2010年11月18日,由中國工程院、國家能源局舉辦的首屆中國能源論壇明確提出:我國將“堅(jiān)持以煤炭為主體、電力為中心、油氣和新能源全面發(fā)展的能源戰(zhàn)略”,2030~2050年煤炭年需求達(dá)35億噸,在能源結(jié)構(gòu)中的比例仍占50%?梢姡谙喈(dāng)長的時(shí)期內(nèi),煤炭作為我國主導(dǎo)能源和基礎(chǔ)能源的地位無法替代。
然而,我國煤炭開采難度大,-1000米以下煤炭資源量占總資源量的53%,全國95%以上的煤礦為井工開采,瓦斯、水、火、地壓、地溫等自然災(zāi)害嚴(yán)重,特別是瓦斯問題尤為突出,國有重點(diǎn)煤礦70%以上是高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井,且大部分為低透氣性煤層。長期以來,我國在低透氣性煤層中開展的地面煤層氣開采一直未能取得突破,國家曾引進(jìn)美國技術(shù)在兩淮礦區(qū)實(shí)施數(shù)口地面鉆井開采煤層氣,試驗(yàn)均告失敗。同時(shí),在煤礦井下引進(jìn)德國、澳大利亞鉆機(jī)直接在煤層中抽采瓦斯的嘗試也沒有成功。上述研究至今仍未取得進(jìn)展,因此,自上世紀(jì)80年代以來,隨著煤礦開采深度增加,瓦斯災(zāi)害升級(jí),此類煤礦瓦斯爆炸和煤與瓦斯突出事故頻繁發(fā)生。
淮南礦區(qū)是瓦斯危害最典型的礦區(qū)之一,歷史上是全國煤礦瓦斯事故重災(zāi)區(qū)。近十多年來,我們針對(duì)低透氣性煤層瓦斯治理狀況,即地面煤層氣開采和地下直接抽采瓦斯均走不通的客觀事實(shí),大膽從煤礦井下開采源頭來解決低透氣性高瓦斯煤層瓦斯治理難題,依靠井下采場卸壓開采來增加煤層透氣性,并抽采卸壓瓦斯的煤與瓦斯共采理論。解決了低透氣性煤層煤礦瓦斯治理這一世界性、歷史性的難題,杜絕了瓦斯爆炸事故,大大解放了礦區(qū)生產(chǎn)力。十多年淮南礦區(qū)及全國類似條件安全開采瓦斯治理實(shí)踐已證明,煤與瓦斯共采是實(shí)現(xiàn)煤炭科學(xué)開采的必由之路。
把“老虎”關(guān)進(jìn)籠子里 淮南礦區(qū)資源豐富,探明資源量500億噸,其中-1200米以淺國家批準(zhǔn)的總體資源量285億噸,煤層氣資源近7000億立方米,是我國東部和南部最大的一塊整裝煤田,占我國東部煤炭儲(chǔ)量的50%,占安徽省煤炭儲(chǔ)量的74%。
然而,淮南煤炭賦存條件差,為低透氣性煤層群開采條件,滲透率極低地質(zhì)條件極為復(fù)雜,煤層瓦斯含量高,每分鐘瓦斯涌出量達(dá)1100立方米,居全國前列,是我國開采難度最大的煤田之一,瓦斯事故多發(fā)。幾十年來,被瓦斯這只“猛虎”所束縛,礦區(qū)煤炭產(chǎn)量一直徘徊在1000萬噸左右,豐富的煤炭資源和良好的區(qū)位優(yōu)勢(shì)難以發(fā)揮。
眾所周知,低透氣性煤層瓦斯治理是世界性難題,傳統(tǒng)的治理辦法是“拼刺刀”,即直接在低透氣性高瓦斯、煤與瓦斯突出煤層進(jìn)行治理措施和采掘活動(dòng),對(duì)瓦斯是“堵”而不是“疏”。這個(gè)路子已經(jīng)證明是行不通的,大量瓦斯仍然存留在煤層之中,治理效果差。要想降伏瓦斯這只“攔路虎”,消除瓦斯威脅,實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn),就必須走出一條新路子。
