煤礦瓦斯抽采指標(biāo)與規(guī)范 1 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)二 我國煤層條件下瓦斯抽放模式三 促進(jìn)瓦斯抽采的根本保證四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范五 煤與瓦斯突出礦井鑒定規(guī)范 主要內(nèi)容 2 煤炭在中國國民經(jīng)濟(jì)中的地位 中國是世界上少數(shù)幾個(gè)一次能源以煤炭為主的國家 中國的煤炭工業(yè)為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn) 首先 煤炭是中國工業(yè)動力的基礎(chǔ) 在中國生產(chǎn)和消費(fèi)的一次商品能源中煤炭約占74 煤炭提供了78 的發(fā)電能源 其次 煤炭是中國的主要化工原料之一 提供了70 的化工原料 再次 煤炭是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城鎮(zhèn)人民生活的重要物質(zhì) 60 的民用商品能源是由煤炭提供 在探明的化石能源中 煤炭占94 3 在未來的50 60年內(nèi) 隨著新能源和可再生能源 水電和核電的發(fā)展 煤炭在一次能源中的消費(fèi)比重會有所下降 但煤炭仍將是我國的主要能源 3 煤炭是我國的主要能源 4 我國煤礦開采的特點(diǎn) 我國煤炭資源豐富2000m深度5 57萬億噸 1000m深度2 8萬億噸煤炭占能源比重大當(dāng)前約70 以上 本世紀(jì)50 開采條件復(fù)雜井工開采比重95 開采深度 400m安全情況不好百萬噸死亡率大于5 居世界之首 每年死亡總數(shù)6000人 超過世界的總和 5 1991 2001年全國事故發(fā)展趨勢ThechartofcasualtystatisticsofallindustriesinChinafrom1991to2001 6 2001年全國安全生產(chǎn)情況 7 煤礦安全狀況嚴(yán)峻 2000 2002年我國煤礦災(zāi)害事故死亡人數(shù) 8 各主要產(chǎn)煤國家的百萬噸死亡率 煤礦安全狀況嚴(yán)峻 9 煤礦安全狀況嚴(yán)峻 我國百萬噸死亡人數(shù)是美國等先進(jìn)采煤國家的50 100倍 10 我國煤礦死亡事故構(gòu)成 11 我國煤礦死亡事故構(gòu)成 2001年 12 我國煤礦死亡事故構(gòu)成 分析 結(jié)論 采掘工作面推進(jìn)引發(fā)的瓦斯 頂板及運(yùn)輸事故占絕對的比重 盡管出現(xiàn)兗州 神東等世界第一流現(xiàn)代化礦區(qū) 1995年至今生產(chǎn)第一線引發(fā)的事故比重以及瓦斯 頂板死亡事故嚴(yán)重的狀況沒有根本轉(zhuǎn)變 13 2001年瓦斯事故死亡人數(shù)比例 瓦斯災(zāi)害事故居高不下 14 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 標(biāo)準(zhǔn)號 AQ1026 20062006年11月2日發(fā)布2006年12月1日實(shí)施國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局發(fā)布 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了煤礦瓦斯抽采應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)及測算方法 適用于井工煤礦 15 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 瓦斯抽采的含義 瓦斯抽采與煤炭開采一體化部署 將瓦斯抽采計(jì)劃納入礦井的生產(chǎn)工序 按抽 掘 采配套進(jìn)行生產(chǎn)計(jì)劃及銜接安排 根據(jù)鉆機(jī)能夠鉆進(jìn)深度 鉆孔布置參數(shù) 預(yù)抽時(shí)間 預(yù)抽效果 采煤工作面布置以及采掘進(jìn)度等 確定不同瓦斯含量區(qū)域的抽掘采接替 16 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 1 瓦斯抽采的必要性 1 瓦斯抽采 防治瓦斯的根本措施 2 國外經(jīng)驗(yàn) 通過立法強(qiáng)化瓦斯抽采 可以有效控制瓦斯災(zāi)害發(fā)生 3 瓦斯 寶貴的清潔資源 很強(qiáng)的大氣溫室效應(yīng)氣體 煤礦災(zāi)害的主要危險(xiǎn)源 17 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) CH4是造成溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w之一 據(jù)測算 大氣中CH4濃度每增加1 10 6 地球表面溫度增加1 每摩爾CH4引起氣候變化的作用是每摩爾CO2的26倍 因此 減少CH4排放要比減少等量的CO2排放對減少溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)要大20 60倍 18 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 瓦斯事故危害大 消除瓦斯事故隱患花費(fèi)高 嚴(yán)重制約礦井高產(chǎn) 高效和生產(chǎn)規(guī)模發(fā)展 瓦斯又是一種優(yōu)質(zhì)資源 對煤礦瓦斯進(jìn)行抽放并加以利用 可以給煤礦帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益 我國埋藏2000m以內(nèi)瓦斯資源量相當(dāng)于40Gt標(biāo)準(zhǔn)煤 按我國現(xiàn)有能耗標(biāo)準(zhǔn) 相當(dāng)于我國約使用27年的能源 19 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 4 國家把瓦斯抽采工程視為生命工程和資源工程 先后頒發(fā)多個(gè)文件 要求強(qiáng)化煤礦瓦斯抽采 如 國務(wù)院關(guān)于預(yù)防煤礦生產(chǎn)安全事故的特別規(guī)定 國務(wù)院令第446號 關(guān)于促進(jìn)煤炭工業(yè)健康發(fā)展的若干意見 國發(fā) 2005 18號 關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)安全生產(chǎn)工作的決定 國發(fā) 2004 2號 5 國務(wù)院辦公廳 關(guān)于加快煤層氣 煤礦瓦斯 抽采利用的若干意見 國辦發(fā) 2006 47號 五 煤層中噸煤瓦斯含量必須降低到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)以下 方可實(shí)施煤炭開采 煤礦安監(jiān)局要會同有關(guān)部門組織制訂具體標(biāo)準(zhǔn) 并加強(qiáng)監(jiān)督檢查 20 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 2 標(biāo)準(zhǔn)制定的原則總體原則 促進(jìn)煤礦安全生產(chǎn) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理 便于監(jiān)管 循序漸進(jìn)原則 20 30 的礦井能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的指標(biāo) 50 60 的礦井可以通過調(diào)整采掘部署 補(bǔ)足瓦斯抽采工程 保證抽采時(shí)間等措施達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的指標(biāo) 10 20 的礦井還得降低生產(chǎn)能力來達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的指標(biāo) 少數(shù)無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的礦井將予于關(guān)閉 時(shí)機(jī)成熟修改標(biāo)準(zhǔn) 提出更高要求 21 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 3 必須進(jìn)行瓦斯抽采的礦井 規(guī)程 145條規(guī)定a 一個(gè)采煤工作面的瓦斯涌出量大于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)方法解決瓦斯問題不合理時(shí) b 礦井絕對瓦斯涌出量達(dá)到以下條件的 大于或等于40m3 