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1、矿井瓦斯抽放方法矿井瓦斯抽放方法 手机: 13931641124 Email：1主主 要要 内内 容容一、瓦斯抽采概论一、瓦斯抽采概论二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法三、临近层瓦斯抽放方法三、临近层瓦斯抽放方法四、采空区瓦斯抽放方法四、采空区瓦斯抽放方法2一、概论一、概论一、瓦斯抽放的概念、目的和意义一、瓦斯抽放的概念、目的和意义1.概念概念 为了减少和解除矿井瓦斯对煤矿安全生产的为了减少和解除矿井瓦斯对煤矿安全生产的威胁威胁,利用机械设备和专用管道造成的负压利用机械设备和专用管道造成的负压,将煤层中存在或释放出的瓦斯抽出来将煤层中存在或释放出的瓦斯抽出来,输送输送到地面或其他安全
2、地点的做法，叫做瓦斯到地面或其他安全地点的做法，叫做瓦斯抽放。抽放。2.目的目的 减少和消除瓦斯威胁减少和消除瓦斯威胁,保证煤矿生产安全。保证煤矿生产安全。3一、概论一、概论3.意义意义 可以减少开采时的瓦斯涌出量可以减少开采时的瓦斯涌出量,从而减少从而减少瓦斯隐患和各种瓦斯事故。瓦斯隐患和各种瓦斯事故。 可减少通风费用可减少通风费用,解决通风难以解决的难解决通风难以解决的难题。题。 用瓦斯作为原料和燃料用瓦斯作为原料和燃料,能化害为利、变能化害为利、变废为宝废为宝,可节约煤炭、保护环境和可观的经可节约煤炭、保护环境和可观的经济效益。济效益。4一、概论一、概论二、瓦斯抽采的必要性二、瓦斯抽采的
3、必要性1. 安全生产的需要5一、概论一、概论n实例1美国黑勇士盆地橡树沟煤矿煤层瓦斯含量 14.2m3/t抽取4年后 6.7m3/t抽取11年后 3.8m3/t煤层瓦斯含量降低了73%高瓦斯矿井低瓦斯矿井，构建了本质安全型矿井6一、概论一、概论n实例2淮南矿业集团全局瓦斯抽采量 1997年前 500万m3/a特大瓦斯事故 19901997年 八起 1997年 二起 死亡133人对策 开采保护层抽采瓦斯 近距离保护层 远距离保护层多重开采保护层7一、概论一、概论n实例2淮南矿业集团开采远距离下保护层抽采瓦斯效果13#煤层 瓦斯压力 P 4.4MPa0.5MPa 瓦斯含量 X 13m3/t5m3/
4、t 膨胀变形 26.33 透气性系数 0.01132.09m2/MPa2d 增大近3000倍 工作面瓦斯抽采率 60%以上 突出危险完全消除 工作面相对瓦斯涌出量 25m3/t5m3/t 回风流平均瓦斯浓度 1.15%0.5% 煤巷月进度 4060m200m以上 工作面日产量 1700t/d5100t/d8一、概论一、概论n实例2淮南矿业集团方针 可保尽保，应抽尽抽效果 瓦斯抽采量 2001年 7000万m3/a 2002年 突破1亿m3/a 2003年 1.4亿m3/a 2004年 1.5亿m3/a 2005年 1.6亿m3/a 2007年 1.8亿m3/a 2008年 2.46亿m3/a
5、2009年 3.26亿m3/a 连续10余年未发生瓦斯爆炸事故9一、概论一、概论2.优质清洁能源按燃烧热值计算1m3瓦斯 相当于 1.25 标准煤 1 燃油 接近 1m3 天然气 CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O + Q 1m3CH4 37022.2kJ 相当于11.5Kg烟煤 按热效率计算1m3煤层气 相当于 4 标准煤瓦斯是比天然气、燃油、特别是比煤洁净得多的一种优质能源10一、概论一、概论我国陆上埋深在2000m以内的瓦斯资源总量（煤层气）约为30万亿m3，多于陆上常规天然气的资源量（29万亿m3），相当于400亿t标准煤；按我国20亿t/年的能源消耗标准，相当于我国使用20年的
6、能源量。 11一、概论一、概论u 瓦斯还是一种温室气体，温室效应是二氧化碳的21倍；u对臭氧层的破坏能力是二氧化碳的7倍；u按生产吨煤平均排放10m3瓦斯量计算，我国每年排入大气的瓦斯量约为300亿m3，其产生的温室效应相当于排放4.5亿吨CO2；u同时排放到大气中的瓦斯还含有H2S、CO、NO等放射性物质，不仅污染大气，而且影响人体健康。u在过去地200300年中，大气中甲烷浓度已增加了1倍。3.环境保护12一、概论一、概论u国外井下抽采全世界有17个国家的623个矿井抽采瓦斯，年抽采总量达50亿m3，其中： 前苏联21亿m3 ，原德国 6.8亿m3 ，美国5.6亿m3 英 国3.9亿m3