1996年4月,通過大量試驗(yàn)研究和理論論證,我提出了“卸壓開采煤與瓦斯共采”的技術(shù)原理:打破傳統(tǒng)自上而下的開采順序,首先開采瓦斯含量相對(duì)較低的薄煤層,造成上下巖層移動(dòng),膨脹卸壓,從而增加煤層透氣性,使得相鄰煤層的瓦斯被解析為游離瓦斯,再通過預(yù)先布置的巷道和鉆孔“抽采”到地面。這樣,實(shí)現(xiàn)了煤與瓦斯共采,煤層得以在低瓦斯?fàn)顟B(tài)下安全開采,抽采到地面的瓦斯通過地面永久抽采系統(tǒng)進(jìn)行綜合利用,實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)。
這一理論提出之后,當(dāng)時(shí)在推廣實(shí)施的過程中卻遇到了很大的阻力,因?yàn)槊旱V技術(shù)創(chuàng)新不像其他行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新,如果失敗風(fēng)險(xiǎn)很大,不但耗費(fèi)人力、物力、財(cái)力,還極有可能威脅到安全生產(chǎn)。因此,需要大膽設(shè)想,小心求證。1996年10月,淮南煤礦舉行了“卸壓開采煤與瓦斯共采技術(shù)”專家論證會(huì)。當(dāng)與會(huì)人員聽懂這個(gè)方案后,一片嘩然,不約而同地提出了質(zhì)疑。有的人認(rèn)為這是異想天開,其中一位專家說:“對(duì)于卸壓開采,我們?cè)?0年代就已經(jīng)搞過,都沒有成功!绷硗庖晃粚<覔(dān)心:“卸壓瓦斯不進(jìn)入鉆孔,在巷道里四處亂竄,從而給安全造成巨大的威脅。”
淮南煤礦已經(jīng)別無選擇,我們還是決定開展實(shí)驗(yàn)室研究和現(xiàn)場驗(yàn)證試驗(yàn),并力推該項(xiàng)新技術(shù),在新區(qū)的潘一礦和老區(qū)的新莊孜礦各選擇一個(gè)工作面進(jìn)行試驗(yàn)。
1998年9月,令人驚喜的消息傳來!靶秹洪_采抽采瓦斯煤與瓦斯共采技術(shù)”取得了巨大的成功,僅潘一礦一條巷道就抽出了1000多萬立方米的瓦斯,煤層透氣性增加了2880倍,低透氣性煤層卸壓增透后,煤層中60%以上瓦斯被抽采出來,瓦斯威脅得到了解除,實(shí)現(xiàn)了高瓦斯煤層在低瓦斯?fàn)顟B(tài)下的安全開采。
2000年之后,該技術(shù)逐步成熟并在淮南礦區(qū)全面鋪開,形成了井上下立體的卸壓開采抽采瓦斯、煤與瓦斯共采和先抽瓦斯后采煤的工程技術(shù)體系。瓦斯,這只昔日吞噬多少礦工生命的“老虎”終于被溫順地關(guān)進(jìn)了籠子里。
“代表了中國煤炭工業(yè)發(fā)展方向” “卸壓開采煤與瓦斯共采技術(shù)”實(shí)現(xiàn)了瓦斯“治得住”,但它存在著巷道工程量大、瓦斯治理成本高等弊端。如何找到技術(shù)經(jīng)濟(jì)最佳結(jié)合點(diǎn),有沒有一種既能治理瓦斯保證安全,又能降低成本的技術(shù)呢?為此,2004年我提出了“無煤柱煤與瓦斯共采”理論,并開展了系統(tǒng)的研究工作。首先在通風(fēng)方式上進(jìn)行變革。2004年之前,我國煤礦均采用U型通風(fēng)方式。它的好處是系統(tǒng)簡單,一條進(jìn)風(fēng)巷道,一條回風(fēng)巷道,但是存在著工作面上隅角瓦斯積聚的重大安全隱患。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國煤礦采煤工作面80%以上瓦斯事故發(fā)生在上隅角,且都是因?yàn)橥咚狗e聚。而當(dāng)時(shí)德國、波蘭等世界先進(jìn)采煤國家在20多年前就淘汰了U型通風(fēng)方式,采用Y型通風(fēng)方式。即采煤工作面采用兩條進(jìn)風(fēng)巷道、一條回風(fēng)巷道的通風(fēng)方式,能有效地解決上隅角瓦斯積聚的問題,消除安全隱患。
要實(shí)現(xiàn)Y型通風(fēng),最關(guān)鍵的就是回采工作面留巷,沿著采空區(qū)構(gòu)筑一道密不透風(fēng)、銅墻鐵壁般的墻體,上能支撐頂板的壓力,下能阻斷采空區(qū)的瓦斯外溢,并利用這條巷道對(duì)煤層群開采條件下的上下煤層進(jìn)行瓦斯抽采和綜合治理。
