2020年度拟提名陕西省科技进步奖项目公示内容

一、项目名称

赋存不均衡煤层瓦斯高效治理技术与科学评价体系的研究与应用

二、提名者及提名意见

提名者：陕西煤业化工集团有限责任公司   

提名意见：我国西部地区大量高产量矿井存在瓦斯含量不高，但是由于瓦斯赋存不均衡、开采强度大等原因造成的瓦斯大量涌出，威胁工作面安全。本项目研发了赋存不均衡煤层瓦斯高效科学治理及评价体系技术。

1）结合矿井实际情况，瓦斯治理模式由“一矿一策”逐步提升到“一面一策”、“一段一策”。瓦斯治理由最初的“治的快、治的住”逐步向“治的准、治理省”转变，形成了适用于赋存不均衡工作面的靶向抽采精准治理瓦斯技术体系。

2）研究发现在厚煤层区段的采空区回风巷侧、沙质泥岩直接顶板附近、采场应力集中区等地瓦斯赋存浓度高、流动动力充沛，以高瓦斯、高流动性赋存区域和时段为靶心，矿井研发、应用了相应的瓦斯抽采技术，形成了靶向抽采高效瓦斯治理技术体系。

3）精准、高效的瓦斯治理术体系需要配套的科学评价体系。项目研究建立了瓦斯高效科学治理评价指标体系。首先创造性的研究了钻孔极限抽采时间。对于长时间抽采，瓦斯抽采量随时间以负指数关系衰减。

项目研究成果有效解决了不均衡煤层瓦斯高效科学治理的问题发生，保障了开采范围扩大，工作面的安全回采，促进了矿井的和谐发展，取得了巨大的经济效益和社会效益。

我单位认真审阅了该项目推荐书及附件材料，真实有效，符合填写要求。按要求，所有完成单位和项目完成人所在单位均已对该项目拟推荐情况进行了公示，公示期间无异议。比照陕西省科技进步奖申报和推荐基本条件，同意推荐该项目申报陕西省科技进步奖。

三、项目简介

我国西部地区大量高产量矿井存在瓦斯含量不高，但是由于瓦斯赋存不均衡、开采强度大等原因造成的瓦斯大量涌出，威胁工作面安全。瓦斯治理中存在的共性问题主要为：（1）治理模式适应性差。（2）瓦斯赋存不均衡，抽采效率低。（3）抽采达标评价指标“本本主义”。这些问题制约着我国约50%以上的优质煤产量的安全产出。

建新煤化公司4-2煤层即具有我国西部大产能煤矿赋存不均衡煤层的瓦斯共性问题。项目根据建新煤矿“赋存不均衡、低瓦斯高涌出、低透气高吸附” 的瓦斯赋存特征，首创了“一面一策、一段一策”的瓦斯治理模式，研究形成了靶向抽采精准瓦斯治理技术体系。体系包含精准预测、靶向抽采、科学评判三个步骤。精准预测是精准治理的首要条件。靶向抽采是减少瓦斯煤层瓦斯量、控制采场空间瓦斯浓度的核心环节。科学评判是确定工作面瓦斯抽采效果是否能够满足安全生产的关键环节，三者有机衔接，确保工作面安全的基础上，最大化的使“抽-掘-采”平衡，降低瓦斯治理成本，提高抽采瓦斯抽采的效率。

靶向抽采技术实施中，当工作面瓦斯涌出量低于5m3/min,时，瓦斯问题基本不对生产构成威胁，采用通风排瓦斯的方式。在采面上、下隅角要进行封堵，作为通风排瓦斯控制风流的辅助措施。当工作面瓦斯涌出量在5~12m3/min时，要增加本煤层钻孔预抽，在上隅角的封堵墙内增加插管抽放。本煤层钻孔瓦斯预抽采用二氧化碳预裂增透技术和超前应力集中区抽采技术改善抽采效率和效果。当工作面预计瓦斯涌出量大于12m3/min时，有针对性的增加采空区埋管抽采和高位钻孔抽采。研发应用了立管抽采技术大量抽采采空区涌出瓦斯。研发应用低位钻孔抽采技术，做为高位钻孔抽采的辅助措施。

