煤矿瓦斯灾害治理新技术方案课件.ppt

煤矿瓦斯灾害治理适用新技术 2016年3月10日,“十五”以来我国能源消费总量过快增长，10年增长2.2倍，给资源环境带来巨大压力。我国GDP目前占世界生产总值不到10%，但能源消耗已经高于20%，能源排放的污染气体居世界首位，温室气体占世界总量的25%，GDP的能耗、污染排放和碳排放都过高。“中国能源中长期（2030、2050）发展战略研究”提出转变能源供需模式，使其由“以粗放的供给满足增长过快的需求”，向“以科学的供给满足合理的需求”转变。,我国煤炭产量约占世界煤炭产量的45%，占世界总量的比重逐年增加，而一些发达国家的煤炭产量是下降的。煤电在电力中的比重将由当前的约60%逐步下降，2050年可降至35%左右。煤炭科学产能是指在安全、高效、洁净、环境友好的条件下生产煤炭。而我国现在每年生产的30多亿吨原煤只有不到一半符合科学产煤标准。符合科学开采的煤炭产能在20年后预计可达到34亿-38亿吨。,煤炭目前是我国主力能源，煤炭的洗选、开采和利用必须改变粗放形态，走安全、高效、环保的科学发展道路，煤炭在我国总能耗中的比重应该逐步下降，2050年可望减至40%（甚至35%）以下，其战略地位将调整为重要的基础能源。我国煤炭的赋存特点，跟我国的地形地貌一样，复杂多变。露天煤矿比重低，绝大部分是井工矿，且矿井条件复杂，煤与瓦斯突出、水、火、顶板等自然灾害多。,复杂的地质条件也造就了一支特别能战斗的队伍，经过多年的奋战，我们已拥有比较先进的煤炭科学技术和装备水平。2000年以来我国煤矿安全科技工作者围绕煤矿瓦斯灾害治理、防灭火、粉尘防治、水害防治、瓦斯利用、安全监测监控和应急救援等方面开展了大量基础研究及应用技术开发,取得了众多研究成果。,重要创新性成果,瓦斯灾害防治技术 煤矿井下钻孔施工关键技术地面钻井抽采瓦斯技术 井下采动裂隙带探测技术 煤层气利用技术进展,1、瓦斯灾害危险区瓦斯地质预测技术,实践表明，煤矿瓦斯灾害的发生具有区域分布的特点，瓦斯灾害特别是煤与瓦斯突出，地质条件是其主控因素。取得的3项创新成果：以瓦斯地质数学模型法为基础的瓦斯涌出量预测技术、多尺度突出区域预测瓦斯地质方法和指标及可视化预测等。,（1）瓦斯地质数学模型法为基础的瓦斯涌出量预测技术,分源预测法和瓦斯地质数学模型法结合起来，通过技术互补，改进和完善了以瓦斯地质数学模型法为基础的瓦斯涌出量预测技术，并在郑煤集团告成矿和大平矿进行了示范应用。对大平矿3个工作面预测的相对误差分别为2.4%、4.4%、17.5%，平均误差为8.1%。,（2）多尺度突出区域预测瓦斯地质方法及指标,突出区域预测瓦斯地质方法的核心是识别瓦斯富集区和构造软煤发育区。考虑到不同规模的构造对瓦斯赋存和构造软煤的控制作用是有差异的，井田的划分、矿井内部采区的安排以及工作面的布置都在很大程度上受到构造格局的影响。因此，从构造的尺度效应、矿井生产布局和突出区域预测的研究方法、获得构造软煤等基本数据的技术途径和精细可靠程度等多个因素来看，突出区域预测应在不同的尺度进行。,（3）多尺度瓦斯地质编图方法及可视化预测系统,采用Visual C+6.0作为软件开发平台，利用GIS组件MapObjects2.3，结合瓦斯地质理论、GIS原理与方法、数据库技术和可视化理论等，实现了矿井基础图件的可视表达，建立了瓦斯地质信息库（包括断层、钻孔、瓦斯含量、突出点等信息），开发出了可独立运行的数字瓦斯地质编图系统，实现了瓦斯含量预测过程及预测结果的可视化。