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煤礦瓦斯抽采技術(shù)
中國(guó)煤炭科工集團(tuán)重慶研究院
主要內(nèi)容一、煤礦瓦斯抽采概論二、煤礦瓦斯抽采方法分類(lèi)與抽采設(shè)計(jì)三、煤礦瓦斯抽采方法四、瓦斯抽采系統(tǒng)及附屬裝置五、提高礦井瓦斯抽采效果的技術(shù)途徑六、煤礦瓦斯抽采達(dá)標(biāo)暫行規(guī)定煤礦瓦斯抽采概論煤礦瓦斯抽采概論
煤礦瓦斯抽采的意義在原始煤體中或在煤層瓦斯釋放進(jìn)入采掘空間之前用專門(mén)的管道系統(tǒng)將瓦斯引出至地面(或總回風(fēng)道)的技術(shù)是繼風(fēng)排瓦斯后煤礦治理瓦斯的一次重大技術(shù)革新是煤礦防治瓦斯的治本之策,是治理瓦斯最根本、最有效的措施“先抽后采、監(jiān)測(cè)監(jiān)控、以風(fēng)定產(chǎn)?!薄巴L(fēng)可靠、抽采達(dá)表、監(jiān)控有效、管理到位”煤礦瓦斯抽采概論
煤礦抽采瓦斯的歷史我國(guó)煤礦瓦斯抽放的歷史可追溯到1637年,明代宋應(yīng)星所著《天工開(kāi)物》一書(shū)記載了利用竹管引排煤中瓦斯的技術(shù)。中國(guó)古代煤窯瓦斯引排方法1637年:明代宋應(yīng)星所著《天工開(kāi)物》記載“利用竹管引排煤中瓦斯”的方法。煤礦瓦斯抽采概論
國(guó)外
1730年英國(guó)的維特哈文煤礦沙爾特姆豎井開(kāi)掘至76.8m深時(shí),遇到煤層有瓦斯涌出,當(dāng)時(shí)人們就用專門(mén)的管路將瓦斯引到地面,供當(dāng)?shù)匾晃粚W(xué)者的實(shí)驗(yàn)室使用。1907年,俄國(guó)在尤索夫克的中央礦井內(nèi),依靠煤層的自然瓦斯壓力引排瓦斯長(zhǎng)達(dá)10年的時(shí)間,每天的涌出量約為4000m3。1923年日本在夕張煤礦接管引排密閉坑道中的瓦斯至地面,1934年新愰內(nèi)煤礦開(kāi)始第一次抽放采空區(qū)密閉內(nèi)瓦斯,抽出瓦斯?jié)舛?0~70%,抽放量15~25m3/min,供發(fā)電廠鍋爐用。德國(guó)魯爾煤田曼斯菲爾德煤礦在井下用貫穿各煤層的鉆孔抽放煤層瓦斯,抽放瓦斯量達(dá)每日16000m3,從1934年至1944年共抽出瓦斯5.6Mm3。煤礦瓦斯抽采概論
煤礦瓦斯抽采技術(shù)定義根據(jù)煤層的地質(zhì)賦存和瓦斯賦存情況,結(jié)合礦井的開(kāi)采技術(shù)條件,利用合理的巷道、鉆孔(鉆井)、管路系統(tǒng)及抽取裝備,使礦井井田范圍內(nèi)儲(chǔ)藏的煤層氣(煤礦瓦斯),在煤層開(kāi)采的整個(gè)過(guò)程(包括采前、采中、采后),以盡可能高的濃度、最大限度采出的綜合工程技術(shù)體系。煤礦瓦斯抽采概論1938年,我國(guó)首次在撫順龍鳳礦利用瓦斯抽放泵進(jìn)行采空區(qū)抽放。20世紀(jì)50年代,新中國(guó)建國(guó)初期,就先后在撫順、陽(yáng)泉、天府、北票礦務(wù)局開(kāi)展瓦斯抽放,到50年代末全國(guó)瓦斯抽采量約為1億m3。煤礦瓦斯抽采概論
我國(guó)煤礦瓦斯抽采經(jīng)歷了五個(gè)發(fā)展階段:(1)高透氣性煤層瓦斯抽采階段
50年代初期,首次在撫順礦區(qū)高透氣性特厚煤層中采用井下鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯,獲得了成功。解決了撫順礦區(qū)向深部發(fā)展的安全關(guān)鍵問(wèn)題。煤礦瓦斯抽采概論
(2)鄰近層卸壓瓦斯抽采
50年代中期,采用穿層鉆孔、頂板收集瓦斯巷(高抽巷)抽采上鄰近層瓦斯的試驗(yàn)在陽(yáng)泉礦區(qū)首先獲得成功。解決了煤層群開(kāi)采中首采工作面瓦斯涌出量大的問(wèn)題。煤礦瓦斯抽采概論
(3)低透氣性煤層瓦斯強(qiáng)化抽采階段
60年代,試驗(yàn)了地面、井下水力壓裂,水力割縫,松動(dòng)爆破,大直徑(擴(kuò)孔)鉆孔,網(wǎng)格式密集布孔,預(yù)裂控制爆破,交叉布孔等多種強(qiáng)化措施。對(duì)降低突出危險(xiǎn)性煤層瓦斯壓力和煤層消突起到積極作用。煤礦瓦斯抽采概論
(4)綜合抽采瓦斯階段
80年代開(kāi)始、為適應(yīng)綜采和綜放采煤技術(shù)的推廣應(yīng)用,試驗(yàn)研究了開(kāi)采煤層瓦斯采前預(yù)抽、卸壓鄰近層瓦斯邊采邊抽及采空區(qū)瓦斯采后抽等多種方法在一個(gè)采區(qū)內(nèi)綜合抽采瓦斯措施。解決了高產(chǎn)、高效工作面瓦斯涌出源多、瓦斯涌出量大的難題。煤礦瓦斯抽采概論
(5)立體抽采瓦斯階段
近年來(lái),試驗(yàn)研究了地面鉆孔井與井下鉆孔聯(lián)合抽采礦井瓦斯。地面鉆孔對(duì)開(kāi)采層進(jìn)行壓裂、抽采瓦斯以及對(duì)采動(dòng)影響卸壓瓦斯和采空區(qū)瓦斯進(jìn)行抽采。在開(kāi)采過(guò)程中,井下鉆孔對(duì)煤層瓦斯進(jìn)行抽采,實(shí)現(xiàn)立體抽采方式。解決了開(kāi)采煤層預(yù)抽時(shí)間短,抽采率低的問(wèn)題。1、貴州省122個(gè)2、山西省122個(gè)3、河南省44個(gè)4、遼寧省21個(gè)5、重慶市21個(gè)6、四川省20個(gè)7、安徽省19個(gè)8、黑龍江省15個(gè)9、河北省12個(gè)10、江西省8個(gè)11、寧夏6個(gè)2007年全國(guó)抽采瓦斯礦井?dāng)?shù)量(410個(gè))省市抽采量(Mm3)河北64.94甘肅34.10山西1973.85內(nèi)蒙24.8遼寧255.36吉林14.78黑龍江136.32江西35安徽210.50山東2.08河南276.99重慶330.22四川111.75貴州556.11陜西43.54青海0.41寧夏109.20新疆11.。692007年全國(guó)煤礦抽采瓦斯量(47.35億m3
