煤矿瓦斯抽采与瓦斯灾害防治

3、井下瓦斯抽采
• 预抽采 (原始煤体瓦斯抽采) • 卸压抽采 （采动影响区瓦斯抽采） • 采空区抽采
●分源法 ●统计法
●类比法
4、瓦斯局部积聚处理
■危害 ■处理方法
一般采用堵、挡、疏、抽、吹、排等方式,或几 种方式的组合应用解决局部地点的瓦斯积聚问题。
脉动通风机治理回采面上隅角瓦斯积聚 小型液压风扇安装布置示意图
GDS—1型瓦斯自动引排系统排放上隅角积聚瓦斯示意图 GDS-1型瓦斯自动引排系统排放盲巷积聚瓦斯示意图
全国煤炭产量与死亡人数变化图
死亡人数/人 年产量/亿吨
10000
8000
6000
4000 4826
4805
死亡人数 产量
25
23.25
6877
7016
6995
20
15
4942
13.74 9.99
4746
10
2000
5
4.83
0 1976
1981
1986 1991 1996 时间/年
2001
0 2006
●地面测定：
●间接测定：利用瓦斯含量、K1等反算方法。
1—充气装置（主动测压）；2—三通；3—压力表；4—木楔；5—测压管； 6—煤层；7—封堵材料；8—注浆管；9—泥浆泵；10—积水；11—筛孔管。
注浆封孔测压示意图
1—注气口；2—手把；3—加压手轮；4—推力轴承；5—胶圈；6—压力表； 7—封孔胶圈；8—高压软管；9—阀门；10—高压CO2或N2瓶；11—粘液；
2007年，煤炭产量：25.23亿吨 ，死亡人数： 3786人
全国煤矿百万吨死亡率
百万吨死亡率
7
6
5.87
5
4
wenku.baidu.com
3
3.08
2.77
2
1
0.93
0 2004年
5.53
3.85
2.81 1.94
21..0948
0.96
0.63
2005年
2006年
年份
3.024
1.485 1.269 0.383 2007年
全国煤矿 乡镇煤矿 国有地方煤矿 国有重点煤矿
2、瓦斯基础参数及其测定
■用于瓦斯涌出及瓦斯抽采方面的基本参数
（1）煤层瓦斯含量
原始、残存（余）、原煤、可燃基 瓦斯含量
（2）煤层瓦斯压力
原始、残存瓦斯压力
（3）煤层透气性系数 （4）煤的孔隙率 （5）煤的瓦斯吸附常数 （6）煤质工业分析
2、瓦斯基础参数及其测定
■参数测定方法
（4）煤的孔隙率 （5）煤的吸附常数 （6）煤的工业分析 （7）煤的瓦斯放散初速度 （8）煤的坚固性系数 （9）煤的解吸特征曲线
以上参数均在实验室按照相应规范或标准测定 （10）煤的破坏类型
现场观测确定
3、瓦斯赋存与涌出
■瓦斯赋存
●以游历态和吸附态存在于煤层或围岩中。
●煤层瓦斯含量的影响因素：生成量和保存条件
变质程度、成煤年代、围岩性质、吸附性能、埋深、倾角、构造、水文 等。
●同一煤层瓦斯赋存是不均匀的 ●瓦斯赋存与地质构造的关系密切 瓦斯地质
3、瓦斯赋存与涌出
■瓦斯涌出
●普通涌出
含量、透气性、开采规模、开采程序、开采方法、生产工序、地面 大气压、通风方式、抽采技术措施等。
●特殊涌出
喷出、突出
■瓦斯涌出预测
k
原煤：X 0 X1100 A Mad X 2 100
●直接测定：
《地勘时期瓦斯含量测定方法》 AQ1046-2007 《煤矿井下煤层瓦斯含量直接测定方法》 以上两种方法都是用解吸法分步进行测定。
