区域消突措施 第四讲.ppt
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1、第六讲,区域性瓦斯治理技术,目 录,一、国家对区域性瓦斯治理的规定二、保护层开采及卸压瓦斯抽采技术三、预抽煤层瓦斯防治煤与瓦斯突出技术四、区域消突效果检验,一、国家对区域性瓦斯治理的规定,煤矿安全规程2004年版,第一百九十二条:对于有突出危险煤层,应采取开采保护层或预抽煤层瓦斯等区域性防治突出措施。第一百九十三条:在突出矿井开采煤层群时,应优先选择开采保护层防治突出措施。开采保护层后,在被保护层中受到保护的区域可按无突出危险区进行采掘作业;在未受到保护的区域,必须采取综合防治突出措施。第一百九十四条:选择保护层应遵循下列原则:(一)优先选择无突出危险煤层作为保护层。矿井中所有煤层都有突出危险
2、时,应选择突出危险程度较小的煤层作保护层。(二)应优先选择上保护层;选择下保护层开采时,不得破坏被保护层的开采条件。第一百九十八条:开采保护层时,应同时抽放被保护层瓦斯。,国家对区域性瓦斯治理的规定,国有煤矿瓦斯治理规定(2005年1月)第21号局长令,第五条:突出矿井必须首先开采保护层,不具备开采保护层条件的,必须对突出煤层进行预抽,并确保预抽时间和效果。,国家对区域性瓦斯治理的规定,煤矿瓦斯治理经验五十条(2005年3月),第三十三条:强制性开采保护层,做到可保尽保,并抽采瓦斯,降低瓦斯压力。,国家对区域性瓦斯治理的规定,煤矿瓦斯治理与利用总体方案(2005年6月),发展导向:坚持采煤采气
3、一体化、地面与井下抽采相结合;坚持“可保尽保、应抽尽抽、先抽后采、煤气共采”的瓦斯综合治理战略瓦斯抽采与利用目标:2006年,有开采保护层条件的矿井,开采保护层比例达到30%以上;煤矿瓦斯抽采率达到30%以上;瓦斯(煤层气)抽采量达到40亿立方米。2010年,开采保护层比例达到90%以上;煤矿瓦斯抽采率达到50%以上;瓦斯(煤层气)抽采量达到100亿立方米。,国家对区域性瓦斯治理的规定,二、保护层开采及卸压瓦斯抽采技术,1.采动卸压抽采煤层瓦斯原理,1.采动卸压抽采煤层瓦斯原理,1.采动卸压抽采煤层瓦斯原理,走向高抽巷,1.采动卸压抽采煤层瓦斯原理,倾向高抽巷,1.采动卸压抽采煤层瓦斯原理,倾
4、向穿层孔,1.采动卸压抽采煤层瓦斯原理,顶板走向孔,1.采动卸压抽采煤层瓦斯原理,地面钻井,1.采动卸压抽采煤层瓦斯原理,1.采动卸压抽采煤层瓦斯原理,底板巷,穿层钻孔,1.采动卸压抽采煤层瓦斯原理,地面钻孔结构图,试验研究发现:单孔流量832m3/min,瓦斯浓度6095%,瓦斯抽采率64.71%。(国家发明专利:ZL200510040410.X),淮南谢桥矿采动区域地面钻井法抽卸压瓦斯方法,2.卸压瓦斯抽采基本方法,地面钻孔结构图,试验研究发现:单孔流量832m3/min,瓦斯浓度6095%,瓦斯抽采率64.71%。(国家发明专利:ZL200510040410.X),淮南谢桥矿采动区域地面
5、钻井法抽卸压瓦斯方法,2.卸压瓦斯抽采基本方法,地面钻孔结构图,试验研究发现:单孔流量832m3/min,瓦斯浓度6095%,瓦斯抽采率64.71%。(国家发明专利:ZL200510040410.X),淮南谢桥矿采动区域地面钻井法抽卸压瓦斯方法,2.卸压瓦斯抽采基本方法,地面钻孔结构图,试验研究发现:单孔流量832m3/min,瓦斯浓度6095%,瓦斯抽采率64.71%。(国家发明专利:ZL200510040410.X),淮南谢桥矿采动区域地面钻井法抽卸压瓦斯方法,2.卸压瓦斯抽采基本方法,地面钻孔结构图,试验研究发现:单孔流量832m3/min,瓦斯浓度6095%,瓦斯抽采率64.71%。(
6、国家发明专利:ZL200510040410.X),淮南谢桥矿采动区域地面钻井法抽卸压瓦斯方法,2.卸压瓦斯抽采基本方法,淮南潘一矿远距离下保护层开采底板巷道网格式上向穿层钻孔卸压瓦斯抽采方法,2.卸压瓦斯抽采基本方法,淮南谢一矿保护层开采上、下邻近层瓦斯综合抽采方法,参数:B11突出危险煤层瓦斯压力4.5MPa,瓦斯含量14m3/t,B7、B8煤层瓦斯压力1.1MPa,瓦斯含量8m3/t。层间距:B11B9b 70m;B9aB9b 5.6m;B9aB9b 5.6mB8B9b 9.0m;B7B9b 20.5m;B6B9b 35.0m,方法:开采层顶板走向钻孔抽卸压瓦斯法;开采层B9b采空区埋管法