)陽(yáng)泉、晉城、淮南、淮北、松藻、盤(pán)江、水城、撫順等10余個(gè)礦區(qū)年抽采量超1億m3
煤礦瓦斯抽采概論
2009年全國(guó)抽采瓦斯量:74億m3
利用量:25.3億m3
其中:井下抽采64億m3
地面抽采10億m32010年全國(guó)抽采瓦斯量:88億m3
利用量:36億m3
其中:井下抽采73.5億m3
地面抽采14.5億m3煤礦瓦斯抽采概論2011年全國(guó)抽采瓦斯量:115億m3
利用量:53億m3
其中:井下抽采92億m3
利用35億m3
地面抽采23億m3利用18億m3煤礦瓦斯抽采概論
“十二五”瓦斯抽采利用建設(shè)目標(biāo)
2015年,煤礦瓦斯事故起數(shù)和死亡人數(shù)比2010年下降40%以上;煤層氣(煤礦瓦斯)產(chǎn)量達(dá)到300億立方米其中:煤礦瓦斯抽采140億立方米,利用率60%以上,
建設(shè)36個(gè)年抽采1億m3以上的煤礦區(qū);地面開(kāi)發(fā)160億立方米,基本全部利用;瓦斯發(fā)電裝機(jī)容量超過(guò)285萬(wàn)千瓦,民用超過(guò)320萬(wàn)戶;“十二五”期間,新增煤層氣探明地質(zhì)儲(chǔ)量1萬(wàn)億立方米,建成沁水盆地、鄂爾多斯盆地東緣兩大煤層氣產(chǎn)業(yè)化基地。煤礦瓦斯抽采概論
《大力推進(jìn)煤礦瓦斯抽采利用》煤礦瓦斯抽采利用意義重大
煤礦瓦斯又稱煤層氣,是賦存在煤層中的烴類(lèi)氣體,和天然氣一樣,主要成分是甲烷。瓦斯對(duì)煤礦安全生產(chǎn)是重大威脅,但加以利用又是優(yōu)質(zhì)清潔能源。搞好煤礦瓦斯抽采利用,就可以化害為利、變廢為寶,意義十分重大。煤礦瓦斯抽采概論
第一,搞好煤礦瓦斯抽采利用是煤礦安全生產(chǎn)的治本之策。
我國(guó)煤層賦存條件復(fù)雜,高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井約占1/3,防治煤礦瓦斯事故始終是安全生產(chǎn)的重中之重。新中國(guó)成立以來(lái),全國(guó)共發(fā)生23起一次死亡百人以上的煤礦事故,其中21起是瓦斯事故。近四年來(lái),煤礦重特大事故死亡人數(shù)近70%都是瓦斯事故造成的。搞好煤礦瓦斯抽采利用,可以實(shí)現(xiàn)煤炭在低瓦斯?fàn)顟B(tài)下開(kāi)采,有效杜絕瓦斯事故發(fā)生,是保障煤礦安全生產(chǎn)的根本措施和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。煤礦瓦斯抽采概論
我國(guó)煤礦瓦斯災(zāi)害非常嚴(yán)重國(guó)有重點(diǎn)煤礦高瓦斯礦井和煤與瓦斯突出礦井多(近300個(gè)),比例大(約50%)礦井瓦斯涌出量大陽(yáng)泉一礦中厚煤層綜采面50m3/min以上陽(yáng)泉五礦綜放面100m3/min以上松藻打通一礦薄煤層綜采面35m3/min以上晉城寺河礦采面200m3/min以上,礦井400m3/min以上我國(guó)是世界上煤與瓦斯突出最嚴(yán)重的國(guó)家之一,近幾年突出次數(shù)300多次/年隨著礦井開(kāi)采深度的加深和開(kāi)采強(qiáng)度的加大,礦井瓦斯涌出量和煤與瓦斯突出的危險(xiǎn)性也相應(yīng)增大煤礦瓦斯抽采概論
實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)目標(biāo)的重點(diǎn)是:控制瓦斯爆炸、瓦斯煤塵爆炸和煤與瓦斯突出防治瓦斯災(zāi)害的治本措施—抽采瓦斯全面貫徹瓦斯治理的12字方針—先抽后采,監(jiān)測(cè)監(jiān)控,以風(fēng)定產(chǎn)全面建設(shè)治理瓦斯的16字工作體系—通風(fēng)可靠、抽采達(dá)標(biāo)、監(jiān)控有效、管理到位煤礦瓦斯抽采概論
實(shí)例淮南礦業(yè)集團(tuán)全局瓦斯抽采量1997年前500萬(wàn)m3/a特大瓦斯事故1990~1997年八起
1997年二起死亡133人對(duì)策開(kāi)采保護(hù)層抽采瓦斯近距離保護(hù)層遠(yuǎn)距離保護(hù)層多重開(kāi)采保護(hù)層煤礦瓦斯抽采概論
淮南礦業(yè)集團(tuán)瓦斯抽采量
2001年7000萬(wàn)m32002年1億m3/2003年1.4億m3
2004年1.5億m32005年1.6億m32008年達(dá)1.8億m3
連續(xù)八年多未發(fā)生瓦斯爆炸事故近年來(lái)淮南礦區(qū)事故顯著減少百萬(wàn)噸死亡率百萬(wàn)噸死亡率顯著下降瓦斯抽采量顯著提高我國(guó)煤炭產(chǎn)量我國(guó)煤礦事故數(shù)據(jù)煤礦瓦斯抽采概論
第二,搞好煤礦瓦斯抽采利用是增加能源供給的有效措施。煤礦瓦斯中甲烷含量大于90%,1立方米瓦斯發(fā)熱量大于8000千卡,是與天然氣相當(dāng)?shù)膬?yōu)質(zhì)清潔能源,可廣泛用于發(fā)電、工業(yè)窯爐、民用、汽車(chē)等方面燃料或生產(chǎn)化工產(chǎn)品。煤炭是我國(guó)的主體能源,多年來(lái)在一次能源生產(chǎn)量和消費(fèi)量中一直占70%左右,而石油天然氣資源十分短缺,需要大量進(jìn)口。搞好煤礦瓦斯抽采利用,可以增加優(yōu)質(zhì)清潔能源供給,改善能源供給結(jié)構(gòu)。同時(shí),可以逐步減少對(duì)進(jìn)口天然氣的依賴,有利于保障國(guó)家能源安全。煤礦瓦斯抽采概論
優(yōu)質(zhì)清潔能源開(kāi)發(fā)利用煤層氣——優(yōu)質(zhì)清潔能源按燃燒熱值計(jì)算1m3瓦斯相當(dāng)于1.25㎏
標(biāo)準(zhǔn)煤
1㎏
燃油
1m3
天然氣按熱效率計(jì)算1m3煤層氣相當(dāng)于4㎏
標(biāo)準(zhǔn)煤利用1億m3甲烷相當(dāng)于生產(chǎn)20萬(wàn)噸煤炭是比天然氣、燃油、特別是比煤潔凈得多的一種優(yōu)質(zhì)能源煤礦瓦斯抽采概論
