煤礦瓦斯抽采與利用

1、煤礦瓦斯抽采與利用煤礦瓦斯抽采與利用第1頁一、瓦斯流動(dòng)1、描述瓦斯?jié)B流Darcy滲流定律 所謂滲流:是指流體在多孔介質(zhì)內(nèi)因?yàn)閴毫Σ铗?qū)動(dòng)形成層流運(yùn)動(dòng),即對(duì)多孔介質(zhì)Re500 m21.0 17.0 15.0 13.0 11.0 10.0 10.0資料起源：結(jié)合我國(guó)外工程實(shí)踐分析認(rèn)為。煤礦瓦斯抽采與利用第8頁二、未采動(dòng)區(qū)地面鉆井抽瓦斯3、技術(shù)進(jìn)步注CO2置換驅(qū)趕技術(shù)，適于不宜開采煤層；原理：煤對(duì)CO2吸附能力大于煤對(duì)CH4吸附能力，因而注入CO2置換CH4。CO2H2OCH4CO2CO2CH4CH4H2OCH4煤礦瓦斯抽采與利用第9頁二、未采動(dòng)區(qū)地面鉆井抽瓦斯3、技術(shù)進(jìn)步水平羽狀鉆孔；原理：地面鉆井

2、一個(gè)開孔位置，多個(gè)分支進(jìn)入煤層，使煤層鉆孔長(zhǎng)度極大增加，加大鉆井控制范圍和抽瓦斯量。煤礦瓦斯抽采與利用第10頁三、采動(dòng)區(qū)地面鉆井抽瓦斯1、原理 采動(dòng)前布置并施工好鉆井，采動(dòng)下煤層時(shí)抽上煤層卸壓瓦斯，采過鉆井位置后，還可繼續(xù)抽開采層采空區(qū)瓦斯。煤礦瓦斯抽采與利用第11頁三、采動(dòng)區(qū)地面鉆井抽瓦斯2、適用條件對(duì)煤層群條件，盡可能選擇下部煤層作首采層，以利于鉆井抽采上部煤層卸壓瓦斯和開采層采空區(qū)瓦斯；對(duì)單一煤層主要用于抽開采層采煤工作面卸壓條帶和采空區(qū)瓦斯。煤礦瓦斯抽采與利用第12頁三、采動(dòng)區(qū)地面鉆井抽瓦斯3、注意事項(xiàng)鉆井布置要結(jié)合采煤工作面布置統(tǒng)籌考慮；煤礦瓦斯抽采與利用第13頁三、采動(dòng)區(qū)地面鉆井抽

3、瓦斯3、注意事項(xiàng)鉆井結(jié)構(gòu)要考慮頂部巖層錯(cuò)動(dòng)可能帶來鉆孔切斷（尤其是在巖層性質(zhì)差異大交界面附近）。煤礦瓦斯抽采與利用第14頁1、孔底馬達(dá)鉆機(jī)施工順煤層枝狀長(zhǎng)鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯方法大寧礦實(shí)施案例(VLD鉆機(jī))適合于結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、賦存相對(duì)穩(wěn)定、煤層堅(jiān)固性系數(shù)f1中厚以上煤層。四、未采動(dòng)區(qū)井下鉆孔抽瓦斯煤礦瓦斯抽采與利用第15頁四、未采動(dòng)區(qū)井下鉆孔抽瓦斯2、旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)鉆機(jī)施工順煤層水平長(zhǎng)鉆孔立體交叉鉆孔布局抽瓦斯效果會(huì)更加好適合于結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、賦存相對(duì)穩(wěn)定、煤層堅(jiān)固性系數(shù)f1中厚以上煤層?；仫L(fēng)順槽位置鉆孔切眼位置運(yùn)輸順槽位置煤礦瓦斯抽采與利用第16頁四、未采動(dòng)區(qū)井下鉆孔抽瓦斯3、旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)鉆機(jī)施工順煤層傾斜

4、長(zhǎng)鉆孔立體交叉鉆孔布局抽瓦斯效果會(huì)更加好適合于各種條件煤層。煤礦瓦斯抽采與利用第17頁四、未采動(dòng)區(qū)井下鉆孔抽瓦斯4、旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)鉆機(jī)施工順煤層鉆孔適合于巷道瓦斯涌出量大非突出煤層。煤礦瓦斯抽采與利用第18頁四、未采動(dòng)區(qū)井下鉆孔抽瓦斯4、旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)鉆機(jī)施工順煤層鉆孔適合于鉆孔過程不發(fā)生突出煤層。鉆場(chǎng)掘進(jìn)工作面預(yù)抽鉆孔邊掘邊抽鉆孔掘進(jìn)工作面預(yù)抽和邊掘邊抽布孔方式煤礦瓦斯抽采與利用第19頁四、未采動(dòng)區(qū)井下抽瓦斯4、旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)鉆機(jī)施工順煤層鉆孔適合于嚴(yán)重突出危險(xiǎn)煤層。底板巖石巷道未來煤巷位置底板巖石巷道穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶瓦斯煤礦瓦斯抽采與利用第20頁五、采動(dòng)區(qū)井下抽瓦斯1、保護(hù)層開采時(shí)抽采卸壓煤層瓦斯適合于

5、有保護(hù)層開采條件煤層首采層卸壓線底板抽瓦斯巷抽瓦斯巷圖開采保護(hù)層抽卸壓瓦斯頂板巖石鉆孔煤礦瓦斯抽采與利用第21頁五、采動(dòng)區(qū)井下抽瓦斯2、回風(fēng)巷高位鉆孔抽采空區(qū)瓦斯適合于采空區(qū)瓦斯涌出量大條件，尤其對(duì)首采層、鄰近煤層多、采空區(qū)丟煤多開采層采空區(qū)抽瓦斯巷抽瓦斯鉆孔回風(fēng)巷位置 采空區(qū)高冒帶鉆孔抽瓦斯方法裂隙區(qū)煤礦瓦斯抽采與利用第22頁五、采動(dòng)區(qū)井下抽瓦斯平面布置模式以下：（Y型通風(fēng)模式，雙巷模式）煤礦瓦斯抽采與利用第23頁五、采動(dòng)區(qū)井下抽瓦斯平面布置模式以下：（Y型通風(fēng)，沿空留巷模式）煤礦瓦斯抽采與利用第24頁五、采動(dòng)區(qū)井下抽瓦斯非金屬管平面布置模式以下：（U型通風(fēng)，雙巷模式）煤礦瓦斯抽采與利用第2

