煤矿瓦斯抽采指标和标准规范课件

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煤矿瓦斯抽采指标与规范精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽放模式条件下瓦斯抽放模式三、促三、促进瓦斯抽采的根本保瓦斯抽采的根本保证四、煤四、煤矿瓦斯抽放瓦斯抽放规范范五、煤与瓦斯突出五、煤与瓦斯突出矿井井鉴定定规范范主主 要要 内内 容容精品煤炭在中国国民经济中的地位 中中国国是是世世界界上上少少数数几几个个一一次次能能源源以以煤煤炭炭为主主的的国国家家。中中国国的的煤煤炭炭工工业为国国民民经济发展展作作出出了了重重要要贡献献。首首先先,煤煤炭炭是是中中国国工工业动力力的的基基础。在在中中国国生生产和和消消费的的一一次次商商品品能能源源中中煤煤炭炭约占占7 7 4 4%,煤煤炭炭提提供供了了 7 7 8 8%的的发电能能源源;其其次次,煤煤炭炭是是中中国国的的主主要要化化工工原原料料之之一一,提提供供了了 7 7 0 0%的的化化工工原原料料;再再次次,煤煤炭炭是是农业生生产和和城城镇人人民民生生活活的的重重要要物物质,6 6 0 0%的的民民用用商商品品能能源源是是由由煤煤炭炭提提供供。在在探探明明的的化化石石能能源源中中,煤煤炭炭 占占 9 94 4.3 3%。在在未未来来的的 5 50 0 6 60 0年年内内,随随着着新新能能源源和和可可再再生生能能源源、水水电和和核核电的的发展展,煤煤炭炭在在一一次次能能源源中中的的消消费比比重重会会有有 所所 下下 降降,但但 煤煤 炭炭 仍仍 将将 是是 我我 国国 的的 主主 要要 能能 源源。精品 煤炭是我国的主要能源中国和世界的一次性能源中国和世界的一次性能源结构比构比较76.86%76.86%2.56%2.56%18.91%18.91%2.42%2.42%0.54%0.54%煤煤石油石油天然气天然气水水电核能核能3%3%10%10%24%24%24%24%39%39%中国中国世界平均世界平均精品我国煤矿开采的特点F F我国煤炭我国煤炭我国煤炭我国煤炭资资源丰富源丰富源丰富源丰富 2000m2000m2000m2000m深度深度深度深度5.575.575.575.57万万万万亿亿吨;吨;吨;吨;1000m1000m1000m1000m深度深度深度深度2.82.82.82.8万万万万亿亿吨吨吨吨F F煤炭占能源比重大煤炭占能源比重大煤炭占能源比重大煤炭占能源比重大 当前当前当前当前约约70%70%70%70%以上;本世以上;本世以上;本世以上;本世纪纪50%50%50%50%F F开采条件复开采条件复开采条件复开采条件复杂杂 井工开采比重井工开采比重井工开采比重井工开采比重95%95%95%95%;开采深度;开采深度;开采深度;开采深度 400m 400m 400m 400mF F安全情况不好安全情况不好安全情况不好安全情况不好 百万吨死亡率大于百万吨死亡率大于百万吨死亡率大于百万吨死亡率大于5 5 5 5,居世界之首;,居世界之首;,居世界之首;,居世界之首;每年死亡每年死亡每年死亡每年死亡总总数数数数6000600060006000人,超人,超人,超人,超过过世界的世界的世界的世界的总总和。和。和。和。精品1991-2001年全国事故年全国事故发展展趋势The chart of casualty statistics of all industries in China from 1991 to 2001精品2001年全国安全生年全国安全生产情况情况精品煤煤矿安全状况安全状况严峻峻2000-2002年我国煤年我国煤矿灾害事故死亡人数灾害事故死亡人数精品各主要各主要各主要各主要产产煤国家的百万吨死亡率煤国家的百万吨死亡率煤国家的百万吨死亡率煤国家的百万吨死亡率煤煤矿安全状况安全状况严峻峻精品煤煤矿安全状况安全状况严峻峻我国百万吨死亡人数是美国等先我国百万吨死亡人数是美国等先进采煤国家的采煤国家的50100倍倍精品我国煤我国煤矿死亡事故构成死亡事故构成1995年死亡率居高不下的原因和条件死亡率居高不下的原因和条件瓦斯瓦斯瓦斯瓦斯30.87%30.87%机机电机机电 4.06%4.06%运运输运运输13.06%13.06%顶板板顶板板36.14%36.14%放炮放炮放炮放炮 2.34%2.34%水害水害水害水害 5.06%5.06%火灾火灾火灾火灾 1.51%1.51%其它其它其它其它 6.97%6.97%19861995年全国煤年全国煤矿死亡事故按事故性死亡事故按事故性质统计所占比例所占比例精品我国煤我国煤矿死亡事故构成死亡事故构成2001年*瓦斯瓦斯瓦斯瓦斯42.96%42.96%机机电机机电 1.70%1.70%运运输运运输8.70%顶板板顶板板33.10%33.10%放炮放炮放炮放炮 1.20%1.20%水害水害8.00%火灾火灾火灾火灾 1.00%1.00%其它其它其它其它 3.10%3.10%H H2001年全国煤年全国煤矿死亡事故按事故性死亡事故按事故性质统计所占比例所占比例精品我国煤我国煤矿死亡事故构成死亡事故构成l分析(结论)采掘工作面推采掘工作面推采掘工作面推采掘工作面推进进引引引引发发的瓦斯、的瓦斯、的瓦斯、的瓦斯、顶顶板及运板及运板及运板及运输输事故占事故占事故占事故占绝对绝对的比重。的比重。的比重。的比重。尽管出尽管出尽管出尽管出现兖现兖州、神州、神州、神州、神东东等世界第一流等世界第一流等世界第一流等世界第一流现现代代代代化化化化矿矿区。区。区。区。1995199519951995年至今生年至今生年至今生年至今生产产第一第一第一第一线线引引引引发发的事故的事故的事故的事故比重以及瓦斯、比重以及瓦斯、比重以及瓦斯、比重以及瓦斯、顶顶板死亡事故板死亡事故板死亡事故板死亡事故严严重的状况没重的状况没重的状况没重的状况没有根本有根本有根本有根本转变转变。精品20012001年瓦斯事故死亡人数比例年瓦斯事故死亡人数比例瓦斯灾害事故居高不下瓦斯灾害事故居高不下精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标标标准号准号准号准号:AQ1026-2006:AQ1026-2006:AQ1026-2006:AQ1026-20062006200620062006年年年年11111111月月月月2 2 2 2日日日日发发布布布布2006200620062006年年年年12121212月月月月1 1 1 1日日日日实实施施施施国家安全生国家安全生国家安全生国家安全生产监产监督管理督管理督管理督管理总总局局局局发发布布布布本本标准准规定了煤定了煤矿瓦瓦斯抽采斯抽采应达到的指达到的指标及及测算方法;算方法;适用于井工煤适用于井工煤矿。