中國(guó)煤層氣資源豐富,居世界第三位全球煤層氣資源量約270×1012m3,90%分布在12個(gè)主要產(chǎn)煤國(guó)。其中,中國(guó)煤層氣資源量為36.8×1012m3,約占世界總量的13%,居第三位。煤礦瓦斯抽采概論
第三,搞好煤礦瓦斯抽采利用是減少環(huán)境污染的重要舉措。煤礦瓦斯的溫室效應(yīng)是二氧化碳的21倍。據(jù)計(jì)算,每利用1億立方米甲烷,相當(dāng)于減排150萬(wàn)噸二氧化碳。2008年,我國(guó)利用煤礦瓦斯16億立方米,共減少排放二氧化碳2400萬(wàn)噸,但煤層中絕大部分瓦斯還是直接排空了,既浪費(fèi)資源,又污染環(huán)境。搞好瓦斯綜合利用,最大限度地控制瓦斯直接向大氣中排放,有利于減少空氣污染,保護(hù)生態(tài)環(huán)境。煤礦瓦斯抽采概論
甲烷(CH4)——溫室效應(yīng)氣體溫室效應(yīng)強(qiáng)度CH4>CO221倍利用1億m3甲烷相當(dāng)于減排150萬(wàn)噸CO2我國(guó)風(fēng)排瓦斯量
2008年我國(guó)煤礦瓦斯涌出量250億m3
,抽出率23%,利用率30%,風(fēng)排量200億m3
。我國(guó)瓦斯排放量占世界排放總量的1/3。
煤礦瓦斯抽采方法分類(lèi)與抽采設(shè)計(jì)采前抽采預(yù)抽采中抽采卸壓抽采采后抽采采空區(qū)抽采瓦斯抽采方法分類(lèi)瓦斯抽采方法分類(lèi)
按瓦斯來(lái)源劃分開(kāi)采層瓦斯抽采采區(qū)大面積預(yù)抽邊掘邊抽、邊采邊抽人為卸壓抽采瓦斯抽采方法分類(lèi)
鄰近層瓦斯抽采(采動(dòng)區(qū)瓦斯抽采)上鄰近層抽采下鄰近層抽采瓦斯抽采方法分類(lèi)
采空區(qū)瓦斯抽采全封閉(已采區(qū)采空區(qū))式抽采半封閉(工作面采空區(qū))式抽采圍巖瓦斯抽采圍巖裂隙抽采溶洞抽采瓦斯抽采方法分類(lèi)
1.開(kāi)采煤層瓦斯抽采技術(shù)2.鄰近層卸壓瓦斯抽采技術(shù)3.采空區(qū)瓦斯抽采技術(shù)4.圍巖瓦斯抽采技術(shù)5.綜合瓦斯抽采技術(shù)瓦斯抽采方法分類(lèi)
1.開(kāi)采煤層瓦斯抽采技術(shù)分類(lèi)煤礦抽采瓦斯方法名稱開(kāi)采煤層瓦斯抽采方法1.立井揭煤層超前鉆孔預(yù)抽瓦斯方法2.石門(mén)揭煤層超前鉆孔預(yù)抽瓦斯方法3.煤巷掘進(jìn)預(yù)抽(排)瓦斯方法4.煤巷先抽后掘抽采瓦斯方法5.穿層鉆孔大面積預(yù)抽瓦斯方法6.順層上向鉆孔預(yù)抽瓦斯方法7.順層下向孔預(yù)抽瓦斯方法8.順層走向水平孔預(yù)抽瓦斯方法9.順層交叉網(wǎng)狀鉆孔抽采瓦斯方法10.邊掘邊抽卸壓瓦斯方法11.邊采邊抽卸壓瓦斯方法12.開(kāi)采上保護(hù)層抽采開(kāi)采煤層(被保護(hù)層)瓦斯方法13.開(kāi)采下保護(hù)層抽采開(kāi)采煤層瓦斯方法14.混合式抽采上、下保護(hù)層瓦斯方法15.水力壓裂強(qiáng)化抽采開(kāi)采煤層瓦斯方法16.水力割縫強(qiáng)化抽采開(kāi)采煤層瓦斯方法17.長(zhǎng)鉆孔控制預(yù)裂爆破強(qiáng)化抽采開(kāi)采煤層瓦斯方法瓦斯抽采方法分類(lèi)
2.鄰近層卸壓瓦斯抽采技術(shù)類(lèi)型煤礦抽采瓦斯方法名稱鄰近層卸壓瓦斯抽采方法1.平行穿層鉆孔抽采上鄰近層瓦斯方法2.迎面斜交鉆孔抽采上鄰近層瓦斯方法3.頂板走向長(zhǎng)鉆孔抽采上鄰近層瓦斯方法4.地面垂直鉆孔抽采上鄰近層(含采空區(qū))瓦斯方法5.走向高抽巷抽采上鄰近層瓦斯方法6.傾斜高抽巷抽采上鄰近層瓦斯方法7.走向高、中、低位抽瓦斯巷相結(jié)合的抽采上鄰近層瓦斯方法8.下向孔抽采下鄰近層瓦斯方法(因?yàn)榈装逵克?,投放效果一般較差)9.上向孔抽采下鄰近層瓦斯方法瓦斯抽采方法分類(lèi)
3.采空區(qū)瓦斯抽采技術(shù)類(lèi)型煤礦抽采瓦斯方法名稱采空區(qū)瓦斯抽采方法1.從回風(fēng)巷布孔抽采卸壓帶、冒落帶瓦斯方法2.從回風(fēng)巷抬高鉆場(chǎng)布孔抽采卸壓帶、冒落帶瓦斯方法3.低位專用抽瓦斯巷抽采卸壓帶、冒落帶瓦斯方法4.密閉回風(fēng)巷橫貫插管抽采采空區(qū)積聚瓦斯方法5.密閉尾巷抽采采空區(qū)積聚瓦斯方法6.埋管抽采采空區(qū)積聚瓦斯方法7.頂煤專用巷抽采采空區(qū)瓦斯方法8.頂煤專用巷與埋(插)管相結(jié)合抽采采空區(qū)瓦斯方法9.鉆孔抽采老空區(qū)瓦斯方法10.密閉插管抽采老采空區(qū)瓦斯方法11.上隅角工作面瓦斯抽采方法瓦斯抽采方法分類(lèi)
4.圍巖瓦斯抽采技術(shù)類(lèi)型煤礦抽采瓦斯方法名稱圍巖瓦斯抽采方法1.鄰近圍巖瓦斯抽采方法(與鄰近層瓦斯抽采相結(jié)合)2.鉆孔抽采地質(zhì)構(gòu)造裂隙帶瓦斯方法3.鉆孔抽采圍巖孔洞(溶洞)瓦斯方法4.密閉瓦斯噴出巷道抽采圍巖瓦斯方法煤礦瓦斯抽采工藝設(shè)計(jì)煤礦瓦斯抽采設(shè)計(jì)
預(yù)抽煤層瓦斯的難易程度指標(biāo)類(lèi)別鉆孔流量衰減系數(shù)a(d-1)煤層透氣性系數(shù)(m2/MPa2·d)容易抽采<0.003>10可以抽采0.003~0.0510~0.1較難抽采>0.05<0.1a的測(cè)定計(jì)算方法:選擇具有代表性的地區(qū)打75煤孔,先測(cè)其初始瓦斯流量qo,經(jīng)過(guò)t時(shí)間后再測(cè)其瓦斯流量qt,然后按qt=qoe-at計(jì)算,則:煤礦瓦斯抽采設(shè)計(jì)
礦井瓦斯來(lái)源分析
根據(jù)瓦斯涌出量預(yù)測(cè),確定礦井相對(duì)瓦斯涌出量中回采工作面、掘進(jìn)工作面、采空區(qū)涌出量所占礦井涌出總量的比例;在回采工作面瓦斯涌出量中,確定開(kāi)采層瓦斯涌出量、鄰近層瓦斯涌出量、圍巖瓦斯涌出量占回采面涌出總量的比例;由此可以得出礦井瓦斯涌出的主要來(lái)源。煤礦瓦斯抽采設(shè)計(jì)