6、5頁五、采動(dòng)區(qū)井下抽瓦斯3、高冒帶走向鉆孔抽采空區(qū)瓦斯適合于采空區(qū)瓦斯涌出量不太大條件，主要處理上隅角瓦斯超限條件抽瓦斯鉆孔采空區(qū)回風(fēng)巷位置 采空區(qū)高冒帶走向鉆孔和埋管抽瓦斯方法裂隙區(qū)煤礦瓦斯抽采與利用第26頁五、采動(dòng)區(qū)井下抽瓦斯平面布置模式以下：（U型通風(fēng)模式）抽瓦斯管煤礦瓦斯抽采與利用第27頁五、采動(dòng)區(qū)井下抽瓦斯4、采空區(qū)埋管抽瓦斯適合于采空區(qū)瓦斯涌出量不大，主要處理上隅角瓦斯超限條件采空區(qū)預(yù)埋抽瓦斯管回風(fēng)巷位置 采空區(qū)高冒帶走向鉆孔和埋管抽瓦斯方法裂隙區(qū)底板巖巷和大直徑管路大直徑連通鉆孔煤礦瓦斯抽采與利用第28頁五、采動(dòng)區(qū)井下抽瓦斯平面布置模式以下：（U型通風(fēng)模式）預(yù)埋水泥管方式適合于采

7、空區(qū)瓦斯量大，有底板巷或邊界巷條件。抽瓦斯管底板巷內(nèi)瓦斯管大鉆孔預(yù)埋水泥管煤礦瓦斯抽采與利用第29頁五、采動(dòng)區(qū)井下抽瓦斯1、采動(dòng)區(qū)走向高位抽瓦斯巷道巷道層位取決于鄰近層瓦斯涌出情況，抽上鄰近層瓦斯層位盡可能高一些，但必須在瓦斯源下方裂隙帶內(nèi)；抽采空區(qū)瓦斯則層位應(yīng)低一些，也盡可能布置在裂隙帶內(nèi)。煤礦瓦斯抽采與利用第30頁六、抽瓦斯方法選擇標(biāo)準(zhǔn)1、選擇抽瓦斯方法主要依據(jù)煤層突出危險(xiǎn)性：突出危險(xiǎn)煤層必須進(jìn)行采掘作業(yè)前瓦斯預(yù)抽，使煤層瓦斯含量降低到要求指標(biāo)以下；嚴(yán)重突出危險(xiǎn)煤層盡可能選擇穿層鉆孔預(yù)抽，防止鉆孔施工時(shí)發(fā)生突出。預(yù)測(cè)瓦斯涌出量大小：依據(jù)涌出量進(jìn)行分解，即涌出量=風(fēng)排量+采動(dòng)區(qū)抽采量+未采動(dòng)

8、區(qū)抽采量，同時(shí)應(yīng)滿足要求工作面和礦井瓦斯抽采率要求。煤礦瓦斯抽采與利用第31頁六、抽瓦斯方法選擇標(biāo)準(zhǔn)瓦斯涌出起源：瓦斯來自本煤層還是鄰近層。來自本煤層瓦斯以采掘前預(yù)抽為主，來自鄰近層以采動(dòng)區(qū)瓦斯抽采方法為主；同時(shí)還應(yīng)考慮來自上鄰近層還是下鄰近層，上（下）鄰近層以頂（底）板鉆孔或巷道方式為宜。允許或者能夠提供通風(fēng)量大小以及允許或者可能產(chǎn)量大小。通風(fēng)量決定風(fēng)排瓦斯量，產(chǎn)量決定瓦斯涌出量；涌出量-風(fēng)排量=必須抽采量，以此作為選擇抽采方法主要依據(jù)。煤礦瓦斯抽采與利用第32頁六、抽瓦斯方法選擇標(biāo)準(zhǔn)巷道布局：依據(jù)前面標(biāo)準(zhǔn)選定了抽采瓦斯方法后，就必須要求調(diào)整巷道布局，以滿足抽瓦斯工程要求；有效利用已經(jīng)有巷道

9、工程調(diào)整抽瓦斯方法，使得工程量不多、而抽瓦斯效果更加好，這種思緒往往也是非常必要。煤礦瓦斯抽采與利用第33頁六、抽瓦斯方法選擇標(biāo)準(zhǔn)2、抽瓦斯方法應(yīng)堅(jiān)持多措并舉、因地制宜標(biāo)準(zhǔn)預(yù)抽煤層瓦斯時(shí)，若瓦斯含量較高，煤層滲透性不是很低時(shí)，應(yīng)考慮地面鉆井、順層鉆孔結(jié)合方法預(yù)抽煤層瓦斯；滲透性極差時(shí)，應(yīng)考慮穿層鉆孔和順層鉆孔結(jié)合方法預(yù)抽瓦斯。瓦斯涌出量高且瓦斯起源不過分偏重本煤層或鄰近層時(shí)，應(yīng)考慮采前預(yù)抽和采動(dòng)卸壓抽結(jié)合方法抽瓦斯。煤礦瓦斯抽采與利用第34頁六、抽瓦斯方法選擇標(biāo)準(zhǔn)采動(dòng)卸壓抽瓦斯時(shí)，假如上下鄰近層對(duì)工作面瓦斯涌出量都有較大影響時(shí)，應(yīng)考慮上下鄰近層甚至采空區(qū)埋管相結(jié)合卸壓抽瓦斯方法。強(qiáng)化抽瓦斯與強(qiáng)