,鹤壁六矿北四采区突出区域预测图,2、基于电磁辐射原理的煤岩动力灾害预测技术,中国矿大研究了电磁辐射法监测预报煤岩动力灾害的技术及方法，开发了煤与瓦斯突出电磁辐射监测仪，初步实现了电磁辐射的动态连续监测。但在实用化技术方面需进一步研究完善，如在电磁辐射预警临界值及动态预警准则、煤岩动力灾害电磁辐射动态监测等方面，是这一技术得以广泛应用的关键，也是现场安全生产管理人员最为关注的问题。,电磁辐射预测技术成果,通过理论分析和进一步现场实测干扰源特征，对煤岩电磁辐射自动监测预报装备和动态监测软件进行了完善，提高了滤噪、抗干扰能力、稳定性和准确性。同时，开发了在线式电磁辐射实时监测系统软件，可以对监测数据进行处理和分析，判断电磁辐射水平的变化趋势，从而对煤与瓦斯突出和冲击矿压危险发生的可能做出预测预报。实现了远程监视南山、峻德矿电磁辐射测试数据。实现了与煤矿安全监测系统联网运行,完善提高后的电磁辐射装置,电磁辐射指标的临界值研究成果,在南山矿和红菱矿的监测试验表明，电磁辐射强度指标对煤与瓦斯突出危险程度非常敏感。通过现场对比试验，综合分析确定了两个矿电磁辐射指标的临界值：南山矿238和311工作面煤与瓦斯突出的电磁辐射预测临界值均为20mV；红菱矿1200掘进工作面的电磁辐射强度临界值为49mV。这些成果为推进电磁辐射技术用于瓦斯灾害预测提供了重要支撑。,3、井下地质雷达超前探测技术,“十五”期间，在引进、消化吸收和创新国外技术的研究上，重庆院成功地开发出了井下防爆地质雷达技术与装备。近几年重点开展了雷达天线、现场工作方法及应用考察等研究。,巷道掘进头雷达超前探测平面示意图,地质雷达超前探测3项创新成果,针对不同深度、不同地质异常，开发了矿井受限空间防爆屏蔽单脉冲调制平面的系列天线（50MHz200MHz），多种天线结合使用还可提高解释精度和降低物探多解性。井下超前探测工作方法可多样灵活，可实现向下、向上、向侧帮全方位探测。开发出的防爆型地质雷达可适用于矿井瓦斯突出危险区域探测；煤层异常变化带探测；陷落柱及煤层夹矸探测等。,4、煤矿井下定向长钻孔施工关键技术,近几年来，在瓦斯抽放长钻孔施工钻机能力方面，以西安院、重庆院等为主的科研单位已取得了长足进步，研究成功了500-1000m的系列长钻孔装备。但是仅有钻机能力满足设计要求是不够的，定向钻进工艺和稳定组合钻具 是实现长钻孔施工成功的关键。为此，针对瓦斯抽放长钻孔施工过程中的钻孔定位和钻具等关键技术难题，西安院重点研究完善了稳定组合钻头、组合钻具，开发了多点即时测斜仪等。,稳定组合钻头及稳定组合钻具,多级组合钻头,复合片组合式扩孔钻头,内凹复合片钻头,应用效果,在七台河精煤集团新兴矿41051工作面分别完成了孔深520m、685m和374m的近水平高位岩石定向钻孔。在铜川局玉华矿完成了一个孔深820m定向钻孔。在彬长公司大佛寺矿钻进了深度为705m的长钻孔 2006年，在寺河矿2305工作面对研制的73mm高强度钻杆、稳定组合钻头和组合钻具进行了试验验证,共钻进三个钻孔，孔深分别为603m、350m和612m的近水平煤层定向钻孔。,煤矿井下瓦斯抽放长钻孔装备及工艺创新点,钻孔施工过程中，钻杆会受到拉、压、弯、扭等多种作用，断钻是工程中的普遍现象，解决了73mm高强度钻杆结构设计与制造关键技术，为提高成孔率创造了先决条件。优化的多级组合钻头、钻具和螺旋槽扶正器，增加了钻孔定向精度和成孔率。测斜仪采用新型半导体传感器，测斜过程中实时显示钻进轨迹及与钻孔设计的方位差，解决了瓦斯抽放长钻孔施工过程中的钻孔定位关键技术难题。,5、突出松软煤层抽放钻孔关键技术,突出松软煤层钻孔难一直制约着我国煤矿瓦斯抽放与突出防治的技术发展。