最新2019-中国煤矿瓦斯抽采技术-PPT课件
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《瓦斯抽采基本知识》PPT模板课件
α
α=（Qt）/t
煤层透气性系数λ
λ=K/2μpn
166
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条
件
开采保护层时应考虑抽放被保护层瓦斯。
开采有煤与瓦斯突出危险煤层的。
4、煤层瓦斯抽采难易程度的指标
煤层抽放瓦斯难以程度（可行性）主要针对预抽方法而言， 主要有钻孔瓦斯流量衰减系数（瓦斯压力）和煤层透气性系 数两项指标，是用来衡量开采层瓦斯抽放难易程度的重要参 数。 根据这两项指标将未卸压原始煤层的抽放难以程度划分为三 类，即容易抽放、可以抽放和较难抽放。
类别
容易抽放 可以抽放 较难抽放
钻孔瓦斯流量衰减系数 d-1 ＜0.003 0.003~0.05 ＞0.05
煤层透气性系数 m2·MPa-2·d-1 ＞10 10~0.1 ＜0.1
5、瓦斯抽采的意义
瓦
瓦斯抽放是消除煤矿重大瓦斯事故的治本措施
斯
抽
放
瓦斯抽放能够解决矿井仅靠通风难以解决的问题，
的
降低矿井通风成本
瓦斯抽采基本知识
（Excellent handout training template）
☆瓦斯抽放发展概况
我国煤矿瓦斯抽放技术的发展
高透气性煤层抽放 瓦斯阶段
邻近层卸压抽放 瓦斯阶段
低透气性煤层强化 抽放瓦斯阶段
矿井瓦斯抽采-培训课件 PPT
你们好
矿井瓦斯抽放（采）
2
主要内容
瓦斯抽放的相关法令 瓦斯抽放的目的和意义 矿井瓦斯抽放难以程度及效果评价指标 矿井瓦斯的抽放方法的选择 低透气性煤层瓦斯强化抽放技术 钻进和封孔技术
3
1.瓦斯抽放相关法令：“十二字方 针”
2002年8月，国家煤矿安全监察局和中国煤炭协会，为贯彻落实
22
15°
° 75
5.本煤层瓦斯抽放
①穿层钻孔
m 5～10
K1 K3
5m 10～1
底板道
底板道
网格式穿层钻孔布置
23
5.本煤层瓦斯抽放
②顺层钻孔
先掘运输巷道，掘进期间打顺层 钻孔，回风巷及切眼形成后再抽 放一段时间。优点：钻孔不在煤 岩中施工，钻进施工速度快成本 低，揭露煤层面积大。缺点：抽 放时间短。 主要技术参数：钻孔直径 70~100mm，钻孔长度 40~70m。钻孔间距5~20m， 中低负压抽放。 提高预抽效果的措施：大直径 （阳泉 300mm，3倍），提高 负压（鹤壁 10.6Kpa，0.25 倍），交叉钻孔（焦作，0.4~1 倍），强化增透等。
预抽瓦斯消突
开发利用
瓦斯抽放要有针对性
本煤层瓦斯涌出
临近层瓦斯涌出 围岩和采空区瓦斯涌出
做好抽放设计、施工和管理
12
4.矿井瓦斯抽放方法的选择
（2）抽放瓦斯的方法
分类
开采层
抽采瓦 斯 未卸压 由开采层机巷、风巷或煤门等上 向、下向打顺层钻孔 由石门、岩巷、邻近层煤巷向开 采层打穿层钻孔 地面钻孔 密封开采巷道 高瓦斯“容易抽放” 煤层 瓦斯“容易抽放煤层” 20~30
28
5.本煤层瓦斯抽放
矿井瓦斯抽放（采）
2
主要内容
瓦斯抽放的相关法令 瓦斯抽放的目的和意义 矿井瓦斯抽放难以程度及效果评价指标 矿井瓦斯的抽放方法的选择 低透气性煤层瓦斯强化抽放技术 钻进和封孔技术
3
1.瓦斯抽放相关法令：“十二字方 针”
2002年8月，国家煤矿安全监察局和中国煤炭协会，为贯彻落实
22
15°
° 75
5.本煤层瓦斯抽放
①穿层钻孔
m 5～10
K1 K3
5m 10～1
底板道
底板道
网格式穿层钻孔布置
23
5.本煤层瓦斯抽放
②顺层钻孔
先掘运输巷道，掘进期间打顺层 钻孔，回风巷及切眼形成后再抽 放一段时间。优点：钻孔不在煤 岩中施工，钻进施工速度快成本 低，揭露煤层面积大。缺点：抽 放时间短。 主要技术参数：钻孔直径 70~100mm，钻孔长度 40~70m。钻孔间距5~20m， 中低负压抽放。 提高预抽效果的措施：大直径 （阳泉 300mm，3倍），提高 负压（鹤壁 10.6Kpa，0.25 倍），交叉钻孔（焦作，0.4~1 倍），强化增透等。
预抽瓦斯消突
开发利用
瓦斯抽放要有针对性