選擇抽采瓦斯方法的原則抽采瓦斯方法主要是指抽采巷道、鉆孔的空間布置位置和施工技術(shù)選擇礦井抽采瓦斯方法應(yīng)根據(jù)礦井煤層賦存條件、瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)、瓦斯來(lái)源、開(kāi)采巷道布置、采掘時(shí)間配合、抽采瓦斯目的及利用要求等因素經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定,并符合以下要求:煤礦瓦斯抽采設(shè)計(jì)
1.選擇的抽采瓦斯方法應(yīng)適合煤層賦存條件和開(kāi)采技術(shù)條件。2.應(yīng)根據(jù)礦井瓦斯涌出來(lái)源及涌出量構(gòu)成分析,有針對(duì)性地選擇抽采瓦斯方法,以有利提高瓦斯抽采效果。3.應(yīng)盡可能利用開(kāi)采巷道抽采瓦斯,以減少抽采工程量。必要時(shí)可設(shè)布置鉆場(chǎng)、鉆孔的專用瓦斯抽采巷道。4.選擇的抽采方法應(yīng)有利于抽采巷道的布置和維護(hù)。有利于增加鉆孔的抽采時(shí)間。降低瓦斯抽采成本。5.宜采用綜合瓦斯抽采方法。6.在滿足礦井安全開(kāi)采的前提下,還需滿足開(kāi)發(fā)、利用瓦斯的需要。煤礦瓦斯抽采設(shè)計(jì)
(一)開(kāi)采層瓦斯抽采方法選擇1、容易抽采及可以抽采的煤層,宜采用本層預(yù)抽,可采用穿層或順層布孔方式;2、可以抽采及較難抽采的煤層,宜采用邊采邊抽的方法;3、單一較難抽采的煤層,可選用密集順層鉆孔、密集網(wǎng)格穿層鉆孔、交叉鉆孔、水力割縫、水力壓裂、松動(dòng)爆破、深孔預(yù)裂爆破、高壓水射流擴(kuò)孔等方法強(qiáng)化抽采。4、對(duì)煤與瓦斯突出嚴(yán)重的煤層,宜選用穿層網(wǎng)格布孔方式;5、煤巷掘進(jìn)瓦斯涌出量較大的煤層,可采用邊掘邊抽或先抽后掘的方法。煤礦瓦斯抽采設(shè)計(jì)
(二)臨近層瓦斯抽采方法選擇1、可采用從開(kāi)采層回風(fēng)巷或?qū)S门磐咚瓜锵蜞徑鼘哟虼鱼@孔進(jìn)行抽采;2、當(dāng)鄰近層或圍巖瓦斯涌出量較大時(shí),可采用定(底)板抽采巷道進(jìn)行抽采,也可在工作面回風(fēng)側(cè)沿開(kāi)采層頂板布置水平長(zhǎng)鉆孔或高位鉆孔抽采上鄰近層瓦斯。煤礦瓦斯抽采設(shè)計(jì)
(三)采空區(qū)瓦斯抽采方法選擇1、老采空區(qū)應(yīng)采用全封閉式抽采方法;2、現(xiàn)采空區(qū)可根據(jù)煤層賦存條件和巷道布置情況,采用頂(底)板鉆孔法、有煤柱及無(wú)煤柱鉆孔法插(埋)管法等抽采方法,并應(yīng)采取提高抽采瓦斯?jié)舛鹊拇胧?。煤礦瓦斯抽采設(shè)計(jì)
(四)頂板高抽巷瓦斯抽采方法在開(kāi)采的厚煤層、煤層群瓦斯涌出量較大時(shí),可選用“頂板高抽巷”的抽采方法,也可選用直徑300—500mm的頂板水平長(zhǎng)鉆孔進(jìn)行抽采,不易自燃煤層也可選用尾抽巷進(jìn)行抽采。煤礦瓦斯抽采設(shè)計(jì)
(五)圍巖瓦斯抽采方法圍巖瓦斯涌出量大,以及溶洞、裂隙帶儲(chǔ)存有高壓瓦斯并噴出時(shí),應(yīng)采取抽采圍巖瓦斯的措施。煤礦瓦斯抽采設(shè)計(jì)
(六)地面鉆孔抽采瓦斯方法煤層埋藏較淺,瓦斯含量較高,地面施工鉆孔條件交好的厚煤層或煤層群,可采用地面鉆孔預(yù)抽開(kāi)采層瓦斯、鄰近層卸壓瓦斯或采空區(qū)瓦斯的抽采方法。煤礦瓦斯抽采設(shè)計(jì)
(七)綜合抽采瓦斯方法對(duì)瓦斯涌出來(lái)源多、分布范圍廣、煤層透氣性差、煤層賦存條件復(fù)雜的礦井,應(yīng)采用多種抽采方法相結(jié)合的綜合瓦斯抽采方法。煤礦瓦斯抽采設(shè)計(jì)
(八)開(kāi)采保護(hù)層抽采瓦斯有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的礦井開(kāi)采保護(hù)層時(shí),應(yīng)同時(shí)抽采被保護(hù)層的瓦斯。煤礦瓦斯抽采方法
煤礦瓦斯抽采方法開(kāi)采層瓦斯抽采開(kāi)采層瓦斯抽采開(kāi)采層瓦斯抽采方法選擇1、容易抽采及可以抽采的煤層,宜采用本層預(yù)抽,可采用穿層或順層布孔方式;2、可以抽采及較難抽采的煤層,宜采用邊采邊抽的方法;3、單一較難抽采的煤層,可選用密集順層鉆孔、密集網(wǎng)格穿層鉆孔、交叉鉆孔、水力割縫、水力壓裂、松動(dòng)爆破、深孔預(yù)裂爆破、高壓水射流擴(kuò)孔等方法強(qiáng)化抽采。4、對(duì)煤與瓦斯突出嚴(yán)重的煤層,宜選用穿層網(wǎng)格布孔方式;5、煤巷掘進(jìn)瓦斯涌出量較大的煤層,可采用邊掘邊抽或先抽后掘的方法。開(kāi)采層瓦斯抽采
鉆孔預(yù)抽我國(guó)預(yù)抽煤層瓦斯基本上都采用鉆孔法,其布孔方式有兩種:穿層鉆孔;順層鉆孔.早期曾采用巷道法(撫順)。穿層網(wǎng)格預(yù)抽中梁山礦務(wù)局南礦(急傾斜煤層)預(yù)抽時(shí)間19個(gè)月平均預(yù)抽率48%瓦斯壓力由2.75~2.8MPa降至0.4~0.8MPa單向流動(dòng)徑向流動(dòng)預(yù)抽煤層瓦斯原理開(kāi)采層瓦斯抽采開(kāi)采層瓦斯抽采開(kāi)采層瓦斯抽采穿層瓦斯抽采布孔示意圖中梁山底板網(wǎng)格式穿層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯方法