实践证明，螺旋钻进、压风排渣是松软突出煤层成孔的有效途径，但还需要解决一些关键技术。重庆院创新研究思路，从工艺和装备两方面入手，通过攻关研究，取得了实质性的技术突破。,重点开展了3方面核心技术的研究,试验考察了钻机钻具转速与排渣效果的关系，确定了螺旋钻机的临界转速，避免或减弱了螺旋钻机施工时因排渣不畅而形成阻塞和憋钻现象。试验研究了钻进速度与煤的性质、成孔直径、钻具转速的关系，对螺旋钻杆主要参数进行了分析，确定了螺旋钻杆螺旋角。通过对螺旋成孔所需临界转速、钻杆螺旋升角、中心管径、螺距的优化研究，确定了钻机的最优参数，开发出适用于松软突出煤层顺层长钻孔施工的螺旋钻机和相应的钻具。,55kw型螺旋钻机,松藻矿区现场钻孔对比,在渝阳煤矿煤柱区成孔深度达168米，由于见岩而终孔，还能继续钻进。在同一地点，用相同能力的钻机，采用矿上现有的螺旋钻杆及钻头作对比试验，最大成孔深度还不到80米，60米左右就卡钻、抱钻，70多米时钻机就不能旋转了。通过现场试验，螺旋钻进成孔技术能成孔160m深度以上，为今后顺层长钻孔的施工从装备和工艺技术上奠定了很好的基础。,6、安全生产监测监控关键技术,3个方面的重要创新：红外甲烷传感器已达到商业化应用阶段瓦斯抽放监测关键技术取得突破安全监测与生产监控已实现综合一体化,红外甲烷传感器研究与发展,国内外用于煤矿井下甲烷气体检测有光干涉、载体催化、热导、红外、激光、气敏等原理。我国煤矿瓦斯监控系统中配套使用的低浓度甲烷传感器基本上都是采用载体催化原理，瓦斯抽放监测系统中使用的高浓度甲烷传感器基本上都采用热导原理。由于载体催化传感器存在抗高瓦斯冲击的性能差、调校周期短等缺点，一直制约着甲烷检测技术的发展。,红外甲烷传感器(配监测系统),测量范围：010.0%CH4分辨率：0.01CH4测量精度：0.001.00%CH4 0.10%CH41.002.00%CH4 0.20%CH42.004.00%CH4 0.30%CH44.0010.0%CH4 8.00%真值(相对误差)元件检测反应速度：20s调校周期：6个月使用寿命：5年信号带负载能力：0400报警方式：间歇式声光报警85dB(声强)，能见度20m(光强)0.7/台，是催化的3-4倍，是国外（2万）的1/3。,抽放管道用红外甲烷传感器,红外线甲烷气体检测技术,技术指标：测量范围:(0100)%VOL响应时间：6个月工作电压：DC 924V工作电流：50mA.18VDC温度范围：-20到50 压力范围：40kPa到130kPa使用寿命：5年,优点：1.测量范围宽2.测量精度高3.稳定性能好4.适应压力、温度范围宽5.高调校时间长6.整机功耗小,管道红外甲烷传感器与热导原理甲烷传感器比较,管道流量、甲烷浓度监测关键技术,1 法兰 2 截止阀 3 采样旁管 4 差压变送器 5 智能显示仪 6 电源及信号进线嘴 7 红外甲烷电源及信号 8 显示窗 9 探头气室 10 V型锥体 11 负压取样管 12 温度探头 13 正压取样口 14 V锥流量传感器测量管段,它是一种差压式流量传感器。它通过在管道中心安装一锥形体，使管道中心流体绕锥形体流动，迫使高流速的中心与接近管壁的低流速均匀化从而在锥体前后形成稳定的差压，通过计算得到介质流量。,7.地面钻井“一井三用”技术,首先超前于煤炭开采，设置压裂井形式的地面钻井，以压裂法在煤层中形成人工裂缝和产气通道，利用瓦斯自然释放的正压进行瓦斯收集，消除下煤组的煤与瓦斯突出,地面钻井,二用：下煤组开采时对上煤组和中组煤造成采动卸压及应力释放，利用同一个地面钻井，以负压的方式抽采处于弯曲下沉带内上煤组和中煤组中的瓦斯。