其實(shí),我國老一代采礦界對(duì)Y型通風(fēng)并不陌生,上世紀(jì)90年代初,煤炭部為了解決無煤柱開采問題,組織研究了一次沿空留巷工藝,采用一種高水充填材料,但是試驗(yàn)失敗。從此,沿空留巷Y型通風(fēng)在中國再無人問津。
德國煤礦采用重型U型鋼支護(hù),壁后充填,實(shí)現(xiàn)Y型通風(fēng)。在德國,開采一噸煤,政府補(bǔ)貼80歐元,噸煤成本高達(dá)1600元人民幣,而淮南商品煤市場價(jià)只達(dá)到500多元,顯然,如果走德國的技術(shù)路線既不經(jīng)濟(jì),更不現(xiàn)實(shí)。
好在我們已經(jīng)從“卸壓開采煤與瓦斯共采技術(shù)”的自主研發(fā)中嘗到了創(chuàng)新的甜頭,因此對(duì)Y型通風(fēng)試驗(yàn)有了更大的熱情。在淮南礦區(qū)要研究成功Y型通風(fēng),關(guān)鍵是研制出一種強(qiáng)度高、易于井下長距離泵送的充填材料和機(jī)械化護(hù)巷工藝系統(tǒng)。
企業(yè)是創(chuàng)新的主體,2004年提出課題并立項(xiàng)研究,次年完成實(shí)驗(yàn)室模擬、相關(guān)材料、系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究,在過去技術(shù)積淀的基礎(chǔ)上,經(jīng)過近四年理論研究和3000多次試驗(yàn)后,充填材料終于研制成功。2007年2月,膏體材料和遠(yuǎn)距離復(fù)雜條件下的泵送試驗(yàn)一舉成功。
同年7月,“低透氣性煤層群無煤柱煤與瓦斯共采關(guān)鍵技術(shù)”——這項(xiàng)具有中國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤礦工程技術(shù)與理論,在瓦斯絕對(duì)涌出量為我國第二位的新莊孜礦正式應(yīng)用。幾個(gè)月后,工作面安全順利回采完畢,回采期間瓦斯抽采率最高達(dá)85%,平均為75%,工作面瓦斯威脅徹底消除,實(shí)現(xiàn)了安全開采。
當(dāng)年底,這項(xiàng)技術(shù)在我國高瓦斯、高地溫、高地壓復(fù)雜地質(zhì)條件的顧橋煤礦1115(1)綜采工作面再次成功應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了“無煤柱煤與瓦斯共采”,最高日產(chǎn)安全煤量18681噸,月產(chǎn)36萬噸,年產(chǎn)高達(dá)486萬噸,充填留巷長度達(dá)2900米,是德國的2倍,成本僅為歐洲的1/3,抽采瓦斯氣30946立方米,抽采率達(dá)72%,抽出的高濃瓦斯直接利用,實(shí)現(xiàn)了綠色開采、節(jié)能減排,創(chuàng)造了世界紀(jì)錄。
這項(xiàng)技術(shù),一是解決了高瓦斯、高地應(yīng)力、低透氣性煤層等復(fù)雜地質(zhì)條件煤礦煤與瓦斯共采技術(shù)難題,保證了安全高效開采;二是實(shí)現(xiàn)了無煤柱開采,煤炭資源回收率提高了5~8個(gè)百分點(diǎn);三是簡化系統(tǒng),少掘3~4條巷道,降低了生產(chǎn)成本和瓦斯治理成本,實(shí)現(xiàn)連續(xù)開采;四是完善了通風(fēng)流場,有利于防止煤層的自然發(fā)火;五是“兩進(jìn)一回”通風(fēng)方式,工作面感覺溫度降低3℃~5℃,大大改善了職工井下作業(yè)條件;六是經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益顯著,新區(qū)顧橋礦應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù),一個(gè)工作面節(jié)省費(fèi)用1億元,老區(qū)礦井節(jié)省5000萬元,并把煤礦井下有害溫室氣體——瓦斯高效利用,變害為利,變廢為寶。