精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标qq瓦斯抽采的含瓦斯抽采的含瓦斯抽采的含瓦斯抽采的含义义?瓦斯抽采与煤炭开采一体化部署,将瓦斯抽采瓦斯抽采与煤炭开采一体化部署,将瓦斯抽采瓦斯抽采与煤炭开采一体化部署,将瓦斯抽采瓦斯抽采与煤炭开采一体化部署,将瓦斯抽采计计划划划划纳纳入入入入矿矿井的生井的生井的生井的生产产工序,按抽、掘、采配套工序,按抽、掘、采配套工序,按抽、掘、采配套工序,按抽、掘、采配套进进行生行生行生行生产计产计划及划及划及划及衔衔接安排,根据接安排,根据接安排,根据接安排,根据钻钻机能机能机能机能够钻进够钻进深度、深度、深度、深度、钻钻孔布置参孔布置参孔布置参孔布置参数、数、数、数、预预抽抽抽抽时间时间、预预抽效果、采煤工作面布置以及采掘抽效果、采煤工作面布置以及采掘抽效果、采煤工作面布置以及采掘抽效果、采煤工作面布置以及采掘进进度等,确定不同瓦斯含量区域的抽掘采接替。度等,确定不同瓦斯含量区域的抽掘采接替。度等,确定不同瓦斯含量区域的抽掘采接替。度等,确定不同瓦斯含量区域的抽掘采接替。精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标1 1、瓦斯抽采的必要性、瓦斯抽采的必要性(1 1)瓦斯抽采)瓦斯抽采 防治瓦斯的根本措施。防治瓦斯的根本措施。(2 2)国国外外经验 通通过立立法法强化化瓦瓦斯斯抽抽采采,可可以以有有效效控制瓦斯灾害控制瓦斯灾害发生。生。(3 3)瓦瓦斯斯 宝宝贵的的清清洁资源源、很很强的的大大气气温温室室效效应气体、煤气体、煤矿灾害的主要危灾害的主要危险源。源。精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标q CHCH4 4是是造造成成温温室室效效应的的主主要要气气体体之之一一,据据测算算,大大气气中中CHCH4 4浓度度每每增增加加110110-6-6,地地球球表表面面温度增加温度增加11。q每每摩摩尔CHCH4 4引引起起气气候候变化化的的作作用用是是每每摩摩尔COCO2 2的的2626倍倍,因因此此,减减少少CHCH4 4排排放放要要比比减减少少等等量量的的COCO2 2排放排放对减少温室效减少温室效应的的贡献要大献要大20602060倍倍。精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标p 瓦斯事故危害大,消除瓦斯事故瓦斯事故危害大,消除瓦斯事故瓦斯事故危害大,消除瓦斯事故瓦斯事故危害大,消除瓦斯事故隐隐患花患花患花患花费费高,高,高,高,严严重制重制重制重制约矿约矿井高井高井高井高产产、高效和生、高效和生、高效和生、高效和生产规产规模模模模发发展展展展。p 瓦斯又是一种瓦斯又是一种瓦斯又是一种瓦斯又是一种优质资优质资源,源,源,源,对对煤煤煤煤矿矿瓦斯瓦斯瓦斯瓦斯进进行抽放行抽放行抽放行抽放并加以利用,可以并加以利用,可以并加以利用,可以并加以利用,可以给给煤煤煤煤矿带矿带来来来来较较好的好的好的好的经济经济效益。效益。效益。效益。我国埋藏我国埋藏我国埋藏我国埋藏2000200020002000m m m m以内瓦斯以内瓦斯以内瓦斯以内瓦斯资资源量相当于源量相当于源量相当于源量相当于40404040GtGtGtGt标标准准准准煤,按我国煤,按我国煤,按我国煤,按我国现现有能耗有能耗有能耗有能耗标标准,相当于我国准,相当于我国准,相当于我国准,相当于我国约约使用使用使用使用27 27 27 27 年年年年的能源。的能源。的能源。的能源。精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标(4 4)国家把瓦斯抽采工程)国家把瓦斯抽采工程视为生命工程和生命工程和资源工程。先后源工程。先后颁发多个文件,要求多个文件,要求强化煤化煤矿瓦斯抽采。如瓦斯抽采。如国国务院关于院关于预防煤防煤矿生生产安全事故的特安全事故的特别规定定(国(国务院令第院令第446446号)、关于促号)、关于促进煤炭工煤炭工业健康健康发展的若干意展的若干意见(国(国发200518200518号)、关于号)、关于进一步加一步加强安全生安全生产工作的决定(国工作的决定(国发2004220042号)。号)。(5 5)国)国务院院办公公厅“关于加快煤关于加快煤层气(煤气(煤矿瓦斯)抽采利用瓦斯)抽采利用的若干意的若干意见”(国(国办发 20062006 4747号)号)“五、煤五、煤层中吨煤瓦斯含中吨煤瓦斯含量必量必须降低到降低到规定定标准以下,方可准以下,方可实施煤炭开采。煤施煤炭开采。煤矿安安监局局要会同有关部要会同有关部门组织制制订具体具体标准,并加准,并加强监督督检查”。精品一、一、煤煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标 2 2、标准制定的原准制定的原则p总体原体原则:促:促进煤煤矿安全生安全生产、技、技术经济合理、便于合理、便于监管。管。p 循序循序渐进原原则:202030%30%的的矿井能达到井能达到标准准规定的指定的指标;505060%60%的的矿井可以通井可以通过调整采掘部署、整采掘部署、补足瓦斯抽采足瓦斯抽采工程、保工程、保证抽采抽采时间等措施达到等措施达到标准准规定的指定的指标;101020%20%的的矿井井还得降低生得降低生产能力来达到能力来达到标准准规定的指定的指标;少数无法达到少数无法达到标准的准的矿井将予于关井将予于关闭。p 时机成熟修改机成熟修改标准,提出更高要求。准,提出更高要求。精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标3 3、必、必须进行瓦斯抽采的行瓦斯抽采的矿井井 -规程程145145条条规定定 a a)一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于 5 m3/min或一或一个掘个掘进工作面瓦斯涌出量大于工作面瓦斯涌出量大于 3 m3/min,用通,用通风方法解方法解决瓦斯决瓦斯问题不合理不合理时。