三用：开采上煤组和中煤组的同时，再次利用所述同一个地面钻井负压抽采中煤组或上煤组本层工作面开采时的采空区瓦斯。,地面钻井“一井三用”技术应用实例,芦岭矿属高瓦斯突出矿井，主采8、9煤层厚度在1012米左右，属特厚煤层。提前810年对8、9、10煤层进行压裂预抽，首先使10煤预抽瓦斯在40%以上，实现保护层开采消突；其次当10煤开采时，二次利用压裂井改作采动井，抽采被保护层7、8、9煤层的采动区卸压瓦斯；最后在开采8、9煤层时，三次利用该井抽采8、9煤层的采空瓦斯，这样就可以实现压裂井变为采动井和采空区井，使“一井三用”最大限度地抽采和开采煤层瓦斯，达到根治瓦斯确保矿井安全的战略目标。抽采瓦斯的日产气量可以达到3000m2，供10台500千瓦发电机组同时发电。,8.地面长距离水平定向钻进技术,利用大功率定向钻机，由地面钻进生产垂直井至目标煤层下50m，再对目标煤层扩孔到460mm；由地面穿层斜井至目标煤层，沿煤层水平钻进，依靠定向系统实现水平井与垂直生产井的对接，形成“三托一”或“二托一”的瓦斯抽采系统。,地面长距离水平定向钻进技术,地面长距离水平定向钻机,地面长距离水平定向钻进技术,9.地面钻孔瓦斯抽放技术,羽状钻孔,原理：地面钻井一个开孔位置，多个分支进入煤层，使煤层钻孔长度极大增加，加大钻井控制范围和抽瓦斯量。,地面钻孔瓦斯抽放技术,定向钻孔,1,民用燃料(CH440%),2,工业燃料(CH440%),10、煤层气利用技术进展,3,发电(CH430%),4,煤层气液化(CH440%),5,浓缩富集,1,细水雾输送及低浓度发电技术,1,混燃发电及热逆流转反应技术,中高浓度煤层气,低浓度煤层气,矿井乏风中甲烷,不同浓度煤层气,规模：2010年达200万户以上，应用前景好。所需甲烷浓度：40%以上。国家政策：未进入城市公共配气管网的民用煤层气销售价格由供需双方协商确定；进入城市公共配气管网并纳入政府管理范围的民用煤层气销售价格，按照与天然气、煤气、液化气等可替代燃料保持等热值合理比价关系的原则确定。一般民用价格在1.02.5元/m3（纯）。管道建设：第一条跨省煤层气长输管道项目“端氏晋城博爱煤层气管道”正在建设。,(1)民用燃料,(2)中高浓度煤层气发电,阳泉煤层气氧化铝焙烧项目：年耗煤层气1.26亿m3，减排约189万tCO2e，利用甲烷浓度35%。铁法煤层气供法库县陶瓷城项目：甲烷浓度41%，年利用量3500万m3，已经有8家企业使用煤层气，日用量在14-16万m3。,(3)工业燃料,汽车燃料,应用情况：山西太原、晋城、长治等地区，用于出租车、柴油车、排矸车等燃柴油车辆。举例：2007年，太原市建成7座煤层气加气站，约有1000辆出租车改用煤层气作为燃料。太原市煤层气价格为3.2元/m3，93号汽油最低6.07元/升，1m3煤层气与1升汽油热值相当，两者价格相差近3元。,(4)液化技术,港华煤层气液化厂区图,山西港华煤层气液化项目：,阳泉含氧煤层气液化项目：,处于商业化示范阶段采用地面开发的煤层气与管道运输比较经济性好CH4浓度92%以上一期25万m3/d，已投产二期57万m3/d，正在建设中液化装置全部国产化,处于工业试验阶段适用浓度：CH4浓度在30%以上日产气量：目前1.2t/d应用情况：经过一年连续开机试验，运行平稳。,煤层气抽采、液化、储存、运输、使用流程,抽采,液化,运输,储存,使用,以脱氮最为复杂，难度最大，可采取的核心分离技术有：,(5)浓缩富集,低温精馏分离技术在大规模分离煤层气(Mm3/d)时才具有商业价值，适宜于CH4浓度在30%以上。