北礦業指導和幫助下，蘆嶺礦多次認真開展安全經濟技術一體化論證，提出切合礦井生產實際的解決辦法——開采軟岩保護層，保護上部主采煤層8、9煤層和下部10煤層，建成全國第一個開采軟岩作為解放層的軟岩綜采工作麵。
攻堅克難，破解技術瓶頸
技術方案確定後，在軟岩保護層開采實踐中，遇到了許多難題，如工作麵設計參數確定、煤機選型、三機配套、後運連續化排矸和瓦斯治理等方麵的問題。
礦上成立了“軟岩保護層開采瓦斯治理領導小組”，下設通風係統改造、瓦斯綜合治理工程、瓦斯抽采係統改造和除塵係統改造四個專業組，開展技術攻關。
Ⅲ11軟岩工作麵為Ⅲ1采區首個保護層開采工作麵，考慮到采軟岩，工作麵不能過長，且采高要適中。綜合考慮工作麵推進度、瓦斯抽放鑽孔的施工難度、卸壓效果、開采難度（技術、安全）等因素，進行多次技術論證確定采用走向長壁綜合機械化采岩法開采，全部垮落法管理頂板，優化三機配套，采高控製在2米，上行割岩，往返一次割一刀，月進度保持在60米，使瓦斯在軟岩開采過程中能夠得到充分釋放。
建立矸石後運連續化係統。考慮到煤質問題，Ⅲ11軟岩工作麵回采的岩石不能進入煤流係統；將老副井下延改為矸石提升井，新建井上下皮帶排矸係統，實現排矸皮帶化，在地麵回填段調研安裝了旋轉皮帶，不但能加快排矸速度，提升排矸效率，而且也能滿足掘進排矸的需要，加快掘進的生產準備，保障了快速采掘作業，為軟岩順利開采創造了有力條件。
創新工作麵全方位立體瓦斯抽采模式。對8、9煤層進行地麵采動井、高位上向攔截鑽孔、傾向攔截鑽孔抽采、穿煤層卸壓鑽孔二次強化抽采。對10煤層麵進行底板岩巷穿層鑽孔抽采，進一步降低被保護層煤層瓦斯含量，為被保護層高效安全開采創造條件。同時對工作麵采空區進行尾巷井抽采與采空區埋管抽采相結合，進一步提高瓦斯治理效果，使被保護煤層的瓦斯泄壓釋放量達到85%以上，從而使被保護層由高瓦斯突出危險煤層轉變為低瓦斯無突出危險煤層。
科學治理，綜合效益彰顯
準備工期較短。Ⅲ11軟岩工作麵總準備工程量2535m，兩個隊同時施工，16個月軟岩工作麵即具備回采條件，工作麵回采結束後穩定三個月即具備準備被保護的8、9煤工作麵。比采10煤作為保護層，工作麵能提前約兩年時間。
安全經濟節約。開采軟岩工作麵作為保護層，不存在揭煤問題，安全效果顯著。工程量小，投入小。不需要做10煤層底板瓦斯抽采巷，巷道工程量小，按四個工作麵設計，共減少岩石巷道9000m。不需要施工穿層鑽孔預抽瓦斯，鑽孔工程量小，首采麵節省鑽孔量16萬m，全采區節省鑽孔80萬m。
提高煤質環保。開采軟岩工作麵作為保護層，矸石不進入礦井主運係統，單獨排到地麵，減少原煤矸石混入量，提高了礦井煤質，極大的降低了生產成本，提高了經濟效益。礦上建立了全封閉的地麵排矸石係統，減少了地麵排矸過程中對環境的汙染，利用旋轉皮帶回填矸石效率高，塌陷回填效果大幅度提高。
變廢為寶創效。通過施工地麵鑽井和抽采管路的安裝，真正實現 “采煤采氣一體化”，Ⅲ1軟岩工作麵預計可抽采瓦斯 3000萬m3，可利用瓦斯量為2000萬m3。為提高Ⅲ1軟岩工作麵釋放的瓦斯利用效率，新建了18台瓦斯發電機組，按2.5度/m3，0.6元/度，可創收3000萬元。同時瓦斯電廠餘熱還可以利用，真正實現了綠色循環發展。
（王盟）