min 年產(chǎn)量1 0 1 5Mt的礦井 大于30m3 min 年產(chǎn)量0 6 1 0Mt的礦井 大于25m3 min 年產(chǎn)量0 4 0 6Mt的礦井 大于20m3 min 年產(chǎn)量等于或小于0 4Mt 大于15m3 min 22 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) c 開采有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層 說明 用通風(fēng)方法解決瓦斯問題不合理時(shí) 采掘工作面風(fēng)速不得超過4m s 回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔坏贸^1 產(chǎn)量小于0 4Mt 絕對瓦斯涌出量接近15m3 min的高瓦斯礦井 用a 款約束 23 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 4 必須達(dá)到的指標(biāo)1 總體原則基本消除突出危險(xiǎn)性 確保正常通風(fēng)能力就可以將風(fēng)流中瓦斯?jié)舛认♂尩揭?guī)定的安全指標(biāo)以內(nèi) 限制不合理地增加礦井風(fēng)量 鼓勵(lì)提高瓦斯抽采量 采用多項(xiàng)指標(biāo)加以控制 開采突出危險(xiǎn)煤層的礦井應(yīng)同時(shí)符合4 1 4 4的規(guī)定 其它礦井應(yīng)同時(shí)符合4 2 4 4的規(guī)定 24 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 2 突出危險(xiǎn)煤層必須達(dá)到的指標(biāo)煤層的瓦斯含量降到煤層始突深度的瓦斯含量 或8m3 t 以下 或?qū)⑼咚箟毫档矫簩邮纪簧疃鹊耐咚箟毫?0 74MPa 以下 問題 有了以上指標(biāo)控制 是否還需要原來的突出預(yù)測指標(biāo) 本標(biāo)準(zhǔn)與 細(xì)則 和 規(guī)程 有一致性 在符合本標(biāo)準(zhǔn)條件下 還應(yīng)符合其它法規(guī)的要求 但個(gè)人認(rèn)為 各礦可進(jìn)行研究 針對相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)要求 找出適合本礦條件的相關(guān)規(guī)律 以最嚴(yán)格的條款進(jìn)行控制 簡化控制程序 25 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 3 突出危險(xiǎn)煤層達(dá)到指標(biāo)的范圍a 石門 井筒 揭煤工作面控制范圍應(yīng)根據(jù)煤層的實(shí)際突出危險(xiǎn)程度確定 但必須控制到巷道輪廓線外8m以上 煤層傾角 8 時(shí) 底部或下幫5m 鉆孔必須穿透煤層的頂 底 板0 5m以上 若不能穿透煤層全厚 必須控制到工作面前方15m以上 26 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 27 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) b 煤巷掘進(jìn)工作面控制范圍為 巷道輪廓線外8m以上 煤層傾角 8 時(shí) 底部或下幫5m 及工作面前方10m以上 c 采煤工作面控制范圍 工作面前方20m以上 28 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 4 關(guān)于掘進(jìn)工作面前方10m控制范圍前方控制范圍可以理解為最小超前距 也就是說要想進(jìn)行采掘推進(jìn) 前方必須有更大范圍滿足抽采指標(biāo)要求 允許推進(jìn)的距離是滿足指標(biāo)要求的范圍與最小控制范圍之差 國外是要求整個(gè)工作面都符合條件的前提下才能采掘 而我國目前技術(shù)水平還難以達(dá)到這種要求 因此沒有照搬國外的經(jīng)驗(yàn) 推進(jìn)距離 最小超前距 L 29 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 為了有效遏制突出傷亡事故的發(fā)生 應(yīng)盡可能的采取區(qū)域性防突技術(shù)措施 本標(biāo)準(zhǔn)的目的就是希望把習(xí)慣于局部措施扭轉(zhuǎn)到習(xí)慣于區(qū)域措施的途徑上來 只有在因地質(zhì)構(gòu)造等影響 區(qū)域性防突技術(shù)措施沒有有效消除突出危險(xiǎn)的地帶 執(zhí)行補(bǔ)充措施時(shí) 才使用局部防突技術(shù)措施 減少與突出短兵相接的機(jī)會 減少突出傷亡事故 30 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 5 采煤工作面瓦斯抽采指標(biāo)瓦斯涌出量主要來自于鄰近層或圍巖的采煤工作面瓦斯抽采率應(yīng)滿足表1規(guī)定 瓦斯涌出量主要來自于開采層的采煤工作面前方20m以上范圍內(nèi)煤的可解吸瓦斯量應(yīng)滿足表2規(guī)定 31 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 表1采煤工作面瓦斯抽采率應(yīng)達(dá)到的指標(biāo) 32 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 表2采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯量應(yīng)達(dá)到的指標(biāo) 33 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 6 礦井瓦斯抽采率應(yīng)達(dá)到的指標(biāo) 34 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 7 采掘工作面風(fēng)速不得超過4m s 回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔坏贸^1 表1 表2 表3指標(biāo)制訂考慮到現(xiàn)有技術(shù)的可行性 即使達(dá)到了規(guī)定指標(biāo) 有些高瓦斯礦井的風(fēng)排瓦斯量仍然非常大 所以還需強(qiáng)調(diào)強(qiáng)化通風(fēng) 這一條實(shí)際上暗含了取消 煤礦安全規(guī)程 放限管理的規(guī)定 目的就是促使企業(yè)強(qiáng)化瓦斯抽采 35 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 五 指標(biāo)的測定與計(jì)量方法1 瓦斯壓力和瓦斯含量按MT T638規(guī)定測定瓦斯壓力 按MT T77規(guī)定測定瓦斯含量 瓦斯壓力與瓦斯含量的關(guān)系 36 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 2 煤的殘存瓦斯含量煤的殘存瓦斯含量按下式測算 37 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 3 可解吸瓦斯量的確定式中 Wj 煤的可解吸瓦斯量 m3 t W 抽放后煤層瓦斯含量 m3 t Wc 煤在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的殘存瓦斯含量 說明 因?yàn)?所以 保證產(chǎn)量情況下 使工作面瓦斯瓦斯?jié)舛炔怀?