变压吸附(PSA)目前处于工业性示范研究膜分离技术离工业化还有差距,存在问题：低温精馏法在工业上获得成功应用，但该工艺复杂，设备投资大，成本高，不适于中小型煤矿。变压吸附(PSA)技术，开发合适的吸附剂，降低成本。,(6)低浓度煤层气发电,技术成熟，运行功率为400420kW，发电单位投资为80009500元/kW。,盘江矿区,彬长矿区,潞安煤业,平煤集团,两淮地区,峰峰集团,阳泉矿区,离柳矿区,阜新矿区,鸡西矿区,石炭井矿区,华蓥山矿区,(7)矿井乏风中甲烷的利用,抚矿矿井乏风与抽采瓦斯混合发电流程图,处于研究示范阶段、技术不成熟、成本高。,(7)矿井乏风中甲烷的利用,示范工程1抚矿矿井乏风与抽采瓦斯混合发电,利用瓦斯3400Nm3/h（浓度30%）利用乏风22600Nm3/h装机3500kW年发电3000万kWh回收余热17800 m3/h(温度360）,示范工程2 引进瑞典的风排瓦斯净化装置,郑州告成煤矿采用低浓度瓦斯湿式输送系统，利用矿区的CMM与VAM混合气氧化加热，该项目投运后，每年可消耗瓦斯150万m3以上，提供40万m340生活热水，但无经济性。,示范工程3胜动煤矿乏风甲烷氧化装置,阜新某煤矿拟安装10台6万m3/h的乏风氧化装置，利用乏风浓度为0.6%，10台每小时可氧化纯CH43600m3(相当于减排50t二氧化碳)，能替代1台15t/h的蒸汽锅炉，1天可节煤72t。,主要利用技术汇总表-1,煤层气利用存在的障碍和问题,（1）煤层气利用率低,图：煤层气历年利用率变化示意图,煤层气利用存在的障碍和问题,（2）装备水平需进一步提高,（4）经济效益差,（3）政策落实不到位,（5）未形成规模化,1000kW以上内燃机组及大功率高参数燃气轮机组尚不成熟,发电效率比国外装备低10个百分点、可靠性较差,发电补贴费用未兑现，建议从可再生能源发电统筹资金中给予解决,发展趋势,1.煤矿区煤层气开发利用是主体,图：历年及规划中煤矿区煤层气抽放量在1108m3以上矿区数量,2.煤层气发电、压缩和液化后作为工业和民用燃料是今后主要利用方向,发展趋势,3.低浓度瓦斯利用技术是重点,4.装备的大型化、成套化是必然选择,目前，瓦斯利用技术主要在中高浓度瓦斯领域推广，忽视了低浓度瓦斯和矿井乏风瓦斯的利用。,2.煤层气发电、压缩和液化后作为工业和民用燃料是今后主要利用方向,发展趋势,3.低浓度瓦斯利用技术是重点,4.装备的大型化、成套化是必然选择,目前，瓦斯利用技术主要在中高浓度瓦斯领域推广，忽视了低浓度瓦斯和矿井乏风瓦斯的利用。,提 纲,一、坚持从规划、设计源头抓瓦斯治理。二、坚持瓦斯抽采精细化、规范化、最大化、信息化。三、坚持瓦斯治理技术创新，促进瓦斯抽采与利用。四、坚持瓦斯治理与利用并重，以用促抽。五、坚持瓦斯治理七项管理制度，严肃问责。,淮南矿区瓦斯抽采,淮南矿业集团煤炭储量285亿吨，现有12对生产矿井，其中突出矿井11对，高瓦斯矿井1对；基建矿井1对，为突出矿井。,谢桥矿,顾桥矿,潘三矿,潘一矿,潘二矿,新庄孜矿,李嘴孜矿,谢一矿,丁集矿,潘北矿,顾北矿,朱集项目部,潘一矿东区项目部,张集矿,淮南矿区瓦斯抽采,淮南矿区瓦斯抽采,瓦斯绝对涌出量每分钟1332m3/min，而且每年以100 m3/min递增。矿区煤层赋存条件极其复杂，瓦斯含量高（1226m3/t）、瓦斯压力大（高达6.2MPa）、埋藏深（3001500 m）、煤层极松软（f值0.10.8）、透气性低（渗透率为0.001mD）；多组煤层群开采，煤层倾角090，煤层围岩为软岩，地压大；地质构造复杂，断层多。,淮南煤田是高瓦斯、高地压、高地温、高承压水复杂地质条件下煤层群开采的典型矿区，自然灾害威胁巨大，尤其是瓦斯治理难，历史上曾是全国煤矿瓦斯事故重灾区。