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1、煤与瓦斯突出矿井区域性瓦斯 治理技术体系的再认识煤与瓦斯突出防治讲座中国矿业大学 煤矿瓦斯治理国家工程研究中心程远平 教授汇 报 提 纲一、引言二、煤与瓦斯突出灾害的再认识认识三、区域性瓦斯治理技术术的再认认 识识四、区域性瓦斯治理管理的再认认 识识第一部分 立项背景 煤炭工业协会科学技术奖答辩 一、引 言（一）防突规定的实施（二）防突规定的作用防治煤与瓦斯突出规定2009 年4月30日国家安全生产监督管理总局 局长办公会议审议通过，现予公布， 自2009年8月1日起施行，原煤炭工业 部1995年1月25日发布的防治煤与瓦 斯突出细则同时废止。国家安全生产监督管理总局令第19号（一）防突规定的
2、实施（一）防突规定的实施区域防突措施先行，局部防突措施补充区域防突措施先行，局部防突措施补充 不掘突出头、不采突出面不掘突出头、不采突出面 区域综合防突措施区域突出危险预测区域防突措施区域效果检验区域验证局部综合防突措施工作面危险预测工作面防突措施工作面效果检验安全防护措施防突规定作为部门规章，提升了法律约束力，对防突工作有更大的推动作用。 国家最高行政机关所属的 各部门、委员会在自己的职权 范围内发布的调整部门管理事 项的规范性文件。国家法律行政法规部门规章行业标准（二）防突规定的作用防突规定更加严格了区域防治措施，规定区域 措施不到位，不得进行采掘作业，对“标本兼治，重 在治本，源头防治煤
3、与瓦斯突出”会起到重要的推动 作用。防突规定更加突出煤矿企业在防治煤与瓦斯突 出工作中的主体责任，对发挥企业的主观能动性，结 合自身实际，系统性做好防突工作会起到重要的推动 作用。 （二）防突规定的作用防突规定实施后，一些省（市）结合自身突出 灾害特点和防突工作经验，在防突规定的基础上 制定了地方行政法规（安徽省、河南省等），采取了 更加严格的管理办法，如严禁采用“顺层钻孔预抽煤 巷条带煤层瓦斯”防突措施等，有效地提高了防突工 作水平。（二）防突规定的作用第一部分 立项背景 煤炭工业协会科学技术奖答辩 二、煤与瓦斯突出灾害的再认识（一）开采深度（二）瓦斯压力（三）瓦斯含量（四）突出案例（一）开
4、采深度 我国中东部已经进入深部开采，开采深度普遍达到 8001000m，已有34对矿井开采深度超过1000m，最 大开采深度超过1300m。 进入深部开采后，地应力增大、水压增高、地温增 加，直接结果是瓦斯压力大、瓦斯含量高、煤质松软 、煤层渗透性低、瓦斯抽采困难，煤与瓦斯突出灾害 严重；此外，冲击地压、突水灾害和矿井热害也不断 增加，甚至出现复合灾害，如冲击地压和煤与瓦斯突 出复合灾害等。 （二）瓦斯压力瓦斯压力梯度示意图安全线法确定瓦斯压力梯度 通常深度每增加100m，瓦斯压力增加1.0MPa，某矿 井深度200m时，瓦斯压力1.0MPa，开采深度增加到 1000m时，瓦斯压力增加到8.0
5、MPa。安全线我国最大瓦斯压力为13.9MPa（二）瓦斯含量 通常深度每增加100m，瓦斯含量增加23m3/t，某 矿井深度200m时，瓦斯含量8m3/t，开采深度增加到 1000m时，瓦斯含量增加到2432m3/t。煤层瓦斯含量与深度关系我国最大瓦斯含量为60m3/t煤的孔隙分布（三）瓦斯突出灾害日趋严重 突出矿区分布示意图u已有1040多对突出矿井，每年因突出死亡200人以上； u随着采深的增加，煤与瓦斯突出灾害日趋严重；2004年10月20日，郑州大平煤 矿发生特大型突出，突出煤岩 量1894t，瓦斯25万m3，引发瓦 斯爆炸，死亡148人。放炮器巷道底板堆积大量煤粉2009年5月30日
6、，松藻煤同华煤矿发生特大型突出 ，突出煤岩量3000t，瓦斯28.2万m3，死亡30人。2009年11月21日，鹤岗新兴煤矿发生特大型突出 ，突出煤岩量3098t，瓦斯16万m3，并引发瓦斯爆 炸，死亡108人。2010年10月16日，平煤平禹四矿发生特大型突出 ，突出煤岩量2547 t，瓦斯15万m3，死亡37人。2011年10月27日，焦作九里山矿发生特大型突出 ，突出煤岩量3246 t，瓦斯29.11万m3，死亡18人 。迎头左帮突出孔洞迎头右帮突出孔洞2012年11月24日，贵州响水煤矿发生次大型突出 ，突出煤岩量490t，瓦斯4.5万m3，死亡23人。2013年1月18日，盘江金佳煤
