煤矿瓦斯抽采方法分类与基本指标课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020-12-15,*,#,安全工程专业,中 国 矿 业 大 学,安 全 工 程 学 院,煤矿瓦斯治理国家工程研究中心,矿 井 瓦 斯 防 治,程远平 王亮,安全工程专业中 国 矿 业 大 学矿 井 瓦 斯,1,一、瓦斯抽采的沿革,二、抽采的目的和分类,三、抽采基本指标,第五讲 煤矿瓦斯抽采方法分类及抽采指标,第五讲 煤矿瓦斯抽采方法分类及抽采指标,2,一、瓦斯抽采历史沿革,一、瓦斯抽采历史沿革,1637,年,:,宋应星所著,天工开物,记载“,利用竹管引排煤中瓦斯,”的方法。,中国古代煤窑瓦斯引排方法,1637年:宋应星所著天工开物记载“利用竹管引排,1938,年：抚顺龙凤矿开始利用机械设备抽井下巷道积聚瓦斯；,1940,年：抚顺龙凤矿在地面建立瓦斯抽采泵站和容积为,100m,3,的储瓦斯罐，瓦斯抽采流量,10m3/min,瓦斯浓度,3040%,，实现民用；,1952,年：抚顺龙凤矿采用煤层巷道法预抽本煤层瓦斯获得成功。全国瓦斯抽采量,20Mm,3,；,1954,年：抚顺龙凤矿试验成功钻孔法预抽本煤层瓦斯；,1956,年：全国瓦斯抽采量,48.7Mm,3,；,1957,年：阳泉四矿试验成功钻孔法抽采上邻近层卸压瓦斯；,一、瓦斯抽采历史沿革,1938年：抚顺龙凤矿开始利用机械设备抽井下巷道积聚瓦斯；一,1960,年：中国有抚顺、阳泉、天府和北票等户企业,6,座矿井抽瓦斯，中国瓦斯抽采量,125Mm,3,；,1965,年：新增中梁山、焦作、淮南、包头、松藻、峰 峰等户企业抽采瓦斯，全国瓦斯抽采量,150 Mm,3,；,1970,年：中国瓦斯抽采量,170Mm,3,；,1980,年：中国年瓦斯抽采量,293Mm,3,；,1985,年：中国年瓦斯抽采量,328Mm,3,；,1990,年：中国年瓦斯抽采量,433Mm,3,；,1995,年：中国年瓦斯抽采量,600Mm,3,；,一、瓦斯抽采历史沿革,1960年：中国有抚顺、阳泉、天府和北票等户企业6座矿井抽瓦,2000,年,:,中国共有,141,座矿井在地面建立瓦斯抽采泵 站，年瓦斯抽采量为,866.6Mm,3,。,2002,年,:,中国共有,53,户企业的,193,座矿井在地面建立瓦斯抽采泵站，年瓦斯抽采量,1146.1Mm,3,。,2003,年：中国年瓦斯抽采量,1300Mm,3,2005,年,:,中国年瓦斯抽采量达到,2300Mm,3,;,利用量超过,1000Mm,3,;,阳泉、晋城、淮南、松藻、盘江、水城和抚顺矿业集团的年瓦斯抽采量都超过,100 Mm,3,。,2010,年：全国共抽采瓦斯,88,亿,m,3,，其中井下,73.5,亿,m,3,，地面,14.5,亿,m,3,。,一、瓦斯抽采历史沿革,2000 年:中国共有141座矿井在地面建立瓦斯抽采泵 站，,二、瓦斯抽采目的与分类,二、瓦斯抽采目的与分类,减少瓦斯涌出、预防瓦斯超限、降低瓦斯积聚，为矿井通风创造有利的条件；,降低煤层中存储的瓦斯能量、提高煤体强度，防治煤与瓦斯突出；,开发利用高效洁净的能源；,降低对环境的污染。