呂偉偉，陳 斌

(1.陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院有限責(zé)任公司，陜西 西安 710065；2.煤炭綠色安全高效開采國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心，陜西 西安 710065)

0 引 言

我國(guó)是世界上能源生產(chǎn)和消耗最大的國(guó)家之一，據(jù)預(yù)測(cè)我國(guó)煤炭資源量5.9萬億t，在資源總量中占比94%，而天然氣、石油等其他資源僅占6%[1]；從建國(guó)初期至今，煤炭一直處于我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的主體地位?！犊沙掷m(xù)能源發(fā)展戰(zhàn)略》指出，預(yù)計(jì)到2020年煤炭在我國(guó)一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比率不會(huì)低于60%；到2050年，煤炭所占比例不會(huì)低于50%[2]。而我國(guó)90%以上煤炭生產(chǎn)礦井為井工開采[3]，隨著開采深度增加，多數(shù)礦井轉(zhuǎn)為突出礦井，瓦斯成為制約礦井安全高效生產(chǎn)的因素之一。

近年來，隨著行業(yè)政策引導(dǎo)、國(guó)家科技項(xiàng)目研發(fā)力度加大及技術(shù)裝備的長(zhǎng)足進(jìn)步，我國(guó)煤炭生產(chǎn)安全形勢(shì)有明顯好轉(zhuǎn)，瓦斯事故整體下降趨勢(shì)顯著，但隨著開采深度的增加，部分低瓦斯礦井、高瓦斯礦井逐漸過渡為突出礦井，原突出礦井瓦斯災(zāi)害更加嚴(yán)重，因此，我國(guó)煤炭企業(yè)瓦斯治理工作依然艱巨[4]。礦井瓦斯災(zāi)害治理是集技術(shù)和工程施工為一體的系統(tǒng)工程[5]，目前多數(shù)礦井存在瓦斯治理施工工期長(zhǎng)、礦井抽采達(dá)標(biāo)接替緊張、缺乏專業(yè)化的施工隊(duì)伍及專業(yè)化裝備的問題，致使瓦斯治理技術(shù)和工程施工存在一定的滯后，礦井開采煤量和抽采達(dá)標(biāo)煤量不成正比，制約了礦井的安全生產(chǎn)和正常接替。為此，部分礦井通過和科研院所合作，使礦井的瓦斯治理技術(shù)有了顯著提升，但隨著科研院所合作項(xiàng)目的結(jié)題、礦井技術(shù)人員的流動(dòng)、相關(guān)專業(yè)化施工隊(duì)伍的缺失及技術(shù)資金投入的滯后，多數(shù)科研技術(shù)成果及裝備未能很好地應(yīng)用到礦井的實(shí)際生產(chǎn)中[6]，技術(shù)成果和工程實(shí)踐脫節(jié)，致使科研項(xiàng)目成果向生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化率較低[7]，礦井瓦斯治理難題并未得到持續(xù)有效的解決。探索專業(yè)化技術(shù)和工程總包相結(jié)合的瓦斯治理模式，將科研技術(shù)成果及裝備與瓦斯治理工程相結(jié)合，對(duì)于解決礦井瓦斯治理技術(shù)和工程脫節(jié)的困境具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 煤炭企業(yè)常規(guī)瓦斯治理模式及存在問題

1.1 常規(guī)瓦斯治理模式

隨著礦井開采深度及強(qiáng)度的增大，瓦斯治理難度加大，煤炭企業(yè)僅僅依靠自身的科研技術(shù)力量已經(jīng)很難滿足礦井安全生產(chǎn)的需要，煤炭企業(yè)以多種方式和科研院所合作，一定程度上解決了礦井瓦斯治理難題，主要的瓦斯治理方式有煤炭企業(yè)成立研究單位、煤炭企業(yè)與科研院所簽訂科技項(xiàng)目合同、煤炭企業(yè)與施工單位合作。