本煤层瓦斯涌出
临近层瓦斯涌出 围岩和采空区瓦斯涌出
做好抽放设计、施工和管理
12
4.矿井瓦斯抽放方法的选择
（2）抽放瓦斯的方法
分类
开采层
抽采瓦 斯 未卸压 由开采层机巷、风巷或煤门等上 向、下向打顺层钻孔 由石门、岩巷、邻近层煤巷向开 采层打穿层钻孔 地面钻孔 密封开采巷道 高瓦斯“容易抽放” 煤层 瓦斯“容易抽放煤层” 20~30
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5.本煤层瓦斯抽放
煤矿瓦斯抽采PPT课件
促进煤炭行业健康发展
瓦斯抽采可以提高煤炭开采的安全性和效率，促进煤炭行 业的健康发展。
推动科技进步和创新
瓦斯抽采技术不断发展，推动了相关科技的进步和创新， 提高了我国在能源领域的国际竞争力。
02 瓦斯抽采技术概述
瓦斯抽采方法
01
02
03
04
地面钻孔抽采
通过地面钻孔将瓦斯从煤层中 抽出，主要适用于煤层瓦斯含
采。
瓦斯抽采钻机的种类繁多，常 见的有旋转钻机、冲击钻机和
复合钻机等。
瓦斯抽采钻机的选择应根据矿 井的地质条件和钻孔需求进行 选择，如钻孔直径、钻孔深度 和钻孔角度等参数。
瓦斯抽采钻机的操作和维护对 于保证其正常运行至关重要， 应遵循操作规程，定期进行检 查和维护。
瓦斯抽采测量仪器
01
瓦斯抽采测量仪器是用 于监测和测量瓦斯抽采 过程中的各种参数的仪 器。
瓦斯抽采管道的铺设应遵循规范，避 免出现弯曲、挤压和振动等情况，以 保证瓦斯输送的顺畅。
瓦斯抽采管道的材料应具备防爆、防 腐和防震等特点，以保证输送过程中 的安全。
瓦斯抽采管道的清洁度对于瓦斯的输 送效率具有重要影响，应定期进行清 洗和维护。
瓦斯抽采钻机
瓦斯抽采钻机是用于在煤层中 钻孔的设备，以便进行瓦斯抽
出并输送到地面。
瓦斯抽采泵的种类繁多，常见 的有螺杆泵、水环泵和柱塞泵
等。
瓦斯抽采泵的选型应根据矿井 瓦斯抽采的实际需求进行选择 ，如流量、扬程和功率等参数
。
瓦斯抽采泵的维护保养对于保 证其正常运行至关重要，应定 期进行清洗、润滑和检查等工
作。
瓦斯抽采管道
瓦斯抽采管道是连接瓦斯抽采泵与矿 井瓦斯抽采口的管道，负责输送瓦斯。
某煤矿瓦斯抽采安全管理案例
瓦斯抽采可以提高煤炭开采的安全性和效率，促进煤炭行 业的健康发展。
推动科技进步和创新
瓦斯抽采技术不断发展，推动了相关科技的进步和创新， 提高了我国在能源领域的国际竞争力。
02 瓦斯抽采技术概述
瓦斯抽采方法
01
02
03
04
地面钻孔抽采
通过地面钻孔将瓦斯从煤层中 抽出，主要适用于煤层瓦斯含
采。
瓦斯抽采钻机的种类繁多，常 见的有旋转钻机、冲击钻机和
复合钻机等。
瓦斯抽采钻机的选择应根据矿 井的地质条件和钻孔需求进行 选择，如钻孔直径、钻孔深度 和钻孔角度等参数。
瓦斯抽采钻机的操作和维护对 于保证其正常运行至关重要， 应遵循操作规程，定期进行检 查和维护。
瓦斯抽采测量仪器
01
瓦斯抽采测量仪器是用 于监测和测量瓦斯抽采 过程中的各种参数的仪 器。
瓦斯抽采管道的铺设应遵循规范，避 免出现弯曲、挤压和振动等情况，以 保证瓦斯输送的顺畅。
瓦斯抽采管道的材料应具备防爆、防 腐和防震等特点，以保证输送过程中 的安全。
瓦斯抽采管道的清洁度对于瓦斯的输 送效率具有重要影响，应定期进行清 洗和维护。
瓦斯抽采钻机
瓦斯抽采钻机是用于在煤层中 钻孔的设备，以便进行瓦斯抽
出并输送到地面。
瓦斯抽采泵的种类繁多，常见 的有螺杆泵、水环泵和柱塞泵
等。
瓦斯抽采泵的选型应根据矿井 瓦斯抽采的实际需求进行选择 ，如流量、扬程和功率等参数
。
瓦斯抽采泵的维护保养对于保 证其正常运行至关重要，应定 期进行清洗、润滑和检查等工
作。
瓦斯抽采管道
瓦斯抽采管道是连接瓦斯抽采泵与矿 井瓦斯抽采口的管道，负责输送瓦斯。
某煤矿瓦斯抽采安全管理案例
中国煤矿瓦斯抽采技术课件
6995
20
6000
4000 4826
4805
4942
13.74 9.99
15
4746
10
2000
5
4.83
0 1976
1981
1986 1991 1996 时间/年
2001
0 2006
•中国煤矿瓦斯抽采技术课件
•10
全国煤矿百万吨死亡率
5.87 5.53
