瓦斯防治,瓦斯治理,湖南煤监局湖南省煤炭科学研究院瓦斯防治经验交流材料

煤矿瓦斯防治经验交流材料
湖南煤监局湖南省煤炭科学研究院
一、湖南瓦斯防治的主要问题
1、瓦斯赋存条件差。

湖南省特殊的煤层沉积环境及其区域构造演化特征，使得煤层构造极其复杂，由于在地质运动中受到构造应力的挤压，湖南高瓦斯煤层透气性普遍很低、煤层松软。

这些特点导致煤矿瓦斯抽采过程中长期存在抽采影响半径小、抽采时间长、抽采效率低、钻孔易跨孔等问题，严重影响了我省煤矿瓦斯抽采的效率和经济性。

2、煤矿企业业绩差、亏损面大、资金紧张，企业在瓦斯防治中的投入下降。

3、技术及装备落后。

先进适用技术和装备推广力度不够、进展缓慢，煤矿瓦斯抽采装备整体落后。

4、从业人员整体素质不高，从业人员年龄偏大。

湖南煤矿整体从业人员年龄结构偏大，教育程度普遍偏低。

一线工人多为小学，初中文化水平。

多数小煤矿瓦斯抽采工人流动性大，缺乏专业的知识培训，专业素质有待提高。

5、瓦斯发电上网难。

瓦斯发电机组规模小、布局分散，致使部分地区瓦斯发电上网难，上网过程中存在申报手续复杂，申报部门繁多，电网企业积极性低的问题，影响了煤矿建立瓦斯发电站的积极性。

二、湖南瓦斯防治的经验技术
1、“钻、抽、排”一体化防喷孔成套装备
针对突出煤层钻孔施工过程中喷孔容易造成瓦斯超限的问题，研制了“钻、抽、排”（钻孔、抽采瓦斯、排水排煤渣）一体化防喷孔成套装备。

解决钻孔施工过程中钻孔喷孔造成的瓦斯超限、煤渣堆积难清理的问题，施工钻孔同时实现瓦斯和水煤分离、瓦斯抽采、煤渣机械化排入矿车的功能。

施工过程中采用钻、抽、排一体化喷孔防治装备消除了工作面瓦斯超限的现象，将钻孔涌出的大量瓦斯导入矿井抽采系统中，抽采到地面瓦斯发电站进行发电利用。

分离器内部的水煤渣通过内置的泥浆泵输出直接排入矿车，解决了人力清渣的困难，防止水煤渣在巷道堆积造成工作效率低下以及水煤浸泡对巷道造成的破坏。

现场试验取得了很好的效果，真正实现了煤与瓦斯安全高效共采。

该套装备由水煤、瓦斯分离装置和封孔器两部分组成。

封孔器包括简易封孔器、嵌入式和扩展式封孔器。

封孔器使水煤和瓦斯沿一定管路排入分离装置内，并使其喷出速度得到缓冲，因此要求做到密封严实，坚实易用。

水煤、瓦斯分离装置就是要将钻孔排出的水煤和瓦斯分离开来，它要达到两个目的：一是缓冲从钻孔排出的煤屑和瓦斯，使其不沿钻孔方向喷向巷道空间；二是从钻孔排出的瓦斯应经过一定途径后进入巷道中的抽采管路，以控制回风流中的瓦斯浓度，防止超限，保证施工和试验的顺利进行。

经过缓冲并与瓦斯分离开来的煤屑排入巷道或矿车。

水煤、瓦斯分离装置分为简易型和智能排渣型。

简易型分离装置由箱体和箱体内的挡板、水煤导入管、抽采管、柔性呼吸袋
接管、排渣口等组成。

封孔器导流出的水煤、瓦斯进入分离器通过重力作用分离，挡板将分离器内的空间分为两部分，每个部分都设置了抽采管，形成相对独立的两个气室，可以起到双级分离瓦斯的作用。

这样的结构不仅分离收集瓦斯效率高，而且可以实现对进入抽采系统瓦斯浓度的控制。

在喷孔严重的情况下打开两个气室的抽放开关，在轻微喷孔的情况下，则只打开前部的抽采管，能够保证进入抽采管路的瓦斯有较高浓度。

瓦斯抽采管不能及时抽出喷出的瓦斯时，通过柔性呼吸袋的膨胀吸气作用进行缓冲，然后慢慢呼出收集的气体进入瓦斯抽采管，实现呼吸式缓冲作用。

智能排渣分离器采用全封闭设计，箱体和箱体内的水煤导入管、抽采管、柔性呼吸袋接管、超声波水位探测仪、泥浆泵等组成。

水煤、瓦斯通过导入管进入箱体，瓦斯被抽入抽采系统，水煤渣通过泥浆泵输出箱体，直接排入矿车，减少了人力清渣的困难，防止水煤渣在巷道堆积造成工作效率低下以及水煤浸泡对巷道造成的破坏。