1) 煤炭企業(yè)成立研究單位。隨著礦井安全生產(chǎn)實(shí)際需要、政府監(jiān)管力度加大及規(guī)范煤炭企業(yè)自身安全需求，主要產(chǎn)煤大省的煤炭企業(yè)多數(shù)成立了附屬于企業(yè)的研究院，如河南能源化工集團(tuán)有限公司成立了河南能源化工集團(tuán)研究總院有限公司，中國(guó)平煤神馬集團(tuán)成立了中國(guó)平煤神馬集團(tuán)能源化工研究院，陜西煤業(yè)化工集團(tuán)有限責(zé)任公司成立了陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院有限責(zé)任公司。煤炭企業(yè)成立研究院分管瓦斯業(yè)務(wù)主要負(fù)責(zé)解決礦井常規(guī)瓦斯參數(shù)測(cè)試、常規(guī)項(xiàng)目立項(xiàng)、管理企業(yè)與科研院所合作項(xiàng)目、作為第三方出具企業(yè)資質(zhì)范圍之內(nèi)的生產(chǎn)報(bào)告等。

2) 煤炭企業(yè)與科研院所合作。針對(duì)礦井瓦斯治理難點(diǎn)或企業(yè)研究院不在資質(zhì)范圍之內(nèi)的項(xiàng)目，煤炭企業(yè)以技術(shù)咨詢、技術(shù)服務(wù)等方式與科研院所合作，依托科研院所自身專業(yè)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)需求項(xiàng)目的精準(zhǔn)對(duì)接，解決煤炭企業(yè)礦井瓦斯治理問題。項(xiàng)目開展的同時(shí)，為礦井培育了相關(guān)的專業(yè)技術(shù)人員，一定程度上提升了礦井的瓦斯治理技術(shù)水平。

3) 煤炭企業(yè)與外委施工單位合作。多數(shù)礦井瓦斯治理以鉆孔預(yù)抽為主，礦井瓦斯治理需要施工大量的鉆孔，工程量大、施工效率低、施工周期長(zhǎng)，加之施工隊(duì)伍的缺乏，部分煤炭企業(yè)選擇與外委施工隊(duì)伍合作，在礦井技術(shù)部門的指導(dǎo)及監(jiān)督下，外委隊(duì)伍僅負(fù)責(zé)瓦斯治理鉆孔工程的施工，有效地加快了瓦斯治理工程進(jìn)度。

1.2 存在問題

長(zhǎng)久以來，煤炭行業(yè)是技術(shù)、人員和資金投入密集的行業(yè)，煤炭企業(yè)通過自身成立研究單位、與科研院所及外委施工單位合作，一定程度上解決了技術(shù)、人員、施工問題，但存在以下問題。

1) 煤炭企業(yè)下屬礦井?dāng)?shù)量多，企業(yè)自身成立的研究單位人員力量不足、科技支撐環(huán)節(jié)薄弱，只能指導(dǎo)并解決礦井小范圍瓦斯治理技術(shù)難題，對(duì)于需要投入時(shí)間長(zhǎng)、人員數(shù)量多、技術(shù)難度大的項(xiàng)目，不能長(zhǎng)效、可靠地為礦井提供技術(shù)、人員支撐。

2) 科研院所多數(shù)為煤炭企業(yè)提供單一技術(shù)咨詢服務(wù)，技術(shù)咨詢要求的專業(yè)化技術(shù)程度較高[8]，煤礦技術(shù)人員(特別是低瓦斯礦井、高瓦斯礦井轉(zhuǎn)為突出礦井及資源整合礦井，防突技術(shù)力量不足)掌握并應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)的難度大，隨著單一咨詢服務(wù)的結(jié)束，科研院所咨詢成果很難持續(xù)高效轉(zhuǎn)化為煤炭企業(yè)生產(chǎn)力。現(xiàn)階段煤礦企業(yè)向高效、專業(yè)、智能的趨勢(shì)發(fā)展，這種短期的、單一的技術(shù)咨詢服務(wù)已經(jīng)很難滿足現(xiàn)代化礦井安全高效生產(chǎn)的需要。