7、、捷克3.3亿m3 、 波 兰 2.6亿m3 、 日 本2.0亿m3 、法国2.8亿m3 、澳大利亚1.2亿m3。原苏联解体后，煤产量大幅下降，瓦斯抽采量急剧减少，95年为12.6亿m3 。德、日、捷、法等国煤炭工业萎缩，抽采量也呈下降趋势。三、瓦斯抽采现状三、瓦斯抽采现状13一、概论一、概论u国外地面抽取美国时间(年) 年抽取量(亿m3)累计抽取量(亿m3)199055.71991 34.390.01992 45.7135.71994 35.0215.01996 92.82003450200450014一、概论一、概论我国瓦斯抽采量80年代 2.83.8亿m3/a 90年代 48.7亿m3/
8、a 2000年起大幅上升15一、概论一、概论煤层气资源u中 国 36.8万亿m3(埋深2000m以内)u加拿大 5785万亿m3 u前苏联 52.1万亿m3 u美 国 2.111.4万亿m3 u波 兰 1.3万亿m316一、概论一、概论四、瓦斯抽采原则四、瓦斯抽采原则瓦斯治理的12字方针先抽后采、监测监控、先抽后采、监测监控、以风定产以风定产瓦斯综合治理的16字工作体系通风可靠、抽通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位采达标、监控有效、管理到位尽可能多的在瓦斯进入矿井风流以前将其抽采出来抽采瓦斯要有针对性要有正规设计、施工和科学管理17一、概论一、概论五、矿井瓦斯抽放方法五、矿井瓦斯抽放方法
9、瓦斯抽放的方式和方法多种多样瓦斯抽放的方式和方法多种多样,一般有一般有3种种分类方法分类方法,见表见表4-1。表表4-1 矿井瓦斯抽放方法分类矿井瓦斯抽放方法分类18一、概论一、概论开采层瓦斯抽采采区大面积预抽边掘边抽、边采边抽人为卸压抽采邻近层瓦斯抽采 上邻近层抽采下邻近层抽采l采空区瓦斯抽采 全封闭式抽采半封闭式抽采l围岩瓦斯抽采 围岩裂隙溶洞抽采19抽放分抽放分类类抽放方法抽放方法抽放方式抽放方式适用条件适用条件开采层抽放未卸压煤层局部抽放超前钻孔高瓦斯或有突出危险煤层大面积抽放顺层钻孔抽放高瓦斯煤层，有充裕预抽时间穿层钻孔抽放专用瓦斯巷抽放钻孔和巷道混合抽放地面钻孔抽放卸压煤层抽放边采
10、边抽煤层瓦斯涌出量较大，透气性较小，预抽时间不充分边掘边抽掘进头瓦斯涌出量较大强化抽放水力压裂煤层透气性低水力割缝松动爆破物理化学处理邻近层抽放上下邻近层抽放巷道钻孔抽放邻近层向开采层瓦斯涌出量较大地面钻孔抽放专用抽放巷综合抽放采空区抽放已采区密闭埋管抽放瓦斯涌出量较大的已采区密闭巷道抽放现采区埋管抽放瓦斯涌出量较大的回采工作面井下钻孔抽放地面钻孔抽放综合抽放围岩抽放围岩裂隙溶洞裂隙钻孔抽放存在裂隙、溶洞的围岩瓦斯涌出量较大或有瓦斯喷出危险溶洞钻孔抽放密闭巷道抽放20一、概论一、概论值得注意的是：值得注意的是： 瓦斯抽放方法虽然有上述不同分类方法和瓦斯抽放方法虽然有上述不同分类方法和种类，但现
11、场应用时，往往是互相结合、种类，但现场应用时，往往是互相结合、不能截然分开的。不能截然分开的。 如本煤层抽放中包括巷道预抽法、钻孔预如本煤层抽放中包括巷道预抽法、钻孔预抽法及边采抽法及边采(掘掘)边抽法；而钻孔法又应用于边抽法；而钻孔法又应用于本煤层抽放、邻近层抽放及预抽、边抽等。本煤层抽放、邻近层抽放及预抽、边抽等。 21一、概论一、概论六、六、建立瓦斯抽采系统的依据建立瓦斯抽采系统的依据（1）煤矿瓦斯抽放规范（AQ 1027-2006）（2）煤矿瓦斯抽采工程设计规范（GB 50471-2008）（3）煤矿瓦斯抽采基本指标（AQ 1026-2006）（4）煤矿安全规程22一、概论一、概论七、