b b)矿井井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的:瓦斯涌出量达到以下条件的:大于或等于大于或等于 40 m40 m3 3minmin;年年产量量 1.0 1.5 Mt 的的矿井,大于井,大于 30 m3min;年年产量量 0.61.0 Mt 的的矿井,大于井,大于 25 m3min ;年年产量量 0.40.6 Mt 的的矿井,大于井,大于 20 m3min ;年年产量等于或小于量等于或小于 0.4 Mt,大于,大于 15 m3min 。精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标 c)c)开采有煤与瓦斯突出危开采有煤与瓦斯突出危险煤煤层。说明:明:p“用通用通风方法解决瓦斯方法解决瓦斯问题不合理不合理时”采掘工作面采掘工作面风速不得超速不得超过 4 m/s4 m/s,回,回风流中瓦斯流中瓦斯浓度不得超度不得超过1%1%。p产量小于量小于0.4 Mt0.4 Mt,绝对瓦斯涌出量接近瓦斯涌出量接近 15 m15 m3 3min min 的高的高瓦斯瓦斯矿井,用井,用a a)款款约束。束。精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标4 4、必、必须达到的指达到的指标 1 1)总体原体原则p基本消除突出危基本消除突出危险性;性;p确保正常通确保正常通风能力就可以将能力就可以将风流中瓦斯流中瓦斯浓度稀度稀释到到规定的安定的安全指全指标以内。限制不合理地增加以内。限制不合理地增加矿井井风量,鼓励提高瓦斯抽量,鼓励提高瓦斯抽采量。采量。p采用多采用多项指指标加以控制。开采突出危加以控制。开采突出危险煤煤层的的矿井井应同同时符符合合4.14.14.44.4的的规定,其它定,其它矿井井应同同时符合符合4.24.24.44.4的的规定。定。精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标 2 2)突出危)突出危险煤煤层必必须达到的指达到的指标 煤煤层的瓦斯含量降到煤的瓦斯含量降到煤层始突深度的瓦斯含量(始突深度的瓦斯含量(或或8m3/t )以下,或将瓦斯)以下,或将瓦斯压力降到煤力降到煤层始突深度的瓦斯始突深度的瓦斯压力(力(0.74MPa)以下。)以下。问题:有了以上指:有了以上指标控制,是否控制,是否还需要原来的突出需要原来的突出预测指指标。本。本标准与准与细则和和规程程有一致性。在符合本有一致性。在符合本标准条件下,准条件下,还应符合其它法符合其它法规的要求。但个人的要求。但个人认为,各,各矿可可进行研究,行研究,针对相关法相关法规和和标准要求,找出适合本准要求,找出适合本矿条件的相关条件的相关规律,以最律,以最严格的条款格的条款进行控制,行控制,简化控制程化控制程序。序。精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标3 3)突出危)突出危险煤煤层达到指达到指标的范的范围 a a)石)石门(井筒)揭煤工作面控制范(井筒)揭煤工作面控制范围应根据煤根据煤层的的实际突出危突出危险程度确定,但必程度确定,但必须控制到巷道控制到巷道轮廓廓线外外 8m 以上(煤以上(煤层倾角角88时,底部或下帮,底部或下帮 5m )。)。钻孔必孔必须穿透煤穿透煤层的的顶(底)板(底)板0.5m 以上。若不能穿透以上。若不能穿透煤煤层全厚,必全厚,必须控制到工作面前方控制到工作面前方 15m 以上。以上。5-8m8m石门精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标8m5-8m井筒5-8m8m斜井精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标 b b)煤巷掘煤巷掘进工作面控制范工作面控制范围为:巷道:巷道轮廓廓线外外8m8m以上(煤以上(煤层倾角角88时,底部或下帮,底部或下帮5m5m)及工作面前方)及工作面前方10m10m以上。以上。c c)采煤工作面控制范采煤工作面控制范围:工作面前方:工作面前方20m20m以上以上。8m5-8m平巷精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标 4 4)关于掘)关于掘进工作面前方工作面前方10m10m控制范控制范围前方控制范前方控制范围可以理解可以理解为最小超前距。也就是最小超前距。也就是说要想要想进行行采掘推采掘推进,前方必,前方必须有更大范有更大范围满足抽采指足抽采指标要求;允要求;允许推推进的距离的距离是是满足指足指标要求的范要求的范围与最小控制范与最小控制范围之差。之差。国外是要求整个工作面都符合条件的前提下才能采掘,而国外是要求整个工作面都符合条件的前提下才能采掘,而我国目前技我国目前技术水平水平还难以达到以达到这种要求,因此没有照搬国外种要求,因此没有照搬国外的的经验。推推进距离距离最小超前距最小超前距L精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标为了有效遏制突出了有效遏制突出伤亡事故的亡事故的发生,生,应尽可能的采取尽可能的采取区域性防突技区域性防突技术措施。本措施。本标准的目的就是希望把准的目的就是希望把习惯于局部措施扭于局部措施扭转到到习惯于区域措施的途径上来。只有于区域措施的途径上来。只有在因地在因地质构造等影响、区域性防突技构造等影响、区域性防突技术措施没有有效措施没有有效消除突出危消除突出危险的地的地带,执行行补充措施充措施时,才使用局部,才使用局部防突技防突技术措施,减少与突出短兵相接的机会,减少突措施,减少与突出短兵相接的机会,减少突出出伤亡事故。亡事故。精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标 5 5)采煤工作面瓦斯抽采指)采煤工作面瓦斯抽采指标瓦斯涌出量主要来自于瓦斯涌出量主要来自于邻近近层或或围岩的采煤工作面瓦斯岩的采煤工作面瓦斯抽采率抽采率应满足表足表1 1规定,定,瓦斯涌出量主要来自于开采瓦斯涌出量主要来自于开采层的采煤工作面前方的采煤工作面前方20m20m以以上范上范围内煤的可解吸瓦斯量内煤的可解吸瓦斯量应满足表足表2 2规定。定。