自2014年至2019年，建新煤化公司回采42盘区5个瓦斯赋存不均衡综放工作面，研发、应用瓦斯靶向抽采精准治理技术体系，采煤工作面瓦斯得到有效控制，风排瓦斯量控制在4m3/min以内，杜绝了上隅角瓦斯超限作业，生产班上隅角瓦斯浓度0.4%以下、回风流瓦斯浓度0.2%~0.26%，确保了安全生产。

精准、高效的瓦斯治理术体系需要配套的科学评价体系。项目研究建立了瓦斯高效科学治理评价指标体系。从设计施工、预抽过程、抽采结果、总体效果四个层面8个指标上来进行评判控制，保障建新煤业4-2煤赋存不均衡工作面瓦斯治理评判科学、可靠。煤层残余瓦斯含量必须降到3m3/t以下，可解吸瓦斯量必须降到2m3/t。工作面瓦斯抽采率采用70%的标准；矿井抽采极限时间可以达到130天至140多天，钻孔抽采时间指标定为不低于5个月。矿井适宜采用工作面瓦斯储量降低率来表征煤层瓦斯预抽排的效果，其指标宜规定为25%。建新4-2煤层为可以抽采的厚煤层，其钻孔量指标宜为0.01-0.03m/t。

项目开展过程中发表论文多篇，取得良好经济效益和社会效益。研究成果具有巨大的推广价值。

四、应用情况和效益

1.应用情况

自2014年至2019年，建新煤化公司回采42盘区综放工作面，积累瓦斯防治经验，分析总结瓦斯治理成效，通过在采煤工作面实施上隅角埋管抽放、高位裂隙钻孔抽放和本煤层瓦斯预抽、上隅角插管抽放、风排瓦斯的综合瓦斯治理方案后，采煤工作面瓦斯得到有效控制，杜绝了上隅角瓦斯超限作业。

4202工作面首先采取高效瓦斯治理技术，技术实施后立即治住了瓦斯超限，上隅角瓦斯浓度控制在了0.6%左右，之后在4208、4204、4210、4201、4207、4206工作面，技术研究应用更加成熟，工作面回风流瓦斯浓度基本控制在0.2~0.26%以内，上隅角瓦斯浓度控制在0.4%以内，没出现一次瓦斯超限事故。

2. 效益

经济效益

本项目对于煤矿经济效益的作用，企业新增利润主要体现在提高了瓦斯治理效率，提高了布置回采工作面的速度，增加生产效率。

加快回采工作面布置，从而增加煤炭产量，按产量增加15％，则回采煤炭增加量分别为：

400×15％＝60万吨；

按目前煤炭价格，每吨煤利润150元，则企业新增利润约为：

600000×150=9000万元

因此，仅从提高开采效率这方面来看，企业利润有很大幅度的增加。

社会效益

通过该项目的实施不但能取得良好的经济效益，同时，在社会效益方面也可以有很大的收获。这是因为：

（1）通过研究建新煤矿瓦斯高效科学治理技术体系，采取综合防治措施，精准治理瓦斯，大大了降低瓦斯事故发生概率，提高矿井的安全性能，为职工创造良好的工作环境。

（2）随着矿井安全性能的提高，企业形象也能得到明显的改善。

（3）由于事故影响职工心态，从而导致工作效率降低，因此，矿井安全性能提高后，可减少因职工心态受影响而出现工作效率降低的几率。

（4）实施该项目减少瓦斯事故的发生，减少了生命财产损失，有利于社会稳定。

五、主要知识产权和标准规范等目录

六、主要完成人情况

七、主要完成单位情况及创新推广贡献