7、矿发生特大型突出， 突出煤岩量1571t，瓦斯33.12万m3，死亡13人。2013年3月12日，水城马场煤矿发生特大型突出， 突出煤岩量2051t，瓦斯35.2万m3，死亡25人。进风侧孔洞无防逆流装置风门质量很差回风侧死亡人员的矿帽事故地点事故地点2013年9月1日，滇东能源白龙山煤矿发生大型突 出，突出煤岩量868t，瓦斯8.4万m3，死亡9人。左侧孔洞右侧孔洞C8+1煤层2013年9月1日，滇东能源白龙山煤矿发生大型突 出，突出煤岩量868t，瓦斯8.4万m3，死亡9人。第一部分 立项背景 煤炭工业协会科学技术奖答辩 三、区域性瓦斯治理技术的再认识（一）技术选择（二）规划设计（三）措施
8、到位（四）钻孔有效（五）封孔严密（六）效果可靠（一）技术选择第四十五条 区域防突措施是指在突出煤层进行采掘前，对突出煤层较大范围采取的防突措施。区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类。开采保护层分为上保护层和下保护层两种方式。应优先采用开采保护层区域性防突措施。（一）技术选择预抽煤层瓦斯可采用的方式有： （1）地面井预抽煤层瓦斯以及井下穿层钻孔或顺层 钻孔预抽区段煤层瓦斯； （2）穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯； （3）顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯； （4）穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域 煤层瓦斯； （5）顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯。应当按上述所列方式的优先顺序选取，
9、或一并采 用多种方式的预抽煤层瓦斯措施。断裂带垮落带弯曲带底鼓变形带底鼓裂隙带卸压区应力集中区应力集中区保护层远距离被保护层超远距离被保护层下被保护层穿层钻孔高抽巷地面钻井 关键技术关键技术配套的卸压抽采方法和技术参数（一）技术选择1、保护层开采钻孔抽采半径150200m卸压距离 20 200m（一）技术选择1、保护层开采地面钻井采动卸压抽采应用实例应用实例 1 1高抽巷被保护层保护层136 m底板岩巷穿层钻孔超远距离保护层开采 底板岩巷网格式穿层钻孔和高抽巷抽采法2、井下穿层钻孔采动卸压抽采（一）技术选择1、保护层开采应用实例应用实例 2 2被保护层保护层远距离保护层开采 底板岩巷网格式穿层
10、钻孔抽采法70110m（一）技术选择1、保护层开采应用实例应用实例 3 3下被保护层16m50m上被保护层保护层厚度 0.4m 极薄关键保护层开采 上下底板岩巷网格式穿层钻孔抽采法穿层钻孔底板岩巷穿层钻孔底板岩巷应用实例应用实例 4 42、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采（一）技术选择1、保护层开采钻孔位置 被保护层组保护层100m巨厚关健层条件下远距离保护层开采 增透效果好、有限穿层钻孔抽采法巨厚关健层高抽巷穿层钻孔2、井下穿层钻孔采动卸压抽采应用实例应用实例 5 52、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采（一）技术选择1、保护层开采组合上保护层被保护层3
11、050m穿层钻孔底板岩巷保护层 1保护层 2不稳定薄煤层组合保护层开采及 卸压瓦斯抽采应用实例应用实例 6 62、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采（一）技术选择1、保护层开采3、Y型通风采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采（一）技术选择1、保护层开采应用实例应用实例 7 7超远距离上保护层开采及卸压CO2抽采各种倾角条件下采动卸压抽采近水平煤层倾斜煤层急倾斜煤层应用实例应用实例 8 82、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动