2007年12月,中國煤炭學(xué)會(huì)組織專家對(duì)“低透氣性煤層群無煤柱煤與瓦斯共采關(guān)鍵技術(shù)”進(jìn)行了鑒定,由中國工程院錢鳴高、周世寧等院士和專家組成的鑒定委員會(huì)一致認(rèn)為:無煤柱煤與瓦斯共采技術(shù)集成、創(chuàng)新了所涉及的理論、技術(shù)、材料、裝備和工藝系統(tǒng),形成了整套創(chuàng)新技術(shù)體系,達(dá)到國際領(lǐng)先水平,很有推廣價(jià)值!錢鳴高院士評(píng)價(jià)說,這是我國第一個(gè)完整地在一個(gè)礦區(qū)實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯共采、將瓦斯變害為寶的重大創(chuàng)新項(xiàng)目,使礦井開采向本質(zhì)安全型邁進(jìn)了一大步,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,開創(chuàng)了該類條件下國內(nèi)外煤層安全高效開采先例。這項(xiàng)技術(shù)獲中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)、國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
2008年1月26日,時(shí)任國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局局長的李毅中同志在顧橋煤礦1115(1)工作面考察時(shí),感慨地說:“Y型通風(fēng)沿空留巷很了不起,解決了煤與瓦斯共采問題,代表了中國煤炭工業(yè)發(fā)展的方向!辈⒂梅酃P在井下寫了“沿空留巷,Y型通風(fēng)好”9個(gè)字,以表達(dá)自己對(duì)應(yīng)用煤礦新技術(shù)的喜悅之情。
杜賓斯基的三個(gè)“沒想到” 淮南礦區(qū)創(chuàng)新的以煤與瓦斯共采關(guān)鍵技術(shù)為核心的瓦斯綜合治理技術(shù)不僅得到了國內(nèi)的充分肯定,也受到了國際采礦界的關(guān)注和認(rèn)可。自2007年以來,淮南礦業(yè)集團(tuán)每年承辦一次煤礦瓦斯治理技術(shù)國際會(huì)議,來自世界十多個(gè)產(chǎn)煤大國的煤礦瓦斯防治頂尖級(jí)專家以及科研機(jī)構(gòu)的學(xué)者共同研討煤礦瓦斯治理技術(shù)。
2008年10月,世界采礦大會(huì)國際組委會(huì)主席杜賓斯基先生應(yīng)邀參加了當(dāng)年度的中國(淮南)煤礦瓦斯治理技術(shù)國際會(huì)議。會(huì)議期間,他認(rèn)真聽取了有關(guān)“煤與瓦斯共采關(guān)鍵技術(shù)”的介紹,并深入顧橋煤礦700多米深的井下實(shí)地考察后,激動(dòng)地評(píng)價(jià)說:“我多次到中國,這次給了我很大的沖擊。我沒想到中國的瓦斯治理效果這樣好,沒想到淮南煤礦的瓦斯治理技術(shù)這樣先進(jìn),沒想到已經(jīng)超過了我的祖國波蘭,也超過了德國和歐洲。中國無疑是采煤大國,也是技術(shù)強(qiáng)國,袁亮在煤炭開采的技術(shù)理論研究上大膽創(chuàng)新,領(lǐng)跑了世界煤炭開采技術(shù)!”
