瓦斯抽采與監(jiān)控課件

1、強(qiáng)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 強(qiáng)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 主要內(nèi)容瓦斯抽采初見成效強(qiáng)化瓦斯抽采的目標(biāo)及可行性強(qiáng)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)保障主要內(nèi)容瓦斯抽采初見成效一、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)一、瓦斯抽采初見成效2、一些瓦斯災(zāi)害嚴(yán)重礦區(qū)強(qiáng)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)一、瓦斯抽采初見成效2、一些瓦斯災(zāi)害嚴(yán)重礦區(qū)強(qiáng)化了瓦斯抽采，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

2、、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(diǎn)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：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）、重一、瓦斯抽采初見成效1997年以前淮南瓦斯事故死亡人數(shù)一、瓦斯抽采初見成效1997年以前淮南瓦斯事故死亡人數(shù)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百萬一、瓦

3、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(qiáng)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(qiáng)化瓦斯抽采后已連續(xù)五年杜絕瓦斯事故。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)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(qiáng)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

4、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(diǎn)礦井多屬于嚴(yán)重突出危險(xiǎn)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。一、瓦斯抽采初見成效貴州盤江19901999年發(fā)生重特大瓦3、瓦斯超限次數(shù)顯著降低淮南工作面回風(fēng)設(shè)定報(bào)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3、瓦斯超限次數(shù)顯著降低一、瓦斯抽采初見成效一、瓦斯抽采

5、初見成效盤江瓦斯超限次數(shù)顯著降低一、瓦斯抽采初見成效盤江瓦斯超限次數(shù)顯著降低3、瓦斯超限次數(shù)顯著降低強(qiáng)化瓦斯抽采后，國有重點(diǎn)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3、瓦斯超限次數(shù)顯著降低一、瓦斯抽采初見成效一、瓦斯抽采初見成效4、顯著降低突出的危害時(shí)間地點(diǎn)死亡人數(shù)突出強(qiáng)度(t)瓦斯量(m3/t)應(yīng)力特征動 力 特 征10.13豐城建新1937936(預(yù)抽33%)注水落煤 630m,巷道應(yīng)力迭加(口大)拋出20m,無分選,無顯著動力效應(yīng)風(fēng)門完好(內(nèi)有幸存者)、未被埋人員逃生11.12平煤十礦12200020(煤層變

6、薄邊緣950m,綜采面初次來壓期間拋出270m,無分選,無顯著動力效應(yīng),進(jìn)回風(fēng)側(cè)未被埋人員全部逃生松藻、淮北、盤江等礦區(qū)基本消除突出傷亡事故。一、瓦斯抽采初見成效4、顯著降低突出的危害時(shí)間地點(diǎn)死亡人數(shù)突一、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(qiáng)化瓦斯抽采后，年增加產(chǎn)量100萬噸以上。一、瓦斯抽采初見成效5、顯著提高礦井的安全生產(chǎn)效率二、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

7、將突出危險(xiǎn)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。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 控制范圍是指與最外輪廓線平行的平面上的投影距離5-8m8m石門8m5-8m井筒5-8m8m斜井8m5-8m平巷掘進(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 控制范圍是指與最外輪廓線平行的平面上的投影距離5-8對采煤工作面將瓦斯

8、抽采到通風(fēng)能夠解決的條件工作面絕對瓦斯涌出量Q(m3/min)工作面抽采率（%）備注5Q1020風(fēng)排瓦斯4-810Q2030風(fēng)排瓦斯7-1420Q4040風(fēng)排瓦斯12-2440Q7050風(fēng)排瓦斯20-3570Q10060風(fēng)排瓦斯28-40Q 10070風(fēng)排瓦斯30二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性對采煤工作面將瓦斯抽采到通風(fēng)能夠解決的條件工作面絕對瓦斯涌對采煤工作面將瓦斯抽采到通風(fēng)能夠解決的條件工作面日產(chǎn)量（t）可解吸瓦斯量Wj（m3/t）對應(yīng)的最大瓦斯涌出量1000t85.6m3/min10012500t74.912.325014000t610.416.740016000t5.515.322.9600

9、18000t520.827.8800110000t4.525.031.310000t427.8二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性對采煤工作面將瓦斯抽采到通風(fēng)能夠解決的條件工作面日產(chǎn)量（t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(shí)現(xiàn)國家減排目標(biāo)礦井絕對瓦斯涌出量Q(m3/min)礦井抽采率（%）備注Q2025風(fēng)排瓦斯量1520Q4035 14-2640Q8040 24-4880Q16045 44-88160Q30050 80-150300Q50055 135-225Q50060 200二、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，二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性2、實(shí)現(xiàn)抽采達(dá)標(biāo)的可行