分离器上部安装有超声波水位探测仪，可以根据箱体内水位的高低程度，自动开启泥浆泵，无需人工职守。

顶部设计有三个抽采管阀门，可以根据瓦斯涌出大小进行组合开关。

顶部保留设计有柔性呼吸袋接口。

钻、抽、排一体化分离器整体密封性强，能基本杜绝钻孔喷孔带来的瓦斯超限；自动机械排渣能高效排出水煤渣，对一般十几矿车水煤涌出的水射流措施，能很大的提高劳动效率。

2、穿层钻孔群+高压水射流卸压增透技术
湖南突出煤层普遍透气性低（λ<1m2/MPa2•d）、煤层松软
（f值0.2左右），煤层赋存又极不稳定，厚薄变化很大，煤包分布广泛，煤包内积聚大量瓦斯。

经过湖南省煤炭科学研究院和湖南省煤业集团在红卫矿业公司和嘉禾矿业公司的井下试验研究，得出穿层钻孔群+高压水射流卸压增透技术结合的经验模式。

在底板巷或石门施工穿层钻孔群，在钻孔群中均匀布置高压水射流卸压增透钻孔，通过高压水射流将钻孔中的煤体冲洗切割排出钻孔，使钻孔周围煤体得到卸压，透气性增强，加速该区域的瓦斯抽采效率。

该方法对于高突出的煤包、分支煤的瓦斯突出防治尤其效果突出。

（1)系统组成
高压水射流装置是由高压水泵、煤矿用钻机、钻杆、水射流钻头、分水器（水辫）、矿用隔爆型真空电磁起动器、矿用隔爆型急停按钮、高压胶管总成、调压阀组及球阀接头等连接而成的一套装置。

（2）技术参数
高压水射流钻头可以采用普通钻孔进行水力冲孔，也可以采用水力割缝钻头，水力割缝钻头喷嘴直径选择4mm。

高压泵选择额定出口压力20MPa，额定出口流量120L/min，功率45kW 的即可，施工时的工作压力5~15MPa。

（3）组织管理
成立以矿长、矿总工程师、瓦斯防突矿长、安全矿长、抽采队长、防突技术员等组成的领导小组，分工到人、责任明确。

改变瓦斯抽采的绩效考核制度。

多数矿井瓦斯抽采人员的绩效考核是围绕钻孔的进尺量进行的，但是在卸压增透施工中，瓦
斯进尺量很难反映工人的劳动量和钻孔施工效果。

应改为以出煤量或瓦斯抽采量为核心的绩效考核制度。

瓦斯抽采量需要在抽采系统的关键节点安装流量计和瓦斯浓度探头，有条件的矿井可以采用。

出煤量则较为简单，适合大部分的矿井采用。

（4）注意事项
a、进行穿层钻孔高压水射流卸压增透作业必须配合使用“钻、抽、排”一体化防喷孔装备。

湖南煤层松软，卸压增透过程中必定发生钻孔喷孔，而且规模较大，通过风排无法达到要求，因此一定要采取防喷孔措施。

b、施工中其回风系统禁止人员施工作业，通风系统保证工作面足够的风量。

c、施工前必须仔细检查施工地点及其回风系统电气设备是否失爆，一旦发现马上整改，整改完成后才能施工。

d、施工地点及巷道要按要求设置瓦斯监控探头，并实现与电气设备的瓦斯、电连锁，施工操作人员每班必须携带便携式瓦斯报警仪。

e、施工之前应对工人进行操作规程和安全技术措施的培训。

f、施工开始前，应仔细检查设备、管路的连接，确保连接紧密；施工时操作人员不得站于钻机正后方。

g、钻孔卡钻长时间不出水时，应关闭高压泵，钻杆不停旋转，前后运动，观察情况，长时间仍不出水，则可以一根一根退出钻杆，直到通水为止。

h、在遇到喷孔非常严重，瓦斯涌出量很大的情况，在施工完成后，不能马上撤掉防喷孔装备，否则在拆除设备的时候容易
造成瓦斯超限。

需要等待一定时间瓦斯涌出量下降到风排满足要求的情况再拆除设备。

3、保护层开采技术
开采保护层，也叫开采解放层，是指首先开采与突出煤层邻近而又无突出危险的煤层（即保护层），由于采动影响而使突出煤层瓦斯压力、瓦斯含量大幅降低，煤层透气性显著提高，大量高压瓦斯释放从而消除突出煤层的突出危险。

开采保护层是迄今为止防突上最有效、最经济的区域性措施。

有条件开采的，必须开采保护层。

湖南省进行保护层开采的煤矿有湖南省煤业集团下属的一平硐、土朱、坦家冲煤矿，资江煤矿等。

这些矿井都是选择主采煤层上方的局部可采薄煤层进行开采。

由于这些煤层厚度一般在0.5m左右，最薄的区域仅0.2m甚至没有煤层，在早期开采一般选择抛弃煤层，现在也都实现了保护层开采，并取得了很好的瓦斯突出防治效果。

虽然保护层的开采过程中经济性较差，但是对于整个矿井的防突工作和平衡采掘接替起到了很好的效果。

2015年8月25日。