精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标工作面工作面绝对瓦斯涌出量瓦斯涌出量Q Q(m(m3 3/min)/min)工作面抽采率工作面抽采率(%)风排瓦斯排瓦斯(m(m3 3/min)/min)5Q5Q101020204 4 8 810Q10Q202030307 7 14 1420Q20Q4040404012 12 24 2440Q40Q707050502020 35 3570Q70Q100100606028 28 40 40Q 100Q 10070703030表表表表1 1 1 1 采煤工作面瓦斯抽采率采煤工作面瓦斯抽采率采煤工作面瓦斯抽采率采煤工作面瓦斯抽采率应应达到的指达到的指达到的指达到的指标标精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标工作面日工作面日产量量(t t)可解吸瓦斯量可解吸瓦斯量W Wj j(m m3 3/t/t)对应的瓦斯涌出量的瓦斯涌出量m m3 3/min/min1000t1000t8 8 5.6 5.6100110012500t2500t7 74.94.912.312.3250125014000t4000t6 610.410.416.716.7400140016000t6000t5.55.515.315.322.922.9600160018000t8000t5 520.820.827.827.88001800110000t10000t4.54.525.025.031.331.310000t10000t4 427.827.8表表2 2 采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯量采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯量应达到的指达到的指标精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标 6 6)矿井瓦斯抽采率井瓦斯抽采率应达到的指达到的指标矿井井绝对瓦斯涌出量瓦斯涌出量Q(mQ(m3 3/min)/min)矿井抽采率井抽采率(%)风排瓦斯量排瓦斯量(m(m3 3/min)/min)Q Q20202525151520Q20Q4040353514 14 26 2640Q40Q8080404024 24 48 4880Q80Q160160454544 44 88 88160Q160Q300300505080 80 150 150300Q300Q5005005555135 135 225 225Q500Q5006060200200精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标7 7)采掘工作面)采掘工作面风速不得超速不得超过4m/s4m/s,回,回风流中瓦斯流中瓦斯浓度不度不得超得超过1%1%。表表1 1、表、表2 2、表、表3 3指指标制制订考考虑到到现有技有技术的可的可行性。行性。即使达到了即使达到了规定指定指标,有些高瓦斯有些高瓦斯矿井的井的风排排瓦斯量仍然非常大,所以瓦斯量仍然非常大,所以还需需强调强化通化通风。这一条一条实际上暗含了取消上暗含了取消煤煤矿安全安全规程程放限管理的放限管理的规定,定,目的就是促使企目的就是促使企业强化瓦斯抽采。化瓦斯抽采。精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标 五、指五、指标的的测定与定与计量方法量方法1 1)瓦斯)瓦斯压力和瓦斯含量力和瓦斯含量q按按MT/T 638MT/T 638规定定测定瓦斯定瓦斯压力。力。q按按MT/T 77 MT/T 77 规定定测定瓦斯含量。定瓦斯含量。q瓦斯瓦斯压力与瓦斯含量的关系力与瓦斯含量的关系。精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标 2 2)煤的残存瓦斯含量)煤的残存瓦斯含量 煤的残存瓦斯含量按下式煤的残存瓦斯含量按下式测算。算。精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标3)可解吸瓦斯量的确定)可解吸瓦斯量的确定 式中:式中:Wj-煤的可解吸瓦斯量,煤的可解吸瓦斯量,m3/t;W-抽放后煤抽放后煤层瓦斯含量,瓦斯含量,m3/t;Wc-煤在煤在标准大气准大气压下的残存瓦斯含量。下的残存瓦斯含量。说明明:因因为,所以,保所以,保证产量情况下,使工作面瓦斯瓦斯量情况下,使工作面瓦斯瓦斯 浓度不超限,必度不超限,必须控制煤控制煤层瓦斯解瓦斯解 吸瓦斯量。吸瓦斯量。精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标3 3)抽采率)抽采率q按按AQ 1025-2006AQ 1025-2006测定和定和计算算绝对瓦斯涌出量。瓦斯涌出量。q工作面和工作面和矿井瓦斯抽采率井瓦斯抽采率计算算时,计算算时间内工作面或内工作面或矿井范井范围内内地面地面钻井、永久系井、永久系统和移和移动系系统抽出的瓦斯抽出的瓦斯都可算作抽出量。都可算作抽出量。矿井月平均瓦斯抽采率:井月平均瓦斯抽采率:精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标6 6、其它、其它矿井必井必须综合抽采瓦斯,并且提前合抽采瓦斯,并且提前3 35 5年制定抽采瓦斯年制定抽采瓦斯规划,每年年底前划,每年年底前编制下年度的抽采瓦斯制下年度的抽采瓦斯计划,以确保划,以确保抽采瓦斯工作面的正常抽采瓦斯工作面的正常衔接,做到接,做到“抽、掘、采抽、掘、采”平衡。平衡。低瓦斯低瓦斯矿井新水平、新采区井新水平、新采区应测定煤定煤层原始瓦斯含量和原始瓦斯含量和压力,高瓦斯、煤与瓦斯突出力,高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井每个采区垂深每增加井每个采区垂深每增加50m50m应测定煤定煤层原始瓦斯含量和原始瓦斯含量和压力。力。本本标准具有准具有强制性,是与煤制性,是与煤矿相关的各相关的各级安全安全监察部察部门执法法监察的主要法律依据之一。察的主要法律依据之一。精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标 2006200620062006年年年年11111111月月月月2 2 2 2日日日日发发布,布,布,布,2006200620062006年年年年12121212月月月月1 1 1 1日日日日实实施施施施。