煤矿瓦斯防治基本要求及新技术.ppt

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1、煤矿瓦斯防治基本要求及新技术,中国煤炭科工集团重庆研究院新疆分院孙东玲 研究员,主要内容一、我国煤矿的瓦斯灾害情况二、煤矿瓦斯防治的技术体系三、瓦斯防治主要法规状况 防治煤与瓦斯突出规定的主要思想、内容、要求 煤矿瓦斯抽采基本指标、煤矿瓦斯抽采达标 暂行规定的主要思想、内容、要求四、对当前高瓦斯、突出矿井做好瓦斯防治的几点认识五、近期的一些瓦斯防治新技术、装备,瓦斯灾害基本情况瓦斯灾害仍然是我国煤矿安全的主要威胁在重特大瓦斯灾害中，煤与瓦斯突出是主要威胁新疆是全国瓦斯灾害较为严重的地区,一、我国煤矿的瓦斯灾害情况,瓦斯灾害事故分类,大量瓦斯气体携带少量煤岩喷出.,一、我国煤矿的瓦斯灾害情况,瓦

2、斯灾害防治在煤矿生产中的地位瓦斯防治是高瓦斯、突出矿井最关键的生产环节瓦斯防治主要解决能否生产的问题生产的前提是达到防治瓦斯的要求指标煤矿瓦斯抽采基本指标、防治煤与瓦斯突出规定,一、我国煤矿的瓦斯灾害情况,二、煤矿瓦斯防治的技术体系,瓦斯治理十二字方针和十六字工作体系十二字方针：“先抽后采、以风定产、监测监控”十六字工作体系：“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”实现的途径：资金投入人员、技术、设备、管理,防治瓦斯爆炸技术体系：预测（评估）、抽采、通风、监控；防治煤与瓦斯突出技术体系：预测、措施、检验、防护。,二、煤矿瓦斯防治的技术体系,煤矿瓦斯防治技术,降低矿井瓦斯涌出量,防治煤与瓦斯突

3、出,煤层瓦斯参数测定,瓦斯抽放可行性论证,矿井瓦斯抽放设计,抽放方法,钻孔施工和封孔技术和设备,抽放检测设备,提高抽放效果的技术,抽放管理,抽放工作,抽放技术,二、煤矿瓦斯防治的技术体系,煤矿瓦斯防治技术,降低矿井瓦斯涌出量,防治煤与瓦斯突出,合理采掘部署,区域“四位一体”综合防突技术,区域突出危险性预测,区域性防突措施,开采保护层,区域性预抽瓦斯,工作面突出预测,传统预测方法,非接触式预测方法,工作面防突措施,小直径超前排放钻孔,深孔松动爆破,局部抽放,水力冲孔,金属骨架,措施效果检验,安全防护措施,管理制度,安全设施,设备、器材,区域措施效果检验,区域验证,局部“四位一体”综合防突技术,二

4、、煤矿瓦斯防治的技术体系,主要瓦斯防治技术法规煤矿瓦斯抽采基本指标煤矿瓦斯抽采达标暂行规定防治煤与瓦斯突出规定煤矿瓦斯抽放规范煤矿瓦斯抽采工程设计规范,三、瓦斯防治主要法规状况,防治煤与瓦斯突出规定的主要思想、内容、要求,三、瓦斯防治主要法规状况,、煤矿瓦斯抽采基本指标,目 录范围规范性引用文件必须进行瓦斯抽采的矿井瓦斯抽采应达到的指标指标的测定和计算方法其他,三、瓦斯防治主要法规状况,3.有下列情况之一的矿井必须进行瓦斯抽采，并实现抽采达标：（一）开采有煤与瓦斯突出危险煤层；（二）开采的煤层单个采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3/min或者单个掘进工作面绝对瓦斯涌出量大于3m3/min的；（

5、三）矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的：1大于或等于40m3/min；2年产量1.01.5Mt的矿井，大于30m3/min；3年产量0.61.0Mt的矿井，大于25m3/min；4年产量0.40.6Mt的矿井，大于20m3/min；5年产量等于或小于0.4Mt，大于15m3/min,、煤矿瓦斯抽采基本指标,4.瓦斯抽采应达到的指标对突出煤层 4.1 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8m3/t以下，或将煤层瓦斯压力降到0.74MP