3.85
3.08
2.77 2.81
1.94 2.04 1.98
卸压煤层 70m
开采煤层
抽放钻孔
底板瓦斯抽放巷
弯曲下沉带 裂隙带 冒落带
中国煤矿瓦斯抽采技术课件
44
淮南谢一矿保护层开采 上、下邻近层瓦斯综合抽采方法
方法：开采层顶板走向钻孔抽卸压瓦斯法；
开采层B9b采空区埋管法； B10底板网格式穿层孔抽卸压瓦斯法； B6底板网格式穿层钻孔抽卸压瓦斯法；
上部卸压边界
中国煤矿瓦斯抽采实践证明
➢ 除沁水煤田等少数矿区外，中国绝大多数矿区 不易采用地面钻井、压裂抽采技术。
➢ 中国煤矿瓦斯抽采主要技术方向应以井下和地 面抽采相结合，预抽和采动卸压抽采相结合。
➢ 现阶段中国煤矿瓦斯抽采的目标应保证煤矿安 全生产，同时兼顾煤层气的开发和利用。
•中国煤矿瓦斯抽采技术课件
•19
600 328
1985
1995
•中国煤矿瓦斯抽采技术课件
3000
2006
•12
中国煤矿瓦斯赋存 与灾害程度
中国煤矿瓦斯抽采技术课件
13
影响中国煤矿瓦斯灾害的主要技术因素
➢ 煤层瓦斯压力大、瓦斯含量高、煤质松软、透 气性低，不易在采前抽采；开采过程过程中放 散速度快，易发生煤与瓦斯突出现象，并诱发 瓦斯爆炸。
瓦斯抽采.ppt
它的缺点是价格高，效率低；两台瓦斯泵 并联运转效率较差。
它适用于瓦斯抽出量大(20~1200m³∕min)、 管道阻力不高(4~5kpa)的瓦斯抽放矿井
2019/12/18
21
4、回转式瓦斯泵的特点是管道阻力变化时，瓦 斯泵的流量几乎不变。
所以它的优点是不受阻力变化的影响，运转稳 定，供气均匀、效率较高，便于维护保养，价格便 宜、经济合理。
2019/12/18
17
6、采煤工作面过钻场时拆除管路的措施有那些？
答：措施有以下：
(1)回采工作面在距钻场30m时，生产单位负责 在钻场内打两个木垛、木垛必须接顶接实有劲，以 保护钻孔，减少变形量。
(2)通风部门要加强钻场瓦斯检查，并打上栅栏， 揭示警标，发现有瓦斯积聚，必须及时采取有效措 施处理。
K
0.063 0.068 0.071 0.072
2019/12/18
12
⑷局部阻力一般不进行个别计算，而是以 管道总摩擦阻力的10%~15%作为局部阻力。
管道的总阻力为： hr＝﹙1.1~1.2﹚Σhfi
hfi是该段管道的摩擦阻力，Pa.
2019/12/18
13
4、瓦斯抽放管路的连接
(1)抽放瓦斯管路与钻孔可用高压胶皮软 管通过抽放多通连接。
2019/12/18
4
2、抽放瓦斯的目的是什么？
答：抽放瓦斯的目的是：
(1)预防瓦斯超限、确保矿井安全生产。〔光靠通风方法 将瓦斯冲淡到规程规定的浓度在技术上不可能、或虽然可能 但经济上不合理时，应考虑抽放瓦斯〕。
(2)开采保护层并具有抽放瓦斯系统的矿井，应抽放被保 护层的卸压瓦斯。〔抽放近距离保护层的瓦斯可减少卸压瓦 斯涌入保护层工作面和采空区，保证保护层安全顺利地回采； 抽放远距离被保护层的瓦斯，可以扩大保护范围与程度，并 于事后在被保护层内进行掘进和回采时，瓦斯涌出量会显著 减少〕。
它适用于瓦斯抽出量大(20~1200m³∕min)、 管道阻力不高(4~5kpa)的瓦斯抽放矿井
2019/12/18
21
4、回转式瓦斯泵的特点是管道阻力变化时，瓦 斯泵的流量几乎不变。
所以它的优点是不受阻力变化的影响，运转稳 定，供气均匀、效率较高，便于维护保养，价格便 宜、经济合理。
2019/12/18
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6、采煤工作面过钻场时拆除管路的措施有那些？
答：措施有以下：
(1)回采工作面在距钻场30m时，生产单位负责 在钻场内打两个木垛、木垛必须接顶接实有劲，以 保护钻孔，减少变形量。
(2)通风部门要加强钻场瓦斯检查，并打上栅栏， 揭示警标，发现有瓦斯积聚，必须及时采取有效措 施处理。
K
0.063 0.068 0.071 0.072
2019/12/18
12
⑷局部阻力一般不进行个别计算，而是以 管道总摩擦阻力的10%~15%作为局部阻力。
管道的总阻力为： hr＝﹙1.1~1.2﹚Σhfi
hfi是该段管道的摩擦阻力，Pa.