必須控制煤層瓦斯解吸瓦斯量 38 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 3 抽采率按AQ1025 2006測定和計(jì)算絕對瓦斯涌出量 工作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 永久系統(tǒng)和移動系統(tǒng)抽出的瓦斯都可算作抽出量 礦井月平均瓦斯抽采率 39 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 6 其它礦井必須綜合抽采瓦斯 并且提前3 5年制定抽采瓦斯規(guī)劃 每年年底前編制下年度的抽采瓦斯計(jì)劃 以確保抽采瓦斯工作面的正常銜接 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)測定煤層原始瓦斯含量和壓力 本標(biāo)準(zhǔn)具有強(qiáng)制性 是與煤礦相關(guān)的各級安全監(jiān)察部門執(zhí)法監(jiān)察的主要法律依據(jù)之一 40 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 2006年11月2日發(fā)布 2006年12月1日實(shí)施 安監(jiān)總煤礦 2006 245號 關(guān)于遏制國有重點(diǎn)煤礦重特大瓦斯事故的通知 之 二 未嚴(yán)格執(zhí)行 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 2006年12月1日起生效 至2007年10月1日仍未達(dá)到瓦斯抽采基本指標(biāo)要求的高瓦斯 煤與瓦斯突出礦井 一律停產(chǎn)整頓 41 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 重點(diǎn)依靠企業(yè)自身監(jiān)管 企業(yè)自身監(jiān)管必須強(qiáng)化領(lǐng)導(dǎo)人的意識 正確處理瓦斯抽采與煤炭生產(chǎn)的關(guān)系 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 并采取不定期抽查實(shí)際情況與相關(guān)資料的符合程度 42 一 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 本標(biāo)準(zhǔn)主要界定在瓦斯抽采指標(biāo) 沒有涉及瓦斯利用與排放的相關(guān)內(nèi)容 國務(wù)院辦公廳 關(guān)于加快煤層氣 煤礦瓦斯 抽采利用的若干意見 國辦發(fā) 2006 47號 七 限制企業(yè)直接向大氣中排放煤層氣 環(huán)?？偩忠芯恐朴喢簩託獯髿馕廴疚锱欧诺木唧w標(biāo)準(zhǔn) 并對超標(biāo)準(zhǔn)排放煤層氣的企業(yè)依法實(shí)施處罰 43 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 抽放瓦斯的方法 按瓦斯的來源分為 開采煤層的抽放 鄰近層抽放和采空區(qū)抽放 按抽放的機(jī)理分為 未卸壓抽放和卸抽放兩類 按匯集瓦斯的方法分為 鉆孔抽放 巷道抽放和巷道與鉆孔綜合法三類 44 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 提高抽放效果的保障1 合理抽掘采部署 下鄰近層瓦斯抽采意圖 45 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 2 優(yōu)化抽放參數(shù)抽放鉆孔的布置 合理鉆孔預(yù)抽時(shí)間鉆孔預(yù)抽有一個(gè)合理的時(shí)間 預(yù)抽時(shí)間過短 鉆孔抽采工程得不到有效利用 而一味地延長抽采時(shí)間也不科學(xué) 鉆孔瓦斯流量隨抽采時(shí)間的延長而衰減基本符合負(fù)指數(shù)方程 當(dāng)超過一定的預(yù)抽時(shí)間 鉆孔瓦斯流量衰減到很小 再繼續(xù)預(yù)抽已沒多大意義 況且影響采掘接替 46 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 瓦斯抽采量隨時(shí)間變化關(guān)系示意圖 47 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 有效抽采半徑鉆孔的有效抽采半徑是指在規(guī)定的抽采時(shí)間內(nèi)鉆孔抽采瓦斯的有效影響范圍 顯然 鉆孔的有效抽采半徑與抽采時(shí)間 瓦斯及煤層透氣性有關(guān) 測定方法 一是通過觀測抽采鉆孔四周不同距離測壓鉆孔瓦斯壓力隨抽采時(shí)間的變化來確定 二是通過測定鉆孔累計(jì)抽出瓦斯量隨抽采時(shí)間的變化來確定 48 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 瓦斯抽采影響范圍隨時(shí)間變化示意圖 49 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 一 地面鉆孔抽放瓦斯模式地面鉆孔瓦斯抽放技術(shù)與石油天然氣開發(fā)基本相同 主要采用如圖所示方式抽取煤層瓦斯 通常經(jīng)過鉆井 完井 固井 煤層強(qiáng)化處理 排水 抽氣和氣水分離等工藝過程 50 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 20世紀(jì)80年代末借鑒美國的經(jīng)驗(yàn) 開展地面鉆孔抽放瓦斯的勘探及試驗(yàn)工作 主要試驗(yàn)垂直鉆孔進(jìn)入煤層或采空區(qū)抽放未采動煤層或采空區(qū)瓦斯 從測井?dāng)?shù)據(jù)看 美國地面鉆孔開發(fā)煤層氣選區(qū)標(biāo)準(zhǔn)要求煤層滲透率不低于1 10 3 m2 而我國煤層滲透率普遍低于此標(biāo)準(zhǔn) 地面鉆孔抽放采空區(qū)瓦斯在淮北 鐵法等礦區(qū)都取得成功 淮北礦區(qū)1994年底開始在桃源礦1018首采面進(jìn)行采空區(qū)抽放試驗(yàn) 前半年平均抽放量577m3 d 以后衰減 共抽14個(gè)月 抽出瓦斯180km3 瓦斯抽放達(dá)到64 1 瓦斯?jié)舛纫恢北３衷?0 以上 鉆孔抽放半徑可達(dá)300m以上 51 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 鐵法礦區(qū)首先在大興礦北一采區(qū)405面進(jìn)行地面鉆孔抽放采空區(qū)瓦斯試驗(yàn) 共打3個(gè)試驗(yàn)孔 孔間距150m 套管直徑180mm 初期單孔抽氣量3440m3 d 后呈遞減趨勢 瓦斯?jié)舛纫恢北３衷?5 以上 顯然 地面鉆孔抽放采空區(qū)瓦斯的技術(shù)是成功的 只要?dú)庠闯渥?并合理設(shè)計(jì)孔間距和平面位置 能夠取得很好的抽放效果 但地面鉆孔抽放存在初期投資大 地面抽放系統(tǒng)管理困難等不利因素 52 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 淮南礦區(qū)地面抽采鉆孔布置 53 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 潘一礦的地面采空區(qū)鉆孔抽放瓦斯流量為5 15m3 min 濃度為60 85 張北礦地面采空區(qū)鉆孔抽放瓦斯流量為10 25m3 min 濃度為60 80 謝橋礦地面采空區(qū)鉆孔抽放瓦斯流量為10 20m3 min 濃度為60 90 謝一礦的一個(gè)地面采空區(qū)鉆孔抽放瓦斯量為4 5m3 min 濃度為50 54 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 二 順層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯順層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯是一種主流發(fā)展技術(shù) 它能確保采掘工作在低瓦斯含量條件下進(jìn)行 給采掘工作創(chuàng)造安全環(huán)境 抽放瓦斯成本相對較低 由于我國煤層透氣性較低 煤層可鉆性差 加之預(yù)抽時(shí)間長 造成采掘接替緊張 因此 往往一些企業(yè)難以接受 但單一煤層開采條件下 要取得安全高效生產(chǎn)效果 采取順層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯是最佳選擇 55 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 現(xiàn)狀 在晉城礦區(qū) 采用國產(chǎn)MK 6 7型全液壓坑道鉆機(jī) 試驗(yàn)研究的順煤層鉆孔鉆進(jìn)500m深孔的成孔工藝技術(shù) 成孔率達(dá)到95 以上 采用澳大利亞VLD 1000定向千米鉆機(jī)和試驗(yàn)研究的順煤層枝狀鉆孔成孔工藝技術(shù) 成孔最深達(dá)1005m 并創(chuàng)下了單臺鉆機(jī)在井下年定向鉆進(jìn)78484m的世界紀(jì)錄 56 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 國家發(fā)改委煤礦瓦斯綜合治理與利用重大關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與裝備研制項(xiàng)目 松軟突出煤層順層鉆孔螺旋鉆進(jìn)裝備與配套工藝 針對煤質(zhì)松軟 f值在0 2左右 瓦斯壓力高 地應(yīng)力大煤層施工順層鉆孔極其困難等問題 研制了順層強(qiáng)力鉆機(jī)和多級組合鉆具 研究了可減弱噴孔 垮孔的風(fēng)力排渣鉆進(jìn)工藝 在一定程度上解決了順層長鉆孔鉆進(jìn)過程中因噴孔和垮孔嚴(yán)重而卡鉆孔的問題 課題目標(biāo) 120m以上的鉆孔成孔率達(dá)到90 以上 150m以上的鉆孔成孔率達(dá)到60 