10、化通風(fēng)相結(jié)合瓦斯治理方法。強(qiáng)化瓦斯治理與控制煤炭產(chǎn)量相結(jié)合方法。強(qiáng)化瓦斯抽采與控制煤炭自燃相結(jié)合方法。強(qiáng)化瓦斯治理與強(qiáng)化抽掘采工程相銜接方法。所以，抽瓦斯實(shí)際上是一個(gè)系統(tǒng)工程優(yōu)化問題。煤礦瓦斯抽采與利用第35頁六、抽瓦斯方法選擇標(biāo)準(zhǔn)3、抽瓦斯系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采前預(yù)抽瓦斯和采動(dòng)卸壓抽瓦斯分系統(tǒng)運(yùn)行是非常必要。煤礦瓦斯抽采與利用第36頁六、抽瓦斯方法選擇標(biāo)準(zhǔn)高負(fù)壓預(yù)抽瓦斯是有效，系統(tǒng)負(fù)壓不足時(shí)勉勵(lì)使用移動(dòng)泵接力，但封孔深度必須進(jìn)入采掘空間引發(fā)煤巖破碎圈以外。采動(dòng)卸壓抽瓦斯系統(tǒng)應(yīng)盡可能設(shè)置調(diào)整閥門，以抽采瓦斯?jié)舛群统椴杉兞繛橹饕罁?jù)調(diào)整抽采負(fù)壓。煤礦瓦斯抽采與利用第37頁七、抽瓦斯工程合理布局1、抽掘采

11、合理布局標(biāo)準(zhǔn)高瓦斯突出煤層“先抽后掘采”標(biāo)準(zhǔn)；“產(chǎn)量服從安全”標(biāo)準(zhǔn)；抽瓦斯工程“多措并舉”標(biāo)準(zhǔn)；“盡可能考慮瓦斯利用”標(biāo)準(zhǔn)；“兼顧經(jīng)濟(jì)效益”標(biāo)準(zhǔn)煤礦瓦斯抽采與利用第38頁七、抽瓦斯工程合理布局2、抽掘采合理布局主要內(nèi)容及要求鉆孔工程合理參數(shù)鉆孔可能到達(dá)合理長(zhǎng)度：依據(jù)煤層條件、鉆機(jī)具能力、工程需求、鉆孔長(zhǎng)度與抽瓦斯效果關(guān)系等確定鉆孔可能到達(dá)合理長(zhǎng)度；煤礦瓦斯抽采與利用第39頁七、抽瓦斯工程合理布局鉆孔合理層位和方位：順煤層預(yù)抽瓦斯鉆孔盡可能實(shí)施交叉鉆孔，厚煤層順煤層鉆孔盡可能布置在不一樣層位上，但應(yīng)考慮機(jī)具適應(yīng)性（如開孔高度、方位、軌跡控制能力等）；穿層鉆孔終孔合理層位應(yīng)該是進(jìn)入抽采瓦斯目標(biāo)煤層

12、頂（底）板一定深度（立井要考慮排渣排水、造穴等要求）；采動(dòng)卸壓抽瓦斯鉆孔和巷道合理層位與方位尤其主要，目標(biāo)是盡可能延長(zhǎng)鉆孔服務(wù)時(shí)間，抽出瓦斯量最大，抽瓦斯?jié)舛群侠?。煤礦瓦斯抽采與利用第40頁七、抽瓦斯工程合理布局 鉆孔合理服務(wù)時(shí)間：預(yù)抽煤層瓦斯鉆孔合理服務(wù)時(shí)間取決于煤層滲透性、煤層瓦斯含量、預(yù)抽所必須滿足指標(biāo)以及鉆孔預(yù)抽瓦斯量衰減規(guī)律等；預(yù)抽時(shí)間過長(zhǎng)造成抽掘采接替擔(dān)心和無須要工程浪費(fèi)，預(yù)抽時(shí)間過短不能有效發(fā)揮鉆孔工程作用、達(dá)不到預(yù)抽指標(biāo)要求、一樣會(huì)造成預(yù)抽瓦斯工程浪費(fèi)。有些采動(dòng)卸壓抽瓦斯鉆孔（巷道）在確保維持運(yùn)行成本合理和滿足防滅火要求時(shí)盡可 能延長(zhǎng)其服務(wù)時(shí)間，有些鉆孔壽命卻與采掘推進(jìn)速度、布

13、孔層位、方位、開孔位置等參數(shù)親密相關(guān)。煤礦瓦斯抽采與利用第41頁七、抽瓦斯工程合理布局鉆孔合理間距：預(yù)抽鉆孔合理間距與合理預(yù)抽時(shí)間親密相關(guān)，二者主要決定抽瓦斯鉆孔工程量；所以，依據(jù)抽采所必須到達(dá)要求合理優(yōu)化合理預(yù)抽時(shí)間和預(yù)抽鉆孔合理間距是非常主要內(nèi)容。對(duì)采動(dòng)卸壓抽瓦斯鉆孔合理間距主要取決于需要到達(dá)抽采瓦斯量要求以及鉆孔布孔層位、方位、開孔位置等。煤礦瓦斯抽采與利用第42頁七、抽瓦斯工程合理布局鉆孔施工時(shí)間與工程安排：依據(jù)前面主要內(nèi)容可基礎(chǔ)確定鉆孔（巷道）工程量，依據(jù)鉆機(jī)具能力、效率以及施工現(xiàn)場(chǎng)可能工程布局，能夠做出合理工程施工時(shí)間與工程安排。抽采瓦斯工程合理布局要求：滿足抽瓦斯工程施工（包含安