2019/12/18
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4、瓦斯抽放管路的连接
(1)抽放瓦斯管路与钻孔可用高压胶皮软 管通过抽放多通连接。
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2、抽放瓦斯的目的是什么？
答：抽放瓦斯的目的是：
(1)预防瓦斯超限、确保矿井安全生产。〔光靠通风方法 将瓦斯冲淡到规程规定的浓度在技术上不可能、或虽然可能 但经济上不合理时，应考虑抽放瓦斯〕。
(2)开采保护层并具有抽放瓦斯系统的矿井，应抽放被保 护层的卸压瓦斯。〔抽放近距离保护层的瓦斯可减少卸压瓦 斯涌入保护层工作面和采空区，保证保护层安全顺利地回采； 抽放远距离被保护层的瓦斯，可以扩大保护范围与程度，并 于事后在被保护层内进行掘进和回采时，瓦斯涌出量会显著 减少〕。
瓦斯抽采技术PPT课件
参数下：部B卸1压1突边出界危险煤层瓦斯压力4.5MPa,瓦斯含量14m3/t,
23o
B7、B8煤层瓦斯压力1.1MPa,瓦斯含量8m3/t。
层间距：B11~B9b 70m;B9a~B9b 5.6m;B9a~B9b 5.6m
B8~B9b 9.0m;B7~B9b 20.5m;B6~B9b 35.0m
淮南新庄孜煤矿煤层群多重上保护层开采
抽采卸压瓦斯
沈阳红菱矿极薄上保护层开采瓦斯抽采方法
铁法晓南矿顶板走向穿层钻孔抽采卸压瓦斯方法
顶板走 向穿层 钻孔抽 采卸压 瓦斯方 法
钻孔长度： 170~200m 钻场间距： 130m
焦作本煤层顺层钻孔预抽瓦斯方法
钻孔施工
地面瓦斯抽采效果
淮南潘一矿远距离下保护层开采 底板巷道网格式上向穿层钻孔卸压瓦斯抽采方法
卸压煤层 70m
开采煤层
抽放钻孔
底板瓦斯抽放巷
弯曲下沉带 裂隙带 冒落带
淮南谢一矿保护层开采 上、下邻近层瓦斯综合抽采方法
方法：开采层顶板走向钻孔抽卸压瓦斯法；
开采层B9b采空区埋管法； B10底板网格式穿层孔抽卸压瓦斯法； B6底板网格式穿层钻孔抽卸压瓦斯法；
底板巷上向穿层钻孔卸压瓦斯抽采方法
回风巷 开采层B8
底板卸压区域
下卸压层B7 下卸压层B6
底板岩石巷
进风巷 抽放钻孔
淮南矿业集团远距离下保护 层及被保护层瓦斯治理方法
顶板高位抽放巷
13#煤层
进风巷
被保护层
回风巷 卸压瓦斯抽放钻孔
底板瓦斯抽放巷
保护层瓦斯抽放钻孔
进风巷
11#煤层
回风巷 保护层
淮南矿业集团上保护层及 被保护层瓦斯治理方法
瓦斯抽采新技术PPT课件
1999 2000 死亡人数
2001 2002 2003 2004 2005
十亿吨死亡率
瓦斯抽采量
2006 2007 比率
0 2008
14
二、瓦斯抽采初见成效
2、一些瓦斯灾害严重矿区强化了瓦斯抽采，瓦斯灾害事 故显著减少。
瓦斯抽采量超过1亿m3的矿区
6 5 4 3 2 1 0
抚顺 阳泉 松藻 淮南 盘江 晋城 水城 鸡西 宁煤 淮北
①变高瓦斯突出危险煤层为低瓦斯无突出危险 煤层；
②使工作面风流中（进风、回风、上隅角、尾 巷）的瓦斯浓度不超限。
➢ 利用高效洁净能源
➢ 保护环境
09.11.2020
12
一、概 述
煤与瓦斯突出矿井
突出煤层
区域性瓦斯治理技术体系 （危险源）
瓦斯治理 总体规划
从安全区域向突出煤层 施工防突工程
大面积消除突出危险性
安全开采突出煤层
底板岩巷 （安全区域）
瓦斯治理 管理保障
瓦斯 抽采工程
09.11.2020
Hale Waihona Puke 13二、瓦斯抽采初见成效1、瓦斯抽采量与瓦斯事故死亡人数呈反比关系
7000
50
45 6000
40
5000
35
30 4000
25 3000
20
2000
15
10
1000 5
0 1997
09.11.2020
1998
09.11.2020
3
一、概 述
我国煤矿瓦斯抽采技术存在的问题 ➢ 我国煤层透气性差、预抽瓦斯难度大，缺乏效果好的 抽采技术； ➢ 松软突出煤层钻孔施工困难、缺乏钻进工艺技术和装 备； ➢ 定向长钻孔（1000m）钻进钻机与钻孔工艺缺乏； ➢ 未全面实现“先抽后采”，采抽比例失调，采掘部署 调整难度大； ➢ 低浓度瓦斯利用缺乏安全保障技术； ➢ 瓦斯抽放、利用成本较高，需要政策支持等等。
