一、企业基本情况

　　芙蓉集团实业有限责任公司系四川省煤炭产业集团管理下的国有重点煤炭企业，其前身芙蓉矿务局成立于1970年，1998年下划四川省管理，2001年4月经四川省经贸委批准，整体改制为芙蓉集团实业有限责任公司。

　　芙蓉集团公司目前共有4对生产矿井，分别为白皎、杉木树、红卫及珙泉矿井，4对矿井均为煤与瓦斯突出矿井，煤层自然发火相当严重，其中杉木树矿井开采煤层还具有煤尘爆炸性。

　　芙蓉矿区煤层开采条件十分恶劣。表现在一是矿区煤层赋存条件差，地质构造相当复杂，尤其层间滑动构造及落差小于2米的断层比较发育，平均掘进100米巷道遇断层2条；二是矿井瓦斯、煤层自然发火、煤尘爆炸等灾害非常严重，芙蓉局曾被煤炭部定为“事故多发局”，是目前全国45户重点监控企业之一，其中白皎煤矿位列全国22对重灾矿井的第五位，是全国有名的难治理煤与瓦斯突出矿井。从1966年矿井建设开始至2006年底，4对矿井共发生煤与瓦斯突出278次，其中1000吨/次以上的特大型突出9次（白皎矿井7次、红卫矿井2次），500吨/次以上的大型突出10次，最大突出煤量3114吨，最大突出瓦斯量49.75万立方米，突出瓦斯逆流最远达3500多米，还发生过回采工作面下邻近层卸压瓦斯突破9m的层间岩层喷出近10万立方米、掘进工作面炮后延期突出、综采工作面机组割煤中突出和截割煤层产生火花引燃瓦斯等；历史上还发生过瓦斯爆炸94次，瓦斯燃烧34次，煤层自然发火250次。其中发生6起严重的煤与瓦斯突出伤亡事故，共造成25名矿工死亡；发生5起瓦斯爆炸死亡事故，共死亡64人，最多一次死亡24人，给人民生命和国家财产造成重大损失。

　　面对如此恶劣的生产条件和自然灾害，为实现安全生产，保障职工的生命安全和国家财产免遭损失，降伏瓦斯灾害这一“恶魔”，芙蓉集团公司始终把“一通三防”摆在安全生产重中之重的位置，把防止重大通风瓦斯事故作为“一通三防”工作的主线，严格贯彻落实“先抽后采、监测监控、以风定产”瓦斯治理十二字方针，切实开展瓦斯集中整治，依靠科技进步治理灾害，认真实施抽采瓦斯这一治理瓦斯灾害的根本措施，并坚持抽防并举，取得了我公司连续10周年（其中灾害最严重的白皎煤矿13周年）无重大通风瓦斯事故的好成绩，为矿井安全生产创造了有利条件，为集团公司的持续发展奠定了坚实的基础。

　　二、矿井瓦斯抽采

　　（一）矿井瓦斯抽采系统　

　　白皎、珙泉、杉木树、红卫矿井分别于1979年、1991年、1996年、1997年建立了瓦斯抽采系统，2003～2005年实施国债安全技改项目，对4对矿井的瓦斯抽采系统进行技改扩能，更新高效节能抽采泵9台、新增抽采主干管网21160米。抽采系统的装备见表一。

　　表一：抽采系统装备

　　（二）矿井瓦斯抽采技术

　　1、矿区瓦斯抽采基本参数

　　1995年，我公司与重庆大学合作，对芙蓉矿区的瓦斯参数分布规律进行了考察，其结果见表二。

　　表二：芙蓉矿区瓦斯基本参数

　　2、瓦斯抽采方式方法

　　经过多年攻关试验研究，我公司目前采用有包括工作面采掘前预抽、边掘边抽、采中顺层抽及采后对采空区进行卸压抽等多种抽采方式。

　　根据芙蓉矿区煤层的赋存条件，我公司已成功应用包括底板穿层网格钻孔抽采、顺煤层钻孔抽采、俯伪斜下邻近层钻孔抽采、顶板裂隙及采空区抽采等多种方法在内的综合立体抽采方法，矿井基本形成了“先抽后掘” 、“先抽后采”的格局，正规采区区段内瓦斯预抽率达25～30%以上才进行煤层巷道的掘进和回采工作。

　　采掘前预抽是在煤层底板沿工作面走向施工抽采瓦斯的专用岩石巷道(底板道)，底板道内每隔15m施工一个钻场，在钻场内向煤层施工网格钻孔，钻孔间距6×6、8×8、10×10m，控制范围主要是首采煤层巷道掘进条带，钻孔终孔点在巷道两侧轮廓线外不低于10m(见图一)。经过1～4年时间的预抽，预抽率达到25－35%以上后，才安排煤层巷道掘进。此种抽采的目的主要是防止首采煤层巷道掘进时发生煤与瓦斯突出，并降低其掘进过程中的瓦斯涌出量。

　　对于地质构造较复杂，突出危险性较严重的区段，通过底板道的抽采钻场，向首采层开采范围内的下邻近煤层施工钻孔，钻孔布置也成网格式(见图一)，并与首采层掘进条带钻孔同时投入预抽。此种抽采旨在消除首采层开采期间下邻近煤层的突出、瓦斯喷出并减少卸压瓦斯涌出量，确保回采期间的安全生产。