14、裝）和工程服務(wù)時(shí)間要求，滿足抽瓦斯工程安排場(chǎng)地和設(shè)備設(shè)施要求。煤礦瓦斯抽采與利用第43頁七、抽瓦斯工程合理布局掘進(jìn)工程合理布局主要依據(jù)高瓦斯突出煤層巷道掘進(jìn)要滿足先抽后掘指標(biāo)要求；滿足抽瓦斯工程施工巷道空間要求；滿足采煤工作面布局要求；盡可能分采區(qū)布局掘采工程，防止集中在一個(gè)采區(qū)甚至在一個(gè)工作面附近集中布置采掘工作面，降低人員集中度；盡可能滿足機(jī)械化施工要求。煤礦瓦斯抽采與利用第44頁七、抽瓦斯工程合理布局采煤工作面合理布局主要依據(jù)高瓦斯突出礦井必須滿足先抽后采要求；煤炭產(chǎn)量和工作面單產(chǎn)能力；防止超核定能力生產(chǎn)；防止突擊生產(chǎn)，盡可能使生產(chǎn)均勻化；防止集中在一個(gè)采區(qū)或一翼同時(shí)布置多個(gè)工作面生產(chǎn)。

15、煤礦瓦斯抽采與利用第45頁七、抽瓦斯工程合理布局3、抽掘采合理布局所必須具備技術(shù)條件掌握煤層瓦斯壓力、含量、滲透率等參數(shù)及其改變規(guī)律，突出危險(xiǎn)性及其改變規(guī)律；掌握各類抽瓦斯方法以及不一樣鉆孔參數(shù)抽瓦斯效果及其改變關(guān)系；掌握鉆孔施工、致裂等技術(shù)；掌握測(cè)量并判定抽瓦斯效果方法。煤礦瓦斯抽采與利用第46頁七、抽瓦斯工程合理布局4、抽掘采合理布局范例煤層賦存條件47m40m6m1.0m3.2m683#9#15#煤礦瓦斯抽采與利用第47頁七、抽瓦斯工程合理布局4、抽掘采合理布局范例瓦斯含量：7.67 26.51m3/t；滲透率：0.0006 18.78md從上往下開采次序，一次采全高綜合機(jī)械化采煤煤層賦

16、存條件煤礦瓦斯抽采與利用第48頁七、抽瓦斯工程合理布局 地面與井下結(jié)合，采氣采煤一體化W 9m3/t916m3/t井下預(yù)抽35年邊采掘邊抽、采空區(qū)抽、強(qiáng)化通風(fēng)地面井預(yù)抽820年煤礦瓦斯抽采與利用第49頁七、抽瓦斯工程合理布局 W 9m3/t 區(qū)域抽采模式及接替關(guān)系圖，抽掘采配比2:1:1煤礦瓦斯抽采與利用第50頁 9 16m3/t 區(qū)域地面鉆孔抽采圖，預(yù)抽820年使W 9m3/t 七、抽瓦斯工程合理布局煤礦瓦斯抽采與利用第52頁八、突出煤層順層鉆孔施工煤礦瓦斯抽采與利用第53頁 依據(jù)牛頓阻力定律，并考慮不一樣鉆孔傾角位能，壓風(fēng)吹動(dòng)鉆屑最小速度ua： ua 式中 ut與粒徑等相關(guān)顆粒沉降速度，m

17、/s； s鉆屑密度，kg/m3； a空氣密度，kg/m3； ds鉆屑平均粒徑，m； s鉆屑與孔壁間磨擦系數(shù)，取最大值1； 鉆孔傾角，仰孔取負(fù)值，下向孔取正值。壓風(fēng)排渣確保有效排渣供風(fēng)量煤礦瓦斯抽采與利用第54頁 鉆孔內(nèi)鉆屑不產(chǎn)生阻塞最小風(fēng)速ub ： ub 式中 ws產(chǎn)渣量，kg/s。 則能確保鉆孔有效排渣風(fēng)速u為： umax(ua，ub）確保有效排渣供風(fēng)量煤礦瓦斯抽采與利用第55頁合理調(diào)整鉆頭和鉆桿直徑；加大鉆桿內(nèi)孔直徑；采取專用井下移動(dòng)式空壓機(jī)。提升或確保供風(fēng)量辦法煤礦瓦斯抽采與利用第56頁可變高轉(zhuǎn)速螺旋鉆桿排渣200m型鉆機(jī)整體圖煤礦瓦斯抽采與利用第57頁煤礦瓦斯抽采與利用第58頁1、真正

18、認(rèn)識(shí)到瓦斯抽采達(dá)標(biāo)意義瓦斯抽采量與瓦斯事故死亡人數(shù)呈反變關(guān)系九、瓦斯抽采標(biāo)準(zhǔn)煤礦瓦斯抽采與利用第59頁1、真正認(rèn)識(shí)到瓦斯抽采達(dá)標(biāo)意義全國(guó)年抽采瓦斯量47.35億m3，其中抽采量超出1億m3企業(yè)10家，占總抽采量46.5%；這些企業(yè)煤層賦存條件基礎(chǔ)代表了我國(guó)基礎(chǔ)情況，這些企業(yè)高度認(rèn)識(shí)到抽采達(dá)標(biāo)意義，取得了顯著安全經(jīng)濟(jì)效益。九、瓦斯抽采標(biāo)準(zhǔn)煤礦瓦斯抽采與利用第60頁2、九、瓦斯抽采標(biāo)準(zhǔn)1、真正認(rèn)識(shí)到瓦斯抽采達(dá)標(biāo)意義年瓦斯抽采量超出1億m3礦區(qū)煤礦瓦斯抽采與利用第61頁各地方應(yīng)依據(jù)詳細(xì)情況，制訂分階段目標(biāo)，強(qiáng)制執(zhí)行煤礦瓦斯抽采基礎(chǔ)指標(biāo)，力爭(zhēng)三年內(nèi)全方面實(shí)現(xiàn)抽采達(dá)標(biāo)。九、瓦斯抽采標(biāo)準(zhǔn)1、真正認(rèn)識(shí)到瓦斯