以上 目前在松藻礦區(qū)嚴(yán)重突出煤層成功打出了160m以上的順層鉆孔 57 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 順層鉆孔布置方式走向方向順煤層長鉆孔傾斜方向順煤層長鉆孔 58 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 特點(diǎn) 可利用煤層開拓巷道施工水平鉆孔 能夠保證足夠的預(yù)抽時(shí)間 對于近水平煤層 若孔深只能達(dá)到200 500m時(shí) 可調(diào)整為傾斜長壁開采方式 順煤層水平長鉆孔布置示意圖 59 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 一般礦井都能采用 該方式上向鉆孔盡量打長 不足一個(gè)工作面長時(shí) 可在風(fēng)巷打下向鉆孔補(bǔ)充 確保鉆孔控制整個(gè)工作面 60 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 順層鉆孔抽放適用條件及特點(diǎn) 煤層厚度2m以上 賦存穩(wěn)定 構(gòu)造簡單 煤層堅(jiān)固性系數(shù)大于0 8 可利用開拓巷道施工鉆孔 能夠保證足夠的預(yù)抽時(shí)間 盡量采用長孔鉆機(jī) 如 國外引進(jìn)的千米鉆機(jī) 可采用高負(fù)壓 低流量抽放 制約因素順層長鉆孔施工困難 但利用壓風(fēng)排渣鉆進(jìn)技術(shù) 對提高松軟煤層的鉆孔成孔深度效果較好 只要滿足風(fēng)量和風(fēng)壓要求 利用液壓150型鉆機(jī)的成孔深度能夠達(dá)到80 100m以上 煤層透氣性低時(shí) 預(yù)抽效果難以令人滿意 在提高煤層透氣性方面 可采用控制預(yù)裂松動爆破技術(shù) 61 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 深孔預(yù)裂控制松動爆破增透技術(shù) 降低或消除煤層突出危險(xiǎn)性 增大掘進(jìn)工作面前方煤體煤層透氣性 62 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 1 迎頭爆破孔和控制孔布置 某掘進(jìn)工作面爆破和控制鉆孔布置示意圖 63 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 2 作用原理深孔控制松動爆破是在工作面前方存在一定卸壓煤體 不小于5m 的防護(hù)下 在前方引爆幾個(gè)深孔炮眼形成煤體松動爆破 其中控制孔 不裝藥 在爆破過程中起到控制爆破方向與補(bǔ)償爆破裂縫空間作用 形成卸壓槽 其目的是增加煤體的裂隙長度和范圍 以提高爆破煤體的透氣性 使煤體瓦斯得以提前緩慢排放 瓦斯壓力下降 使煤體原巖集中應(yīng)力帶及高壓瓦斯帶移向煤體深部 同時(shí)有利于消除由于煤質(zhì)因軟硬不均而引起的應(yīng)力集中 64 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 3 施工工藝 1 鉆孔可采用煤電鉆和預(yù)測預(yù)報(bào)鉆桿施工 2 裝藥結(jié)構(gòu)和裝藥工藝鉆孔完孔后 裝藥前對爆破孔用壓氣仔細(xì)吹凈鉆孔內(nèi)鉆粉 每個(gè)爆破孔中放雷管2個(gè) 采用串聯(lián)起爆 雷管腳線用塑料電線加長 每孔裝藥量3 5Kg 用活節(jié)木炮棍送入孔底 爆破孔裝藥結(jié)構(gòu)圖 65 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 3 封孔4 爆破參數(shù)設(shè)計(jì) 1 爆破孔和控制孔孔徑選擇爆破孔徑在42 75mm之間較為合理 采煤電鉆打眼時(shí)取 50mm 控制孔孔徑 為50mm 2 爆破孔和控制孔間距選擇當(dāng)煤層條件一定時(shí) 孔間距的大小應(yīng)與爆破孔和控制孔的直徑相匹配 淮南礦區(qū)試驗(yàn)結(jié)果表明 合理的孔間距應(yīng)不大于1m 根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際條件確定 3 爆破孔和控制孔個(gè)數(shù)的確定根據(jù)爆破有效影響半徑值確定 每一循環(huán)迎頭布置爆破孔2 3個(gè) 控制孔3 6個(gè) 66 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 先抽后掘 邊抽邊掘 抽放技術(shù)在煤層條件復(fù)雜時(shí) 可采用邊抽邊掘的方式降低掘進(jìn)條帶的瓦斯 目前已從 迎頭超前鉆孔抽放或排放 過渡到 兩幫鉆場鉆孔 迎頭鉆孔 的邊抽邊掘方法 67 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 布孔參數(shù) 迎頭施工10 20個(gè)鉆孔 孔深20m左右 兩幫鉆場分別施工3 6個(gè)孔 孔深40 60m 兩幫鉆場采用邁步式布置 迎頭鉆孔保持5m以上超前孔 幫孔保持10m以上壓茬距 效果分析通過合理的鉆孔布置 使工作面前方約50m 兩幫一定范圍內(nèi)的煤體均在鉆孔控制下 68 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 現(xiàn)場測定 迎頭鉆孔16h抽出的瓦斯量占有效時(shí)間內(nèi)抽放量的80 故迎頭鉆孔抽放時(shí)間為16h 幫孔在掘進(jìn)過程中保持連續(xù)抽放 幫孔能有效地探控掘進(jìn)前方地質(zhì)構(gòu)造 有利于及時(shí)準(zhǔn)確地采取針對性措施 幫孔抽放瓦斯不受掘進(jìn)施工的影響 可有效攔截巷道周邊松動煤體向工作面涌出的瓦斯 基本上可消除炮后瓦斯超限現(xiàn)象 瓦斯抽放濃度一般在12 左右 掘進(jìn)速度在一定程度上受到限制 69 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 三 利用采動卸壓網(wǎng)格抽放煤層瓦斯最有效的卸壓瓦斯抽放技術(shù)是開采保護(hù)層 如圖 開采保護(hù)層抽放卸壓瓦斯 70 二 我國煤層條件下瓦斯抽放模式 技術(shù)關(guān)鍵合理選擇首采煤層 否則首采層瓦斯治理難度大 根據(jù)首采層與其它煤層的層間距 層間巖層巖性 盡量考慮合理開采程序 不宜破壞鄰近層又要使鄰近層處于有效卸壓范圍內(nèi) 一般地 采高達(dá)到1 4m以上時(shí) 開采下保護(hù)層卸壓高度能夠達(dá)到60m以上 采高達(dá)到1 8m以上時(shí) 開采下保護(hù)層卸壓高度能夠達(dá)到100m 開采上保護(hù)層的卸壓深度一般在60m以內(nèi) 合理布置卸壓抽放鉆孔 孔間距不大于兩倍抽放鉆孔排放半徑 71 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 四 煤層頂板走向鉆孔 巷道 抽放瓦斯1 作用從回風(fēng)順槽沿煤層走向在煤層頂板向采空區(qū)上方施工巷道或鉆孔 抽放采空區(qū)頂板裂隙或冒落空間內(nèi)積存的高濃度瓦斯 通過巷道或鉆孔抽放 能夠切斷上鄰近層瓦斯涌向工作面的通道 改變采空區(qū)流場分布 減少采空區(qū)瓦斯涌向工作面 并控制上隅角瓦斯積聚 2 作用原理根據(jù)礦壓理論 煤層開采后其頂?shù)装鍘r層發(fā)生冒落移動 當(dāng)上覆巖層下沉穩(wěn)定后 上覆巖層采動裂隙區(qū)劃可分為 豎三帶 和 橫三區(qū) 即采動區(qū)沿垂直方向由下往上劃分為冒落帶 裂隙帶和彎曲下沉帶 72 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 沿工作面推進(jìn)方向在工作面風(fēng)巷和機(jī)巷區(qū)域分為煤壁支撐影響區(qū) 離層區(qū)和重新壓實(shí)區(qū) 隨著工作面不斷向前推進(jìn) 沿工作推進(jìn)方向上的 橫三區(qū) 隨之交替向前移動 離層區(qū)的范圍可采用相似材料模型實(shí)驗(yàn)或現(xiàn)場探測 73 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 煤層開采后在上述區(qū)域的巖層中形成兩類裂隙 離層裂隙和豎向破斷裂隙 離層裂隙隨著工作面推進(jìn)從開切眼開始逐漸增大 其中采空區(qū)中部離層裂隙最發(fā)育 但隨著工作面開采距離不斷增大 采空區(qū)中部離層裂隙趨于壓實(shí) 而采空區(qū)上下兩側(cè)由于煤壁的支撐作用 離層裂隙仍較發(fā)育 這樣采空區(qū)四周形成一個(gè)連通的離層裂隙發(fā)育區(qū) 即形成如圖所示的 O 型圈 頂板裂隙分布特征示意 74 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 3 鉆場及鉆孔布置 