　　顺层预抽是在采煤工作面上、下顺槽采用ZY－100型或ZY－150型钻机和φ42mm或φ50mm钻杆配φ64mm无岩芯钻头，垂直巷道煤壁沿煤层施工一至二排平行钻孔，钻孔间距2～5m。一般在下顺槽中施工的上斜钻孔长度为50～80m，在上顺槽中施工的下斜钻孔为30～60m，上、下斜钻孔间留10m隔离带(见图二)。此种抽采方式旨在消除首采煤层工作面回采期间本煤层的突出危险并降低回采工作面的瓦斯涌出量。

　　俯伪斜穿层钻孔抽采下邻近煤层瓦斯技术，主要是针对无底板岩石抽采巷道或底板道抽采效果不佳的采煤工作面，在首采层开采时为了减少其下邻近煤层卸压瓦斯对开采的影响而实施。即在首采煤层巷道内施工本煤层顺层预抽孔的同时，在其底部每间隔5m，沿与工作面推进方向呈145°～135°夹角的伪斜方向，以-15°～-20°的倾角向其下邻近煤层平行施工下斜钻孔，钻孔深度一般45～60m，钻孔穿过层间岩石后见煤长度要尽量长，以保证在开采前更加充分预抽下邻近煤层的瓦斯。钻孔终孔点滞后工作面推进位置一般30～50m，保证开采中最大程度的抽采下邻近煤层卸压瓦斯(见图三)。

　　边掘边抽主要是针对无底板抽采巷道或底板道抽采效果不佳的突出煤层掘进工作面而实施，即在掘进工作面退后5～10m位置两帮施工一钻场，在钻场内向掘进工作面前方施工3～5个顺煤层钻孔进行抽采。钻孔长度30～50m，终孔间距3～5m，钻孔控制巷道两侧轮廓线外不小于10m。在掘进过程中实行超前预抽(见图四)。

　　采空区抽采是为了防止采空区大量高浓度瓦斯由于受气候、采场压力变化造成采煤工作面或巷道瓦斯超限而实施。主要方法有：一是利用底板道原有抽采管路直接抽采，与底板道预抽瓦斯不同之处是必须根据采空区的瓦斯浓度、气体成份变化情况适当、准确、及时调整抽采负压，最大限度的抽采采动卸压瓦斯，并防止抽采引燃采空区浮煤或抽出较低浓度瓦斯。二是在采煤工作面尾巷内埋管抽采，一般埋设直径100～150mm的钢管或塑料管，此种方法经过在杉木树矿N2432综采工作面应用，抽采浓度较低（10～15%），效果不太理想。三是在工作面的回风巷向工作面后方采空区顶板裂隙带内施工钻孔抽采，一般每个钻场布置3个钻孔，钻孔直径64mm。此种方法抽采瓦斯浓度较高（50～80%），但流量较小。四是为了利用瓦斯，当回采工作面开采完毕封闭时，在密闭墙上埋设管道，直接对采空区进行抽采。此种方法抽采的效果较好，但对于有自然发火的煤层不能长期抽采，且在抽采过程中必须经常检测抽采管道和采空区内的CO、温度等，防止抽采引燃采空区内的浮煤。

　　3、钻孔施工和封孔工艺

　　施钻工艺关系到钻孔能否施工到位，确保抽采的煤体得到有效控制。1995年，我公司与重庆煤科分院合作进行顺煤层长钻孔施工工艺的研究，通过ZY－200型钻机研制，改高压水排煤渣为高压风排渣和孔口高压水防尘，将长1.5m的钻杆改为长0.8m的钻杆，并改用合金刚材料制作以增加其强度，钻头采用PDC（聚晶金刚复合片）制作，在钻头上镶反向切削合金片以处理卡、埋钻事故，同时采用多级组合钻具，增加钻杆与钻头间的直径差值，在瓦斯富集带，遇到强力喷孔、煤层破碎的情况下，将钻进液压控制在3～5MPa，转速控制在200～500rpm之间。施工顺煤层长钻孔深度由原来的50m增加到150m，一般在地质构造较复杂的地段也能够施工到100m左右。近两年来，我公司自身也在不断地进行施钻工艺的改进和革新，通过技术人员的努力，取得了倾角-20°以上下斜钻孔施工深度能够达到100m的好成绩。

　　封孔工艺则关系到钻孔能否抽出瓦斯的成败，是十分关键的一道工序。为了保证钻孔的气密性，确保孔口抽采负压在13KPa以上而不漏气，上斜孔均必须采用水泥砂浆泵机械封孔，下斜孔可采用人工封孔；封孔深度开孔在岩石中的必须在5m以上、开孔在煤层中的必须达8m以上。

　　（三）瓦斯抽采效果

　　各矿均采取密钻孔高负压预抽、卸压抽和采空区抽等综合抽采措施，且主要采取预抽煤层瓦斯，减小甚至消除煤与瓦斯突出危险性，降低工作面瓦斯涌出量。全公司施工抽采钻孔由2001年的23.5万米，增加到2006年的34.94万米；吨煤抽采钻孔进尺由2001年的0.17米/吨，增加到2006年的0.20米/吨；抽采瓦斯量由2001年的2100万立方米，增加到2006年的6606万立方米(见表三)。

　　表三     近几年抽采指标完成情况

　　

年度

抽采钻孔进尺