6、a（表压）以下。控制范围如下：a)石门（井筒）揭煤工作面控制范围应根据煤层的实际突出危险程度确定，但必须控制到巷道轮廓线外8m以上（煤层倾角8时，底部或下帮5m以上）。钻孔必须穿透煤层的顶（底）板0.5m以上。若不能穿透煤层全厚，必须控制到工作面前方15m以上。b)煤巷掘进工作面控制范围为：巷道轮廓线外5m以上（煤层倾角8时，底部或下帮3m以上）及工作面前方10m以上。c)采煤工作面控制范围为：工作面前方20m以上。,、煤矿瓦斯抽采基本指标,4.瓦斯抽采应达到的指标对采煤工作面 4.2 瓦斯涌出量主要来自于邻近层或围岩的采煤工作面瓦斯抽采率应满足下表的规定采煤工作面瓦斯抽采率应达到的指标,、煤

7、矿瓦斯抽采基本指标,4.瓦斯抽采应达到的指标对采煤工作面 瓦斯涌出量主要来自于开采层的采煤工作面前方20m以上范围内煤的可解吸瓦斯量应满足下表的规定：采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯量应达到的指标,、煤矿瓦斯抽采基本指标,4.瓦斯抽采应达到的指标 4.3 采掘工作面风速不得超过4m/s，回风流中瓦斯浓度不得超过1%。,、煤矿瓦斯抽采基本指标,4.瓦斯抽采应达到的指标对矿井 4.4 矿井瓦斯抽采率应满足下表规定：矿井瓦斯抽采率应达到的指标,、煤矿瓦斯抽采基本指标,瓦斯治理，千万不能用躲开、回避、拖、凑乎等方式对待;对突出矿井，实施两个“四位一体”是瓦斯治理的第一步;对高瓦斯矿井，以落实煤矿瓦斯抽采

8、达标暂行规定为手段，建立瓦斯抽采的装备、体系、制度；根据各矿的瓦斯灾害情况、生产地质情况等，应用或试验适用、有效的瓦斯抽采方式等。,四、对当前高瓦斯、突出矿井做好瓦斯防治的几点认识,中煤科工集团重庆研究院简 介,五、若干新技术、新装备,隶属于中国煤炭科工集团，还是：国家煤矿安全技术工程研究中心；国家煤矿防尘通风安全产品质量监督检验中心；国家矿山安全计量站；国家瓦斯灾害监测预防与应急控制重点实验室。现有员工2000多人，其中专业技术人员1000余人，研究员50余人、高级工程师200余人、工程师600余人、博士50余人、硕士300余人。,中煤科工集团重庆研究院简介,五、若干新技术、新装备,主要专业

9、方向煤岩瓦斯动力灾害防治煤层气开发与利用矿井火灾及爆炸防治粉尘及热害防治矿井物探及水害防治矿用仪器仪表、矿山监控及自动化矿山机械矿山救援,中煤科工集团重庆研究院简介,五、若干新技术、新装备,主要专业资质工程咨询（甲级）安全生产检测检验（甲级）安全评价（甲级）地质勘查（甲级）工程设计与工程勘察（乙级）工程咨询（水文地质）,中煤科工集团重庆研究院简介,五、若干新技术、新装备,下设主要研究机构：瓦斯防灭火研究分院测控技术研究分院安全装备研究所粉尘研究所工业防爆研究所物探技术研究所应急救援研究所防爆电器研究所国家煤矿防尘通风安全产品质量监督检验中心,中煤科工集团重庆研究院简介,五、若干新技术、新装备,

10、新 疆 分 院现有技术人员40多人；在阿克苏设有南疆技术部；在昌吉设有北疆技术部。,中煤科工集团重庆研究院简介,五、若干新技术、新装备,地面抽采技术未开采区域地面井压裂、排采技术采动影响区地面井抽采技术采动稳定区地面井抽采技术,煤矿瓦斯抽采技术,未开采区域地面煤层气抽采井,五、若干新技术、新装备,本煤层瓦斯抽采方法顺层钻孔瓦斯抽采方法穿层钻孔瓦斯抽采方法关于提高透气性技术问题,煤矿瓦斯抽采技术,五、若干新技术、新装备,松藻矿务局打通二矿顺层抽放钻孔,白皎煤矿网格式穿层钻孔抽放布置示意图,邻近层瓦斯抽采方法上邻近层瓦斯抽放下邻近层瓦斯抽放,煤矿瓦斯抽采技术,五、若干新技术、新装备,采空区瓦斯抽采

11、方法顶板钻孔方法埋管方法密闭插管方法,煤矿瓦斯抽采技术,五、若干新技术、新装备,采空区埋管抽放示意图,抽放钻孔封孔材料和设备聚孚封孔材料,煤矿瓦斯抽采技术,五、若干新技术、新装备,组份A,组份B,气动泵,增压输送泵,压力空气管（气压 3 bar）,流量监控器,液位监控器,中央控制器,ZPF-2.6/1.2矿用自动化泡沫封孔装置,电源（充电电池）,更适合于低灌注量、高精度、频繁开停枪的操作,自清洁高压对撞混合枪,0米,7米,8米,煤层,自成形挡板,兼顾强度和韧性较高的发泡压力,ZPF-2.6/1.2矿用自动化泡沫封孔装置,高压对撞混合枪,五、若干新技术、新装备,区域综合防突技术,DGC煤层瓦斯含