,淮南矿区瓦斯抽采,新庄孜矿85年“824”事故死亡28人 潘一矿87年“129”事故死亡45人 潘一矿93年“120”事故死亡39人 谢一矿95年“623”事故死亡76人 潘三矿97年“1113”事故死亡88人 谢二矿97年“1127”事故死亡45人,1998年起决心全面治理瓦斯，树立全面积极的瓦斯治理观，认真贯彻落实国家煤矿安全监察局“十二字”方针和“十六字”瓦斯治理工作体系，探索出一条高瓦斯矿区瓦斯综合治理的新路子。,淮南矿区瓦斯抽采与利用,一、坚持从规划、设计源头抓瓦斯治理,淮南矿区瓦斯抽采与利用,严格贯彻落实国家局“19号令”和集团公司2009年“88号文”，坚定不移地开采保护层，坚决做到“不掘突出头，不采突出面”。全面梳理分析淮南矿区各矿井保护层开采条件，科学确定关键保护层，及各煤层的开采顺序区域性治理措施的实施，保护层最薄煤层0.3m;无保护层可采的突出煤层突出危险区，分类采取预抽措施。坚定不移地实施多打岩巷多打钻，给足抽采卸压时间，目标是使高瓦斯煤层抽采到低瓦斯状态下进行采掘作业。,淮南矿区瓦斯抽采,坚持从规划、设计源头抓瓦斯治理,新建矿井的井筒落底标高及开拓开采布局设计必须有利于瓦斯治理；矿井新水平、新采区开拓设计必须优先考虑瓦斯治理；矿井采场中长期规划必须符合瓦斯治理规划要求；“一通三防”系统能力，特别是矿井通风能力和抽采能力的设计预留12倍的能力。,淮南矿区瓦斯抽采,坚持从规划、设计源头抓瓦斯治理,瓦斯治理工程超前施工。瓦斯治理规划按照“精排一年，细排三年，规划五年”的要求，前瞻性考虑瓦斯治理工程，超前施工，为瓦斯治理预留空间和时间。2011年正在回采的谢桥矿1161（3）综采工作面采，突出危险区用“一面四巷”治理瓦斯，底板巷和高抽巷分别提前了8年和5年施工，对工作面消突和抽采。,淮南矿区瓦斯抽采与利用,坚持从规划、设计源头抓瓦斯治理,坚持“瓦斯超限就是事故”，实施“可保尽保、应抽尽抽”的瓦斯治本战略，坚持瓦斯治理五项指标目标管理。,淮南矿区瓦斯抽采,坚持从规划、设计源头抓瓦斯治理,保护层开采面积，从2005年的143万平方米增加到2010年的316万平方米；,瓦斯抽采量，从2005年的1.5亿立方米提高到2010年的4亿立方米；瓦斯抽采率，从2005年的43%提高到2010年的63%。,淮南矿区瓦斯抽采,坚持从规划、设计源头抓瓦斯治理,瓦斯钻孔量，从2005年的96万米提高到2010年的380万米。,淮南矿区瓦斯抽采,坚持从规划、设计源头抓瓦斯治理,瓦斯治理巷道总进尺，从2005年的1.4万米增加到2010年的5.5万米。,淮南矿区瓦斯抽采,坚持从规划、设计源头抓瓦斯治理,瓦斯治理取得明显成效，瓦斯超限次数从2005年的343次下降到2010年的13次，今年至目前为止，共发生2次瓦斯超限。,淮南矿区瓦斯抽采,坚持从规划、设计源头抓瓦斯治理,淮南矿区瓦斯抽采,二、坚持瓦斯抽采精细化、规范化、最大化、信息化,根据瓦斯赋存情况设计抽采参数（压力、瓦斯含量、透气性系数、抽采半径），实现防突分级治理、分级管理，为提高防突工作的效率和效果提供了基础保证。底（顶）板巷穿层钻孔做到保直钻进和反演，选择不少于15%的钻孔进行测斜，钻孔施工后及时反演并绘制措施竣工图。坚持抽采高负压，从设计源头考虑钻孔施工需要，对巷道（钻场）处于断层破碎带的进行喷、注浆处理。矿井瓦斯抽采系统实现高、低浓度分开抽采，各抽采系统安装自动放水器，采煤工作面上隅角推行以移动泵或地面低浓抽采系统抽采。采用封孔管卡固定合茬软管，开展抽采系统的检漏工作，确保各地点抽采负压需要。