19、抽采達(dá)標(biāo)意義煤礦瓦斯抽采與利用第62頁九、瓦斯抽采標(biāo)準(zhǔn)2、必須進(jìn)行瓦斯抽采礦井有以下情況之一礦井，必須建立地面永久抽采瓦斯系統(tǒng)或井下暫時(shí)抽采瓦斯系統(tǒng)： 一個(gè)采煤工作面瓦斯涌出量大于5m3/min或一個(gè)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，用通風(fēng)方法處理瓦斯問題不合理時(shí)； 礦井絕對(duì)瓦斯涌出量到達(dá)以下條件：大于或等于40m3min； 年產(chǎn)量1.01.5Mt礦井，大于30m3min；年產(chǎn)量0.61.0Mt礦井，大于25m3min ； 年產(chǎn)量0.40.6Mt礦井，大于20 m3min ； 年產(chǎn)量等于或小于0.4Mt，大于15 m3min 。開采有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層。煤礦瓦斯抽采與利用第63頁3、采

20、掘作業(yè)前能經(jīng)過瓦斯抽采到達(dá)消除突出危險(xiǎn)性目標(biāo)突出煤層工作面采掘作業(yè)前必須將控制范圍內(nèi)煤層瓦斯含量降到煤層始突深度瓦斯含量以下或?qū)⑼咚箟毫档矫簩邮纪簧疃让簩油咚箟毫σ韵?。若沒能考查出煤層始突深度煤層瓦斯含量或壓力，則必須將煤層瓦斯含量降到8m3/t以下，或?qū)⒚簩油咚箟毫档?.74MPa（表壓）以下。九、瓦斯抽采標(biāo)準(zhǔn)煤礦瓦斯抽采與利用第64頁解釋：控制范圍概念都指與最外輪廓線平行平面上投影距離：5-8m8m石門8m5-8m井筒5-8m8m斜井8m5-8m平巷傾角大于8時(shí)，因?yàn)樽灾刈饔?，安全性提升，底部和下幫控制范圍可降低?m。九、瓦斯抽采標(biāo)準(zhǔn)煤礦瓦斯抽采與利用第65頁4、瓦斯抽采使采煤作業(yè)前

21、瓦斯量降低到正常通風(fēng)能夠處理程度瓦斯涌出量主要來自于鄰近層或圍巖采煤工作面瓦斯抽采率應(yīng)滿足表1要求，瓦斯涌出量主要來自于開采層采煤工作面前方20m以上范圍內(nèi)煤可解吸瓦斯量應(yīng)滿足表2要求。九、瓦斯抽采標(biāo)準(zhǔn)煤礦瓦斯抽采與利用第66頁表1 采煤工作面瓦斯抽采率應(yīng)到達(dá)指標(biāo)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量Q(m3/min)工作面抽采率（%）備注5Q1020風(fēng)排瓦斯4-810Q2030風(fēng)排瓦斯7-1420Q4040風(fēng)排瓦斯12-2440Q7050風(fēng)排瓦斯20-3570Q10060風(fēng)排瓦斯28-40Q 10070風(fēng)排瓦斯30考慮到現(xiàn)有技術(shù)可行性，高瓦斯量工作面風(fēng)排瓦斯依然很大，還需強(qiáng)調(diào)強(qiáng)化通風(fēng)。九、瓦斯抽采標(biāo)準(zhǔn)煤礦瓦斯

22、抽采與利用第67頁表2 采煤工作面回采前煤可解吸瓦斯量應(yīng)到達(dá)指標(biāo)工作面日產(chǎn)量（t）可解吸瓦斯量Wj（m3/t）對(duì)應(yīng)最大瓦斯涌出量1000t85.6m3/min10012500t74.912.325014000t610.416.740016000t5.515.322.960018000t520.827.8800110000t4.525.031.310000t427.8九、瓦斯抽采標(biāo)準(zhǔn)煤礦瓦斯抽采與利用第68頁5、工作面瓦斯抽采應(yīng)確保工作面風(fēng)速不超、瓦斯?jié)舛炔怀?。采掘工作面風(fēng)速不得超出4m/s，風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔坏贸?%。 這一條實(shí)際上暗含了取消放限管理要求，更一步還能夠了解為取消尾巷放限管理要求

23、。突出礦井要求到達(dá)以上全部指標(biāo)，其它礦井除對(duì)突出礦井特殊要求外也都要到達(dá)。九、瓦斯抽采標(biāo)準(zhǔn)煤礦瓦斯抽采與利用第69頁6、礦井瓦斯抽采率確保礦井正常通風(fēng)能力足以滿足要求、限制不合理地增加礦井風(fēng)量。表3 礦井瓦斯抽采率應(yīng)到達(dá)指標(biāo)礦井絕對(duì)瓦斯涌出量Q(m3/min)礦井抽采率（%）備注Q2025風(fēng)排瓦斯量1520Q4035 14-2640Q8040 24-4880Q16045 44-88160Q30050 80-150300Q50055 135-225Q50060 200九、瓦斯抽采標(biāo)準(zhǔn)煤礦瓦斯抽采與利用第70頁6、關(guān)于指標(biāo)測(cè)定按MT/T638要求測(cè)定瓦斯壓力按MT/T 77 要求測(cè)定瓦斯含量九、瓦