12、量直接、快速测定设备,关键技术：,有效的损失量补偿模型。,2,1,定点、快速取样（煤芯）,气水雾取芯方法获发明专利,五、若干新技术、新装备,DGC煤层瓦斯含量直接、快速测定设备,区域综合防突技术,Text,五、若干新技术、新装备,DGC煤层瓦斯含量直接、快速测定设备,区域综合防突技术,瓦斯解吸量测定装置实用新型专利,五、若干新技术、新装备,DGC煤层瓦斯含量直接、快速测定设备,区域综合防突技术,五、若干新技术、新装备,DGC煤层瓦斯含量直接、快速测定设备,区域综合防突技术,用 途 测定煤层瓦斯含量，用于预测工作面瓦斯涌出量，确定瓦斯治理方案，指导瓦斯抽放工程设计；对掘进条带、回采区域、石门揭煤

13、区域等进行区域突出危险性预测；对掘进条带、回采区域、石门揭煤区域等进行区域措施效果检验。,煤与瓦斯突出预警系统介绍,五、若干新技术、新装备,煤与瓦斯突出预警系统,区域综合防突技术,预警：针对某一事件（如灾害、事故或灾难性事件），根据得到的各种监测前兆信息，分析其发生的可能性、危害大小和发展趋势，并按照一定规则，提前以颜色或文字给出危险等级的预报方法。如：高温预警、气象预警等等,五、若干新技术、新装备,区域综合防突技术,煤与瓦斯突出预警系统,五、若干新技术、新装备,区域综合防突技术,煤与瓦斯突出预警系统,地质测量管理及图绘系统 主要功能：基于三维GIS的矿井数字化，矿图编绘与输出，地质钻孔管理，

14、地质资料管理，测量资料管理，工作面设计与管理，查询与统计等。适用范围：矿山地测部门信息化应用。技术优势：数字化矿图编制，图件要素的专业符号化，采掘工作面自动延伸，图件与CAD格式转换，空间数据和属性数据统一存储与交互查询，智能识别与分析。,地质测量管理及图绘系统,地质测量管理及图绘系统,地质测量管理及图绘系统,动态防突管理与分析系统 主要功能：防突资料信息化管理（工作面瓦斯地质、采掘信息、钻孔资料、指标分布、信息共享等）以及突出预测与措施钻孔智能设计，预测指标与影响因素相关性分析，防突措施效果分析，突出危险性超前预警，超掘超采预警等。适用范围：突出煤层采掘工作面作业过程精细化管理，出预测敏感指

15、标及临界值考察，防突措施钻孔设计与施工效果分析。技术优势：防突信息化管理，防突措施智能设计，防突措 施缺陷分析，隐患报警，网络审批。,动态防突管理与分析系统,动态防突管理与分析系统,动态防突管理与分析系统,动态防突管理与分析系统,主要功能：煤层瓦斯基本参数管理；瓦斯参数如压力、含量、涌出量智能预测；煤厚、埋深智能预测；根据区域措施执行情况动态划分危险区；瓦斯地质图的动态编制。适用范围：瓦斯地质规律研究，瓦斯地质图编制，瓦斯地质信息化管理。技术优势：瓦斯地质图的智能绘制和实时更新。,煤层瓦斯地质动态分析技术与系统,煤层瓦斯地质动态分析技术与系统,煤层瓦斯地质动态分析技术与系统,煤层瓦斯地质动态分

16、析技术与系统,煤层瓦斯地质动态分析技术与系统,煤层瓦斯地质动态分析技术与系统,瓦斯涌出分析技术与系统 主要功能：瓦斯监控数据及曲线查询、统计、分析，采掘活动瓦斯涌出特征曲线分析及预测突出，瓦斯异常涌出特征曲线分析及预测突出，突出预测指标（如V30、Kv、波峰衰减系数等）动态分析等。适用范围：瓦斯涌出动态指标预测突出，瓦斯爆炸预警。技术优势：瓦斯监控数据自动采集与深度挖掘，各种涌出 指标自动计算，工作面突出危险实时预警。,瓦斯涌出分析技术与系统,瓦斯涌出分析技术与系统,瓦斯涌出分析技术与系统,突出综合预警平台,突出综合预警平台,突出综合预警平台,五、若干新技术、新装备,区域综合防突技术,开采保护