3) 伴隨著互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)技術(shù)的高速發(fā)展，創(chuàng)造了一大批新興行業(yè)[9-10]，年輕人有了更多的就業(yè)選擇，但受“煤礦井下危險(xiǎn)、環(huán)境差、工作位置偏”等傳統(tǒng)觀念負(fù)面影響，部分煤炭企業(yè)出現(xiàn)招工難、缺乏高素質(zhì)工程施工隊(duì)伍等問題，尤其是一線工程技術(shù)人員[11-12]。外委施工隊(duì)伍能夠給礦井瓦斯治理工程提供施工的人員力量，但外委施工隊(duì)伍的人員流動(dòng)性大，多支施工隊(duì)伍作業(yè)，礦井管理難度大。針對(duì)礦井需要解決的難點(diǎn)問題，外委施工隊(duì)伍的人員素質(zhì)、專業(yè)技術(shù)水平有限，很難支撐礦井技術(shù)方案的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施。

2 專業(yè)化技術(shù)和工程總包相結(jié)合的瓦斯治理模式

礦井瓦斯災(zāi)害治理是集技術(shù)、工程、資金為一體的系統(tǒng)性較強(qiáng)的工程，針對(duì)目前煤炭企業(yè)常規(guī)瓦斯治理模式存在的問題，提出了專業(yè)化技術(shù)和工程總包相結(jié)合的瓦斯治理模式。

2.1 內(nèi)容

煤炭企業(yè)與具有相關(guān)行業(yè)資質(zhì)、專業(yè)化技術(shù)人員、設(shè)備、高素質(zhì)施工隊(duì)伍的服務(wù)機(jī)構(gòu)(科研院所)開展合作，將工程區(qū)域瓦斯治理工作發(fā)包給服務(wù)機(jī)構(gòu)，服務(wù)機(jī)構(gòu)投入技術(shù)、設(shè)備、人員，按照與煤炭企業(yè)合同約定內(nèi)容，完成工程區(qū)域瓦斯治理技術(shù)方案編制、設(shè)備儀器投入、施工人員組織管理、鉆孔工程施工等一系列的系統(tǒng)工作，服務(wù)機(jī)構(gòu)對(duì)工程的各方面(工程質(zhì)量、工期、施工安全)負(fù)責(zé)，并達(dá)到竣工驗(yàn)收。

專業(yè)化技術(shù)和工程總包相結(jié)合的瓦斯治理模式依托服務(wù)機(jī)構(gòu)專業(yè)化技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備儀器、高素質(zhì)施工隊(duì)伍優(yōu)勢(shì)，可有效解決礦井瓦斯治理技術(shù)薄弱、人員力量不足、設(shè)備資金投入大、工程施工周期長(zhǎng)等問題，長(zhǎng)效、可靠地為礦井提供技術(shù)、人員、設(shè)備支撐，逐步緩解礦井生產(chǎn)接替緊張局面。同時(shí)，可提高服務(wù)機(jī)構(gòu)(科研院所)科研成果的轉(zhuǎn)化率，使科技成果實(shí)實(shí)在在轉(zhuǎn)化為礦井的生產(chǎn)力。

2.2 適用條件

根據(jù)《中華人民共和國(guó)煤炭法》《中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)法》《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)煤礦瓦斯防治工作的若干意見的通知》等法律法規(guī)、政策要求，統(tǒng)籌服務(wù)機(jī)構(gòu)資質(zhì)、能力及煤礦安全生產(chǎn)現(xiàn)狀，并非所有礦井都適合引進(jìn)專業(yè)化技術(shù)和工程總包相結(jié)合的瓦斯治理模式，也不是所有服務(wù)機(jī)構(gòu)都有能力開展專業(yè)化技術(shù)和工程總包相結(jié)合的瓦斯治理項(xiàng)目。

1) 適用煤礦。目前多數(shù)突出礦井逐步進(jìn)入深部開采，瓦斯治理技術(shù)難度加大，需要投入的資金更大，專業(yè)化技術(shù)和工程總包相結(jié)合的瓦斯治理模式可以有效解決突出嚴(yán)重礦井、低瓦斯礦井、高瓦斯礦井轉(zhuǎn)為突出礦井及瓦斯治理技術(shù)薄弱、設(shè)備儀器落后、技術(shù)人員力量缺乏、施工隊(duì)伍人員不足、投入資金較大的煤炭企業(yè)面臨的生產(chǎn)困局，實(shí)現(xiàn)突出煤層高效、經(jīng)濟(jì)、可靠治理，降低企業(yè)安全管理風(fēng)險(xiǎn)。