高位瓦斯抽放鉆孔布置示意 75 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 4 技術(shù)參數(shù)頂板抽放口最佳位置 法距位于垂直煤層頂板向上8 25m 位于冒落帶頂部 裂隙帶下部 平距位于回風(fēng)巷內(nèi)錯(cuò)8 30m 具體礦井 要根據(jù)其實(shí)際綜合確定 其中鉆孔的終孔位置 可以利用幾何知識 通過計(jì)算得到 如圖為謝一礦考察結(jié)果 鉆場間距大于100m 鉆孔長度大于120m 抽放負(fù)壓16 20kPa 淮南礦區(qū)頂板走向鉆孔抽放鉆孔純量一般為5 20m3 min抽放率大于45 鉆孔角度盡量小 76 二 我國煤層條件下瓦斯抽采模式 當(dāng)法距在10 12m時(shí) 抽排瓦斯量很低 當(dāng)法距在14 15m時(shí) 抽排瓦斯量較高且穩(wěn)定 當(dāng)平距在8 17m時(shí) 抽排瓦斯量較高 說明此范圍位于 O 型圈的離層區(qū) 裂隙發(fā)育 當(dāng)平距大于17m時(shí) 抽排瓦斯量不穩(wěn)定 77 三 促進(jìn)瓦斯抽采的根本保證 一 將瓦斯抽放作為煤層氣開發(fā)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行動作瓦斯抽放不能停留在只為安全生產(chǎn)進(jìn)行瓦斯抽放的觀念上 而應(yīng)該把它當(dāng)作產(chǎn)業(yè)進(jìn)行動作 觀念的改變是最為迫切的 此外 規(guī)模開發(fā)煤層氣后 易于實(shí)現(xiàn)抽掘采平衡 如晉城某礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力4Mt 預(yù)計(jì)今年生產(chǎn)原煤5Mt 增加原煤產(chǎn)值1 5億元以上 通風(fēng)費(fèi)用成本降低30 以上 抽放率30 以上 間接效益更為誘人 淮南局 1995年煤炭產(chǎn)量一千多萬噸 抽放瓦斯500多萬m3 1997年 抽放1045萬m3 1998年 抽放2260萬m3 1999年 抽放3752萬m3 2000年 抽放4940萬m3 2001年 抽放7133萬m3 2002年達(dá)到1億多 10796萬m3 2003年達(dá)到1 3億立方米 確保障了煤炭產(chǎn)量達(dá)3000萬t 避免了重大瓦斯傷亡事故的發(fā)生 78 三 促進(jìn)瓦斯抽采的根本保證 二 瓦斯抽放是瓦斯礦井關(guān)鍵的生產(chǎn)程序煤礦采掘過程中 瓦斯是最大的威脅 瓦斯抽放是解除這種威脅的最有效的措施 只有在進(jìn)行大量的瓦斯抽放 通過足以稀釋在任何意外情況出現(xiàn)的瓦斯超限時(shí) 才能給生產(chǎn)創(chuàng)造一個(gè)不受瓦斯威脅的相對安全環(huán)境 因此 瓦斯抽放不能作為一項(xiàng)被動的措施 而應(yīng)納入煤礦生產(chǎn)中最重要的一道生產(chǎn)工序 一般地 通過煤層瓦斯抽放使瓦斯含量降低到6 8m3 t 采掘過程中瓦斯治理的難度就要小得多 因此 應(yīng)合理計(jì)劃抽掘采生產(chǎn)銜接計(jì)劃 并嚴(yán)格執(zhí)行計(jì)劃 真正把瓦斯抽放納入第一道生產(chǎn)工序中 79 三 促進(jìn)瓦斯抽采的根本保證 三 根據(jù)礦井特點(diǎn)研究瓦斯抽放和評價(jià)技術(shù) 強(qiáng)化瓦斯抽放管理根據(jù)礦井自身特點(diǎn)研究瓦斯抽放的合理組合方式 工藝參數(shù) 抽放效果評價(jià)技術(shù)是非常必要 這些研究成果能夠?yàn)榈V井瓦斯抽放的科學(xué)管理 生產(chǎn)計(jì)劃的科學(xué)編制以及計(jì)劃的嚴(yán)格實(shí)施提供必要的科學(xué)依據(jù) 也是確保安全生產(chǎn) 提高工作效率和生產(chǎn)效益的有效手段 80 三 促進(jìn)瓦斯抽采的根本保證 四 強(qiáng)化政府監(jiān)督 通過法律和經(jīng)濟(jì)手段引導(dǎo)企業(yè)強(qiáng)化瓦斯抽放瓦斯抽放是煤礦治理瓦斯災(zāi)害 控制重大瓦斯事故的主要措施 抽放的瓦斯予以利用也是控制瓦斯污染大氣環(huán)境的有效手段 政府可以介入對瓦斯抽放的監(jiān)督和引導(dǎo) 為了確保安全生產(chǎn) 減少大氣污染 對煤礦生產(chǎn)過程中瓦斯抽放放和利用指標(biāo)建立一套科學(xué)的評價(jià)體系 達(dá)不到要求的 政府采取相應(yīng)的處罰措施 81 三 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 標(biāo)準(zhǔn)號 AQ1027 2006 MT T692 1997 2006年11月2日發(fā)布2006年12月1日實(shí)施國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局發(fā)布 82 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 一 修訂背景 以原國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局 煤礦安全規(guī)程 2004 礦井瓦斯抽放管理規(guī)范 1997 礦井抽放瓦斯工程設(shè)計(jì)規(guī)范 MT5018 96 為依據(jù) 充分考慮煤礦瓦斯抽放工藝特點(diǎn) 我國煤礦瓦斯抽放現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 規(guī)定了建立瓦斯抽放系統(tǒng)的條件及工程設(shè)計(jì)要求 瓦斯抽放方法 瓦斯抽放管理及職責(zé) 瓦斯利用 瓦斯抽放系統(tǒng)的報(bào)廢程序 各類瓦斯抽放參數(shù)的測算方法 83 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 本標(biāo)準(zhǔn)代替MT T692 1997 煤礦瓦斯抽放技術(shù)規(guī)范 主要改變內(nèi)容 增加礦井瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 增加移動瓦斯抽放系統(tǒng) 增加瓦斯抽放方法 增加瓦斯抽放管理 增加瓦斯利用 增加瓦斯抽放系統(tǒng)的報(bào)廢 對一些詞句進(jìn)行了修改 84 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 1 瓦斯抽放采用專用設(shè)備和管路把煤層 巖層和采空區(qū)中的瓦斯抽出或排出的措施 2 未卸壓抽放瓦斯抽放未受采動影響和未經(jīng)人為松動卸壓煤 巖 層的瓦斯 3 卸壓抽放瓦斯 二 主要術(shù)語 85 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 4 本煤層抽放瓦斯抽放開采煤層瓦斯 5 鄰近層抽放瓦斯抽放受開采層影響的上 下鄰近煤層的瓦斯 6 采空區(qū)抽放瓦斯抽放現(xiàn)采工作面采空區(qū)和老空區(qū)的瓦斯 前者稱現(xiàn)采空區(qū) 半封閉式 抽放 后者稱為老采空區(qū) 全封閉式 抽放 86 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 4 本煤層抽放瓦斯抽放開采煤層瓦斯 5 鄰近層抽放瓦斯抽放受開采層影響的上 下鄰近煤層的瓦斯 6 采空區(qū)抽放瓦斯抽放現(xiàn)采工作面采空區(qū)和老空區(qū)的瓦斯 前者稱現(xiàn)采空區(qū) 半封閉式 抽放 后者稱為老采空區(qū) 全封閉式 抽放 7 強(qiáng)化抽放針對一些透氣性低 采用用常規(guī)的預(yù)抽方式難以奏效的煤層而采取的特殊抽放方式 87 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 8 瓦斯儲量煤田開采過程中 能夠向開采空間排放瓦斯的煤層和巖層中賦存的瓦斯總量 9 礦井瓦斯抽放量礦井抽出瓦斯氣體中的CH4含量 10 瓦斯抽放率礦井 采區(qū)或工作面抽放瓦斯量占其抽排瓦斯總量的百分比 11 邊采邊抽抽放回采工作面前方工作面卸壓煤體瓦斯或厚煤層開采時(shí)抽放未采分層卸壓的瓦斯 88 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 12 邊掘邊抽掘進(jìn)巷道的同時(shí) 抽放巷道周圍卸壓煤體內(nèi)的瓦斯 13 高位鉆孔在風(fēng)巷向煤層頂板施工的抽放鉆孔 進(jìn)入裂隙帶 89 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 14 高抽巷在開采層頂部處于采動影響形成的裂隙帶內(nèi)挖掘的專用抽放巷道 15 水力壓裂在鉆孔內(nèi)以水作為動力 