強化瓦斯抽采與監(jiān)測監(jiān)控促進(jìn)瓦斯治理水平再上新臺階PPT課件

.,1,強化瓦斯抽采與監(jiān)測監(jiān)控促進(jìn)瓦斯治理水平再上新臺階,煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院胡千庭2008年7月8日,2,.,主要內(nèi)容,瓦斯抽采初見成效強化瓦斯抽采的目標(biāo)及可行性強化瓦斯抽采應(yīng)采取的措施瓦斯治理的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)保障,3,.,一、瓦斯抽采初見成效,1、瓦斯抽采量與瓦斯事故死亡人數(shù)呈反變關(guān)系,4,.,一、瓦斯抽采初見成效,2、一些瓦斯災(zāi)害嚴(yán)重礦區(qū)強化了瓦斯抽采，瓦斯災(zāi)害事故顯著減少。,瓦斯抽采量超過1億m3的礦區(qū),5,.,一、瓦斯抽采初見成效,這些礦區(qū)主要集中在山西(晉城、陽泉）、重慶（松藻）、安徽（淮南、淮北）、貴州（盤江、水城）、黑龍江（雞西）、遼寧（撫順）和寧夏（寧煤）的國有重點礦井。山西陽泉一直重視瓦斯抽采，煤礦瓦斯事故一直保持在較低水平，晉城原來主要開采低瓦斯礦井，1998年后逐步進(jìn)入高瓦斯礦區(qū)，期間發(fā)生過重大瓦斯事故，這幾年瓦斯抽采量飛速增長，瓦斯事故也得到有效控制。安徽淮南：,6,.,一、瓦斯抽采初見成效,1997年以前淮南瓦斯事故死亡人數(shù),7,.,近些年淮南礦區(qū)事故顯著減少,百萬噸死亡率,瓦斯抽采量顯著提高,百萬噸死亡率顯著下降,8,.,一、瓦斯抽采初見成效,安徽淮北礦區(qū)屬于嚴(yán)重瓦斯事故區(qū)，淮北礦區(qū)蘆嶺礦2003年前瓦斯重特大事故多發(fā)（2002年4.7特大突出事故死亡13人和2003年5.13瓦斯爆炸事故死亡86人），2004年后強化瓦斯抽采,全礦杜絕死亡事故，2006年杜絕重傷事故。黑龍江雞西礦區(qū)2003年前年年發(fā)生瓦斯事故（如2002年6.20事故和2003年1.20事故），強化瓦斯抽采后已連續(xù)五年杜絕瓦斯事故。,9,.,一、瓦斯抽采初見成效,貴州盤江19901999年發(fā)生重特大瓦斯事故8起，死亡177人，2000年后強化瓦斯抽采，已連續(xù)七年未發(fā)生一通三防較大以上事故；水城2003年前重特大瓦斯事故多發(fā)，近幾年重特大瓦斯事故也得到有效控制。重慶的國有重點礦井多屬于嚴(yán)重突出危險礦區(qū)，歷史上瓦斯災(zāi)害嚴(yán)重。近年來松藻礦區(qū)2005和2007年消滅突出，中梁山近些年消滅瓦斯事故、南桐等礦區(qū)也基本控制了重特大突出事故的發(fā)生。,10,.,3、瓦斯超限次數(shù)顯著降低淮南工作面回風(fēng)設(shè)定報警瓦斯?jié)舛扔?.0%改為0.8%，并基本控制瓦斯不超限；淮北蘆嶺礦回風(fēng)平均瓦斯?jié)舛冉档土?.2%，年瓦斯超限次數(shù)由上百次降到基本杜絕；盤江、雞西隨著瓦斯抽采量的增加，瓦斯超限次數(shù)顯著降低。,一、瓦斯抽采初見成效,11,.,一、瓦斯抽采初見成效,盤江瓦斯超限次數(shù)顯著降低,12,.,3、瓦斯超限次數(shù)顯著降低強化瓦斯抽采后，國有重點礦井瓦斯超限顯著減少,瓦斯爆炸事故也顯著減少，2007年除煤與瓦斯突出事故外的瓦斯事故僅死亡26人。,一、瓦斯抽采初見成效,13,.,一、瓦斯抽采初見成效,4、顯著降低突出的危害,松藻、淮北、盤江等礦區(qū)基本消除突出傷亡事故。,14,.,一、瓦斯抽采初見成效,5、顯著提高礦井的安全生產(chǎn)效率淮南工作面單產(chǎn)達(dá)到300萬噸/年；松藻在沒有增加新建礦井條件下煤炭產(chǎn)量增加約100萬噸；盤江礦區(qū)2004年產(chǎn)量708萬噸，2007年達(dá)1002萬噸，增加產(chǎn)量近300萬噸。雞西自強化瓦斯抽采后，年增加產(chǎn)量100萬噸以上。,15,.,二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性,1、瓦斯抽采應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)在采掘作業(yè)前將突出危險區(qū)變?yōu)榉峭怀鰠^(qū)突出煤層工作面采掘作業(yè)前必須將控制范圍內(nèi)煤層的瓦斯含量降到煤層始突深度的瓦斯含量以下或?qū)⑼咚箟毫档矫簩邮纪簧疃鹊拿簩油咚箟毫σ韵?。若沒能考察出煤層始突深度的煤層瓦斯含量或壓力，則必須將煤層瓦斯含量降到8m3/t以下，或?qū)⒚簩油咚箟毫档?.74MPa（表壓）以下。,16,.,控制范圍是指與最外輪廓線平行的平面上的投影距離,掘進(jìn)工作面前方10m，采煤工作面前方20m。,二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性,17,.,對采煤工作面將瓦斯抽采到通風(fēng)能夠解決的條件,二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性,18,.,對采煤工作面將瓦斯抽采到通風(fēng)能夠解決的條件,二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性,19,.,二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性,提高礦井瓦斯抽采率，減少風(fēng)排瓦斯，實現(xiàn)國家減排目標(biāo),20,.,二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