德國煤礦技術(shù)研究院首席科學(xué)家維利·卡莫是世界頂級(jí)的圍巖控制和地壓治理專家,曾經(jīng)多次勸說淮南引進(jìn)德國的“煤與瓦斯共采技術(shù)”,并斷言在顧橋煤礦這樣的地質(zhì)情況下,不走德國路線是行不通的。2008年5月,他第三次來到淮南顧橋煤礦,當(dāng)?shù)弥袊俗灾鲃?chuàng)新的“煤與瓦斯共采技術(shù)”在顧橋煤礦成功應(yīng)用,并且工作效率和經(jīng)濟(jì)性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過德國后,不禁翹起了大拇指。
技術(shù)創(chuàng)新為企業(yè)插上翅膀 煤與瓦斯共采技術(shù)創(chuàng)新帶動(dòng)了企業(yè)理念、管理的全面創(chuàng)新,同時(shí)借助國家和安徽省重大科技支撐項(xiàng)目和政策支持,淮南煤礦基本找到了瓦斯治理的方法與途徑,淮南礦區(qū)連續(xù)13年杜絕了瓦斯爆炸事故,百萬噸死亡率降至0.1左右,比歷史平均百萬噸死亡率下降30倍以上,淮南煤礦實(shí)現(xiàn)了科學(xué)發(fā)展、綠色發(fā)展,發(fā)生了脫胎換骨的變化。
這些年,淮南煤礦建設(shè)和改造升級(jí)了顧橋、張集、謝橋三個(gè)千萬噸級(jí)的特大型礦井,以及一批井型在400萬噸以上的現(xiàn)代化煤礦,并用先進(jìn)技術(shù)改造了一批老礦井,生產(chǎn)能力得到了充分發(fā)揮。原煤產(chǎn)量過去50多年一直徘徊在1000萬噸,通過8年多的努力,提升到6000多萬噸,2009年達(dá)到6715萬噸。2010年在中國500強(qiáng)企業(yè)排名中列第183位。瓦斯抽采量由1997年的1000萬立方米增加到3.5億立方米,抽采率由5%提高到65%。抽出的瓦斯作為潔凈能源直接利用,建成了世界第一座低濃度瓦斯發(fā)電站,共建成瓦斯發(fā)電站8座,裝機(jī)容量24232kW,實(shí)施了亞太地區(qū)首例熱電冷聯(lián)供項(xiàng)目,同時(shí)實(shí)施瓦斯民用工程,能滿足10萬戶居民需求。
淮南煤礦被國家列為13個(gè)億噸級(jí)煤炭基地和6個(gè)大型煤電基地之一,國家發(fā)改委于2008年12月在顧橋煤礦舉行了兩淮億噸級(jí)煤電基地竣工投產(chǎn)儀式,也是全國第一個(gè)建成的大型煤電基地。企業(yè)被授予“國家第四批創(chuàng)新型試點(diǎn)企業(yè)”、“中華環(huán)境友好型企業(yè)”和“國家首批循環(huán)經(jīng)濟(jì)試點(diǎn)企業(yè)”。
近10年來,淮南煤礦在瓦斯綜合治理與利用方面由經(jīng)驗(yàn)治理上升到科學(xué)治理,形成了瓦斯治理20種理念、50項(xiàng)技術(shù)和50條經(jīng)驗(yàn)。獲得國家授權(quán)有效發(fā)明專利11項(xiàng),實(shí)用新型專利29項(xiàng)。主持(或參與)制定國際標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)、國家標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)13項(xiàng),獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)6項(xiàng),獲省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)55項(xiàng)。
國家批準(zhǔn)在淮南礦業(yè)集團(tuán)組建煤礦瓦斯治理國家工程研究中心、深部煤炭開采與環(huán)境保護(hù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、煤礦生態(tài)環(huán)境保護(hù)國家工程實(shí)驗(yàn)室,顧橋礦為國家“高瓦斯、高地壓、高地溫示范礦井”、謝一礦為國家“深井開采試驗(yàn)礦井”。
目前,淮南煤礦已成為安徽省、華東地區(qū)乃至黃河以南最大的煤電基地,F(xiàn)在,平均每天有2000多節(jié)滿載“淮南煤”的火車皮從這里駛向浙江、江蘇、江西、福建、上海等華東省市,發(fā)揮了能源對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要作用。
瓦斯治理技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破后,淮南煤礦主業(yè)的實(shí)力逐步增強(qiáng),目前電力權(quán)益總規(guī)模達(dá)1192萬千瓦,成為安徽省最大的電力企業(yè);茨系V業(yè)集團(tuán)在行業(yè)內(nèi)首創(chuàng)煤電一體化,與合作方均股建成了田集電廠、鳳臺(tái)電廠,把一部分煤炭資源就地轉(zhuǎn)化為電力,直送上海、浙江兩地。
世博會(huì)期間,淮南礦業(yè)集團(tuán)累計(jì)向世博輸送電量79.73億千瓦時(shí),上海每天所用的7度電中就有1度是“淮南電”。2010年11月,淮南礦業(yè)集團(tuán)收到來自上海市人民政府的一封感謝信,來信真誠地說:“貴集團(tuán)為保障上海能源供應(yīng)、城市正常運(yùn)行特別是上海世博會(huì)的成功舉辦作出了很大的貢獻(xiàn)!