24、斯抽采標(biāo)準(zhǔn)煤礦瓦斯抽采與利用第71頁煤層瓦斯含量快速測(cè)定技術(shù)煤層瓦斯含量等于可解吸瓦斯量與殘余瓦斯量之和?？山馕咚购浚≦m）值等于瓦斯損失量（Q1）、煤樣瓦斯解吸量Q2、煤樣粉碎后瓦斯解吸量（Q3）三者之和。殘余瓦斯含量經(jīng)過環(huán)境壓力和Langmuir方程取得。所以煤層瓦斯含量快速測(cè)定,關(guān)鍵是測(cè)定可解吸量。經(jīng)過向煤層施工取芯鉆孔，將煤芯從煤層深部取出，及時(shí)放入煤樣筒中密封，統(tǒng)計(jì)取芯器切割煤芯到密封前時(shí)間，然后在井下測(cè)量煤樣筒中煤芯瓦斯解吸量極其與時(shí)間關(guān)系, 依據(jù)關(guān)系與損失時(shí)間推算瓦斯損失量。煤礦瓦斯抽采與利用第72頁瓦斯含量快速測(cè)定技術(shù)瓦斯量煤礦瓦斯抽采與利用第73頁煤層瓦斯含量直接測(cè)定技術(shù)

25、圖7：瓦斯含量測(cè)定結(jié)果對(duì)比圖7：瓦斯含量測(cè)定結(jié)果對(duì)比利用這種方法能夠?qū)崿F(xiàn)大面積大量測(cè)定煤層瓦斯含量資料，了解各區(qū)域煤層瓦斯含量分布狀態(tài)，以此為基礎(chǔ)便可有效預(yù)測(cè)瓦斯災(zāi)害易發(fā)區(qū)。當(dāng)前試驗(yàn)取樣鉆孔深度到達(dá)50m.實(shí)測(cè)瓦斯含量與實(shí)際瓦斯涌出量對(duì)比曲線煤礦瓦斯抽采與利用第74頁礦井必須綜合抽采瓦斯，而且提前35年制訂抽采瓦斯規(guī)劃，每年年底前編制下年度抽采瓦斯計(jì)劃，以確保抽采瓦斯工作面正常銜接，做到“抽、掘、采”平衡。低瓦斯礦井新水平、新采區(qū)應(yīng)測(cè)定煤層原始瓦斯含量和壓力，高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井每個(gè)采區(qū)垂深每增加50m應(yīng)測(cè)定煤層原始瓦斯含量和壓力。九、瓦斯抽采標(biāo)準(zhǔn)煤礦瓦斯抽采與利用第75頁7、幾點(diǎn)說明工作

26、面和礦井瓦斯抽采率計(jì)算時(shí)，計(jì)算時(shí)間內(nèi)工作面或礦井范圍內(nèi)地面鉆井、固定系統(tǒng)和移動(dòng)系統(tǒng)抽出瓦斯都可算作抽出量，抽出量與抽出量、風(fēng)排量之和比值即為抽出率。對(duì)以上指標(biāo)監(jiān)督監(jiān)察談點(diǎn)個(gè)人觀點(diǎn)重點(diǎn)依靠企業(yè)本身監(jiān)管政府監(jiān)督監(jiān)察部門重點(diǎn)監(jiān)察規(guī)劃、設(shè)計(jì)、工程、系統(tǒng)、抽采計(jì)量和數(shù)據(jù)、瓦斯超限、通風(fēng)等情況，并采取不定時(shí)抽查實(shí)際情況與相關(guān)資料符合程度。企業(yè)本身監(jiān)管必須強(qiáng)化領(lǐng)導(dǎo)人意識(shí)，正確處理瓦斯抽采與煤炭生產(chǎn)關(guān)系，正確處理瓦斯利用與經(jīng)濟(jì)效益關(guān)系。九、瓦斯抽采標(biāo)準(zhǔn)煤礦瓦斯抽采與利用第76頁7、幾點(diǎn)說明有了以上指標(biāo)控制，是否還需要原來突出預(yù)測(cè)指標(biāo)。防突細(xì)則和規(guī)程依然有效，含有法律效力。本標(biāo)準(zhǔn)主要包括瓦斯抽采，不包括其它辦法

27、，是瓦斯抽采必須到達(dá)指標(biāo)要求。在符合本標(biāo)準(zhǔn)條件下，還應(yīng)符合其它法規(guī)要求。但個(gè)人認(rèn)為，各礦可進(jìn)行研究，針對(duì)幾個(gè)有效法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)要求，找出適合本礦條件相關(guān)規(guī)律，以最嚴(yán)格條款進(jìn)行控制，簡(jiǎn)化控制程序。九、瓦斯抽采標(biāo)準(zhǔn)煤礦瓦斯抽采與利用第77頁十、瓦斯利用1、利用取得效益路徑利用取得直接效益出售減排碳指標(biāo)抽采利用財(cái)政補(bǔ)助和稅收減免政策說明減排降低污染罰款政策說明促進(jìn)抽采帶來安全和煤炭開采效益煤礦瓦斯抽采與利用第78頁十、瓦斯利用2、利用主要路徑作為燃料利用民用燃料發(fā)電用燃料鍋爐用燃料助燃發(fā)電（煤、氣混燃）工業(yè)窯爐等燃料煤礦瓦斯抽采與利用第79頁十、瓦斯利用2、利用主要路徑作為化工原料利用碳黑用原料甲醛用原

28、料其它煤礦瓦斯抽采與利用第80頁十、瓦斯利用3、儲(chǔ)運(yùn)方式管道運(yùn)輸，適合于高濃度或近距離；壓縮車運(yùn)輸(CNG)，適合于高濃度中距離；液化(LNG)，適合于較高濃度遠(yuǎn)距離；吸附裝罐（ANG)；水化物。煤礦瓦斯抽采與利用第81頁十、瓦斯利用4、示范工程煤礦瓦斯抽采與利用第82頁煤層氣綜合利用集成技術(shù)地面煤層氣輸送（用CNG槽車運(yùn)輸4550m3 ，處理無管網(wǎng)輸氣難題）探索了高低濃度煤層氣綜合利用路徑，并已逐步在我國(guó)推廣。井下低濃度煤層氣發(fā)電利用技術(shù)，1998年4400kw,01年62Mw+13Mw=15Mw ,在建120Mw地面煤層氣車用燃料（處理無管網(wǎng)利用難題）民用、鍋爐、工業(yè)燃料集成，合成油、液化