,二、瓦斯抽采目的及分类,瓦斯抽采的目的,减少瓦斯涌出、预防瓦斯超限、降低瓦斯积聚，为矿井通风创造有利,中国,煤矿安全规程,第一百四十五条和,煤矿瓦斯抽采基本指标,第三节规定，有下列情况的矿井，必须建立地面永久抽采瓦斯系统或井下临时抽采瓦斯系统：,一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于,5m,3,/min,或一个掘进工作面瓦斯涌出量大于,3m,3,/min,，用通风方法解决瓦斯问题不合理的；,矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的：,大于或等于,40m,3,/min,；,年产量,1.01.5Mt,的矿井，大于,30m,3,/min,；,年产量,0.61.0Mt,的矿井，大于,25m,3,/min,；,年产量,0.40.6Mt,的矿井，大于,20m,3,/min,；,年产量小于或等于,0.4Mt,的矿井，大于,15m,3,/min,。,（,3,）开采有煤与瓦斯突出危险的煤层。,二、瓦斯抽采目的及分类,瓦斯抽采系统建立的条件,中国煤矿安全规程第一百四十五条和煤矿瓦斯抽采基,1984,年欧洲共同体委员会煤炭理事会出版的,欧洲共同体采煤工业手册,根据开采关系将煤矿瓦斯抽采方法分为：工作面抽采、采空区抽采、煤层预抽和地面钻孔抽采；并对上述抽采分类进行了细化，主要分为：井下钻孔抽采、地面钻孔抽采、专用瓦斯巷道抽采、采空区人工洞穴抽采、密闭墙内抽采和报废矿井抽采。该手册主要在法国、德国、英国及比利时应用，由于这几个国家煤层赋存条件变化不大，因此抽采瓦斯的方法也不繁杂，所以抽采瓦斯方法类别也较简单。,二、瓦斯抽采目的及分类,瓦斯抽采方法分类比较,1984年欧洲共同体委员会煤炭理事会出版,1974,年前苏联煤炭工业部、苏联矿业技术监督局批准颁布了,煤矿瓦斯抽采细则,，该细则中针对不同瓦斯源，将瓦斯抽采方法分为：,未卸压煤层和围岩的瓦斯抽采方法,上、下邻近层及围岩瓦斯抽采,采空区瓦斯抽采,综合抽采瓦斯方法,二、瓦斯抽采目的及分类,瓦斯抽采方法分类比较,1974年前苏联煤炭工业部、苏联矿业技术监督局批准颁布了煤,由于,煤矿瓦斯抽采细则,颁布的时间较早，内容主要结合前苏联各煤层赋存及开采技术条件,(,如急倾斜、煤层群、前进式采煤法等,),编制的，因此对近期我国新发展的开采工艺技术,(,如特厚煤层的综合机械化采放顶煤开采等,),、对高产高效工作面的高瓦斯涌出量进行有效抽采等涉及内容较少；而井下水力破裂,(,或压裂,),抽采瓦斯方法，由于工艺装备复杂，也没有获得大量推广应用。,二、瓦斯抽采目的及分类,瓦斯抽采方法分类比较,由于煤矿瓦斯抽采细则颁布的时间较早,俞启香教授在,矿井瓦斯防治,一书中将瓦斯抽采方法分为：开采层抽采、邻近层抽采、采空区抽采和围岩抽采。,于不凡教授在,煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手册,中将瓦斯抽采方法分为：未卸压煤层和围岩抽采、卸压煤层和围岩抽采、采空区抽采和综合抽采。上述分类方法主要依据开采煤层和邻近煤（岩）层的空间关系，在次级分类方法上考虑开采时间关系。,二、瓦斯抽采目的及分类,瓦斯抽采方法分类比较,俞启香教授在矿井瓦斯防治一书中将瓦斯抽采方法分为：开采层,按瓦斯源分类,可分为开采煤层瓦斯抽放、邻近煤层（包括围岩、不可采煤层）瓦斯抽放及围岩瓦斯抽放。采空区瓦斯仍是来源于开采煤层的丢煤及邻近层和围岩瓦斯的涌出，采空区瓦斯应属于二次瓦斯积聚源。,按与煤层开采的时间关系分类,可分为开采煤层瓦斯预抽、边采（掘）边抽和采后抽采。,按抽放瓦斯的原理分类,可分为未卸压煤层瓦斯抽放、卸压煤层瓦斯抽放及强化（或人为卸压）抽放瓦斯等。,按抽放瓦斯的工艺方式分类,可分为钻孔（井下钻孔、地面钻孔等）抽放瓦斯、巷道（顶底板岩巷、煤巷等）抽放瓦斯、钻巷结合抽放瓦斯及插,(,埋,),管抽放瓦斯等。