“淮南經(jīng)驗(yàn)”惠及全行業(yè) 2003年,吳邦國委員長視察淮南煤礦,對(duì)礦區(qū)在瓦斯治理上取得的成功經(jīng)驗(yàn)給予了充分肯定。
我國70%以上煤礦的開采條件和淮南礦區(qū)基本相似,淮南的瓦斯問題具有典型性和代表性。國家發(fā)改委有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)指出,淮南瓦斯問題解決了,對(duì)全國高瓦斯煤礦的瓦斯治理能夠起到很好的示范作用。
2004年、2005年兩年,我國煤礦共發(fā)生了6起死亡百人以上的瓦斯事故,黨中央、國務(wù)院對(duì)此高度重視。為了有效控制煤礦瓦斯事故,溫家寶總理在聽取有關(guān)專家關(guān)于淮南礦區(qū)瓦斯治理情況的匯報(bào)后,決定在全國推廣淮南瓦斯治理經(jīng)驗(yàn)。
2005年3月,由時(shí)任國務(wù)院副總理的黃菊同志主持,在淮南召開了全國煤礦瓦斯防治工作現(xiàn)場會(huì),推廣了淮南礦業(yè)集團(tuán)瓦斯治理20種理念、50項(xiàng)技術(shù)和50條經(jīng)驗(yàn)。企業(yè)還受國家發(fā)改委委托,編寫了《全國煤礦瓦斯治理與利用總體方案》。
5個(gè)月后,溫家寶總理視察安徽,在聽取淮南礦業(yè)集團(tuán)匯報(bào)后說:淮南煤礦這幾年在瓦斯治理和安全生產(chǎn)上是全國學(xué)習(xí)的一個(gè)榜樣。
同年12月,按照國務(wù)院第81次常務(wù)會(huì)議的精神,國家發(fā)改委批準(zhǔn),由淮南礦業(yè)集團(tuán)聯(lián)合中國礦業(yè)大學(xué)組建煤礦瓦斯治理國家工程研究中心,在淮南落戶。這個(gè)中心是我國第一個(gè)煤礦瓦斯治理領(lǐng)域的國家級(jí)研究中心,也是我國第一個(gè)設(shè)在企業(yè)的國家工程研究中心。國家要求,這個(gè)中心要以企業(yè)為產(chǎn)業(yè)化基地,加快煤礦瓦斯治理與利用技術(shù)研發(fā),輻射全行業(yè),為行業(yè)提供技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)。
2006年以來,受國家發(fā)改委委托,煤礦瓦斯治理國家工程研究中心共舉辦了全行業(yè)瓦斯治理技術(shù)和管理培訓(xùn)班30多期,培訓(xùn)6000多人次,其中包括45戶全國煤礦安全重點(diǎn)監(jiān)控企業(yè)的董事長、總經(jīng)理、總工程師及所屬礦井的礦長、總工程師等500多名企業(yè)高管。
同時(shí),根據(jù)國家發(fā)改委和國家煤監(jiān)局授權(quán),煤礦瓦斯治理國家工程研究中心以技術(shù)咨詢服務(wù)為主要發(fā)展方向,面向全行業(yè)開展技術(shù)服務(wù)。
華晉焦煤公司沙曲礦是全國單井口瓦斯涌出量最大的煤礦之一,每分鐘瓦斯涌出量高達(dá)479立方米。2006~2008年三年該礦的瓦斯超限次數(shù)分別為3635次、2605次、1648次。由于瓦斯的威脅,設(shè)計(jì)產(chǎn)量為300萬噸的礦井,實(shí)際產(chǎn)量卻只能達(dá)到120萬噸。接受淮南瓦斯治理技術(shù)服務(wù)以后,2009年瓦斯超限次數(shù)下降到93次,同比下降90%以上,控制了瓦斯超限事故,實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)。2010年沙曲礦被山西焦煤集團(tuán)公司授予“瓦斯治理先進(jìn)礦”稱號(hào)。
而在整個(gè)山西焦煤集團(tuán),煤礦瓦斯治理國家工程研究中心對(duì)該集團(tuán)12對(duì)高瓦斯礦井及煤與瓦斯突出礦井和汾西礦業(yè)6對(duì)低瓦斯礦井進(jìn)行安全技術(shù)會(huì)診后,從根本上改變了山西焦煤集團(tuán)瓦斯治理觀念。