29、研發(fā)等。十、瓦斯利用煤礦瓦斯抽采與利用第83頁十、瓦斯利用5、促進(jìn)低濃度瓦斯利用路徑濃縮提純（PSA)，依據(jù)不一樣氣體吸附特征液化提純，依據(jù)不一樣成份氣體液化溫度發(fā)電利用防爆炸辦法低濃度瓦斯火炬技術(shù)煤礦瓦斯抽采與利用第84頁十、瓦斯利用5、促進(jìn)低濃度瓦斯利用路徑發(fā)動(dòng)機(jī)阻火防爆示意圖 1、金屬波紋帶阻火器2、電磁閥3、調(diào)壓閥4、防爆止回閥5、瓦斯與空氣增壓中冷裝置 6、金屬波紋帶阻火器 7、燃燒室煤礦瓦斯抽采與利用第85頁十、瓦斯利用5、促進(jìn)低濃度瓦斯利用路徑瓦斯發(fā)電利用系統(tǒng)安全設(shè)施安裝示意圖 1、脫水器 2、火焰?zhèn)鞲衅?3、壓力傳感器 4、水封式阻火泄爆裝置 5、抑爆裝置 6、泄爆器7、阻爆閥

30、門 8、截止閥煤礦瓦斯抽采與利用第86頁1點(diǎn)火源 2、3自動(dòng)噴粉抑爆裝置傳感器 4抑爆器 5、6、7測(cè)試用火焰?zhèn)鞲衅?點(diǎn)火源安裝在距管道初始端4.3m處，傳感器安裝在距點(diǎn)火源5m，抑爆器安裝在距點(diǎn)火源25m。 十、瓦斯利用井下隔抑爆辦法煤礦瓦斯抽采與利用第87頁十、瓦斯利用5、促進(jìn)低濃度瓦斯利用路徑試驗(yàn)管道：設(shè)計(jì)壓力2.5MPa。DN500mm管道長(zhǎng)66.5m，DN700mm管道長(zhǎng)93.1m。煤礦瓦斯抽采與利用第88頁十一、監(jiān)測(cè)監(jiān)控1、監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)組成傳輸及中轉(zhuǎn)系統(tǒng)A1B1C1Z1存放輸出及分析控制系統(tǒng)ABCZ各類傳感器及控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)有線或無線煤礦瓦斯抽采與利用第89頁2、傳感器技術(shù)傳感器類型

31、甲烷、CO、O2、H2S等氣體濃度傳感器；速度、位移、壓力、溫度、電流、電壓、流量等參數(shù)傳感器；開閉、位置等狀態(tài)傳感器十一、監(jiān)測(cè)監(jiān)控煤礦瓦斯抽采與利用第90頁甲烷濃度傳感器載體熱催化傳感器：簡(jiǎn)單實(shí)用、價(jià)格低廉：2200元以內(nèi)，當(dāng)前我國(guó)甲烷檢測(cè)主流；但量程?。?-4%，壽命短：約1年，調(diào)校期短：15天，反應(yīng)慢：30S，且易發(fā)生H2S和高濃度甲烷中毒。光干涉?zhèn)鞲衅鳎汗怆娹D(zhuǎn)換 技術(shù)沒有突破。系列催化元件十一、監(jiān)測(cè)監(jiān)控煤礦瓦斯抽采與利用第91頁熱導(dǎo)傳感器，測(cè)量范圍0100，但只有在860CH4范圍內(nèi)滿足精度要求，通常見作高濃度段瓦斯測(cè)量；測(cè)值受環(huán)境溫度影響大，不易賠償； 紅外傳感器，測(cè)量范圍可達(dá)0-1

32、00%，壽命5-8年，調(diào)校期12月以上，反應(yīng)時(shí)間15S以內(nèi)，價(jià)格8000元以內(nèi)。英國(guó)E2V紅外氣體傳感頭 中國(guó)重慶院紅外氣體傳感頭 十一、監(jiān)測(cè)監(jiān)控煤礦瓦斯抽采與利用第92頁其它氣體傳感器CO和O2傳感器當(dāng)前主要采取電化學(xué)原理，壽命1年左右；十一、監(jiān)測(cè)監(jiān)控煤礦瓦斯抽采與利用第93頁發(fā)展方向激光傳感器：激光“選頻”吸收測(cè)氣體濃度，可測(cè)量CH4、CO、CO2、O2等氣體濃度；激光拉曼散射特征測(cè)溫度，布里淵散射特征測(cè)應(yīng)力應(yīng)變等。高穩(wěn)定性、快速反應(yīng)、寬量程、環(huán)境影響小、壽命長(zhǎng)、應(yīng)用領(lǐng)域廣等優(yōu)點(diǎn)；成本高。 重慶院激光甲烷傳感器十一、監(jiān)測(cè)監(jiān)控煤礦瓦斯抽采與利用第94頁管路瓦斯流量傳感器渦街和孔板對(duì)低流速測(cè)定

33、誤差較大；孔板壓損大。V型內(nèi)錐精度1.5級(jí)，量程比1：10，可測(cè)1.0m/s低流速；超聲時(shí)差法傳感器含有精度高、量程寬、無壓損等優(yōu)點(diǎn)；是高精度流量傳感器發(fā)展方向。 V型內(nèi)錐流量傳感器十一、監(jiān)測(cè)監(jiān)控煤礦瓦斯抽采與利用第95頁3、監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)傳輸及轉(zhuǎn)接系統(tǒng)基于光纖工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)+現(xiàn)場(chǎng)總線寬帶傳輸技術(shù)：傳輸速度100Mb/s、1000Mb/s，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)語音視頻即時(shí)傳輸，傳輸距離40km以上,傳輸延時(shí)小于5S，傳輸誤碼率在10-8（億分之一）以內(nèi)?；诠饫w工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)+現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖以下:十一、監(jiān)測(cè)監(jiān)控煤礦瓦斯抽采與利用第96頁十一、監(jiān)測(cè)監(jiān)控煤礦瓦斯抽采與利用第97頁發(fā)展方向（1）光纖無源接入千