在無自由面的情況下使煤體裂隙暢通的一種措施 16 水力割縫在鉆內(nèi)運(yùn)用高壓水射流對鉆孔兩側(cè)的煤體進(jìn)行切割 形成一定深度的扁平縫槽的一種措施 17 深孔預(yù)裂爆破在鉆孔內(nèi)利用炸藥爆破作為動力 使煤體裂隙增大 提高煤層透氣性的一種措施 90 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 符合下列情況之一的礦井 必須建立瓦斯抽放系統(tǒng) a 一個(gè)采煤工作面的瓦斯涌出量大于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)方法解決瓦斯問題不合理時(shí) b 礦井絕對瓦斯涌出量達(dá)到以下條件的 大于或等于40m3 min 年產(chǎn)量1 0 1 5Mt的礦井 大于30m3 min 年產(chǎn)量0 6 1 0Mt的礦井 大于25m3 min 年產(chǎn)量0 4 0 6Mt的礦井 大于20m3 min 年產(chǎn)量等于或小于0 4Mt 大于15m3 min 三 建立瓦斯抽放系統(tǒng)的條件 91 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 c 開采有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層 符合上述條件 同時(shí)具備下列2個(gè)條件 應(yīng)建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng) 1 瓦斯抽放系統(tǒng)抽放量可穩(wěn)定在2m3 min以上 2 瓦斯資源可靠 儲量豐富 預(yù)計(jì)瓦斯抽放服務(wù)年限在五年以上 新建瓦斯抽放系統(tǒng)的礦井 必須經(jīng)有資質(zhì)的專業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行可行性論證 由企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人組織瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)依據(jù)的瓦斯參數(shù)必須經(jīng)有資質(zhì)的專業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行可行性論證 92 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 1 工程設(shè)計(jì)內(nèi)容礦井概況瓦斯基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 瓦斯等級 礦井瓦斯涌出量 煤層瓦斯壓力 含量 礦井瓦斯儲量和可抽量 煤層透氣性系數(shù) 鉆孔流量及其衰減系數(shù) 抽放方法抽放設(shè)備 抽放泵 管路系統(tǒng) 監(jiān)測及安全裝置 泵站建筑瓦斯利用技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 設(shè)計(jì)文件 三 地面永久瓦斯抽放系統(tǒng) 93 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 2 瓦斯抽放系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的一般規(guī)定體現(xiàn)安全第一 技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理原則 因地制宜采用新技術(shù) 新工藝 新設(shè)備 新材料 以批準(zhǔn)的精查地質(zhì)報(bào)告為依據(jù) 并參照鄰近或條件類似生產(chǎn)礦井 保證有足夠的工程施工及抽放時(shí)間 瓦斯抽放站 應(yīng)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 一般采用集中建站方式 有下列情況可采用分散建站方式 分區(qū)開拓或分期建設(shè)的大型礦井 礦井瓦斯抽放量較大且瓦斯利用點(diǎn)分散 一套瓦斯抽放系統(tǒng)難以滿足要求 94 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 分期建設(shè) 分期投產(chǎn)的礦井 瓦斯抽放工程可一次設(shè)計(jì) 分期建設(shè) 分期投抽 瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行礦井瓦斯資源評價(jià) 3 礦井瓦斯儲量 可抽瓦斯量 年抽放量及抽放年限W儲量 W可采層 W采動影響層 W圍巖可抽瓦斯量 當(dāng)前技術(shù)條件下能抽出的最大瓦斯量 Q設(shè)計(jì)可抽量 Q設(shè)計(jì)日可抽量 T 年工作日 抽放年限與抽放區(qū)域的開采年限相適應(yīng) 95 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 4 抽放管路系統(tǒng)避免或減少主干管路系統(tǒng)的頻繁改動 確保管路運(yùn)輸 安裝和維護(hù)方便 并應(yīng)符合下列要求抽放管路通過巷道曲線少 距離短 平直 轉(zhuǎn)角不小于50 宜沿回風(fēng)巷或礦車不經(jīng)常通過的巷道布置 若設(shè)在主要運(yùn)輸巷內(nèi) 在人行道側(cè)其架設(shè)高度不小于1 8m 并固定在巷道壁上 瓦斯抽放管件的外緣距離巷道壁不宜小于0 1m 96 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 當(dāng)抽放設(shè)備或管路發(fā)生故障時(shí) 管路內(nèi)的瓦斯不得流入采掘面及機(jī)電硐室 管徑要統(tǒng)一 變徑時(shí)必須設(shè)過渡節(jié) 管徑按最大流量分段計(jì)算 抽放管路按經(jīng)濟(jì)流速為5 15m s和最大通過流量計(jì)算管徑 當(dāng)采用專用鉆孔敷設(shè)抽放管路時(shí) 專用鉆孔直徑比管道外徑大100mm 當(dāng)沿豎井敷設(shè)抽放管路時(shí) 應(yīng)將管道固定好 h阻力 h摩擦 h局部 h局部 10 20 h摩擦 97 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 地面管路布置抽放管路附屬裝置及設(shè)施當(dāng)條件適當(dāng)時(shí) 可選用新材料的瓦斯抽放管 但井下抽放管路禁止采用玻璃鋼管 在傾斜巷道中 管路應(yīng)設(shè)防滑卡 通往井下的抽放管路應(yīng)采取防雷措施 98 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 5 抽放設(shè)備及抽放站礦井瓦斯抽放設(shè)備的能力 應(yīng)滿足礦井瓦斯抽放期間或在瓦斯抽放設(shè)備服務(wù)年限內(nèi)所達(dá)到的開采范圍內(nèi)的最大抽放量和最大抽放阻力要求 且應(yīng)有不小于15 的富余能力 礦井抽放系統(tǒng)總阻力 必須按管網(wǎng)最大阻力計(jì)算 抽放系統(tǒng)應(yīng)不出現(xiàn)正壓狀態(tài) 在一個(gè)抽放站內(nèi) 瓦斯抽放泵只有一套工作 應(yīng)備用一套 兩套或以上工作時(shí) 應(yīng)至少備用一套 99 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 抽放站位置 不受洪澇威脅且工程地質(zhì)條件可靠地帶 宜設(shè)在回風(fēng)井工業(yè)場地內(nèi) 站房距井口和主要建筑物及居住區(qū)不得小于50m 20m范圍內(nèi)禁止有明火 建在靠近公路和有水源的地方 考慮敷設(shè)方便 有利瓦斯輸送 100 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 1 相關(guān)規(guī)定 1 井下移動泵站應(yīng)安裝在抽放瓦斯地點(diǎn)附近的新鮮風(fēng)流中 抽出的瓦斯必須引排到地面 總回風(fēng)道或分區(qū)回風(fēng)道 可直接送至永久抽放系統(tǒng)管道內(nèi) 但必須使抽放系統(tǒng)瓦斯?jié)舛确?