12、卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采（一）技术选择1、保护层开采3、Y型通风采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采（一）技术选择2、预抽煤层瓦斯地面钻井增透预抽方法技术套管煤层裸眼洞穴井垂直压裂井从式井3、Y型通风采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采（一）技术选择2、预抽煤层瓦斯排水降压 阶段稳定生产 阶段产气量下降 阶段水平井滑套分压管柱示意 图地面钻井增透预抽方法
13、双岩巷穿层钻孔区域性预抽方法9煤轨道巷集中巷8煤9煤高低布置间距5m钻孔间距 8m 配合水力冲孔、割缝增透； 抽采12月，抽采率60%以上； 区域性消除突出危险； 补充顺层钻孔抽工作面瓦斯； 具备综采放顶煤开采的条件3、Y型通风采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采（一）技术选择2、预抽煤层瓦斯应用实例应用实例 2 25、底板巷道网格式穿层与顺层钻孔预抽3、Y型通风采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采（一）技术选择2、预抽
14、煤层瓦斯穿层与顺层钻孔相结合区域性预抽方法6、顺层长钻孔递进掩护预抽顺层钻孔递进掩护区域性预抽方法5、底板巷道网格式穿层与顺层钻孔预抽3、Y型通风采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采（一）技术选择2、预抽煤层瓦斯定向顺层钻孔递进掩护区域性预抽方法6、顺层长钻孔递进掩护预抽5、底板巷道网格式穿层与顺层钻孔预抽3、Y型通风采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采（一）技术选择2、预抽煤层瓦斯（一）开采深度 任何一个突出矿井，不可
15、能仅采用一种瓦斯抽采方 法解决全部瓦斯问题，如效果较好的保护层开采及卸 压瓦斯抽采方法也需要穿层预抽和顺层预抽相配合， 条件适宜时还可以采用地面钻井和井下抽采相结合的 立体瓦斯抽采技术模式等，总之矿井瓦斯抽采应为综 合抽采。由于地质条件和瓦斯赋存的差异性，各矿井应研发 适合本矿条件的瓦斯治理技术体系，要实现“一矿一 策、一区（一层）一策、一面一策。 3、综合抽采瓦斯赋存规律及危险分类分区瓦斯灾害综合治理总体规划瓦斯灾害综合治理技术保障瓦斯灾害综合治理管理保障第一层次第二层次第三层次第四层次突出矿井瓦斯灾害综合治理模式瓦斯治理总体规划瓦斯治理总体规划区域性瓦斯治理技术区域性瓦斯治理技术瓦斯治理技
16、术企业标准瓦斯治理技术企业标准确保瓦斯治理确保瓦斯治理“时空时空”条件，条件， 做到做到“抽、掘、采抽、掘、采”平衡平衡实现突出煤层的实现突出煤层的“先抽后采先抽后采”实现瓦斯治理的实现瓦斯治理的 规范化、程序化、科学化规范化、程序化、科学化煤 与 瓦 斯 突 出 矿 井 瓦 斯 治 理 技 术 体 系6、顺层长钻孔递进掩护预抽5、底板巷道网格式穿层与顺层钻孔预抽3、Y型通风采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采（二）规划设计1、规划作用6、顺层长钻孔递进掩护预抽5、底板巷道网格式穿层与顺层钻孔预抽3、Y型通风采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采2、井下穿层钻孔采动卸压抽采（二）规划设计2、规划目的瓦斯综合治理是一个系统工程，需要大量的巷道工程和钻孔工程，工程施工及瓦斯抽采