煤矿瓦斯抽采技术
Байду номын сангаас
2)设计资料： a.新建矿井瓦斯抽采工程设计应根 据批准的井田勘探地质报告进行，并 参照邻近或条件类似生产矿井的瓦斯 资料； b.生产矿井应以本矿地质勘探资料、 实测瓦斯基本参数为依据。
3)矿井瓦斯抽采设计主要内容： 矿井概况 瓦斯基本参数 抽采方法 抽采设备泵站建设 技术经济指标 矿井瓦斯资源的利用评价 提出瓦斯资源的利用方案。
2 2
煤埋深（m）
煤层总厚度（m） 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 ≥10.0 埋深≤500 m 17.0 14.0 12.0 11.0 10.0 9.0 8.0 埋深>500 m 21.0 17.0 15.0 13.0 11.0 10.0 10.0
我国煤矿主要靠井下瓦斯抽采（以下简称煤矿瓦斯抽采） • 据统计，2010年我国煤矿井下瓦斯抽采73.5亿立方m （地面和井下开采的83.5%），同比增加14.8%；井下 瓦斯利用量为25亿立方m，同比增加31.5%；井下瓦斯 利用率为34%。 1.3 国家扶持煤矿抽采瓦斯 • 国家把瓦斯抽采工程视为生命工程和资源工程。 • 1）政府扶持（设计费补贴）（四川省） • 2）国家政策优惠：
• 3）《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1026－
•
•
•
•
2006 ）要求 （同《煤矿安全规程》规定） 4)煤矿瓦斯抽采工程设计规范 GB50471-2008 2008-12-15 发布 2009-06-01实施 凡符合下列情况之一时，必须建立瓦斯抽 采系统 a. 高瓦斯矿井。（其余同《煤矿安全规 程》）
4)施工与验收： 必须是有资质的施工队伍进行施工。 生产矿井：其采掘工作面、采区、 矿井投入生产前验收时，必须对瓦斯 抽采工程同时验收，不合格者不得投 产。 建设矿井（新改、扩、资源整合）： 矿井瓦斯抽采专项设计与矿井初步设 计、安全专篇设计同时进行，同时施 工，同时投产验收。
2)设计资料： a.新建矿井瓦斯抽采工程设计应根 据批准的井田勘探地质报告进行，并 参照邻近或条件类似生产矿井的瓦斯 资料； b.生产矿井应以本矿地质勘探资料、 实测瓦斯基本参数为依据。
3)矿井瓦斯抽采设计主要内容： 矿井概况 瓦斯基本参数 抽采方法 抽采设备泵站建设 技术经济指标 矿井瓦斯资源的利用评价 提出瓦斯资源的利用方案。
2 2
煤埋深（m）
煤层总厚度（m） 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 ≥10.0 埋深≤500 m 17.0 14.0 12.0 11.0 10.0 9.0 8.0 埋深>500 m 21.0 17.0 15.0 13.0 11.0 10.0 10.0
我国煤矿主要靠井下瓦斯抽采（以下简称煤矿瓦斯抽采） • 据统计，2010年我国煤矿井下瓦斯抽采73.5亿立方m （地面和井下开采的83.5%），同比增加14.8%；井下 瓦斯利用量为25亿立方m，同比增加31.5%；井下瓦斯 利用率为34%。 1.3 国家扶持煤矿抽采瓦斯 • 国家把瓦斯抽采工程视为生命工程和资源工程。 • 1）政府扶持（设计费补贴）（四川省） • 2）国家政策优惠：
• 3）《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1026－
•
•
•
•
2006 ）要求 （同《煤矿安全规程》规定） 4)煤矿瓦斯抽采工程设计规范 GB50471-2008 2008-12-15 发布 2009-06-01实施 凡符合下列情况之一时，必须建立瓦斯抽 采系统 a. 高瓦斯矿井。（其余同《煤矿安全规 程》）