34、兆網(wǎng)寬帶通訊技術(shù)GEPON 采取PON（以太無源光網(wǎng)）和以太網(wǎng)協(xié)議，綜合了PON和以太網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)，含有： 高可靠性無源光器件可有效防止電磁干擾和雷電影響； 對(duì)業(yè)務(wù)透明便于升級(jí)和引入新業(yè)務(wù)； -能夠支持語音、數(shù)據(jù)、視頻等接入； 低成本降低光纖、光收發(fā)模塊、中心局終端數(shù)量，無 需遠(yuǎn)程供電和機(jī)房； 適合用于點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信，組網(wǎng)靈活，支持樹型、星型、總線 型、混合型、冗余型等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。十一、監(jiān)測(cè)監(jiān)控煤礦瓦斯抽采與利用第98頁OLT CC1000PON1PON2分光器222分支光纖主干光纖交換機(jī)（三層/二層）業(yè)務(wù)對(duì)象井上井下五類雙絞線AB分光器22分光器分光器分光器光端5光端72222光端3光端6光端9光

35、端8光端4光端1022光端2光端1CCDE10%90%十一、監(jiān)測(cè)監(jiān)控煤礦瓦斯抽采與利用第99頁發(fā)展方向（2）無線通訊傳輸：ZigBee、wiFi技術(shù) Zigbee是一個(gè)短距離、低速率(10250kb/s)、低功耗、節(jié)點(diǎn)間距短（10m幾百米）、時(shí)延短（30ms)，可構(gòu)建多達(dá)數(shù)萬個(gè)模塊組成無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。GRRRRRREEEEEEERTo WLAN or Internet十一、監(jiān)測(cè)監(jiān)控煤礦瓦斯抽采與利用第100頁 Wi-Fi（Wireless Fidelity）是一個(gè)經(jīng)過AP實(shí)現(xiàn)有線和無線連接短程無線傳輸技術(shù)，帶寬可達(dá)108M、54M、11M，能夠承載數(shù)據(jù)、語音、圖象信息傳輸。 十一、監(jiān)測(cè)監(jiān)控煤

36、礦瓦斯抽采與利用第101頁發(fā)展方向高抗電磁干擾技術(shù)：抗井下大功率電氣設(shè)備電磁噪聲災(zāi)害預(yù)警技術(shù)：依據(jù)監(jiān)測(cè)監(jiān)控以及各種相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)建庫，利用相關(guān)預(yù)警模型對(duì)災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行趨勢(shì)分析預(yù)警，并提出應(yīng)對(duì)辦法提議。十一、監(jiān)測(cè)監(jiān)控煤礦瓦斯抽采與利用第102頁利用監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)災(zāi)害預(yù)警數(shù)字化礦山：三維礦圖編輯（含設(shè)備設(shè)施、各種剖面）、各種工程設(shè)計(jì)、設(shè)備設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)信息、人員流動(dòng)狀態(tài)信息、各種物理參數(shù)信息（如瓦斯?jié)舛?、風(fēng)速、風(fēng)量、溫度、水壓、水量、巖柱厚度、CO濃度等）、采掘作業(yè)信息（位置及進(jìn)尺等）等。智能化礦山：依據(jù)監(jiān)測(cè)監(jiān)控以及各種相關(guān)測(cè)量信息數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)庫，利用相關(guān)預(yù)警模型對(duì)災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行趨勢(shì)分析預(yù)警，并提出應(yīng)對(duì)

37、辦法提議。十二、災(zāi)害預(yù)警煤礦瓦斯抽采與利用第103頁預(yù)警安全瓦斯災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)礦井火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)礦井水災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)礦井其它災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)危險(xiǎn)源分析危險(xiǎn)嗎？Y處理危險(xiǎn)對(duì)策提議實(shí)時(shí)檢測(cè)和監(jiān)測(cè)信息超前探測(cè)信息其它相關(guān)信息災(zāi)害分析相關(guān)知識(shí)N煤礦安全預(yù)警系統(tǒng)災(zāi)害預(yù)防措施知識(shí)庫災(zāi)害預(yù)防管理知識(shí)庫危險(xiǎn)判定標(biāo)準(zhǔn)災(zāi)害類型和特征易發(fā)地點(diǎn)和狀態(tài)煤礦瓦斯抽采與利用第104頁信息獲取技術(shù)人員信息設(shè)備信息地形資料、結(jié)構(gòu)資料、揭露和試驗(yàn)資料、采深資料、結(jié)合采掘空間布局、實(shí)測(cè)和監(jiān)測(cè)資料等，建立應(yīng)力等值線模型，監(jiān)測(cè)頂板。勘探瓦斯等值線資料、礦井瓦斯涌出資料、礦井瓦斯參數(shù)實(shí)測(cè)資料、鄰近礦井相關(guān)資料、結(jié)構(gòu)資料等，建立瓦斯等值線圖分析和瓦斯涌出預(yù)測(cè)模型，并依據(jù)監(jiān)測(cè)資料自學(xué)習(xí)。自燃傾向性、煤質(zhì)、歷史發(fā)怒資料和監(jiān)測(cè)資料，建立自燃預(yù)測(cè)模型；設(shè)備、通風(fēng)、監(jiān)測(cè)資料，建立火災(zāi)預(yù)測(cè)模型。結(jié)構(gòu)信息巖層信息應(yīng)力信息采掘信息瓦斯賦存涌出