煤礦安全規(guī)程 第148條 利用瓦斯時(shí) 瓦斯?jié)舛炔坏玫陀?0 不利用瓦斯 采用干式抽放瓦斯設(shè)備時(shí) 抽放瓦斯?jié)舛炔坏玫陀?5 四 井下移動泵站瓦斯抽放系統(tǒng) 101 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 2 井下移動泵站排出的瓦斯至回風(fēng)道時(shí) 其出口必須采取安全措施 具體 柵欄設(shè)置位置 上風(fēng)側(cè)為管路出口外推5m 上下風(fēng)側(cè)柵欄間距不小于35m 瓦斯?jié)舛缺仨氃?0m以內(nèi)被混合到 煤礦安全規(guī)程 允許的限度以內(nèi) 監(jiān)測傳感器的位置設(shè)在柵欄外1m以內(nèi) 3 井下移動泵站必須實(shí)行 三專 供電 專用變壓器 專用開關(guān) 專用線路 102 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 1 一般規(guī)定建立抽放瓦斯系統(tǒng)的礦井必須實(shí)施先抽后采或邊采邊抽 五 抽放瓦斯方法 103 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 2 抽放方法的選擇 1 開采煤層瓦斯抽放煤層瓦斯抽放難易程度分類標(biāo)準(zhǔn) 104 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 煤層透氣性較好 宜采用本層預(yù)抽 順層或穿層布孔 煤層透氣性較差 采用分層開采的厚煤層 可先利用先采分層的卸壓作用抽放未采分層的瓦斯 單一低透氣性煤層 采用強(qiáng)化抽放 煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性嚴(yán)重煤層 應(yīng)選擇穿層網(wǎng)格布孔方式 煤巷掘進(jìn)瓦斯涌出量較大的煤層 可采用邊掘邊抽或先抽后掘的抽放方法 105 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 2 鄰近層瓦斯抽放從開采層回風(fēng)巷 或回風(fēng)副巷 向鄰近層打垂直或斜交穿層鉆孔抽放瓦斯 106 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 當(dāng)鄰近層瓦斯涌出量大時(shí) 可采用頂 底 板瓦斯巷道 高抽巷 抽放 107 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 高抽巷存在問題A 巷道掘進(jìn)工程量大 工期長 成本高 B 開采煤層上方的瓦斯巷道 若頂板含水量過大 又具有向斜構(gòu)造 有可能造成瓦斯道因水封而抽不出瓦斯 此時(shí)應(yīng)提前做好探放水工作 108 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 當(dāng)鄰近層瓦斯涌出量大時(shí) 可在工作面回風(fēng)側(cè)沿開采煤層頂板布置水平長鉆孔 高位鉆孔 抽放上鄰近層瓦斯 109 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 3 采空區(qū)瓦斯抽放老空區(qū)應(yīng)選用全封閉式抽放方法 其它 回風(fēng)巷密閉墻插管抽放 向工作面冒落拱頂部打鉆抽放 110 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 開采煤層頂板專用巷道打鉆抽放 導(dǎo)入法抽放瓦斯 111 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 采空區(qū)上隅角埋管抽放瓦斯 112 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 利用頂板泄排巷泄排采空區(qū)瓦斯某礦綜放面的回風(fēng)巷是首先沿頂板掘進(jìn)泄排巷 然后間隔150 左右由泄排巷沿底掘進(jìn)聯(lián)巷及分期風(fēng)巷 這也是防止煤層自然發(fā)火的需要 分期風(fēng)巷以里的泄排巷與采空區(qū)相通 封閉以后泄排巷內(nèi)積存著大量瓦斯 利用骨架風(fēng)筒引到總回風(fēng)道 由自然風(fēng)壓的作用泄排瓦斯 如果自然風(fēng)壓小 在骨架風(fēng)筒的末端安設(shè)氣動塑料抽出式風(fēng)機(jī) 骨架風(fēng)筒或氣動風(fēng)機(jī)的排風(fēng)量在80 100m3 min 排出的瓦斯量在2 0 3 0m3 min之間 使用骨架風(fēng)筒引導(dǎo)泄排巷的瓦斯 骨架風(fēng)筒內(nèi)的瓦斯不允許超過 如圖所示 113 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 114 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 4 專用抽放瓦斯巷道的要求位置 數(shù)量應(yīng)能達(dá)到良好的抽放效果 必須提前掘好巷道 保證足夠的抽放時(shí)間 有較大的抽放范圍 專用于敷設(shè)抽放管路 布置鉆場 鉆孔的瓦斯抽放巷道采用礦井全壓通風(fēng)時(shí) 巷道風(fēng)速不得低于0 5m s 5 鉆場鉆孔布置 115 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 6 封孔封孔方法的選擇應(yīng)根據(jù)抽放方法及孔口所處煤 巖 層位 巖性 構(gòu)造等因素綜合確定 因地制宜選用新方法 新工藝 巖壁鉆孔 宜采用封孔器封孔 煤壁封孔 宜采用充填材料進(jìn)行封孔 封孔長度 116 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 1 礦井瓦斯抽放工作由企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人負(fù)全面技術(shù)責(zé)任 保證抽放瓦斯工作正常銜接 做到 掘 抽 采 平衡 2 必須建立專門的瓦斯抽放隊(duì)伍 3 必須建立健全的崗位責(zé)任制 鉆孔鉆場檢查管理制度 抽放工程質(zhì)量驗(yàn)收制度 4 具有完備的圖紙和技術(shù)資料 5 加強(qiáng)瓦斯抽放參數(shù)的監(jiān)測 6 多打孔 嚴(yán)封孔 綜合抽 是加強(qiáng)瓦斯抽放工作的方向 六 抽放瓦斯管理 117 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 7 永久抽放系統(tǒng)年抽放瓦斯量不小于100萬m3 移動泵站不小于10萬m3 8 瓦斯抽出率預(yù)抽煤層礦井 礦井 20 回采面 25 鄰近層卸壓抽放礦井 礦井 35 回采面 45 綜合抽放方法礦井 礦井 25 煤與瓦斯突出礦井 預(yù)抽煤層瓦斯后 突出煤層瓦斯含量應(yīng)小于該煤層始突深度的原始煤層瓦斯含量或?qū)⒚簩油咚箟毫档? 74MPa 118 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 9 預(yù)抽煤層瓦斯的鉆孔量采用順層孔抽放時(shí)鉆孔量要求 噸煤鉆孔量表 單位 m t 119 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 當(dāng)采用穿層鉆孔抽放時(shí) 見煤點(diǎn)孔間距 容易抽放煤層 15 20m 可以抽放煤層 10 15m 較難抽放煤層 8 10m 10 鉆機(jī)效率巖石f 8 600m 月 臺巖石f 6 8 1200m 月 臺巖石f 6 1600m 月 臺 120 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 抽放瓦斯的礦井應(yīng)加強(qiáng)瓦斯利用工作 變害為利 保護(hù)環(huán)境并以用促抽 以抽保用 年抽放瓦斯量在100萬m3及以上的礦井 必須開展瓦斯利用工作 進(jìn)行瓦斯抽放論證和設(shè)計(jì)時(shí) 要同時(shí)對瓦斯利用進(jìn)行論證和設(shè)計(jì) 瓦斯利用設(shè)計(jì)內(nèi)容 瓦斯利用量 利用方式 儲氣裝置及容積 輸送方式 輸氣管路系統(tǒng) 安全檢測裝置 利用工藝 安全技術(shù)措施 經(jīng)濟(jì)分析等 七 瓦斯利用 121 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 申請報(bào)告 由煤礦企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人組織編寫 經(jīng)有相關(guān)資質(zhì)的專門機(jī)構(gòu)論證 礦井永久瓦斯抽放系統(tǒng)報(bào)廢申請報(bào)告內(nèi)容 礦井概況 煤層賦存條件 儲量 生產(chǎn)能力 巷道布置 采煤方法 通風(fēng)狀況 瓦斯基礎(chǔ)資料 歷年瓦斯抽放數(shù)據(jù) 瓦斯等級鑒定數(shù)據(jù) 瓦斯含量等值線 瓦斯涌出量等值線 礦井現(xiàn)有瓦斯儲量等 八 地面永久抽放系統(tǒng)的報(bào)廢 122 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 