4)施工与验收： 必须是有资质的施工队伍进行施工。 生产矿井：其采掘工作面、采区、 矿井投入生产前验收时，必须对瓦斯 抽采工程同时验收，不合格者不得投 产。 建设矿井（新改、扩、资源整合）： 矿井瓦斯抽采专项设计与矿井初步设 计、安全专篇设计同时进行，同时施 工，同时投产验收。
煤矿瓦斯抽采钻孔施工技术和装备突出煤层瓦斯抽采钻孔施工技术课件
5、引进国外定向长钻孔钻机的应用情况 ➢ 2019～2019年间，山西亚美大宁能源有限公司大
宁煤矿、晋城无烟煤矿业集团公司引进了4套美国 和澳大利亚生产的采用孔底马达定向钻进的千米 钻机，用于煤矿井下定向长钻孔抽采瓦斯。使用 情况很不错。 ➢ 大宁煤矿为高瓦斯矿井，预抽本煤层（3号煤层） 瓦斯为主，最大孔深达1002m。至2019年底已完成 钻孔数1980个，累计进尺803753m，抽混合瓦斯 9.05亿m3。 ➢ 据不完全统计，近几年国内已定购的澳大利亚 VLD1000定向长钻孔钻进设备多达50余套。
2024/7/31
5
一、概 述
10个煤矿瓦斯治理与利用示范工程建设项目
根据各示范点的特点和条件，集成瓦斯治理与利 用的先进适用技术，并总结推广应用。
➢龙煤集团鹤岗分公司、沈阳煤业集团、抚顺矿 业集团
➢淮南矿业集团、淮北矿业集团 ➢郑州煤炭集团、焦作煤业集团 ➢阳泉煤业集团、晋城煤业集团 ➢松藻煤电公司
叶片、插接式螺旋钻杆
2024/7/31
晋城赵庄矿50 mm×1 000 mm的浅槽螺旋 钻杆
17
二、钻孔施工装备现状
3、配套钻头 ➢煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工钻头一般以硬质
合金和金刚石复合片(PDC)钻头为主。硬质 合金钻头一般目前大多数煤矿为提高 钻进效率、节省起下钻时间，一般都采用 PDC钻头。
2024/7/31
3
一、概 述
松软突出煤层（硬度系数f≤1）渗透性差、瓦斯 含量高。钻进过程中，容易产生垮孔、卡钻、喷 孔等现象。我国在松软突出煤层虽然有钻孔深度 超过150m甚至达到240m的记录，但大部分的钻孔 深度都在100m以下，且成孔率低，防突成本和瓦 斯抽放成本很高。我国松软煤层在所开采煤层中 所占比例较大，因此，松软突出煤层的钻进成孔 问题一直是个亟待解决的难题。
煤矿的瓦斯抽采与利用技术
Part Three
瓦斯利用技术
瓦斯利用方式
压缩：将瓦斯压缩后储存或 运输，用于工业生产或民用
燃烧：将瓦斯作为燃料，用 于发电、供热等
液化：将瓦斯液化后储存或 运输，用于工业生产或民用
化学转化：将瓦斯转化为其 他化学品，如甲醇、氢气等，
用于工业生产或民用
瓦斯利用设备
瓦斯输送管道：用于输送瓦 斯，防止泄漏
瓦斯利用效率评估
瓦斯利用效率的定义和计算方 法
影响瓦斯利用效率的因素分析
提高瓦斯利用效率的技术措施
瓦斯利用效率的监测和评价方 法
Part Four
瓦斯抽采与利用的 安全管理
瓦斯抽采安全管理措施
制定严格的安全管理制度， 明确职责和权限
加强员工培训，提高安全 意识和操作技能
定期进行安全检查，及时 发现和整改安全隐患
瓦斯抽采与利用的投入产出比评估
瓦斯抽采设备 投入：包括钻 机、泵、管路 等设备，以及 维护和更新费
用
瓦斯利用设备 投入：包括压 缩机、净化设 备、发电设备 等，以及维护
和更新费用
瓦斯抽采与利 用的产出：包 括瓦斯发电、 瓦斯供热、瓦 斯化工等，以 及节省的能源 成本和环境效
益
投入产出比计 算：通过计算 瓦斯抽采与利 用的总投入与 总产出，评估
瓦斯抽采与利用的环境保护是实现可持续发展的重要途径 采用先进的瓦斯抽采与利用技术，减少对环境的污染和破坏 加强环境保护法律法规的制定和执行，确保瓦斯抽采与利用的可持续性 提高公众的环保意识和参与度，共同推动瓦斯抽采与利用的可持续发展
THANKS
汇报人：
态环境
土地资源破坏： 瓦斯抽采可能 导致地面沉降、 裂缝等，影响 土地资源和农
矿井瓦斯抽采技术
安全
经济
环保
抽放瓦斯难易程度指标
▲钻孔流量衰减系数 ▲ 煤层透气性系数
类别
容易抽放 可以抽放 较难抽放
钻孔瓦斯流量衰减系数 d-1
＜0.003 0.003~0.05 ＞0.05
煤层透气性系 数 m2·MPa-2·d-1 ＞10