皖北煤電公司的臥龍湖煤礦是在淮南礦業(yè)集團(tuán)以外第一家成功實(shí)施“煤與瓦斯共采技術(shù)”的煤礦,該技術(shù)已成為皖北煤電公司保護(hù)層開采的主要模式。
松藻煤礦是與淮南礦區(qū)瓦斯地質(zhì)條件復(fù)雜程度相似的煤礦,在應(yīng)用無煤柱煤與瓦斯共采技術(shù)后,生產(chǎn)效率提高了4倍,瓦斯從沒超限過,瓦斯從根本上得到了治理。
近幾年來,國家發(fā)改委、煤礦瓦斯防治部際協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組,國家煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)察局辦公室先后下文,向全國推廣低透氣性煤層群無煤柱煤與瓦斯共采關(guān)鍵技術(shù)。
截至目前,以“煤與瓦斯共采技術(shù)”為代表的淮南瓦斯治理技術(shù)創(chuàng)新成果在全國類似條件的40多個(gè)礦區(qū)100多個(gè)礦井推廣應(yīng)用,占全國高瓦斯突出礦井60%以上。2006年以來,全國煤礦瓦斯事故死亡人數(shù)減少二分之一以上,這是各方面工作的結(jié)果,但其中重要的一條就是國家從2005年開始推廣淮南瓦斯治理的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)。
今年11月份,中澳煤礦安全技術(shù)國際研討會(huì)在澳大利亞港口城市紐卡斯?fàn)柵e行,我應(yīng)邀參會(huì)并作主旨報(bào)告,系統(tǒng)介紹了我國淮南等高瓦斯礦區(qū)在低透氣性煤層群瓦斯治理方面所取得的成績。會(huì)后,澳大利亞采礦界同仁對(duì)“無煤柱煤與瓦斯共采技術(shù)”給予了高度評(píng)價(jià),并發(fā)來信件,希望有機(jī)會(huì)實(shí)地考察淮南礦區(qū)煤與瓦斯共采技術(shù),也有意將其引進(jìn)到澳大利亞的高瓦斯煤礦區(qū)。
全國眾多高瓦斯礦區(qū)的實(shí)踐已經(jīng)證明,煤與瓦斯共采技術(shù)與理論能夠有效解決此類礦區(qū)瓦斯治理的難題。
科學(xué)開采面臨的問題與思考 我國煤礦95%以上是井工開采,平均開采深度近500米,且每年以20~30米的速度增加,將有一批礦井陸續(xù)進(jìn)入深部開采。在我國煤炭資源儲(chǔ)量中,近一半埋深在-1000米以上。據(jù)最新一輪的全國煤田預(yù)測結(jié)果,我國-2000米以淺的煤炭資源總量為5.57萬億噸,其中埋深在-1000米以下的為2.95萬億噸,占煤炭資源總量的53%。隨著開采深度的增加,開采所遇到的難度并不是線性增加,而是幾何級(jí)增加,超過淺部開采的幾倍,甚至數(shù)十倍、上百倍,高瓦斯、高地溫、高地壓、高承壓水“四高”等急難技術(shù)問題日益突出,成為世界性難題。瓦斯壓力、含量快速升級(jí),煤與瓦斯突出災(zāi)害日趨嚴(yán)重,瓦斯治理的難度越來越大;在高承壓水作用下,突水危險(xiǎn)趨于嚴(yán)重;隨著開采深度的增加,熱害威脅增加;深部地應(yīng)力大,沖擊地壓現(xiàn)象急劇增加,破壞性很大;礦井生產(chǎn)規(guī)模逐步擴(kuò)大,開采強(qiáng)度增大,生產(chǎn)系統(tǒng)日趨復(fù)雜,危險(xiǎn)性不斷增大,一旦發(fā)生事故,其災(zāi)難性、破壞性更大,且增大了事故應(yīng)急救援的難度。