底板巖巷穿層鉆孔放水器流量計(jì)瓦斯抽采干管開(kāi)采層瓦斯抽采芙蓉礦務(wù)局白皎煤礦(緩傾斜煤層)預(yù)抽期12個(gè)月預(yù)抽率25%以上瓦斯壓力由2.48MPa降至0.65MPa煤層瓦斯含量從17.8m3/t降為8.96m3/t淮北蘆嶺煤礦底板巖巷網(wǎng)格式穿層鉆孔瓦斯抽采回風(fēng)上山人行上山軌道上山運(yùn)輸上山瓦斯道邊界回風(fēng)上山巖石軌道巷巖石集中巷聯(lián)絡(luò)巷聯(lián)絡(luò)石門(mén)風(fēng)巷機(jī)巷上區(qū)段巖石軌道巷上區(qū)段巖石集中巷開(kāi)切眼收作線機(jī)巷風(fēng)巷上區(qū)段機(jī)巷巖石軌道巷巖石集中巷聯(lián)絡(luò)石門(mén)聯(lián)絡(luò)巷8煤層9煤層10m20m80m40m底板巖巷穿層鉆孔風(fēng)巷機(jī)巷(a)剖面圖上區(qū)段底板巖巷風(fēng)巷機(jī)巷穿層鉆孔底板巖巷開(kāi)切眼(b)平面圖底板巖巷網(wǎng)格式上向穿層鉆孔瓦斯抽采示意圖開(kāi)采層瓦斯抽采松藻礦務(wù)局打通二礦(緩傾斜煤層)穿層條帶預(yù)抽開(kāi)采層瓦斯抽采松藻礦務(wù)局打通二礦
穿層條帶預(yù)抽預(yù)抽期6~8個(gè)月預(yù)抽率34.08~38.86%基本消除突出危險(xiǎn)平均月進(jìn)度82.4m,實(shí)現(xiàn)了安全快速掘進(jìn)開(kāi)采層瓦斯抽采松藻礦務(wù)局打通二礦
采面網(wǎng)格預(yù)抽開(kāi)采層瓦斯抽采松藻礦務(wù)局打通二礦采面網(wǎng)格預(yù)抽開(kāi)采層瓦斯抽采松藻礦務(wù)局打通二礦采面網(wǎng)格預(yù)抽西瓦斯巷鉆孔間距12×10m,預(yù)抽時(shí)間20~29個(gè)月,東瓦斯巷鉆孔間距6×6m,預(yù)抽時(shí)間15~26個(gè)月抽采瓦斯總量144.8萬(wàn)m3,預(yù)抽率達(dá)40.95%回采過(guò)程中,瓦斯涌出量較小,未發(fā)生回風(fēng)瓦斯超限和煤與瓦斯突出事故順層長(zhǎng)鉆孔預(yù)抽鉆孔布置方式開(kāi)采層瓦斯抽采平行鉆孔(焦作焦西礦)布孔參數(shù)工作面上下布孔,孔長(zhǎng)40~70m孔徑φ75,孔間距3~6m封孔深度4~7m開(kāi)采層瓦斯抽采平行鉆孔(焦作焦西礦)孔口負(fù)壓13~47KPa,抽采濃度20%~65%預(yù)抽時(shí)間18個(gè)月,工作面預(yù)抽率達(dá)39.1%回采期間未發(fā)生突出開(kāi)采層瓦斯抽采順層長(zhǎng)鉆孔預(yù)抽平行斜向鉆孔(六枝化處礦)布孔參數(shù)上下布孔,孔長(zhǎng)50~80m鉆孔與采面夾角5°封孔深度5~7m孔徑φ75開(kāi)采層瓦斯抽采順層長(zhǎng)鉆孔預(yù)抽平行斜向鉆孔(六枝化處礦)
預(yù)抽時(shí)間18個(gè)月,工作面預(yù)抽率達(dá)28.4%噸煤瓦斯含量降低了28.44%可充分抽采卸壓帶瓦斯,有利于降低回采工作面的風(fēng)排瓦斯量開(kāi)采層瓦斯抽采順層長(zhǎng)鉆孔預(yù)抽平行斜向鉆孔(淮北蘆嶺礦)上下布孔,長(zhǎng)40~60m均勻布孔,孔間距4m左右鉆孔與采面夾角20°鉆孔層位,1~2分層以內(nèi)聚氨酯封孔,深度6m以上開(kāi)采層瓦斯抽采順層長(zhǎng)鉆孔預(yù)抽平行斜向鉆孔(淮北蘆嶺礦)預(yù)抽時(shí)間,機(jī)巷孔61天,風(fēng)巷孔105天一分層工作面平均瓦斯涌出量由6.49m3/min,下降到5.41m3/min一分層采面瓦斯超限時(shí)間下降了10%邊采邊抽效果好開(kāi)采層瓦斯抽采順層長(zhǎng)鉆孔預(yù)抽交叉鉆孔(焦作九里山礦)
平均長(zhǎng)64m斜向孔與平行孔夾角15°~20°三個(gè)交叉點(diǎn)開(kāi)采層瓦斯抽采焦作本煤層順層鉆孔預(yù)抽瓦斯方法鉆孔施工順層長(zhǎng)鉆孔預(yù)抽交叉鉆孔(焦作九里山礦)孔口負(fù)壓為22~44KPa,抽采濃度20%~89%單孔瓦斯抽采量為平行孔的1.85~2.53倍提高抽采量46%~102%機(jī)理鉆孔交叉點(diǎn)裂隙范圍增大,透氣性提高避免塌孔、堵孔的影響邊采邊抽,較早起作用,效果好開(kāi)采層瓦斯抽采
近年來(lái)抽采新技術(shù)和新裝備井下定向長(zhǎng)鉆孔鉆機(jī)
可實(shí)現(xiàn)定向順層長(zhǎng)鉆孔、順層分枝鉆孔施工
1000m枝狀鉆孔成孔工藝技術(shù)
開(kāi)采層瓦斯抽采鉆孔有效抽采半徑
是指在一定的抽采時(shí)間內(nèi)鉆孔抽采瓦斯的有效影響范圍,需從實(shí)際抽采工作中考察確定穿層網(wǎng)格頂抽的有效抽采半徑考察(北票臺(tái)吉礦)西翼不同抽采時(shí)間瓦斯壓力變化情況有效抽采半徑(η=30%)r=0.0127t0.915開(kāi)采層瓦斯抽采鉆孔有效抽采半徑
穿層網(wǎng)格頂抽的有效抽采半徑考察(北票臺(tái)吉礦)東翼不同抽采時(shí)間瓦斯壓力變化情況有效抽采半徑(η=30%)r=0.455t0.423開(kāi)采層瓦斯抽采合理預(yù)抽期的確定
鉆孔瓦斯抽采量隨時(shí)間的變化關(guān)系符合負(fù)指數(shù)曲線,根據(jù)瓦斯抽采量衰減的程度,可以確定一個(gè)合理的預(yù)抽期開(kāi)采層瓦斯抽采提高煤層預(yù)抽瓦斯效果的技術(shù)途徑提高預(yù)抽瓦斯效果最根本的措施—提高煤層透氣性國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)和運(yùn)用過(guò)的方法有:水力化措施—水力壓裂、水力疏松、水力割裂、水力沖孔等孔內(nèi)爆破化學(xué)處理應(yīng)用前景較好的方法深孔控制預(yù)裂爆破高壓水射流擴(kuò)孔開(kāi)采層瓦斯抽采提高煤層預(yù)抽瓦斯效果的技術(shù)途徑水力化措施—水力壓裂、水力疏松、水力割裂、水力沖孔等地面垂直鉆井結(jié)構(gòu)示意圖地面壓裂井篩管完井方式示意圖地面鉆井及壓裂井
煤層中的水平裂縫深孔控制預(yù)裂爆破提高煤層預(yù)抽瓦斯效果的技術(shù)途徑深孔控制預(yù)裂爆破鉆孔布置深孔控制預(yù)裂爆破提高煤層預(yù)抽瓦斯效果的技術(shù)途徑深孔控制預(yù)裂爆破原理不同于普通松動(dòng)爆破,控制孔為爆破孔提供自由面,爆破后在煤體內(nèi)形成爆破孔、控制孔相互連通的裂隙網(wǎng),從而在很大程度上提高煤層的透氣性定向爆破增透數(shù)值模擬定向爆破增透原理定向爆破器材松動(dòng)爆破增透原理與器材深孔控制預(yù)裂爆破