,瓦斯抽采精细化,严格执行抽采、打钻安全质量标准化标准，钻孔施工高质量，执行谁打钻、谁负责的原则。钻孔严封孔，实行带压封孔，下向钻孔全程下套管，建立钻孔成孔和封孔质量验收制度，钻孔封孔前、封孔后、合茬前对钻孔内瓦斯浓度进行检测，标准是孔口负压13kPa。封孔24小时内，预抽钻孔抽采瓦斯浓度不得低于40。,瓦斯抽采规范化,建立“大流量、多台泵，大管径、多回路”的高强抽采能力格局。地面抽采系统安装单泵流量达500 m3/min的大抽采泵，系统实际抽采能力预留24倍的富余系数。抽采干管设计要有系统需要抽采最大流量的1.52.0倍能力，采掘工作面支管设计要有需要抽采最大流量的1.31.5倍能力，矿井抽采系统根据抽采需要及时进行改（扩）建，实现抽采能力最大化。重视被保护层卸压瓦斯抽采，规定被保护层原始瓦斯含量在10m3/t以下的，卸压瓦斯预抽率不得低于35%；被保护层原始瓦斯含量在1015 m3/t的，卸压瓦斯预抽率不得低于45%；被保护层原始瓦斯含量在15 m3/t以上的，卸压瓦斯预抽率不得低于60%，确保实现高瓦斯煤层抽采到低瓦斯状态下进行采掘活动。,瓦斯抽采最大化,地面永久及井下移动抽采泵站、井巷揭煤工作面、底（顶）板穿层预抽评价单元必须安装抽采自动计量装置(包括流量、浓度、温度、压力传感器)，实现瓦斯压力、浓度、瞬时的抽采混合量、瞬时的瓦斯抽采纯量、累计抽采量、抽采率、抽采负压、温度等“八参数”同时在线监测，准确、精确计量瓦斯抽采量，实现了瓦斯抽采信息化。采用正压传感器进行煤层瓦斯压力在线监测，自动生成实时压力曲线，获得煤层瓦斯压力随抽采时间的变化关系，实现煤层瓦斯压力在线监测；采用负压自动放水器，通过水位传感器将信号上传至监控分站，实现放水在线监测和自动定时放水，并通过监控系统进行远程自动或手动遥控放水。所有在线监测信息均在监控终端显示，做到了实时监控。,瓦斯抽采信息化,淮南矿区瓦斯抽采,三、坚持瓦斯治理技术创新，促进瓦斯抽采与利用,以煤矿瓦斯治理国家工程研究中心为平台，结合承担的“十一五”国家科技支撑计划项目和国家科技重大专项研发任务，加大产学研力度，深入推进瓦斯治理技术自主创新。完善了保护层开采技术体系，创立了低透气性高瓦斯煤层群无煤柱煤与瓦斯共采技术，建立了井上下立体瓦斯抽采体系，创新了打钻技术、深部开采石门快速揭煤技术、瓦斯治理信息化技术等等，初步解决了瓦斯治理难题。主要抽采技术有：,坚持瓦斯治理技术创新，促进瓦斯抽采与利用,（一）无煤柱煤与瓦斯共采技术。2006年以来，在袁亮院士的带领下，研究成功煤层群无煤柱煤与瓦斯共采关键技术。利用埋管抽采留巷形成的采空区聚集瓦斯，实现采空区高浓度瓦斯抽采；利用高位钻孔抽采顶板远程卸压煤层瓦斯；利用下向穿层钻孔抽采下部远程卸压煤层瓦斯；留巷钻孔抽采瓦斯保障技术。,新庄孜矿采用沿空留巷开采B10煤层，解放上覆B11b煤层和下伏B8煤层，通过留巷卸压煤气共采，开采保护层14万，上覆B11b煤层瓦斯抽采量490万m，抽采率67%；下伏B8煤层瓦斯抽采量280万m，抽采率76%。共解放煤量190万吨。,淮南矿区瓦斯抽采,坚持瓦斯治理技术创新，促进瓦斯抽采与利用,（二）立体瓦斯抽采技术 煤层群开采过程中，瓦斯涌出主要来源于邻近煤层卸压瓦斯，采用地面钻井、高抽巷或工作面两巷穿层钻孔抽采上覆煤层卸压瓦斯，采用底板巷或工作面两巷穿层钻孔拦截抽采下伏煤层卸压瓦斯，采用远距离底板巷上向穿层钻孔抽采远距离下伏煤层卸压瓦斯，充分利用保护层采动影响实现最大化抽采上下煤层卸压瓦斯，形成立体式抽采模式。