10~0.1
＜0.1
矿井瓦斯抽放方法
分类 抽放方法
开采层 抽采瓦 斯
未卸压 抽放
技术参数: 在抽放期间，要严格抽放瓦斯钻孔管理，发现钻孔大量漏气时，必须及 时关闭，以免影响整个抽放系统的抽放负压及瓦斯浓度。
应用说明: 焦作九里山矿。
2,邻近层瓦斯抽放
邻近层瓦斯抽放方法类型
上邻近层卸压瓦 斯抽放方法
下邻近层卸压瓦斯 抽放方法
钻孔抽放瓦斯方式
巷道抽放瓦斯方式
钻孔—巷道混合抽放瓦 斯方式
插管抽放
存高压瓦斯时
1, 开采层瓦斯抽放（采）
（1）开采层抽放（采）适用条件 ①本煤层瓦斯含量较大, 通风方法难
以解决。 ②煤层透气性系数一般大于0.23㎡
/(MPa2·d) , 而单孔瓦斯流量也大于 0.1m³/min, 中厚煤层的预抽效果较好。
③在采掘部署上, 能保证抽放瓦斯的 工程施工和2~5年的抽采时间。
边掘边抽 卸压瓦斯 抽放方法
边采边 抽卸压 瓦斯抽 放方法
开采保护 层抽放开 采煤层卸 压瓦斯方 法
水力 压裂 法
水力割缝 长钻孔控 其它强
法
制预裂爆 化卸压
破法
法
本层采掘巷 道周边卸压 瓦斯抽放方 法
层外先采 卸压瓦斯 抽放方法
开采煤层瓦斯抽放方法
• ①穿层钻孔
煤层群穿层钻孔抽放瓦斯示意图
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矿井类别
45户重点监控国有煤矿企业 煤与瓦斯突出矿井情况汇总
数量/处
产量/万t
矿井数量 比例/%
矿井产量 比例/%
矿井产量占 全国产量
比例/%
矿井总数
415 50200 100
100
27.5
高瓦斯及煤 与瓦斯突出 矿井
234
56.4
煤与瓦斯突 出矿井
142
15831
34.2
31.5
8.1
特大型突出 矿井
卸压煤层 70m
开采煤层
抽放钻孔
底板瓦斯抽放巷
弯曲下沉带 裂隙带 冒落带
淮南谢一矿保护层开采 上、下邻近层瓦斯综合抽采方法
方法：开采层顶板走向钻孔抽卸压瓦斯法；
开采层B9b采空区埋管法； B10底板网格式穿层孔抽卸压瓦斯法； B6底板网格式穿层钻孔抽卸压瓦斯法；
上部卸压边界
B11工作 面运输巷
4# 3#2#1#
地表 首采煤层
采动卸压抽采煤层瓦斯原理
弯 曲 下 沉 带
裂 隙 带
冒 落 带 机巷 底 鼓 破 碎 带
地表 风巷首采煤层
采动卸压抽采煤层瓦斯原理
弯 曲 下 沉 带
裂 隙 带
冒 落 带 机巷 底 鼓 破 碎 带
地表 风巷首采煤层
走向高抽巷
采动卸压抽采煤层瓦斯原理
弯 曲 下 沉 带
裂 隙 带
冒 落 带 机巷 底 鼓 破 碎 带
23o
B7、B8煤层瓦斯压力1.1MPa,瓦斯含量8m3/t。
层间距：B11~B9b 70m;B9a~B9b 5.6m;B9a~B9b 5.6m
B8~B9b 9.0m;B7~B9b 20.5m;B6~B9b 35.0m
淮南新庄孜煤矿煤层群多重上保护层开采
底板巷上向穿层钻孔卸压瓦斯抽采方法
回风巷 开采层B8
中国煤矿地质构造条件复杂。
中国煤矿开采深度大，华东地区平均开采深度 达到650m，且每年以20～50m的速度下延。
中国煤层透气性与美国对比
400 300 200 100
0
透气性系数/m2/MPa2.d
抚顺龙凤 晋城寺河 鹤壁六矿 焦作朱村 红卫坦家冲 涟绍蛇形山 六枝地宗 重庆中梁山 北票冠山 天府磨心坡 淮北芦岭 阳泉北斗嘴 淮南潘一矿 美国Jan Suan 盆地煤层
2019年:中国共有53户企业的193座矿井在地面建立瓦 斯抽采泵站，年瓦斯抽采量1146.1Mm3。
2019年：中国年瓦斯抽采量1300Mm3； 2019年: ①中国年瓦斯抽采量达到2300Mm3;
②利用量超过1000Mm3; ③阳泉、晋城、淮南、松藻、盘江、水城和抚 顺7个矿业集团的年瓦斯抽采量超过100 Mm3。
中国煤矿瓦斯抽采技术的沿革
2019年: ①中国年瓦斯抽采量达到3000Mm3; ②利用量达到1200Mm3； ③阳泉、晋城、淮南、松藻、盘江、水城、抚
顺、淮北等10个矿业集团的年瓦斯抽采量超过100Mm3； ④地面抽采量为130Mm3，新打地面钻井约800