應(yīng)清醒地看到,我國煤炭行業(yè)還存在著一系列管理上的嚴(yán)重問題。一是部分煤礦企業(yè)對(duì)瓦斯、水、火等井下災(zāi)害認(rèn)識(shí)不夠,管理標(biāo)準(zhǔn)低,在安全沒有保證的情況下盲目組織生產(chǎn),為煤礦安全埋下重大隱患。二是技術(shù)落后、基礎(chǔ)薄弱。煤礦深部開采理論研究不夠,實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的災(zāi)害預(yù)防技術(shù)缺乏,煤礦開采設(shè)計(jì)、安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低,高瓦斯復(fù)雜地質(zhì)條件礦區(qū)采場內(nèi)構(gòu)造場、應(yīng)力場、裂隙場和瓦斯場不清楚,基礎(chǔ)研究嚴(yán)重不足,已經(jīng)在很多大事故中反映出來。三是安全投入存在歷史欠賬。由于過去煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)困難,安全投入不夠,裝備得不到及時(shí)更新,許多礦區(qū)仍然使用落后的裝備,達(dá)不到深部開采的安全標(biāo)準(zhǔn)。四是煤炭行業(yè)辦礦門檻低,煤礦員工隊(duì)伍整體素質(zhì)與高危行業(yè)的災(zāi)害威脅和嚴(yán)格的作業(yè)要求差距較大,相當(dāng)一批企業(yè)人才匱乏,煤炭行業(yè)高等教育距離培養(yǎng)高素質(zhì)人才的要求有較大差距。
今后相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi),煤炭作為我國主導(dǎo)和基礎(chǔ)能源的地位不會(huì)改變,煤礦實(shí)現(xiàn)科學(xué)產(chǎn)能是保障煤炭能源安全和煤炭工業(yè)全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。
建議國家和地方政府加大煤炭行業(yè)的科技攻關(guān)力度,開展煤礦瓦斯治理、水害防治、地壓治理、深井開采、生態(tài)環(huán)保等重大技術(shù)難題的攻關(guān)研究。尤其是煤與瓦斯共采技術(shù)與理論要在全國煤礦進(jìn)一步推廣,需要對(duì)不同礦區(qū)、不同煤層地質(zhì)條件等技術(shù)問題進(jìn)行深入研究,使煤與瓦斯共采技術(shù)能夠適用于我國各類條件的煤礦。
淮南礦區(qū)依靠技術(shù)創(chuàng)新嘗到了甜頭,但是煤炭深部開采的許多重大科學(xué)和技術(shù)難題沒有解決。因此,國家和地方政府要重點(diǎn)引導(dǎo)和支持創(chuàng)新要素向企業(yè)集聚,加快建立以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系。企業(yè)是技術(shù)創(chuàng)新的主體,煤炭行業(yè)面臨的技術(shù)難題在企業(yè),企業(yè)要有解決安全發(fā)展急難課題的迫切需求與動(dòng)力,要開創(chuàng)資金、人才等國家級(jí)研究平臺(tái),組織科研院校和企業(yè)開展行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新工作。特別提出,投入是煤炭實(shí)現(xiàn)安全高效開采和瓦斯治理的物質(zhì)基礎(chǔ)。沒有高投入,不發(fā)展先進(jìn)生產(chǎn)力,就沒有瓦斯等重大事故的有效控制。高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井安全費(fèi)用提取標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)不低于50元/噸煤,其中瓦斯治理費(fèi)用應(yīng)不低于35元/噸煤。煤炭行業(yè)科研和技術(shù)裝備投入應(yīng)不少于銷售收入的2%~3%,資金保障是提高企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力和裝備水平的關(guān)鍵。最后,建議國家和地方政府應(yīng)高度重視煤炭科學(xué)產(chǎn)能,加快實(shí)現(xiàn)煤炭科學(xué)開采。
(作者系中國工程院院士袁亮)
來源:科學(xué)時(shí)報(bào)