1 瓦斯壓力測定要求 在巖石巷道向煤層打鉆孔 封孔及安裝壓力表直接測定煤層瓦斯壓力 條件 1 測定地點(diǎn)選在無斷層 裂隙等地質(zhì)構(gòu)造處 瓦斯賦存狀況具有代表性 2 測壓巷道距煤層的巖柱距離 10m 3 孔徑75mm 要貫穿整個(gè)煤層 厚煤層鉆入煤層3m以上 及時(shí)封孔且嚴(yán)密 接頭不漏氣 九 抽放瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測算 123 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 2 瓦斯含量測定與計(jì)算3 礦井瓦斯儲量式中 W1 可采煤層瓦斯儲量總和 Mm3 W2 可采煤層采動影響范圍內(nèi)不可采鄰近煤層的瓦斯儲量總和 Mm3 W3 圍巖瓦斯儲量總和 Mm3 124 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 4 抽放率計(jì)算礦井 或采區(qū) 抽放率 工作面瓦斯抽放率 式中 125 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 5 抽放量的換算式中 126 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 6 鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù) 鉆孔瓦斯流量隨時(shí)間延續(xù)呈衰減變化關(guān)系的系數(shù) 是評估開采層預(yù)抽瓦斯難易程度的一個(gè)指標(biāo) 測算方法 1 選擇具有代表性的地區(qū)打鉆孔 2 測定初始瓦斯流量q0 3 分別測定ti時(shí)刻鉆孔瓦斯流量qi 4 作散點(diǎn)圖 5 進(jìn)行曲線擬合 得到關(guān)系式 6 得瓦斯流量衰減系數(shù) 127 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 7 瓦斯來源分析確定瓦斯抽放方法的主要依據(jù) 應(yīng)做好以下工作 測定掘進(jìn) 采煤與其與采空區(qū)瓦斯涌出量分別占全礦井瓦斯涌出量的比例 準(zhǔn)確判斷出采區(qū)工作面瓦斯主要來自本煤層還是鄰近層 一般認(rèn)為回采工作面老頂初次冒落前的平均瓦斯涌出量認(rèn)為是本煤層的瓦斯涌出量 老頂初次冒落后的平均瓦斯涌出增量認(rèn)為是鄰近層的瓦斯涌出量 128 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 129 130 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 1 瓦斯抽放管徑選擇要求 合理流速 流動阻力小 投資低 由預(yù)計(jì)的抽出量計(jì)算 式中Q 管內(nèi)混合氣體流量 D 管內(nèi)徑 v 流速 一般取5 15m s 十一 瓦斯抽放工程設(shè)計(jì) 131 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 2 管路摩擦阻力計(jì)算式中 132 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 局部阻力計(jì)算可用估算法 一般取摩擦阻力的10 20 管路系統(tǒng)長 網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜或主管管徑較小者 可按上限取值 133 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 134 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 3 抽放瓦斯泵流量計(jì)算 1 瓦斯泵流量計(jì)算 135 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 2 瓦斯泵壓力計(jì)算式中 136 四 煤礦瓦斯抽放規(guī)范 3 根據(jù)上面計(jì)算出的瓦斯流量和瓦斯泵壓力 選擇所需要的瓦斯泵 137 五 煤與瓦斯突出礦井鑒定規(guī)范 標(biāo)準(zhǔn)號 AQ1024 2006 MT637 1996 2006年11月2日發(fā)布2006年12月1日實(shí)施國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局發(fā)布 138 五 煤與瓦斯突出礦井鑒定規(guī)范 概念1 煤與瓦斯突出 在地應(yīng)力作用下 破碎的煤 巖和瓦斯由煤體或巖體內(nèi)突然向采掘空間拋出的異常動力現(xiàn)象 2 煤與瓦斯突出煤層 在采掘過程中發(fā)生煤與瓦斯突出的煤層 3 煤與瓦斯突出礦井 在采掘過程中發(fā)生過煤與瓦斯突出的礦井 139 五 煤與瓦斯突出礦井鑒定規(guī)范 一 修訂背景煤與瓦斯突出礦井鑒定規(guī)范 MT637 1996 貫徹執(zhí)行情況 我國煤與瓦斯突出的嚴(yán)重性和經(jīng)濟(jì)體制改革帶來的新問題 國家對鑒定工作提出新的要求 關(guān)于加強(qiáng)煤與瓦斯突出礦井鑒定工作的通知 煤安監(jiān)辦字 2005 11號 140 五 煤與瓦斯突出礦井鑒定規(guī)范 二 鑒定分類根據(jù)鑒定時(shí)期的不同 將煤與瓦斯突出礦井鑒定分為3類 礦井設(shè)計(jì)前的鑒定 主要根據(jù)地質(zhì)勘探部門提供的瓦斯地質(zhì)資料及相鄰礦井煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性等基礎(chǔ)技術(shù)資料 確定煤層突出危險(xiǎn)性 鑒定結(jié)果僅供礦井設(shè)計(jì)參考 礦井開拓期間的鑒定 包括新井建設(shè)期間 新水平 采區(qū) 延伸開拓期間以及沒有發(fā)生過動力現(xiàn)象的礦井進(jìn)行的鑒定 這類鑒定主要通過測定煤層瓦斯基本參數(shù)等途徑確定煤層突出危險(xiǎn)性 141 五 煤與瓦斯突出礦井鑒定規(guī)范 礦井生產(chǎn)期間的鑒定 這類鑒定主要是以生產(chǎn)過程中實(shí)際發(fā)生的動力現(xiàn)象為依據(jù) 按其特征確定所屬類型 當(dāng)其特征不明顯時(shí) 在現(xiàn)場考察或?qū)嶒?yàn)室中進(jìn)行有關(guān)參數(shù)測定輔助判斷發(fā)生動力現(xiàn)象的性質(zhì) 142 五 煤與瓦斯突出礦井鑒定規(guī)范 三 鑒定和審批程序 煤炭企業(yè)A 發(fā)生瓦斯動力現(xiàn)象后 積極搶險(xiǎn)救災(zāi) 同時(shí)做好瓦斯 通風(fēng)參數(shù)測定等 B 保留現(xiàn)場以供勘查或詳細(xì)記錄現(xiàn)場勘查情況 C 24h內(nèi)報(bào)告當(dāng)?shù)孛禾啃袠I(yè)管理部門和駐地煤礦安全監(jiān)察部門 D 10日內(nèi) 向有資質(zhì)鑒定機(jī)構(gòu) 煤炭科學(xué)研究總院重慶分院 煤炭科學(xué)研究總院撫順分院 中國礦業(yè)大學(xué) 中國礦業(yè)大學(xué) 北京 河南理工大學(xué) 提出書面委托 簽訂服務(wù)合同 E 如實(shí)提供具有法律效力的相關(guān)資料 143 五 煤與瓦斯突出礦井鑒定規(guī)范 三 鑒定和審批程序 鑒定機(jī)構(gòu)A 接受鑒定委托后 及時(shí)審查鑒定資料 B 指派不少于2名具有豐富經(jīng)驗(yàn)和中級職稱以上的鑒定人員到現(xiàn)場進(jìn)行勘查 分析和核實(shí)有關(guān)資料 必要時(shí)測定有關(guān)參數(shù) C 按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 科學(xué) 公正 及時(shí) 一般在45日內(nèi) 提交鑒定報(bào)告 D 鑒定報(bào)告必須符合相關(guān)規(guī)定 結(jié)論明確 144 五 煤與瓦斯突出礦井鑒定規(guī)范 三 鑒定和審批程序 監(jiān)管部門A 省 自治區(qū) 直轄市 級煤炭行政管理部門負(fù)責(zé)對煤炭企業(yè)提出的申請進(jìn)行及時(shí)審批 接到申請20日內(nèi) B 審批結(jié)果 應(yīng)由煤炭企業(yè)向省級和地方煤礦安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)備案 審批后7日內(nèi) C 鑒定機(jī)構(gòu)每年應(yīng)將進(jìn)行鑒定過的報(bào)告或鑒定礦井匯總表 送全國突出檔案室備案 145 五 煤與瓦斯突出礦井鑒定規(guī)范 鑒定和審批程序 監(jiān)管部門A 省 自治