7、;B10底板网格式穿层孔抽卸压瓦斯法;B6底板网格式穿层钻孔抽卸压瓦斯法;,2.卸压瓦斯抽采基本方法,淮南新庄孜煤矿煤层群多重上保护层开采底板巷上向穿层钻孔卸压瓦斯抽采方法,2.卸压瓦斯抽采基本方法,阳泉上邻近层卸压瓦斯抽采系统,顶板倾斜钻孔,安全出口,瓦斯泵房,进风平硐,顶板倾斜钻孔,顶板倾斜钻孔,瓦斯管,瓦斯管,2.卸压瓦斯抽采基本方法,顶板倾斜高抽巷抽采卸压瓦斯法,顶板走向高抽巷抽采卸压瓦斯法,顶板倾斜钻孔抽采卸压瓦斯法,阳泉上邻近层卸压瓦斯抽采方法,2.卸压瓦斯抽采基本方法,进风巷,保护层顶板高位抽放巷,阳泉三矿超远距离保护层及被保护层瓦斯抽采方法,保护层,被保护层底板卸压瓦斯抽放巷,
8、被保护层,卸压瓦斯抽放钻孔,顶板走向高位抽放钻孔,内错式瓦斯尾巷,进风巷,回风巷,进风巷,回风巷,2.卸压瓦斯抽采基本方法,钻孔施工,封堵钻孔施工,抽采卸压瓦斯,采煤工作面,松藻煤矿被保护层卸压瓦斯抽采方法,2.卸压瓦斯抽采基本方法,沈阳红菱矿极薄上保护层开采瓦斯抽采方法,2.卸压瓦斯抽采基本方法,顶板走向穿层钻孔抽采卸压瓦斯方法,铁法晓南矿顶板走向穿层钻孔抽采卸压瓦斯方法,钻孔长度:170200m钻场间距:130m,2.卸压瓦斯抽采基本方法,三、预抽煤层瓦斯的治理技术,通过抽放煤层瓦斯:首先,降低煤层瓦斯压力和瓦斯含量,释放煤体内的瓦斯潜能。其次,煤体收缩变形,煤体所受的应力降低,透气性增大
9、;同时煤体中的弹性潜能得到释放。此外,增大煤体的机械强度和煤体的稳定性,从而使煤与瓦斯突出的阻力增大,进一步减弱或消除突出危险性,起到防突效果。,1.预抽瓦斯消突原理,抽采方法通常有:底板巷道网格式上向密集穿层钻孔;底板岩巷穿层钻孔+顺层钻孔;倾向顺层长钻孔递进掩护。,2.抽采方法,底板巷道网格式上向密集穿层钻孔:,2.抽采方法,淮北芦岭煤矿底板双岩巷网格式穿层钻孔瓦斯抽采,2.抽采方法,中梁山底板网格式穿层钻孔预抽煤层瓦斯方法,底板岩巷,穿层钻孔,放水器,流量计,瓦斯抽采干管,2.抽采方法,底板巷道网格式上向密集穿层钻孔抽采瓦斯:由于突出煤层透气性低,为了缩短抽放时间,钻孔布置密集,通常钻孔
10、间距不超过10m,钻场间距不超过30m。钻孔工程量大,通常用于单一无保护层可采的强突出危险煤层、掩护煤巷掘进、保护层保护范围以外的区域。,2.抽采方法,2.抽采方法,底板岩巷穿层钻孔+顺层钻孔,2.抽采方法,倾向顺层长钻孔递进掩护,3.预抽煤层瓦斯实例分析,淮北芦岭矿底板双岩巷穿层钻孔瓦斯抽采及特厚突出煤层顶分层保护层开采瓦斯抽采技术,芦岭煤矿8、9煤层为主采煤层,8煤层平均厚为8.96m,9煤层位于8煤层下部,间距为23m,平均厚度3.01m,两层煤都为突出煤层,曾发生上万吨的突出;由于历史原因,矿井二水平8、9煤层多数采区已不具备开采10煤层作保护层的条件;8煤层厚度大、煤质软、地压大,长
11、距离的煤层巷道难以支护,巷道变形维护困难,经过长期实践形成了目前二水平底板双岩巷加斜石门形成回采巷道的工作面布置方式;瓦斯治理采用底板钻孔大面积预抽及顶分层保护层开采的方式。,3.预抽煤层瓦斯实例分析,底板双岩巷穿层钻孔瓦斯抽采及特厚突出煤层顶分层保护层开采瓦斯抽采技术,8、9煤层工作面巷道布置情况,3.预抽煤层瓦斯实例分析,8煤层,9煤层,底板双岩巷穿层钻孔瓦斯抽采及特厚突出煤层顶分层保护层开采瓦斯抽采技术,3.预抽煤层瓦斯实例分析,8煤层,9煤层,穿层钻孔,集中巷,轨道巷,煤层瓦斯预抽,底板双岩巷穿层钻孔瓦斯抽采及特厚突出煤层顶分层保护层开采瓦斯抽采技术,3.预抽煤层瓦斯实例分析,8煤层,
12、9煤层,穿层钻孔,集中巷,轨道巷,煤层瓦斯预抽,底板双岩巷穿层钻孔瓦斯抽采及特厚突出煤层顶分层保护层开采瓦斯抽采技术,3.预抽煤层瓦斯实例分析,8煤层,9煤层,穿层钻孔,集中巷,轨道巷,煤层瓦斯预抽,煤层瓦斯抽采期为11.5a,抽采率约为30%,煤层瓦斯含量由20m3/t下降到14m3/t,底板双岩巷穿层钻孔瓦斯抽采及特厚突出煤层顶分层保护层开采瓦斯抽采技术,3.预抽煤层瓦斯实例分析,8煤层,9煤层,穿层钻孔,集中巷,轨道巷,顶分层保护层开采及卸压抽采,底板双岩巷穿层钻孔瓦斯抽采及特厚突出煤层顶分层保护层开采瓦斯抽采技术,3.预抽煤层瓦斯实例分析,8煤层,9煤层,穿层钻孔,集中巷,轨道巷,顶分
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