,此外，还有按煤层赋存条件、开采技术条件及装备条件来命名的各种抽放瓦斯方法。如急倾斜煤层群瓦斯抽放、单一煤层瓦斯抽放、开采保护层瓦斯抽放、综放工作面瓦斯抽放和井下移动泵站瓦斯抽放等。,二、瓦斯抽采目的及分类,瓦斯抽采方法分类,按瓦斯源分类可分为开采煤层瓦斯抽放、邻近煤层（包括围岩、,依据：,抽采指标,标准中，将瓦斯抽采指标分为四种类型：第一种类型为突出煤层采前抽采应达到的指标，第二种类型为高瓦斯煤层采前抽采应达到的指标，第三种类型为回采工作面开采过程中抽采应达到的指标，第四种类型为矿井瓦斯抽采应达到的指标。,分类指导思想：,第一层次以煤层开采时间为依据，第二层次以采煤层瓦斯源的空间条件为依据。,二、瓦斯抽采目的及分类,瓦斯抽采方法分类,新方法,依据：抽采指标标准中，将瓦斯抽采指标分为四种类型：第一种,煤矿瓦斯抽采方法分类与基本指标课件,三、瓦斯抽采基本指标,防治煤与瓦斯突出规定,煤矿瓦斯抽采基本指标,三、瓦斯抽采基本指标防治煤与瓦斯突出规定,采掘作业前能通过瓦斯抽采达到,消除突出危险性,的目的；,采掘工作面抽采率,应能确保正常通风能力可将风流中瓦斯浓度稀释到规定的安全指标以内，不留瓦斯超限隐患；,矿井瓦斯抽采率,应能确保矿井正常通风能力足以满足要求、并限制不合理地增加矿井风量、鼓励提高抽采量。,确保工作面风速不超、瓦斯浓度不超,。,三、瓦斯抽采基本指标,总体原则,采掘作业前能通过瓦斯抽采达到消除突出危险性的目的；三、瓦斯抽,突出煤层工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层的瓦斯含量降到煤层始突深度的瓦斯含量以下或将瓦斯压力降到煤层始突深度的煤层瓦斯压力以下。若没能考察出煤层始突深度的煤层瓦斯含量或压力，,则必须将煤层瓦斯含量降到,8m,3,/t,以下，或将煤层瓦斯压力降到,0.74 MPa,（表压）以下。,三、瓦斯抽采基本指标,突出煤层的抽采指标,突出煤层工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层的瓦,理由：,1,）,因为全国各煤矿差异性很大，用,1-2,个指标很难代表各地情况，因此给予一定选择机会，但目的应能有效消消除突出危险性。现有的大量统计资料表明：始突深度数据以内发生瓦斯突出的可能性较小，即使发生也不会是以瓦斯为主导的突出，因此瓦斯抽采所能控制的程度以此为宜。考虑到许多矿井没有这一历史数据，因此增加具体含量和压力指标。,三、瓦斯抽采基本指标,突出煤层的抽采指标,理由：三、瓦斯抽采基本指标 突出煤层的抽采指标,理由：,2),含量指标主要依据国内统计资料和国外经验借鉴（如澳大利亚、俄罗斯、德国等）；但该指标与煤质参数有关，少数煤层其残余含量都与,8m,3,/t,接近，抽采技术要达到残余量指标又不可行；为此增加压力指标。国外经验主要由各州立法确定，而我国习惯是国家统一确定，这就增加了难度。,3),原苏联和我国突出矿井统计资料表明，在煤层可燃基瓦斯含量小于,10m,3,/t,时，基本上没有发生过突出，可燃基瓦斯含量指标换算成原煤瓦斯含量，近似为,8m,3,/t,。,三、瓦斯抽采基本指标,突出煤层的抽采指标,理由：三、瓦斯抽采基本指标 突出煤层的抽采指标,理由：,4),原西德和澳大利亚开采煤层煤质较坚硬，统计资料表明，煤层可解吸瓦斯含量小于,9m,3,/t,时，基本上没有发生过突出。但这些国家实际执行过程中普遍都将可解吸瓦斯含量降低到,6m,3,/t,左右，换算成原煤瓦斯含量也与,8m,3,/