深孔控制預(yù)裂爆破基本原理深孔控制預(yù)裂爆破不同于普通爆破,深孔控制預(yù)裂爆破的目的是為了增加煤體的裂隙數(shù)量和長(zhǎng)度,以提高透氣性,減少抽放阻力,從而提高瓦斯的抽放率。深孔控制預(yù)裂爆破不僅要求在相鄰孔間連線方向形成貫通裂隙,而且要求其它方向盡可能多的產(chǎn)生裂隙,使煤體內(nèi)形成以炮孔為中心相互連通的裂隙網(wǎng)。深孔控制預(yù)裂爆破的特點(diǎn)是在爆破孔周?chē)黾恿溯o助自由面——控制孔預(yù)裂爆破前后煤層透氣性系數(shù)變化圖預(yù)裂爆破前后不同時(shí)期瓦斯抽放率曲線圖開(kāi)采層瓦斯抽采高壓水射流擴(kuò)孔原理在已施工的煤孔中,采用旋轉(zhuǎn)的高壓水射流,對(duì)鉆孔周?chē)后w進(jìn)行切割鉆孔直徑擴(kuò)大數(shù)倍增大煤體暴露面積擴(kuò)大鉆孔卸壓范圍增加鉆孔抽采瓦斯半徑提高預(yù)抽瓦斯效果水力沖孔孔群增透開(kāi)采層瓦斯抽采高壓水射流擴(kuò)孔裝備—SKP型高水射流擴(kuò)孔器由高壓水射流擴(kuò)孔頭、高壓水泵、高壓鉆桿等組成。開(kāi)采層瓦斯抽采高壓水射流擴(kuò)孔在中梁山、芙蓉、松藻、淮南、窯街和石炭井的試驗(yàn)和應(yīng)用效果穿層鉆孔:孔徑擴(kuò)大2.5~5.7倍鉆孔瓦斯抽采量為未擴(kuò)鉆孔的2.3~76倍,平均11.3倍擴(kuò)孔時(shí)間:孔深50m,擴(kuò)孔段長(zhǎng)度2m的鉆孔,擴(kuò)孔時(shí)間3h左右。煤礦瓦斯抽采方法鄰近層瓦斯抽采鄰近層瓦斯抽采采動(dòng)區(qū)瓦斯抽采原理在煤層群開(kāi)采條件下,由于開(kāi)采層的采動(dòng),在上部空間形成三帶:冒落帶、裂隙帶和緩慢下沉帶—上部卸壓區(qū)在陽(yáng)泉礦區(qū)條件下冒落帶高度為采高的6~8倍裂隙帶高度為采高的10~30倍緩慢下沉帶在裂隙帶上部直至地表鄰近層瓦斯抽采在開(kāi)采層的下部煤巖層,承受的自重應(yīng)力大大降低,由壓縮狀態(tài)轉(zhuǎn)為膨脹狀態(tài)—下部卸壓區(qū)
在卸壓區(qū)內(nèi)的煤層,吸附瓦斯解吸形成的游離瓦斯充滿層間空隙,并通過(guò)層間裂隙涌入回采空間和采空區(qū),這種層間空隙和裂隙不僅是卸壓瓦斯的儲(chǔ)存地點(diǎn),也是良好的流動(dòng)通道。因此,鉆孔穿入或透過(guò)這些層間空隙——裂隙就能取得較好的抽采瓦斯效果。因?yàn)樾秹和咚雇ㄟ^(guò)鉆孔抽出要比通過(guò)層間的縱向裂隙涌向開(kāi)采空間和采空區(qū)容易得多。這就是利用鉆孔抽采鄰近層瓦斯的基本原理。走向高抽巷采動(dòng)卸壓抽采煤層瓦斯原理頂板走向孔采動(dòng)卸壓抽采煤層瓦斯原理傾向穿層孔采動(dòng)卸壓抽采煤層瓦斯原理底板巷穿層鉆孔采動(dòng)卸壓抽采煤層瓦斯原理地面鉆井采動(dòng)卸壓抽采煤層瓦斯原理鄰近層瓦斯排放率與層間距的關(guān)系鄰近層瓦斯抽采臨近層瓦斯抽采方法選擇1、可采用從開(kāi)采層回風(fēng)巷或?qū)S门磐咚瓜锵蜞徑鼘哟虼鱼@孔進(jìn)行抽采;2、當(dāng)鄰近層或圍巖瓦斯涌出量較大時(shí),可采用頂(底)板抽采巷道進(jìn)行抽采,也可在工作面回風(fēng)側(cè)沿開(kāi)采層頂板布置水平長(zhǎng)鉆孔或高位鉆孔抽采上鄰近層瓦斯。鄰近層瓦斯抽采鉆孔抽采由開(kāi)采層層內(nèi)巷道打鉆適用于緩傾斜或傾斜煤層的走向長(zhǎng)壁工作面鉆場(chǎng)設(shè)在工作面回風(fēng)副巷內(nèi)多用于抽采上鄰近層瓦斯鄰近層瓦斯抽采鉆場(chǎng)設(shè)在工作面進(jìn)風(fēng)正巷內(nèi)多用于抽采下鄰近層瓦斯鄰近層瓦斯抽采
在開(kāi)采層層外巷道打鉆適用于不同傾角的煤層和不同采煤方法的回采面鉆場(chǎng)設(shè)在開(kāi)采層底板巖巷內(nèi)多用于抽采下鄰近層瓦斯鄰近層瓦斯抽采鉆場(chǎng)設(shè)在開(kāi)采層頂板巖巷內(nèi)多用于抽采上鄰近層瓦斯上、下保護(hù)層開(kāi)采抽放被保護(hù)層瓦斯方法中梁山煤礦淮南新莊孜煤礦煤層群多重上保護(hù)層開(kāi)采底板巷上向穿層鉆孔卸壓瓦斯抽采方法開(kāi)采層B8回風(fēng)巷進(jìn)風(fēng)巷下卸壓層B7下卸壓層B6底板巖石巷抽放鉆孔底板卸壓區(qū)域鉆孔施工封堵鉆孔施工抽采卸壓瓦斯采煤工作面松藻煤礦被保護(hù)層卸壓瓦斯抽采方法沈陽(yáng)紅菱礦極薄上保護(hù)層開(kāi)采瓦斯抽采方法鄰近層瓦斯抽采布孔原則抽采鉆孔合理的空間位置應(yīng)選擇在冒落拱上部和卸壓角以里的范圍內(nèi),即鉆孔必須深入到鄰近層的卸壓帶內(nèi),但又要避開(kāi)冒落帶和大的破壞裂隙區(qū),以免抽采鉆孔大量漏氣,甚至被切斷而失效。鄰近層瓦斯抽采
鉆孔角度
鉆孔間距鄰近層瓦斯抽采
頂板巷道抽采頂板巖石走向高抽巷抽采上鄰近瓦斯陽(yáng)泉實(shí)例基本情況陽(yáng)煤集團(tuán)綜采放頂煤開(kāi)采15號(hào)煤層,工作面瓦斯涌出量一般在16.26~65.16m3/min之間,最大高達(dá)108m3/min。工作面瓦斯涌出量90%以上來(lái)自鄰近層和圍巖頂板傾斜高抽巷抽采卸壓瓦斯法頂板走向高抽巷抽采卸壓瓦斯法頂板傾斜鉆孔抽采卸壓瓦斯法陽(yáng)泉上鄰近層卸壓瓦斯抽采方法鄰近層瓦斯抽采頂板走向高抽巷布置層位高度確定原則上鄰近層瓦斯涌出密集區(qū)—8號(hào)、9號(hào)、10號(hào)、11號(hào)和K4灰?guī)r處于有效瓦斯排放范圍內(nèi)—冒落帶上部充分離層層位,水平通道連通性好工作面采過(guò)后不致很快破壞—超過(guò)冒落帶高度1~1.5倍采高
層位高度—自頂板以上47~68m,約7~10倍采高層位鄰近層瓦斯抽采走向高抽巷布置水平位置確定原則處于充分卸壓的裂隙帶范圍考慮礦井通風(fēng)負(fù)壓影響