2) 對(duì)服務(wù)機(jī)構(gòu)的要求。礦井瓦斯災(zāi)害治理要求對(duì)應(yīng)的服務(wù)機(jī)構(gòu)應(yīng)有相應(yīng)的技術(shù)保障、工程施工能力，同時(shí)也應(yīng)具備一定的項(xiàng)目資金墊付能力。為滿足項(xiàng)目實(shí)施的技術(shù)保障，服務(wù)機(jī)構(gòu)應(yīng)具備行業(yè)相關(guān)、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)范圍內(nèi)的等級(jí)資質(zhì)，具有項(xiàng)目相關(guān)的、已經(jīng)成功應(yīng)用的技術(shù)、裝備，配備專業(yè)化技術(shù)人員。為滿足項(xiàng)目工程施工，服務(wù)機(jī)構(gòu)應(yīng)配備高素質(zhì)的施工隊(duì)伍，完善的施工管理組織制度，先進(jìn)的裝備、儀器。為滿足項(xiàng)目的資金保障，服務(wù)機(jī)構(gòu)應(yīng)為獨(dú)立法人機(jī)構(gòu)，注冊(cè)資本金不少于項(xiàng)目合同金額，能夠承擔(dān)因服務(wù)機(jī)構(gòu)原因造成的項(xiàng)目損失。

2.3 風(fēng)險(xiǎn)管控制度

為保障專業(yè)化技術(shù)和工程總包相結(jié)合的瓦斯治理模式實(shí)施，項(xiàng)目發(fā)包方(煤礦)和承包方(服務(wù)機(jī)構(gòu))須建立健全風(fēng)險(xiǎn)管理和控制制度，并在雙方簽訂的合同或協(xié)議中說明，如落實(shí)國(guó)家法律法規(guī)要求的安全生產(chǎn)責(zé)任制，合作雙方簽訂安全生產(chǎn)協(xié)議，制定技術(shù)、工程施工及管理風(fēng)險(xiǎn)控制制度等。

3 專業(yè)化技術(shù)和工程總包相結(jié)合的瓦斯治理模式應(yīng)用

3.1 應(yīng)用項(xiàng)目

國(guó)有某礦主采煤層瓦斯含量高、透氣性差，礦井瓦斯災(zāi)害較為嚴(yán)重，采用的穿層鉆孔增透方法單一，鉆孔工程量較大，抽采鉆孔施工工期長(zhǎng)，資金投入大，礦井施工技術(shù)人員缺乏，致使瓦斯治理技術(shù)和工程施工存在一定的脫節(jié)，瓦斯治理問題已成為制約該礦安全生產(chǎn)和采掘部署的根本問題，給礦井的安全生產(chǎn)及采面正常接替造成了較大影響。

為解決礦井瓦斯治理難題，改善礦井生產(chǎn)接替，該礦通過公開招標(biāo)的形式尋求資質(zhì)機(jī)構(gòu)以專業(yè)化技術(shù)和工程總包相結(jié)合的瓦斯治理模式解決礦井生產(chǎn)瓶頸。中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司憑借豐富的行業(yè)資質(zhì)、獨(dú)有的成套化增透技術(shù)及裝備、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶I(yè)化服務(wù)方案、成熟的工程項(xiàng)目服務(wù)模式、良好的行業(yè)口碑以及合理的投標(biāo)報(bào)價(jià)中標(biāo)，開展了專業(yè)化技術(shù)和工程總包相結(jié)合的瓦斯治理模式合作。