性,2、實現(xiàn)抽采達(dá)標(biāo)的可行性對單一突出危險煤層煤巷掘進(jìn)時,21,.,二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性,22,.,二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性,順煤層長鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯,對具有突出危險的回采工作面,23,.,二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性,順煤層上下向鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯,采用以上預(yù)抽采煤層瓦斯的方法，選擇合理參數(shù)、合理布置預(yù)抽瓦斯工程是完全能夠?qū)崿F(xiàn)采掘作業(yè)前將瓦斯抽到規(guī)定指標(biāo)以內(nèi)，如松藻、中梁山等。,運輸順槽,回風(fēng)順槽,切眼,24,.,二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性,2、實現(xiàn)抽采達(dá)標(biāo)的可行性對非突出高瓦斯單一煤層,25,.,二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性,采用以上順煤層鉆孔預(yù)抽瓦斯方法、并合理布置預(yù)抽瓦斯工程，是能夠?qū)崿F(xiàn)本煤層可解吸瓦斯含量降低到規(guī)定指標(biāo)以下，如銅川、晉城等。,26,.,二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性,2、實現(xiàn)抽采達(dá)標(biāo)的可行性對煤層群開采條件,27,.,二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性,28,.,二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性,2、實現(xiàn)抽采達(dá)標(biāo)的可行性對煤層群開采條件,29,.,二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性,頂板走向高抽巷,30,.,二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性,采用以上采動卸壓區(qū)抽瓦斯方法能夠使工作面瓦斯抽采率達(dá)到指標(biāo)要求，如淮南、盤江、撫順等礦區(qū)。綜合采用以上方法，能夠達(dá)到礦井瓦斯抽采率指標(biāo)要求。,31,.,三、強化瓦斯抽采應(yīng)采取的措施,1、真正認(rèn)識到瓦斯抽采達(dá)標(biāo)的意義全國2007年抽采瓦斯量47.35億m3，其中抽采量超過1億m3的企業(yè)10家，占總抽采量的46.5%；這些企業(yè)的煤層賦存條件基本代表了我國煤層的基本情況，這些企業(yè)由于高度認(rèn)識到抽采達(dá)標(biāo)的意義，取得了顯著的安全經(jīng)濟效益。,32,.,三、強化瓦斯抽采應(yīng)采取的措施,建議各地方根據(jù)自身的具體情況，制定分階段目標(biāo)，強制執(zhí)行煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)，力爭三年內(nèi)全面實現(xiàn)抽采達(dá)標(biāo)。,33,.,三、強化瓦斯抽采應(yīng)采取的措施,2、積極推廣已有先進(jìn)技術(shù)和管理經(jīng)驗，促進(jìn)抽采達(dá)標(biāo)工作的迅速展開優(yōu)先選擇采動區(qū)抽瓦斯方法、優(yōu)先開采保護(hù)層，采動區(qū)抽采不能解決的瓦斯決心通過預(yù)抽解決；不能被保護(hù)層保護(hù)的突出煤層下決心預(yù)抽；嚴(yán)重突出危險煤層和高含量區(qū)煤層應(yīng)盡可能選擇地面鉆井預(yù)抽或底板巖石巷道穿層鉆孔預(yù)抽瓦斯；,34,.,三、強化瓦斯抽采應(yīng)采取的措施,鄰近層瓦斯以采動區(qū)瓦斯抽采方法為主；采空區(qū)瓦斯以采空區(qū)抽瓦斯方法為主；各開采高瓦斯突出煤層的煤礦企業(yè)應(yīng)積極創(chuàng)造條件，全面實施預(yù)抽、采動卸壓抽、采空區(qū)抽有機結(jié)合的全方位綜合抽采瓦斯方法，真正做到應(yīng)抽盡抽。,35,.,三、強化瓦斯抽采應(yīng)采取的措施,3、應(yīng)從抽掘采系統(tǒng)布局上和區(qū)域瓦斯治理措施上下功夫開采低滲透性煤層的礦井應(yīng)積極投入工程，決心調(diào)整和理順抽掘采部署；突出煤層采掘工作面應(yīng)從區(qū)域上貫徹先抽后采掘的方針，積極采用區(qū)域防治突出的技術(shù)措施；同時還應(yīng)全面啟動和激勵大量高瓦斯突出小煤礦的瓦斯抽采工作。,36,.,四、瓦斯治理的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)保障,監(jiān)測監(jiān)控是瓦斯治理環(huán)節(jié)中及時掌握信息、實現(xiàn)有效控制隱患的重要手段,也是礦山數(shù)字化、自動化、智能化的必備條件.1、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)組成,37,.,2、傳感器技術(shù)傳感器類型甲烷、CO、O2、H2S等各種氣體濃度傳感器；速度、位移、壓力、溫度、電流、電壓、流量等各種參數(shù)傳感器；開閉、位置等各種狀態(tài)傳感器,四、瓦斯治理的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)保障,38,.,系列催化元件,甲烷濃度傳感器載體熱催化式傳感器：簡單實用、價格低廉：2200元以內(nèi)，目前國內(nèi)甲烷檢測的主流；但量程?。?