安安监总煤煤矿20062452006245号号“关于遏制国有重点煤关于遏制国有重点煤矿重特重特大瓦斯事故的通知大瓦斯事故的通知”之之 “二、二、未未严格格执行行煤煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标(20062006年年1212月月1 1日日起生效),至起生效),至20072007年年1010月月1 1日仍未达到瓦斯抽采基本指日仍未达到瓦斯抽采基本指标要求的高瓦斯、煤与瓦斯突出要求的高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井,一律停井,一律停产整整顿。”精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标重点依靠企重点依靠企业自身自身监管,企管,企业自身自身监管必管必须强化化领导人人的意的意识,正确,正确处理瓦斯抽采与煤炭生理瓦斯抽采与煤炭生产的关系;的关系;政府政府监督督监察部察部门重点重点监察察规划、划、设计、工程、系、工程、系统、抽采抽采计量和数据、瓦斯超限、通量和数据、瓦斯超限、通风等情况,并采取不定等情况,并采取不定期抽期抽查实际情况与相关情况与相关资料的符合程度。料的符合程度。精品一、煤一、煤矿瓦斯抽采基本指瓦斯抽采基本指标本本标准主要界定在瓦斯抽采指准主要界定在瓦斯抽采指标,没有涉及瓦斯利用与,没有涉及瓦斯利用与排放的相关内容。国排放的相关内容。国务院院办公公厅“关于加快煤关于加快煤层气(煤气(煤矿瓦斯)抽采利用的若干意瓦斯)抽采利用的若干意见”(国(国办发 20062006 4747号)号)“七、限制企七、限制企业直接向大气中排放煤直接向大气中排放煤层气,气,环保保总局要局要研究制研究制订煤煤层气大气气大气污染物排放的具体染物排放的具体标准,并准,并对超超标准排放煤准排放煤层气的企气的企业依法依法实施施处罚”。精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式q 抽放瓦斯的方法:抽放瓦斯的方法:按瓦斯的来源分按瓦斯的来源分为:开采煤:开采煤层的抽放、的抽放、邻近近层抽放和采抽放和采空区抽放;空区抽放;按抽放的机理分按抽放的机理分为:未卸:未卸压抽放和卸抽放两抽放和卸抽放两类;按按汇集瓦斯的方法分集瓦斯的方法分为:钻孔抽放、巷道抽放和巷道与孔抽放、巷道抽放和巷道与钻孔孔综合法三合法三类。精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式q提高抽放效果的保障提高抽放效果的保障1 1、合理抽掘采部署、合理抽掘采部署下下邻近近层瓦斯抽采意瓦斯抽采意图精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式2 2、优化抽放参数抽放抽放钻孔的布置;孔的布置;合理合理钻孔孔预抽抽时间 钻孔孔预抽有一个合理的抽有一个合理的时间,预抽抽时间过短,短,钻孔抽采工程得不到有效利用。而一味地延孔抽采工程得不到有效利用。而一味地延长抽采抽采时间也不科学,也不科学,钻孔瓦斯流量随抽采孔瓦斯流量随抽采时间的延的延长而衰减而衰减基本符合基本符合负指数方程,当超指数方程,当超过一定的一定的预抽抽时间,钻孔孔瓦斯流量衰减到很小,再瓦斯流量衰减到很小,再继续预抽已没多大意抽已没多大意义,况,况且影响采掘接替。且影响采掘接替。精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式瓦斯抽采量随瓦斯抽采量随时间变化关系示意化关系示意图精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式有效抽采半径有效抽采半径 钻孔的有效抽采半径是指在孔的有效抽采半径是指在规定的抽采定的抽采时间内内钻孔抽采瓦斯的有效影响范孔抽采瓦斯的有效影响范围。显然,然,钻孔的有孔的有效抽采半径与抽采效抽采半径与抽采时间、瓦斯及煤、瓦斯及煤层透气性有关。透气性有关。测定方法:定方法:一是通一是通过观测抽采抽采钻孔四周不同距离孔四周不同距离测压钻孔瓦斯孔瓦斯压力随抽采力随抽采时间的的变化来确定,二是通化来确定,二是通过测定定钻孔累孔累计抽出瓦斯量随抽采抽出瓦斯量随抽采时间的的变化来确定。化来确定。精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式瓦斯抽采影响范瓦斯抽采影响范围随随时间变化示意化示意图精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式 (一(一)地面地面钻孔抽放瓦斯模式孔抽放瓦斯模式 地面地面钻孔瓦斯抽放技孔瓦斯抽放技术与石油天然气开与石油天然气开发基本相基本相同,主要采用如同,主要采用如图所示方式抽取煤所示方式抽取煤层瓦斯。通常瓦斯。通常经过钻井、井、完井、固井、煤完井、固井、煤层强化化处理、排水、抽气理、排水、抽气和和气水分离气水分离等工等工艺过程。程。地表采空区抽放未采动区钻孔抽放拐弯钻孔 抽放地面钻孔抽放瓦斯方式示意精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式 20 20世世纪8080年代末借年代末借鉴美国的美国的经验,开展地面,开展地面钻孔抽孔抽放瓦斯的勘探及放瓦斯的勘探及试验工作,主要工作,主要试验垂直垂直钻孔孔进入煤入煤层或采或采空区抽放未采空区抽放未采动煤煤层或采空区瓦斯。或采空区瓦斯。从从测井数据看,美国地面井数据看,美国地面钻孔开孔开发煤煤层气气选区区标准要求煤准要求煤层渗透率不低于渗透率不低于110-3m2,而我国煤而我国煤层渗透率普遍低于此渗透率普遍低于此标准。准。地面地面钻孔抽放采空区瓦斯在淮北、孔抽放采空区瓦斯在淮北、铁法等法等矿区都取得成区都取得成功,淮北功,淮北矿区区1994年底开始在桃源年底开始在桃源矿1018首采面首采面进行采空区行采空区抽放抽放试验,前半年平均抽放量,前半年平均抽放量577m3/d,以后衰减,共抽以后衰减,共抽14个月,抽出瓦斯个月,抽出瓦斯180km3,瓦斯抽放达到瓦斯抽放达到64.1%,瓦斯,瓦斯浓度一度一直保持在直保持在90%以上,以上,钻孔抽放半径可达孔抽放半径可达300m以上。以上。