3.2 項(xiàng)目開展情況

合同簽訂后，中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司成立了該礦瓦斯治理項(xiàng)目部，項(xiàng)目部以“精細(xì)探測(cè)、合理分區(qū)、高效抽采、綜合評(píng)判”為工作方針，結(jié)合該礦在瓦斯治理方面存在的問題，選用有針對(duì)性的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，形成了安全、高效、經(jīng)濟(jì)、可靠的瓦斯治理技術(shù)體系，并經(jīng)中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司技術(shù)委員會(huì)審批通過。項(xiàng)目部總體技術(shù)體系如圖1所示。專業(yè)化技術(shù)和工程總包相結(jié)合的瓦斯治理模式在該礦應(yīng)用后，項(xiàng)目部根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施方案，實(shí)施了有針對(duì)性的增透技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)了工程區(qū)域瓦斯高效抽采，鉆孔瓦斯?jié)舛?、純量大幅提升?/p>

圖1 項(xiàng)目部總體技術(shù)體系Fig.1 Overall technical system of the project department

3.3 經(jīng)濟(jì)技術(shù)性分析

1) 瓦斯治理工程施工方面，憑借專業(yè)化技術(shù)優(yōu)勢(shì)，穿層鉆孔噴孔情況大幅度改善，同時(shí)通過優(yōu)化鉆孔布置參數(shù)，減少了瓦斯治理鉆孔工程量；依托高素質(zhì)的施工隊(duì)伍、優(yōu)化施工組織管理及完善的獎(jiǎng)懲制度，鉆機(jī)臺(tái)效顯著提升，縮短了礦井瓦斯治理工程施工工期，減輕了礦井采掘接替壓力，為礦井節(jié)約生產(chǎn)投資10%以上，創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益。

2) 防突管理方面，通過專業(yè)化技術(shù)和工程總包相結(jié)合的瓦斯治理模式的實(shí)施，探索并形成了適合礦井的瓦斯治理模式，彌補(bǔ)了礦井瓦斯治理技術(shù)、設(shè)備、人員及施工力量的不足，一定程度上促使礦井瓦斯治理理念從單一技術(shù)咨詢、委托外委施工隊(duì)伍的局面向全面化、系統(tǒng)化、專業(yè)化的工程總包方向轉(zhuǎn)變，增強(qiáng)了礦井瓦斯治理信心，減輕了煤炭企業(yè)及有關(guān)監(jiān)管部門的安全生產(chǎn)責(zé)任壓力，取得了良好的社會(huì)效益。

3) 服務(wù)機(jī)構(gòu)(科研院所)科研成果的轉(zhuǎn)化率明顯提高，有利于應(yīng)用和改進(jìn)科研技術(shù)及科研產(chǎn)品，使科技成果實(shí)實(shí)在在轉(zhuǎn)化為礦井的生產(chǎn)力，為礦井創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了服務(wù)機(jī)構(gòu)的創(chuàng)收。

4 結(jié) 論

1) 煤炭企業(yè)常規(guī)瓦斯治理模式一定程度上能夠滿足礦井單方面瓦斯治理需求，但對(duì)于瓦斯治理技術(shù)薄弱、設(shè)備儀器落后、技術(shù)人員力量缺乏、施工隊(duì)伍人員不足、投入資金較大的煤炭企業(yè)有一定的局限性。

2) 專業(yè)化技術(shù)和工程總包相結(jié)合的瓦斯治理模式集技術(shù)和工程施工為一體，能夠發(fā)揮服務(wù)機(jī)構(gòu)(科研院所)在技術(shù)、設(shè)備、人員方面的優(yōu)勢(shì)，切實(shí)解決礦井瓦斯治理難題，提高科研成果的轉(zhuǎn)化率，符合煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)發(fā)展趨勢(shì)。

3) 專業(yè)化技術(shù)和工程總包相結(jié)合的瓦斯治理模式具有一定的使用條件，服務(wù)機(jī)構(gòu)應(yīng)具備項(xiàng)目所需的資質(zhì)、技術(shù)保障、工程施工能力及資金墊付能力。

4) 專業(yè)化技術(shù)和工程總包相結(jié)合的瓦斯治理模式經(jīng)實(shí)踐應(yīng)用有效，滿足了礦井安全生產(chǎn)需求，對(duì)煤炭企業(yè)瓦斯治理理念的轉(zhuǎn)變起到了示范效應(yīng)，該模式的推廣應(yīng)用前景較大。