,新庄孜矿62110工作面，其上覆B11b煤及下伏B8煤均为强突煤层，距保护层煤层70m的远距离下伏B7、B6煤层也为突出煤层，采用62110工作面上下风巷穿层钻孔抽采B11b煤层卸压瓦斯，采用62110工作面底板巷下向孔抽采B8煤层卸压瓦斯，采用B6煤层底板巷上向钻孔抽采B7、B6煤层卸压瓦斯，构成立体抽采模式。上覆B11b煤层抽采量达22 m/min，下伏B8煤层抽采量20 m/min，下伏B7、B6煤层抽采量25m/min，实现瓦斯治理效果最大化。,立体抽采模式,开采112下保护层，采用地面钻井抽采上覆的131煤层卸压区域瓦斯。顾桥矿1121（1）工作面地面瓦斯孔，孔深790m，单孔最大出气纯量20m/min，有效影响半径211m，抽采浓度90%，累计出气170万m。矿区平均单井累计抽采瓦斯量120万m，最大单井抽采量579万m（潘一矿2371（1）工作面1#钻井）。,（三）卸压瓦斯地面钻井抽采技术,1、穿层钻孔掏穴增透 采用扩孔钻头，在钻孔过煤段进行扩孔，将钻孔直径从133mm扩至260mm，提高钻孔卸压影响半径，增加煤层透气性。潘一矿530m630m西一轨道斜巷，钻孔掏穴前后，单孔抽采浓度由23%增至46%，抽采混合量由0.1m/min增至0.21m/min，掏穴孔施工8h后，单孔抽采纯量上升至原来的2倍，24h后，抽采纯量上升至原来的3倍。掏穴钻孔有效影响半径达5m，是掏穴前钻孔的3.3倍。,（四）低透气性煤层增透技术,在井筒揭煤中应用松动爆破增透技术，间隔选取井筒周边几圈措施孔进行松动爆破，增加井筒周边煤体透气性，转移井底应力集中区，强化措施孔抽采效果，实现井筒揭煤区域快速消突。谢桥矿二副井揭131煤，煤层瓦斯压力2MPa，煤的坚固性系数f为0.5，揭煤措施孔89个，选取36个孔进行松动爆破，爆破前措施孔抽采浓度2.2%、抽采混合流量15 m/min；爆破后抽采浓度达7%、抽采混合流量25m/min。平均抽采纯量提高4倍，全部揭煤时间缩短到28天。,2、松动爆破增透,淮南矿区瓦斯抽采,四、坚持瓦斯治七项管理制度，严肃问责,淮南矿业集团制定了瓦斯治理7项管理制度。“一通三防”暨防突例会制度；瓦斯治理“一矿一策”、“一面一策”管理制度；“一通三防”、防突督查制度；瓦斯治理主要指标完成情况月度追查处理制度；石门（井筒）揭煤领导人员防突跟班、带班制度；瓦斯超限追查处理及瓦斯浓度0.8断电管理制度；保护层开采、抽采钻孔量、瓦斯抽采及利用奖罚制度。,淮南矿区瓦斯抽采,坚持瓦斯治理与利用并重，以用促抽,制定了严重“三违”十三条红线，一旦违反给予解除劳动合同，其中“一通三防”管理方面10条。界定了十二个方面的重大非人身事故，按照一人死亡事故处理，其中六个方面属于“一通三防”管理内容。发生“一通三防”10人及以上责任性死亡事故，给予矿长过失性解除劳动合同。发生煤与瓦斯突出事故，属管理责任造成的，追究所在矿和集团公司机关部门责任。,淮南矿区瓦斯抽采,坚持瓦斯治理与利用并重，以用促抽,91,91,91,井下区域性递进式预抽采（晋城）,推广使用定向千米钻机施工长钻孔，形成一个较大范围的瓦斯预抽区域，一个预抽区域至少应涵盖1个工作面，实现井下抽采瓦斯与煤炭开发的最佳结合。在工作面顺槽掘进过程中，即应通过顺槽巷道向邻近工作面打钻，提前开始预抽采，抽采区域不仅包括邻近工作面，也要包括与邻近工作面相邻的巷道条带，从而为再下一个工作面的布置与预抽采创造条件。,92,井下区域性递进式预抽采瓦斯模式示意图,92,93,月效率达到8000-10000m,93,履带式行走钻机,谢谢！,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,