水平位置—距回風(fēng)巷水平投影長(zhǎng)度52m,約為工作面采長(zhǎng)1/3距離鄰近層瓦斯抽采抽采效果抽采瓦斯?jié)舛纫话?0%~95%,平均78%抽采率為86.34%~93.44%,平均90.87%工作面抽采瓦斯量50~60m3/min鄰近層瓦斯抽采頂板巖石傾斜高抽巷抽采上鄰近層瓦斯高抽巷布置層位:垂高50~60m,裂隙帶的中下部;伸入工作面距離:52m,水平投影長(zhǎng)度43m,充分進(jìn)入到卸壓帶;高抽巷間距:200m左右傾向抽瓦斯巷布置方式(a平面圖b剖面圖)鄰近層瓦斯抽采頂板巖石傾斜高抽巷抽采上鄰近層瓦斯效果濃度:75%~99%,平均85.77%抽采量:17.08~70.59m3/min,平均35.35m3/min抽采率:58%~90.17%,平均75.03%鄰近層瓦斯抽采頂板水平長(zhǎng)鉆孔抽采上鄰近層瓦斯(一礦12號(hào)煤層4108綜采面)鉆孔位置層位—距開(kāi)采層26m,6.5m厚的灰色砂巖中鉆孔距回風(fēng)巷的水平距離,0.2~0.3倍工作面長(zhǎng)度鄰近層瓦斯抽采頂板水平長(zhǎng)鉆孔抽采上鄰近層瓦斯(一礦12號(hào)煤層4108綜采面)成孔工藝
MK-6型鉆機(jī),普通回轉(zhuǎn)不取芯鉆進(jìn),以清水作清洗液。開(kāi)孔直徑200mm,終孔直徑150mm,鉆進(jìn)了2個(gè)長(zhǎng)度分別為508m、603.5m的長(zhǎng)鉆孔抽采效果1號(hào)孔孔內(nèi)垮塌未出瓦斯,2號(hào)孔初始抽采量10.67m3/min,最大為23.92m3/min,平均20.3m3/min。瓦斯?jié)舛茸罡?0%,平均60%
該技術(shù)適用于煤層群開(kāi)采條件下,鄰近層和采空區(qū)瓦斯涌出量較大的工作面。該抽采技術(shù)與頂板巖巷抽采法、頂板穿層短鉆孔抽采法相比,技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上具有顯著的優(yōu)越性。該技術(shù)在淮南、鐵法等20多個(gè)礦區(qū)160個(gè)礦應(yīng)用。頂板走向長(zhǎng)鉆孔抽采鄰近層瓦斯示意圖頂板走向長(zhǎng)鉆孔抽采鄰近層瓦斯
鄰近層瓦斯抽采頂板走向穿層鉆孔抽采卸壓瓦斯方法鐵法曉南礦頂板走向穿層鉆孔抽采卸壓瓦斯方法鉆孔長(zhǎng)度:170~200m鉆場(chǎng)間距:130m
煤礦瓦斯抽采方法采空區(qū)瓦斯抽采采空區(qū)瓦斯抽采采空區(qū)瓦斯涌出我國(guó)煤礦采空區(qū)瓦斯涌出量在礦井瓦斯平衡中占有相當(dāng)大的比例,在統(tǒng)計(jì)的160多對(duì)礦井中,比例為25%~35%者約占半數(shù),個(gè)別礦井高達(dá)40%~50%采空區(qū)瓦斯抽采采空區(qū)瓦斯抽采方法選擇1、老采空區(qū)應(yīng)采用全封閉式抽采方法;2、現(xiàn)采空區(qū)可根據(jù)煤層賦存條件和巷道布置情況,采用頂(底)板鉆孔法、有煤柱及無(wú)煤柱鉆孔法插(埋)管法等抽采方法,并應(yīng)采取提高抽采瓦斯?jié)舛鹊拇胧?。全封密閉抽取示意圖采空區(qū)瓦斯抽采全封閉抽采(松藻局打通一礦)采空區(qū)瓦斯抽采全封閉抽采(松藻局打通一礦)效果累計(jì)抽采552d,共抽瓦斯72萬(wàn)m3平均抽采負(fù)壓10.4KPa瓦斯?jié)舛?5%~45%,平均37.8%平均抽采量0.906m3/min抽采期間必須經(jīng)常檢測(cè)密閉內(nèi)的CH4,CO、O2、溫度參數(shù),如有發(fā)火征兆,應(yīng)控制抽采或暫停抽采。采空區(qū)瓦斯抽采全封閉抽采(六枝局化處礦)布置效果解決相鄰回采工作面上隅角及回風(fēng)流瓦斯超限,效果明顯采空區(qū)瓦斯抽采全封閉抽采密閉示意圖
采空區(qū)瓦斯抽采半封閉抽采插管抽采法向冒落拱上方沿傾向打鉆孔采空區(qū)瓦斯抽采抽取方法向冒落拱上方打鉆沿走向打水平鉆孔(走向高位鉆孔)工作面進(jìn)風(fēng)巷工作面抽采鉆孔抽采鉆場(chǎng)工作面回風(fēng)巷抽采管路(a)平面圖頂板走向鉆孔抽采示意圖鉆孔鉆場(chǎng)采空區(qū)冒落拱工作面(b)剖面圖瓦斯裂隙高位巷道密閉抽采鄰近層與采空區(qū)瓦斯示意圖高位巷道密閉抽采鄰近層與采空區(qū)瓦斯
該方法適用于煤層群開(kāi)采或采空區(qū)丟煤較多,煤層頂板有遇水膨脹的泥巖層無(wú)法施工鉆孔,高產(chǎn)高效工作面。具有抽采量大,抽采強(qiáng)度影響范圍廣特點(diǎn),是消除工作面上隅角和后運(yùn)輸機(jī)道瓦斯超限的有效方法之一。該技術(shù)在陽(yáng)泉五礦、鐵法大隆、大同塔山等多個(gè)礦區(qū)推廣應(yīng)用。
采空區(qū)瓦斯抽采采空區(qū)冒落拱工作面
頂板走向高位巷抽采示意圖裂隙瓦斯頂板走向高位巷煤層采空區(qū)瓦斯抽采上隅角埋管抽采法
采空區(qū)埋管(直立吸氣管)抽采剖面圖支路頂板巖層直立吸氣管吸氣口瓦斯采空區(qū)回風(fēng)巷瓦斯抽采主管路底板巖層采空區(qū)瓦斯抽采上隅角埋管抽采法采空區(qū)瓦斯抽采工作面尾巷抽采(水城老鷹山礦、陽(yáng)泉一礦)水城老鷹山礦抽采瓦斯?jié)舛?5%~40%抽采量1.21~3.12m3/min陽(yáng)泉一礦抽采瓦斯?jié)舛?5%左右抽采量15m3/min以上
井下移動(dòng)泵站抽放上隅角瓦斯方法地面鉆孔抽放鄰近層與采空區(qū)瓦斯方法1-運(yùn)輸巷;2-回風(fēng)巷;3-地面鉆孔;4-中間巷煤礦瓦斯抽采方法圍巖瓦斯抽采圍巖瓦斯抽采圍巖瓦斯抽采方法圍巖瓦斯涌出量大,以及溶洞、裂隙帶儲(chǔ)存有高壓瓦斯并噴出時(shí),應(yīng)采取抽采圍巖瓦斯的措施。圍巖瓦斯抽采
鉆孔抽放構(gòu)造裂隙帶瓦斯方法圍巖瓦斯抽采
鉆孔抽放圍巖孔洞瓦斯方法
煤礦瓦斯抽采方法綜合抽采瓦斯技術(shù)
淮南潘一礦1541綜放工作面,煤層有突出突出性,工作面同時(shí)采用頂板走向長(zhǎng)鉆孔、工作面順層水平長(zhǎng)鉆孔、上隅角插管抽采、深孔控制預(yù)裂爆破強(qiáng)化抽采。目前瓦斯綜合抽采已在全國(guó)范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用。工作面綜合抽采瓦斯示意圖