-4%，壽命短：約1年，調(diào)校期短：15天，反應(yīng)慢：30S，且易發(fā)生H2S和高濃度甲烷中毒。光干涉式傳感器：光電轉(zhuǎn)換技術(shù)沒有取得突破。,四、瓦斯治理的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)保障,39,.,熱導(dǎo)式傳感器，測量范圍0100，但只有在860CH4范圍內(nèi)滿足精度要求，通常用作高濃度段瓦斯的測量；測值受環(huán)境溫度等因素影響大，不易補償；紅外傳感器，測量范圍可達(dá)0-100%，壽命5-8年，調(diào)校期12月以上，反應(yīng)時間15S以內(nèi)，價格8000元以內(nèi)。,四、瓦斯治理的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)保障,英國E2V的紅外氣體傳感頭,中國重慶院紅外氣體傳感頭,40,.,其他氣體傳感器CO和O2傳感器目前主要采用電化學(xué)原理，壽命1年左右；長壽命高可靠性傳感器目前還沒有達(dá)到實用化階段。,四、瓦斯治理的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)保障,41,.,傳感器發(fā)展方向激光傳感器：激光“選頻”吸收測氣體濃度，可測量CH4、CO、CO2、O2等氣體濃度；激光拉曼散射特性測溫度；因而有光纖溫度測量技術(shù)；布里淵散射特性測應(yīng)力應(yīng)變等。高穩(wěn)定性、快速反應(yīng)、寬量程、環(huán)境影響小、壽命長、應(yīng)用領(lǐng)域廣等；但目前成本較高。,四、瓦斯治理的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)保障,重慶院的激光甲烷傳感器,42,.,管路瓦斯流量傳感器渦街和孔板對低流速測定誤差較大；孔板壓損大。V型內(nèi)錐精度1.5級，量程比1：10，可測1.0m/s低流速；超聲時差法傳感器具有精度高、量程寬、無壓損等優(yōu)點；是高精度流量傳感器的發(fā)展方向。,四、瓦斯治理的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)保障,V型內(nèi)錐流量傳感器,43,.,3、監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)傳輸及轉(zhuǎn)接系統(tǒng)基于光纖工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)+現(xiàn)場總線的寬帶傳輸技術(shù)：傳輸速度100Mb/s、1000Mb/s，實現(xiàn)數(shù)據(jù)語音視頻的即時傳輸，傳輸距離40km以上,傳輸延時小于5S，傳輸誤碼率在10-8（億分之一）以內(nèi)。,四、瓦斯治理的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)保障,基于光纖工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)+現(xiàn)場總線技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下:,44,.,四、瓦斯治理的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)保障,45,.,發(fā)展方向（1）光纖無源接入千兆網(wǎng)寬帶通訊技術(shù)GEPON,四、瓦斯治理的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)保障,采用PON（以太無源光網(wǎng)）和以太網(wǎng)協(xié)議，綜合了PON和以太網(wǎng)的優(yōu)點，具有：高可靠性無源光器件可有效避免電磁干擾和雷電影響；對業(yè)務(wù)透明便于升級和引入新業(yè)務(wù)；可以支持語音、數(shù)據(jù)、視頻等接入；低成本減少光纖、光收發(fā)模塊、中心局終端數(shù)量，無需遠(yuǎn)程供電和機房；適用于點對多點通信，組網(wǎng)靈活，支持樹型、星型、總線型、混合型、冗余型等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。,46,.,四、瓦斯治理的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)保障,47,.,四、瓦斯治理的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)保障,發(fā)展方向（2）無線通訊傳輸：ZigBee、wiFi技術(shù),Zigbee是一種短距離、低速率(10250kb/s)、低功耗、節(jié)點間距短（10m幾百米）、時延短（30ms)，可構(gòu)建多達(dá)數(shù)萬個模塊組成的無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺。.,