17、层区域防突措施,上、下保护层示意图,五、若干新技术、新装备,区域综合防突技术,预抽煤层瓦斯区域防突措施,预抽区段煤层瓦斯区域防突措施用穿层钻孔,五、若干新技术、新装备,区域综合防突技术,预抽煤层瓦斯区域防突措施,预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施用顺层钻孔,五、若干新技术、新装备,区域综合防突技术,预抽煤层瓦斯区域防突措施,顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施,五、若干新技术、新装备,区域综合防突技术,预抽煤层瓦斯区域防突措施,松软、突出煤层顺层钻孔螺旋钻进施工技术及装备,国家发改委煤矿瓦斯综合治理与利用重大关键技术研发与装备研制项目,松软、突出煤层顺层钻孔施工技术设备,150m孔深合理参数

18、的螺旋钻杆设计图,研制了不同结构类型的试验钻头,各类钻头图,可配装钻机移动行走装置,ZYL-3200型全液压钻机 及履带移动行走装置,系列化突出煤层钻孔钻机,ZYW-1200R钻机，37kw型螺旋钻机，150m型,ZYW-1900R钻机，55kw型螺旋钻机，200m型,系列化突出煤层钻孔钻机,五、若干新技术、新装备,区域综合防突技术,预抽煤层瓦斯区域防突措施,千米钻孔施工技术设备,ZYWL-6000D型千米定向钻机,中煤科工集团重庆研究院,ZYWL-6000D型千米定向钻机,中煤科工集团重庆研究院,ZYWL-6000D型千米定向钻机,中煤科工集团重庆研究院,晋城寺河矿钻孔布置图,五、若干新技术

19、、新装备,区域综合防突技术,预抽煤层瓦斯区域防突措施,钻孔轨迹跟踪测量设备,ZSZ-1000型随钻测量装置,中煤科工集团重庆研究院,平禹五矿12190采煤工作面抽放钻孔施工图,回采区域顺层钻孔轨迹可能情况分析,ZSZ-1000型随钻测量装置,实际钻孔1#孔随钻测量轨迹垂直投影图,五、若干新技术、新装备,区域综合防突技术,预抽煤层瓦斯区域防突措施,掘进工作面高效掘进防突技术,突出煤层钻孔远控施工,远控钻机,五、若干新技术、新装备,区域综合防突技术,预抽煤层瓦斯区域防突措施,突出煤层钻孔远控施工施工,开发出了基于监控系统网络的远控钻机，实现了钻杆自动装载和钻孔施工的地面控制。,正在试制远距离及地面

20、控制煤巷掘进机,目标：煤与瓦斯突出防治危险区域无人化,除尘防突半煤岩悬臂式掘进机,五、若干新技术、新装备,石门揭煤防突技术,石门揭煤固化防突技术 在石门揭煤进至一定岩柱后，将固化材料采用专用设备通过钻孔注入煤体，使煤体固化成整体，提高其强度，或结合金属骨架与煤体胶结在石门上方形成一个平衡拱，增加煤体的自身承载能力，防止冒落诱发突出。,五、若干新技术、新装备,石门揭煤防突技术,五、若干新技术、新装备,瓦斯利用技术设备,低浓度瓦斯安全输送、利用设备,五、若干新技术、新装备,瓦斯利用技术设备,含氧煤层气混合工质制冷液化设备,在松藻煤电公司建成了国内外首套原料气处理能力4800Nm3/d含氧煤层气混合

21、工质制冷液化中试装置。,含氧煤层气混合工质制冷液化设备,松藻深冷液化中试装置,五、若干新技术、新装备,瓦斯利用技术设备,煤矿乏风利用技术设备,蓄热氧化炉,到2009年底，全国有煤与瓦斯突出矿井1061处，占7.2%；高瓦斯矿井2351处，占16.0%；低瓦斯矿井11227处，占76.5%1217处国有重点煤矿中，煤与瓦斯突出矿井215处，占17.7%；高瓦斯矿井230处，占18.9%；低瓦斯矿井766处，占62.9%；露天煤矿6处。,一、煤矿瓦斯灾害,一、煤矿瓦斯灾害,一、煤矿瓦斯灾害,一、煤矿瓦斯灾害,一、煤矿瓦斯灾害,一、煤矿瓦斯灾害,返回,一、煤矿瓦斯灾害,一、煤矿瓦斯灾害,返回,一、煤矿瓦斯灾害,一、煤矿瓦斯灾害,一、煤矿瓦斯灾害,返回,谢谢！,联系方式：13608336603 CQSDL,