精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式 铁法法矿区首先在大区首先在大兴矿北一采区北一采区405405面面进行地面行地面钻孔抽放采空区瓦斯孔抽放采空区瓦斯试验,共打,共打3 3个个试验孔,孔孔,孔间距距150150m m,套管直径套管直径180180mmmm,初期初期单孔抽气量孔抽气量34403440m m3 3/d/d,后呈后呈递减减趋势,瓦斯,瓦斯浓度一直保持在度一直保持在95%95%以上。以上。显然,地面然,地面钻孔抽放采空区瓦斯的技孔抽放采空区瓦斯的技术是成功是成功的,只要气源充足,并合理的,只要气源充足,并合理设计孔孔间距和平面位置,能距和平面位置,能够取得很好的抽放效果。但地面取得很好的抽放效果。但地面钻孔抽放存在初期投孔抽放存在初期投资大,地面抽放系大,地面抽放系统管理困管理困难等不利因素。等不利因素。精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式淮淮南南矿区区地地面面抽抽采采钻孔孔布布置置精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式v 潘一潘一矿的地面采空区的地面采空区钻孔抽放瓦斯流量孔抽放瓦斯流量为5 51515 m m3 3/min/min,浓度度为60608585。v 张北北矿地面采空区地面采空区钻孔抽放孔抽放瓦斯流量瓦斯流量为10102525m m3 3/min/min,浓度度为60608080。v 谢桥矿地面采空区地面采空区钻孔抽放孔抽放瓦斯流量瓦斯流量为10102020m m3 3/min/min,浓度度为60609090。v 谢一一矿的一个的一个地面采空区地面采空区钻孔抽放孔抽放瓦斯量瓦斯量为4 45 5 m m3 3/min/min,浓度度为5050。精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式(二)(二)顺层钻孔孔预抽煤抽煤层瓦斯瓦斯 顺层钻孔孔预抽煤抽煤层瓦斯是一种主流瓦斯是一种主流发展技展技术,它,它能确保采掘工作在低瓦斯含量条件下能确保采掘工作在低瓦斯含量条件下进行,行,给采掘工作采掘工作创造安全造安全环境,抽放瓦斯成本相境,抽放瓦斯成本相对较低。低。由于我国煤由于我国煤层透气性透气性较低,煤低,煤层可可钻性差,加之性差,加之预抽抽时间长,造成采掘接替,造成采掘接替紧张,因此,往往一些企,因此,往往一些企业难以以接受。但接受。但单一煤一煤层开采条件下,要取得安全高效生开采条件下,要取得安全高效生产效果,效果,采取采取顺层钻孔孔预抽煤抽煤层瓦斯是瓦斯是最佳最佳选择。精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式现状:状:在晋城在晋城在晋城在晋城矿矿区,采用国区,采用国区,采用国区,采用国产产MKMKMKMK6 6 6 6、7 7 7 7型全液型全液型全液型全液压压坑坑坑坑道道道道钻钻机,机,机,机,试验试验研究的研究的研究的研究的顺顺煤煤煤煤层钻层钻孔孔孔孔钻进钻进500500500500m m m m深孔的成孔深孔的成孔深孔的成孔深孔的成孔工工工工艺艺技技技技术术,成孔率达到,成孔率达到,成孔率达到,成孔率达到95%95%95%95%以上;采用澳大利以上;采用澳大利以上;采用澳大利以上;采用澳大利亚亚VLDVLDVLDVLD1000100010001000定向千米定向千米定向千米定向千米钻钻机和机和机和机和试验试验研究的研究的研究的研究的顺顺煤煤煤煤层层枝状枝状枝状枝状钻钻孔成孔孔成孔孔成孔孔成孔工工工工艺艺技技技技术术,成孔最深达,成孔最深达,成孔最深达,成孔最深达1005100510051005m m m m,并并并并创创下了下了下了下了单单台台台台钻钻机在井机在井机在井机在井下年定向下年定向下年定向下年定向钻进钻进78484784847848478484m m m m的世界的世界的世界的世界纪录纪录。精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式l国家国家发改委煤改委煤矿瓦斯瓦斯综合治理与利用重大关合治理与利用重大关键技技术研研发与与装装备研制研制项目目“松松软突出煤突出煤层顺层钻孔螺旋孔螺旋钻进装装备与配与配套工套工艺 ”,针对针对煤煤煤煤质质松松松松软软(f f f f值值在在在在0.20.20.20.2左右)、瓦斯左右)、瓦斯左右)、瓦斯左右)、瓦斯压压力高、力高、力高、力高、地地地地应应力大煤力大煤力大煤力大煤层层施工施工施工施工顺层钻顺层钻孔极其困孔极其困孔极其困孔极其困难难等等等等问题问题,研制了,研制了,研制了,研制了顺层顺层强强力力力力钻钻机和多机和多机和多机和多级组级组合合合合钻钻具,研究了可减弱具,研究了可减弱具,研究了可减弱具,研究了可减弱喷喷孔、孔、孔、孔、垮垮孔的孔的孔的孔的风风力排渣力排渣力排渣力排渣钻进钻进工工工工艺艺,在一定程度上解决了,在一定程度上解决了,在一定程度上解决了,在一定程度上解决了顺层长钻顺层长钻孔孔孔孔钻进过钻进过程中因程中因程中因程中因喷喷孔和孔和孔和孔和垮垮孔孔孔孔严严重而卡重而卡重而卡重而卡钻钻孔的孔的孔的孔的问题问题。课题课题目目目目标标:120120120120m m m m以上的以上的以上的以上的钻钻孔成孔率达到孔成孔率达到孔成孔率达到孔成孔率达到90%90%90%90%以上,以上,以上,以上,150 150 150 150m m m m以上的以上的以上的以上的钻钻孔成孔率孔成孔率孔成孔率孔成孔率达到达到达到达到60%60%60%60%以上。目前在松藻以上。目前在松藻以上。目前在松藻以上。目前在松藻矿矿区区区区严严重突出煤重突出煤重突出煤重突出煤层层成功打出了成功打出了成功打出了成功打出了160160160160m m m m以上的以上的以上的以上的顺层钻顺层钻孔。孔。孔。孔。精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式l顺层钻孔布置方式孔布置方式走向方向走向方向顺煤煤层长钻孔孔倾斜方向斜方向顺煤煤层长钻孔孔精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式l特点特点:可利用煤:可利用煤层开拓巷道施工水平开拓巷道施工水平钻孔,能孔,能够保保证足足够的的预抽抽时间。对于近水平煤于近水平煤层,若孔深只能达到,若孔深只能达到200500200500m m时,可,可调整整为倾斜斜长壁开采方式。壁开采方式。