綜合抽采瓦斯技術(shù)進(jìn)風(fēng)巷保護(hù)層頂板高位抽放巷陽(yáng)泉三礦超遠(yuǎn)距離保護(hù)層及被保護(hù)層瓦斯抽采方法保護(hù)層被保護(hù)層底板卸壓瓦斯抽放巷被保護(hù)層卸壓瓦斯抽放鉆孔頂板走向高位抽放鉆孔內(nèi)錯(cuò)式瓦斯尾巷進(jìn)風(fēng)巷回風(fēng)巷進(jìn)風(fēng)巷回風(fēng)巷瓦斯抽采系統(tǒng)及附屬裝置瓦斯抽采系統(tǒng)及附屬裝置抽采系統(tǒng):抽采泵抽采管道附屬裝備瓦斯抽采系統(tǒng)及附屬裝置陽(yáng)泉煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)示意圖頂板傾斜鉆孔安全出口瓦斯泵房?jī)?chǔ)瓦斯罐進(jìn)風(fēng)平硐頂板傾斜鉆孔頂板傾斜鉆孔瓦斯管瓦斯管地面永久瓦斯抽采設(shè)備水環(huán)式真空泵瓦斯抽采系統(tǒng)及附屬裝置瓦斯抽采系統(tǒng)及附屬裝置三防裝置抽采系統(tǒng)可能出現(xiàn)的意外:瓦斯管路漏氣突然停泵或因機(jī)械故障使抽采失常,有可能形成回流或帶進(jìn)火源放空管排出的瓦斯受雷擊起火抽采管路上積存靜電或井下雜散電流引燃瓦斯機(jī)械碰撞管路或電纜漏電產(chǎn)生火花瓦斯抽采系統(tǒng)及附屬裝置三防裝置(防爆、防回火、防回氣)水封式裝置瓦斯抽采系統(tǒng)及附屬裝置三防裝置銅網(wǎng)式裝置瓦斯抽采系統(tǒng)及附屬裝置三防裝置波紋板式裝置瓦斯抽采系統(tǒng)及附屬裝置放水器高負(fù)壓人工放水器瓦斯抽采系統(tǒng)及附屬裝置放水器U型管自動(dòng)放水器瓦斯抽采系統(tǒng)及附屬裝置放水器自動(dòng)放水器瓦斯抽采檢測(cè)裝置瓦斯抽采檢測(cè)裝置抽采瓦斯參數(shù)測(cè)定:瓦斯?jié)舛裙艿阑旌蠚怏w工況流量管道氣體壓力(或負(fù)壓)管道氣體溫度
管道純瓦斯標(biāo)態(tài)流量
瓦斯抽采檢測(cè)裝置抽采瓦斯?jié)舛葯z測(cè)低負(fù)壓時(shí),直接用高濃度光學(xué)瓦斯檢定器測(cè)定高負(fù)壓時(shí),用高負(fù)壓抽氣筒或CO檢知管抽氣筒取氣,直接送入高濃度光學(xué)檢定器測(cè)定瓦斯抽采檢測(cè)裝置抽采瓦斯流量測(cè)定皮托管法瓦斯抽采檢測(cè)裝置抽采瓦斯流量測(cè)定孔板法瓦斯抽采檢測(cè)裝置瓦斯抽采檢測(cè)裝置抽采瓦斯管道壓力測(cè)定測(cè)量?jī)x表真空壓力表真空表U型汞柱計(jì)或水柱計(jì)低壓傳感器瓦斯抽采檢測(cè)裝置WGC瓦斯抽采管道參數(shù)測(cè)定儀便攜式本安型智能測(cè)定儀測(cè)定參數(shù)瓦斯?jié)舛瘸椴韶?fù)壓管道溫度流量(配合孔板、均速管、皮托管等)存儲(chǔ)、顯示、打印提高礦井瓦斯抽采效果的技術(shù)途徑提高礦井瓦斯抽采效果的技術(shù)途徑推廣提高煤層透氣性方法深孔控制預(yù)裂爆破高壓水射流擴(kuò)孔實(shí)施“多鉆孔、嚴(yán)封閉、綜合抽”多鉆孔鉆孔量密度達(dá)到0.1~0.15m/t嚴(yán)封閉—嚴(yán)密封孔鉆孔密封是瓦斯抽采工藝的重要環(huán)節(jié),密封質(zhì)量的好壞,直接關(guān)系到瓦斯抽采效果。提高礦井瓦斯抽采效果的技術(shù)途徑多鉆孔、嚴(yán)封閉、綜合抽嚴(yán)封閉—嚴(yán)密封孔原則要求封孔深度要超過(guò)孔口的裂隙帶深度:完整致密的巖孔3m;
煤系地層鉆孔5~7m;
煤孔7~10m。提高礦井瓦斯抽采效果的技術(shù)途徑多鉆孔、嚴(yán)封閉、綜合抽嚴(yán)封閉—嚴(yán)密封孔推廣方法水泥砂漿封孔適用于巖孔和煤孔壓氣注漿封孔注漿泵封孔提高礦井瓦斯抽采效果的技術(shù)途徑多鉆孔、嚴(yán)封閉、綜合抽嚴(yán)封閉—嚴(yán)密封孔方法聚氨酯封孔適用于煤層長(zhǎng)鉆孔提高礦井瓦斯抽采效果的技術(shù)途徑應(yīng)用多種綜合抽采方法建立多套瓦斯抽采系統(tǒng)預(yù)抽煤層瓦斯系統(tǒng):高負(fù)壓、小流量采動(dòng)區(qū)、采空區(qū)瓦斯抽采系統(tǒng);
低負(fù)壓、大流量提高礦井瓦斯抽采效果的技術(shù)途徑
井下雙系統(tǒng)串并聯(lián)抽采系統(tǒng)技術(shù)解決滿足預(yù)抽、采空區(qū)抽及長(zhǎng)距離抽不同要求的難題?!睹旱V瓦斯抽采達(dá)標(biāo)暫行規(guī)定》
《煤礦瓦斯抽采達(dá)標(biāo)暫行規(guī)定》第七條有下列情況之一的礦井必須進(jìn)行瓦斯抽采,并實(shí)現(xiàn)抽采達(dá)標(biāo):(一)開(kāi)采有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層的;(二)一個(gè)采煤工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于5m3/min或者一個(gè)掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于3m3/min的;(三)礦井絕對(duì)瓦斯涌出量大于或等于40m3/min的;(四)礦井年產(chǎn)量為1.0~1.5Mt,其絕對(duì)瓦斯涌出量大于30m3/min的;(五)礦井年產(chǎn)量為0.6~1.0Mt,其絕對(duì)瓦斯涌出量大于25m3/min的;(六)礦井年產(chǎn)量為0.4~0.6Mt,其絕對(duì)瓦斯涌出量大于20m3/min的;(七)礦井年產(chǎn)量等于或小于0.4Mt,其絕對(duì)瓦斯涌出量大于15m3/min的?!睹旱V瓦斯抽采達(dá)標(biāo)暫行規(guī)定》第五章抽采達(dá)標(biāo)評(píng)判主要內(nèi)容:明確實(shí)施抽采評(píng)價(jià)
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