10、性對單一突出危險(xiǎn)煤層煤巷掘進(jìn)時(shí)鉆場掘進(jìn)工作面預(yù)抽鉆孔邊掘邊抽鉆孔掘進(jìn)工作面預(yù)抽和邊掘邊抽布孔方式二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性2、實(shí)現(xiàn)抽采達(dá)標(biāo)的可行性鉆場掘進(jìn)工作二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性底板巖石巷道未來煤巷位置底板巖石巷道穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶瓦斯二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性底板巖石巷道未來煤巷位置底板巖石巷道二、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(xiǎn)的回采工作面二、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

11、藻、中梁山等。運(yùn)輸順槽回風(fēng)順槽切眼二、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二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性2、實(shí)現(xiàn)抽采達(dá)標(biāo)的可行性對非突出高瓦斯單一煤層回風(fēng)順槽位置鉆孔切眼位置運(yùn)輸順槽位置二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性2、實(shí)現(xiàn)抽采達(dá)標(biāo)的可行性回風(fēng)順槽位置二、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。二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性 采用以上順煤層鉆孔預(yù)抽瓦斯方二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性2、實(shí)現(xiàn)抽采達(dá)標(biāo)的可行性對煤層群開采條件首采層卸壓線底板抽瓦斯巷道頂板抽瓦斯巷圖4 開采保護(hù)層抽卸壓瓦斯方式頂板巖

12、石水平鉆孔二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性2、實(shí)現(xiàn)抽采達(dá)標(biāo)的可行性首采層卸壓線二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性2、實(shí)現(xiàn)抽采達(dá)標(biāo)的可行性對煤層群開采條件采空區(qū)抽瓦斯巷抽瓦斯鉆孔回風(fēng)巷位置 采空區(qū)高冒帶鉆孔抽瓦斯方法裂隙區(qū)二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性2、實(shí)現(xiàn)抽采達(dá)標(biāo)的可行性采空區(qū)抽瓦斯二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性抽瓦斯鉆孔采空區(qū)回風(fēng)巷位置 采空區(qū)高冒帶走向鉆孔和埋管抽瓦斯方法裂隙區(qū)頂板走向高抽巷二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性抽瓦斯鉆孔采空區(qū)回風(fēng)巷位置 采空區(qū)高二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性采空區(qū)預(yù)埋抽瓦斯管回風(fēng)巷位置 采空區(qū)高冒帶走向鉆孔和埋管抽瓦斯方法裂隙區(qū)底板巖巷和大直徑管路大直徑

13、連通鉆孔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。二、瓦斯抽采目標(biāo)及可行性采空區(qū)預(yù)埋抽瓦斯管回風(fēng)巷位置 采空區(qū)三、強(qiáng)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(jì)效益。三、強(qiáng)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)的意義三、強(qiáng)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

14、況，制定分階段目標(biāo)，強(qiáng)制執(zhí)行煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)，力爭三年內(nèi)全面實(shí)現(xiàn)抽采達(dá)標(biāo)。三、強(qiáng)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，三、強(qiáng)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(yàn)，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(xiǎn)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；三、強(qiáng)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)三、強(qiáng)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

15、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(shí)施預(yù)抽、采動卸壓抽、采空區(qū)抽有機(jī)結(jié)合的全方位綜合抽采瓦斯方法，真正做到應(yīng)抽盡抽。三、強(qiáng)化瓦斯抽采應(yīng)采取的措施鄰近層瓦斯以采動區(qū)瓦斯抽采方法三、強(qiáng)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(shí)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。三、強(qiáng)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(shí)掌握信息、實(shí)

16、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)組成傳輸及中轉(zhuǎn)系統(tǒng)A1B1C1Z1存儲輸出及分析控制系統(tǒng)ABCZ各類傳感器及控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)有線或無線四、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2、傳感器技術(shù)四、瓦斯治理的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)保障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(shí)用、價(jià)格低廉：2200元以內(nèi)，目前國內(nèi)甲烷檢測的主流；但量程小：0-4%，壽命短：

17、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)保障系列催化元件甲烷濃度傳感器四、瓦斯治理的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)保障熱導(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(bǔ)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(shí)間15S以內(nèi)，價(jià)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 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 其他氣

18、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(shí)用化階段。四、瓦斯治理的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)保障其他氣體傳感器四、瓦斯治理的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)保障傳感器發(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傳感器發(fā)展方向激光傳感器：四、瓦斯治理的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)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

19、。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(shí)差法傳感器具有精度高、量程寬、無壓損等優(yōu)點(diǎn)；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)錐流量傳感器管路瓦斯流量傳感器四、瓦斯治理的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)保障V型內(nèi)錐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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)語音視頻的即時(shí)傳輸，傳輸距離40km以上,傳輸延時(shí)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:3、監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)四、瓦斯治理的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)保障基于光纖工業(yè)四、瓦斯治理的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)保障四、瓦斯治理的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)保障發(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