钻孔顺顺煤煤层层水平水平长钻长钻孔布置示意孔布置示意图图精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式l一般一般矿井都能采用,井都能采用,该方式上向方式上向钻孔尽量打孔尽量打长,不足,不足一个工作面一个工作面长时,可在,可在风巷打下向巷打下向钻孔孔补充,确保充,确保钻孔控制整个工作面。孔控制整个工作面。钻孔回风顺槽倾倾斜方向斜方向顺顺煤煤层层水平水平长钻长钻孔布置示意孔布置示意精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式l顺层钻孔抽放适用条件及特点:孔抽放适用条件及特点:煤煤层厚度厚度2 2m m以上、以上、赋存存稳定、构造定、构造简单、煤、煤层坚固性系数大于固性系数大于0.80.8。可利用开拓巷道施工可利用开拓巷道施工钻孔,能孔,能够保保证足足够的的预抽抽时间。尽量采用尽量采用长孔孔钻机,如:国外引机,如:国外引进的千米的千米钻机。机。可采用高可采用高负压,低流量抽放。,低流量抽放。l制制约因素因素顺层长钻孔施工困孔施工困难。但利用。但利用压风排渣排渣钻进技技术,对提高松提高松软煤煤层的的钻孔成孔深度效果孔成孔深度效果较好,只要好,只要满足足风量和量和风压要求,利用液要求,利用液压150150型型钻机机的成孔深度能的成孔深度能够达到达到8010080100m m以上;以上;煤煤层透气性低透气性低时,预抽效果抽效果难以令人以令人满意,在提高煤意,在提高煤层透气性方透气性方面,可采用面,可采用控制控制预裂松裂松动爆破技爆破技术。精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式 深孔预裂控制松动爆破增透技术(降低或消除煤层突出危险性;增大掘进工作面前方煤体煤层透气性。)巷帮钻场掘进迎头抽放钻孔精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式l1、迎、迎头爆破孔和控制孔布置爆破孔和控制孔布置3453610m掘进5m超前距5m某掘进工作面爆破和控制钻孔布置示意图706006001234660060058760060034006005002300精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式2、作用原理、作用原理 深孔控制松深孔控制松动爆破是在工作面前方存在一定卸爆破是在工作面前方存在一定卸压煤煤体(不小于体(不小于5 5m m)的防的防护下,在前方引爆几个深孔炮眼形下,在前方引爆几个深孔炮眼形成煤体松成煤体松动爆破,其中控制孔(不装爆破,其中控制孔(不装药)在爆破)在爆破过程中程中起到控制爆破方向与起到控制爆破方向与补偿爆破裂爆破裂缝空空间作用,形成卸作用,形成卸压槽。其目的是增加煤体的裂隙槽。其目的是增加煤体的裂隙长度和范度和范围,以提高爆破,以提高爆破煤体的透气性,使煤体瓦斯得以提前煤体的透气性,使煤体瓦斯得以提前缓慢排放、瓦斯慢排放、瓦斯压力下降;使煤体原岩集中力下降;使煤体原岩集中应力力带及高及高压瓦斯瓦斯带移向煤体移向煤体深部;同深部;同时有利于消除由于煤有利于消除由于煤质因因软硬不均而引起的硬不均而引起的应力集中力集中。精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式3、施工工艺(1)钻孔 可采用煤电钻和预测预报钻杆施工。(2)装药结构和装药工艺 钻孔完孔后,装药前对爆破孔用压气仔细吹净钻孔内钻粉。每个爆破孔中放雷管2个,采用串联起爆,雷管脚线用塑料电线加长,每孔装药量3 5Kg,用活节木炮棍送入孔底。炮泥水炮泥炸药卷雷管导爆索2m0.5m爆破孔装爆破孔装药结药结构构图图精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式(3 3)封孔封孔 4 4、爆破参数、爆破参数设计 (1 1)爆破孔和控制孔孔径)爆破孔和控制孔孔径选择 爆破孔径在爆破孔径在42 7542 75mmmm之之间较为合理,采煤合理,采煤电钻打打眼眼时取取50 mm 50 mm,控制孔孔径控制孔孔径为5050mmmm。(2 2)爆破孔和控制孔)爆破孔和控制孔间距距选择 当煤当煤层条件一定条件一定时,孔,孔间距的大小距的大小应与爆破孔和控与爆破孔和控制孔的直径相匹配制孔的直径相匹配 ,淮南,淮南矿区区试验结果表明,合理的孔果表明,合理的孔间距距应不大于不大于1 1m m(根据根据现场实际条件确定),条件确定),(3 3)爆破孔和控制孔个数的确定)爆破孔和控制孔个数的确定 根据爆破有效影响半径根据爆破有效影响半径值确定,每一循确定,每一循环迎迎头布布置爆破孔置爆破孔2 32 3个,控制孔个,控制孔3 63 6个。个。精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式“先抽后掘,先抽后掘,边抽抽边掘掘”抽放技抽放技术 在煤在煤层条件复条件复杂时,可采用,可采用边抽抽边掘的方式降掘的方式降低掘低掘进条条带的瓦斯。目前已从的瓦斯。目前已从“迎迎头超前超前钻孔抽放或孔抽放或排放排放”过渡到渡到“两帮两帮钻场钻孔孔+迎迎头钻孔孔”的的边抽抽边掘方法。精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式q布孔参数:布孔参数:迎迎头施工施工1020个个钻孔,孔深孔,孔深20m左右;左右;两帮两帮钻场分分别施工施工36个孔,孔深个孔,孔深4060m,两帮两帮钻场采用采用迈步式布置;步式布置;迎迎头钻孔保持孔保持5m以上超前孔,帮孔保持以上超前孔,帮孔保持10m以上以上压茬距。茬距。q效果分析效果分析通通过合理的合理的钻孔布置,使工作面前方孔布置,使工作面前方约50m,两帮两帮一定范一定范围内的煤体均在内的煤体均在钻孔控制下;孔控制下;精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式现场测定,迎定,迎头钻孔孔1616h h抽出的瓦斯量占有效抽出的瓦斯量占有效时间内抽内抽放量的放量的80%80%,故迎,故迎头钻孔抽放孔抽放时间为1616h h,帮孔在掘帮孔在掘进过程中保持程中保持连续抽放;抽放;帮孔能有效地探控掘帮孔能有效地探控掘进前方地前方地质构造,有利于及构造,有利于及时准确准确地采取地采取针对性措施;性措施;帮孔抽放瓦斯不受掘帮孔抽放瓦斯不受掘进施工的影响,可有效施工的影响,可有效拦截巷道周截巷道周边松松动煤体向工作面涌出的瓦斯;煤体向工作面涌出的瓦斯;基本上可消除炮后瓦斯超限基本上可消除炮后瓦斯超限现象,瓦斯抽放象,瓦斯抽放浓度一般在度一般在12%12%左右。