DGC瓦斯含量直接测定装置
取芯装置
井下解析仪
地面解吸装置
煤样粉碎装置
水份测定仪
色谱仪 及分析 软件
2、地面瓦斯抽采
■煤层气地面开采技术
大规模预抽，采用天然气开发模式。 一般分钻井、固井、完井，水力压裂，排水采气3个步骤。 由于我国煤层透气性差的原因，地面煤层气开发效果 还不理想。
■地面钻井瓦斯抽采
结合采动，主要进行邻近层和采空区瓦斯抽采。
利用采动影响实现井上、下瓦斯抽采的结合，是 部分矿区提高瓦斯抽放效果的一条技术途径。
■用于突出防治方面的基本参数
（1）煤层瓦斯压力
原始、残余、始突深度处 瓦斯压力
（2）煤层瓦斯含量
原始、残存瓦斯压力、始突深度处 瓦斯含量
（3）煤的结构破坏类型 （4）煤的瓦斯放散初速度 （5）煤的坚固性系数 （6）煤的瓦斯解吸特征
2、瓦斯基础参数及其测定
■参数测定方法
（1）煤层瓦斯压力
●井下直接测定：《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》 AQ/T1047－2007
12—粘液缸。
胶囊－密封粘液封孔测压示意图
地面瓦斯压力测定方法示意
2、瓦斯基础参数及其测定
■参数测定方法
（2）煤层瓦斯含量 ●间接测定：现场测定和实验室测定相结合，根据实测瓦斯压力、吸附常
数、工业分析等计算。
纯煤：X X1 X 2 abp
1
en(ts t ) 10 Kp
1 bp 1 0.31Mad
全国煤矿瓦斯矿井等级分布
高瓦斯及煤与瓦 斯突出
低瓦斯
国有煤矿高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井约占50％
1、瓦斯及瓦斯灾害
• 瓦斯事故
●煤矿重、特大事故大多数是瓦斯事故； ●建国以来一次死亡百人以上煤矿事故23起，其 中瓦斯事故21起； ●瓦斯事故伤亡人数占煤矿事故死亡人数较高比 例； ●2007年，全国煤矿瓦斯事故起数和死亡人数， 同比分别下降16.8%和17.8% 。
653工程
主要内容
一、概述 二、瓦斯抽采技术 三、突出防治技术
一、概述
■ 瓦斯及瓦斯灾害 ■ 瓦斯基本参数及其测定 ■ 瓦斯赋存及涌出 ■ 瓦斯局部积聚处理
1、瓦斯及瓦斯灾害
• 瓦斯
煤矿安全隐患、优质资源、室温气体
• 矿井瓦斯等级
低瓦斯矿井、高瓦斯矿井、突出矿井
• 瓦斯灾害
瓦斯爆炸、瓦斯燃烧、瓦斯喷出、煤与瓦斯突出、 瓦斯窒息
2、瓦斯基础参数及其测定
■参数测定方法
（3）煤层透气性系数 ●实验室测定 ●现场测定
（1）克里切夫斯基压力法（一次压力法） （2）马可尼压力法（二次压力法） （3）克里切夫斯基流量法 （4）中国矿大法 （国内常用方法） 以上方法都是打钻测压后测定压力－时间或流量－时间的关系， 计算获得。
2、瓦斯基础参数及其测定
变频调速自控局部通风机排故瓦斯
二、瓦斯抽采技术
■ 瓦斯抽采的意义 ■ 地面瓦斯抽采 ■ 井下瓦斯抽采 ■ 报废矿井瓦斯抽采 ■ 瓦斯抽采装备 ■ 典型矿区瓦斯抽采特点
1、瓦斯抽采的意义
●瓦斯灾害治理的根本性措施； ●优质资源开发的需要； ●大气环境保护的需要。
在国家政策的鼓励和要求下，我国的煤层 气抽采力度大大加强，瓦斯抽采量增加很快， 2007年抽采量达43亿m3。