12、必须建立抽放系统（地面永久或井下移七、必须建立抽放系统（地面永久或井下移动）的条件动）的条件1.高瓦斯矿井；2.开采有煤与瓦斯突出危险煤层的矿井； 3.一个采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3min或1个掘进工作面绝对瓦斯涌出量大于3m3min，用通风方法解决瓦斯问题不合理的矿井；4. 矿井绝对涌出量达到以下条件的：大于或等于40m3min；年产量1.01.5Mt的矿井，大于30m3min；年产量0.61.0Mt的矿井，大于25m3min；年产量0.40.6Mt的矿井，大于20m3min；年产量等于或小于0.4Mt，大于15m3min。凡是符合上述条件之一的，必须建立瓦斯抽采系统23一、概论一、
13、概论井下临时抽采系统局部地区(采区或工作面)瓦斯涌出量大低瓦斯矿井的高瓦斯区24一、概论一、概论八、应该建立地面永久抽放瓦斯系统的条件八、应该建立地面永久抽放瓦斯系统的条件1.开采有煤与瓦斯突出危险煤层的矿井；2.瓦斯抽采系统设计抽采量大于或等于2m3min的矿井。；3.瓦斯资源可靠、储量丰富，预计瓦斯抽放服务年限在5年以上。满足1或2、3项，应该建立地面永久抽放瓦斯系统（煤矿瓦斯抽采工程设计规范GB504712008）将其作为强制性条文。25二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法1.概念概念 本煤层（开采层）瓦斯抽放是指采用送道或打钻本煤层（开采层）瓦斯抽放是指采用送道或打钻的方式直接
14、抽放开采煤层内含有的瓦斯的方法。的方式直接抽放开采煤层内含有的瓦斯的方法。预抽煤层瓦斯的难易程度指标类别钻孔流量衰减系数a(d-1)煤层透气性系数 (m2/MPa2d)容易抽采0.00310可以抽采0.0030.05100.1较难抽采0.050.126二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法2.方法方法 按照抽放与采掘的时间关系，本煤层抽放按照抽放与采掘的时间关系，本煤层抽放可分为可分为“预抽预抽”和和“边抽边抽”两种方法。两种方法。所谓所谓“预抽预抽”，就是在开采之前预先抽出煤，就是在开采之前预先抽出煤体中的瓦斯。体中的瓦斯。“预抽预抽”又可分为巷道预抽和又可分为巷道预抽和钻孔预抽钻孔预
15、抽2种；种；所谓所谓“边抽边抽”是指边生产边抽放瓦斯，即生是指边生产边抽放瓦斯，即生产和抽放同时进行。产和抽放同时进行。“边抽边抽”又包括边采边又包括边采边抽和边掘边抽抽和边掘边抽2种。种。27二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法3.预抽本煤层瓦斯施工方法及优缺点预抽本煤层瓦斯施工方法及优缺点 预抽本煤层瓦斯预抽本煤层瓦斯(分巷道预抽和钻孔预抽分巷道预抽和钻孔预抽)的施工方法及优的施工方法及优缺点如下：缺点如下：1）巷道预抽本煤层瓦斯）巷道预抽本煤层瓦斯 即在回采之前事先掘出瓦斯巷道即在回采之前事先掘出瓦斯巷道(因同时要考虑采煤工作因同时要考虑采煤工作需要，因此也叫采准巷道需要，因此也
16、叫采准巷道)，然后，将巷道密闭，在密闭，然后，将巷道密闭，在密闭处接设管路进行抽放，直到回采时为止。处接设管路进行抽放，直到回采时为止。 这种方法的这种方法的优点是优点是，煤体卸压范围大，煤的暴露面积大，煤体卸压范围大，煤的暴露面积大，有利于瓦斯释放。有利于瓦斯释放。 缺点是缺点是，提前送道，开采时巷道维修量大；高瓦斯煤层，提前送道，开采时巷道维修量大；高瓦斯煤层掘进施工困难；若密闭不严易进气，抽出的瓦斯浓度低；掘进施工困难；若密闭不严易进气，抽出的瓦斯浓度低；且巷内易引起自然发火。且巷内易引起自然发火。28二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法2）钻孔预抽本煤层瓦斯）钻孔预抽本煤层瓦斯 即在开采煤层底即在开采煤层底(或顶或顶)板岩层中掘一与煤层走向平行的板岩层中掘一与煤层走向平行的巷道巷道,然后每隔一定距离然后每隔一定距离(2030m)掘一小石门做钻场掘一小石门做钻场(深深度度6m),在每个钻场内向煤层打在每个钻场内向煤层打37个呈放射状的钻孔穿个呈放射状的钻孔穿透煤层进入顶透煤层进入顶(底底)板板,插管封孔进行抽放。如图插管封孔进行抽放。如图4-1所示。所示。1-1-煤层煤层