左右。掘掘进速度在一定程度上受到限制。速度在一定程度上受到限制。精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式(三)利用采动卸压网格抽放煤层瓦斯 最有效的卸压瓦斯抽放技术是开采保护层,如图。开开采采保保护层抽抽放放卸卸压瓦瓦斯斯保护线精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽放模式条件下瓦斯抽放模式q技技术关关键合理合理选择首采煤首采煤层,否,否则首采首采层瓦斯治理瓦斯治理难度大;度大;根据首采根据首采层与其它煤与其它煤层的的层间距、距、层间岩岩层岩性,尽岩性,尽量考量考虑合理开采程序,不宜破坏合理开采程序,不宜破坏邻近近层又要使又要使邻近近层处于有效卸于有效卸压范范围内;内;一般地,采高达到一般地,采高达到1.41.4m m以上以上时,开采下保,开采下保护层卸卸压高高度能度能够达到达到6060m m以上,采高达到以上,采高达到1.81.8m m以上以上时,开采下,开采下保保护层卸卸压高度能高度能够达到达到100100m m。开采上保。开采上保护层的卸的卸压深度一般在深度一般在6060m m以内;以内;合理布置卸合理布置卸压抽放抽放钻孔,孔孔,孔间距不大于两倍抽放距不大于两倍抽放钻孔孔排放半径。排放半径。精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式(四)煤(四)煤层顶板走向板走向钻孔(巷道)抽放瓦斯孔(巷道)抽放瓦斯 1 1、作用、作用 从回从回风顺槽沿煤槽沿煤层走向在煤走向在煤层顶板向采空区上方施工板向采空区上方施工巷道巷道或或钻孔孔,抽放采空区,抽放采空区顶板裂隙或冒落空板裂隙或冒落空间内内积存的高存的高浓度度瓦斯,通瓦斯,通过巷道或巷道或钻孔抽放,能孔抽放,能够切断上切断上邻近近层瓦斯涌向工作瓦斯涌向工作面的通道,改面的通道,改变采空区流采空区流场分布,减少采空区瓦斯涌向工作面,分布,减少采空区瓦斯涌向工作面,并控制上隅角瓦斯并控制上隅角瓦斯积聚。聚。2 2、作用原理、作用原理 根据根据矿压理理论,煤,煤层开采后其开采后其顶底板岩底板岩层发生冒落移生冒落移动,当上覆岩,当上覆岩层下沉下沉稳定后,上覆岩定后,上覆岩层采采动裂隙区划可分裂隙区划可分为“竖三三带”和和“横三区横三区”,即采,即采动区沿垂直方向由下往上划分区沿垂直方向由下往上划分为冒落冒落带、裂隙裂隙带和和弯曲下沉弯曲下沉带;精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式l沿工作面推沿工作面推进方向在工作面方向在工作面风巷和机巷区域分巷和机巷区域分为煤壁煤壁支撑影支撑影响区响区、离离层区区和重新和重新压实区区。随着工作面不断向前推。随着工作面不断向前推进,沿,沿工作推工作推进方向上的方向上的“横三区横三区”随之交替向前移随之交替向前移动。离。离层区的区的范范围可采用相似材料模型可采用相似材料模型实验或或现场探探测。离离层区区压实区区采空区采空区“O”O”区域示意区域示意图图精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式l煤层开采后在上述区域的岩层中形成两类裂隙:离层裂隙和竖向破断裂隙。离层裂隙随着工作面推进从开切眼开始逐渐增大,其中采空区中部离层裂隙最发育,但随着工作面开采距离不断增大,采空区中部离层裂隙趋于压实,而采空区上下两侧由于煤壁的支撑作用,离层裂隙仍较发育,这样采空区四周形成一个连通的离层裂隙发育区,即形成如图所示的“O”型圈。18.5m11.5m顶顶板裂隙分布特征示意板裂隙分布特征示意精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式120m2030m3、钻场及钻孔布置高位瓦斯抽放钻孔布置示意精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式4 4、技、技术参数参数顶板抽放口最佳位置:法距位于垂直煤板抽放口最佳位置:法距位于垂直煤层顶板向上板向上825825m m(位于冒落位于冒落带顶部,裂隙部,裂隙带下部),平距位于回下部),平距位于回风巷内巷内错 830830m m。具体具体矿井,要根据其井,要根据其实际综合确定。其中合确定。其中钻孔的孔的终孔位置,可以利用几何知孔位置,可以利用几何知识,通,通过计算得到。算得到。如如图为谢一一矿考察考察结果;果;钻场间距距大于大于100100m m,钻孔孔长度大于度大于120120m m,抽放抽放负压16201620kPakPa。淮南淮南矿区区顶板走向板走向钻孔抽放孔抽放钻孔孔纯量一般量一般为520520m m3 3/min/min抽抽放率大于放率大于45%45%。钻孔角度尽量小。孔角度尽量小。精品二、我国煤二、我国煤层条件下瓦斯抽采模式条件下瓦斯抽采模式当法距在当法距在10121012m m时,抽排瓦斯量很低;当抽排瓦斯量很低;当法距在法距在14151415m m时,抽,抽排瓦斯量排瓦斯量较高且高且稳定定当平距在当平距在8 8 1717m m时,抽排,抽排瓦斯量瓦斯量较高,高,说明此范明此范围位于位于“O O”型圈的离型圈的离层区,裂隙区,裂隙发育;当平距育;当平距大于大于1717m m时,抽排瓦斯量,抽排瓦斯量不不稳定。定。精品三、促三、促进瓦斯抽采的根本保瓦斯抽采的根本保证(一)将瓦斯抽放作(一)将瓦斯抽放作为煤煤层气开气开发产业进行行动作作 瓦斯抽放不能停留在只瓦斯抽放不能停留在只为安全生安全生产进行瓦斯抽放的行瓦斯抽放的观念上,念上,而而应该把它当作把它当作产业进行行动作,作,观念的改念的改变是最是最为迫切的。迫切的。此外,此外,规模开模开发煤煤层气后,易于气后,易于实现抽掘采平衡。如晋城抽掘采平衡。如晋城某某矿设计生生产能力能力4Mt,预计今年生今年生产原煤原煤5Mt,增加原煤增加原煤产值1.5亿元以上,通元以上,通风费用成本降低用成本降低30%以上(抽放率以上(抽放率30%以上),以上),间接效益更接效益更为诱人。人。淮南局,淮南局,1995年煤炭年煤炭产量一千多万吨,抽放瓦斯量一千多万吨
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