口，地面钻井总数约1400口； ⑤发电装机容量12×104kW，建设中的装机容
量达34×104kW。
中国煤矿瓦斯抽采 与煤矿安全
2019年全国煤炭产量
乡镇煤矿 8.92, 38%
2019年全国煤炭产量23.25亿吨 其中95％以上为井工开采
国有地方 3.09, 13%
国有重点 11.25, 49%ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1976年以来全国煤炭产量与死亡人数
死亡人数/人 年产量/亿吨
10000 8000
底板岩巷
流量计
瓦斯抽 采干管
放水器
穿层钻孔
淮北祁南煤矿穿层孔与顺层孔抽采
淮北祁南矿倾向顺层长钻孔递进掩护瓦斯抽采
淮北芦岭煤矿底板岩巷网格式穿层钻孔瓦斯抽采
上区段岩石轨道巷
上区段岩石集中巷
瓦
斯
风巷
道
开
联络巷
切
眼
联络石门
岩石轨道巷
岩石集中巷
收
作
线
机巷
边
界 回 风 上 山
运 轨人 回 输 道行 风 上 上上 上 山 山山 山
34
1945
8.0
3.9
0.99
特大型煤与瓦斯突出矿井数量分布
45户重点监控国有煤炭企业共34 11 对矿井发生过千吨级以上的特大型煤
与瓦斯突出，分布于10个省市，最大
突出煤岩量12780t，最大突出瓦斯量
350万m3。
5
4
4
3
2
2
1
1
1
江西 湖南 安徽 河南 贵州 重庆 四川 甘肃 辽宁 陕西
中国煤矿瓦斯抽采实践证明
底板卸压区域
下卸压层B7 下卸压层B6
底板岩石巷
进风巷 抽放钻孔
淮南矿业集团远距离下保护 层及被保护层瓦斯治理方法
顶板高位抽放巷
13#煤层
进风巷
被保护层
回风巷 卸压瓦斯抽放钻孔
底板瓦斯抽放巷
保护层瓦斯抽放钻孔
进风巷
11#煤层
回风巷 保护层
淮南矿业集团上保护层及 被保护层瓦斯治理方法
进风巷
顶板高位抽放巷
及阳 被泉 保三 护矿 层超 瓦远 斯距 抽离 采保 方护 法层
进风巷
进风巷
顶板走向高位 抽放钻孔
被保护层
卸压瓦斯 抽放钻孔 被保护层底板卸 压瓦斯抽放巷
进风巷 回风巷
保护层顶板高 位抽放巷
内错式瓦斯尾巷
保护层
回风巷
沈阳红菱矿极薄上保护层开采瓦斯抽采方法
感谢各位 领导、专家
上区段机巷 40m
风巷
80m 10m
岩石轨道巷 联络巷
联络石门 岩石集中巷
20m 机巷
8煤层
9煤层
淮南谢桥矿采动区域地面钻井法抽卸压瓦斯方法
井壁结构
地面钻井示意图
单井瓦斯抽采量可达10～25m3/min，抽采 浓度为60～95%，抽采半径超过200m
地面瓦斯抽采效果
淮南潘一矿远距离下保护层开采 底板巷道网格式上向穿层钻孔卸压瓦斯抽采方法
1970年：中国瓦斯抽采量170Mm3； 1980年：中国年瓦斯抽采量293Mm3； 1985年：中国年瓦斯抽采量328Mm3； 1990年：中国年瓦斯抽采量433Mm3； 2019年：中国年瓦斯抽采量600Mm3；
中国煤矿瓦斯抽采技术的沿革
2000 年:中国共有141座矿井在地面建立瓦斯抽采泵 站， 年瓦斯抽采量为866.6Mm3。
回风巷
保护层
尾巷
被保护层
进风巷
回风巷 卸压瓦斯抽放钻孔
底板瓦斯抽放巷
阳泉上邻近层卸压瓦斯抽采系统
进风平硐
顶板倾 斜钻孔
顶板倾 斜钻孔
顶板倾 斜钻孔
储瓦斯罐 瓦斯管 瓦斯
泵房 安全 出口
瓦斯管
阳泉上邻近层卸压瓦斯抽采方法
顶板倾斜高抽巷 抽采卸压瓦斯法
顶板倾斜钻孔抽采 卸压瓦斯法
顶板走向高抽巷 抽采卸压瓦斯法
裂 隙 带
冒 落 带 机巷 底 鼓 破 碎 带
地表
地面钻井
风巷首采煤层
采动卸压抽采煤层瓦斯原理
弯 曲 下 沉 带
裂
隙 带
底板巷
冒 落 带 机巷
底 鼓 破 碎 带
地表
穿层钻孔
风巷首采煤层
采动卸压抽采煤层瓦斯原理
弯 曲 下 沉 带
裂 隙 带
冒 落 带 机巷 底 鼓 破 碎 带
地表 风巷首采煤层
底板巷
危险煤层； ②使工作面风流中（进风、回风、上隅角、
尾巷）的瓦斯浓度不超限。 利用高效洁净能源 保护环境
瓦斯抽采方法分类
采前抽采 采中抽采 采后抽采
预抽 卸压抽采 采空区抽采
预抽煤层瓦斯原理
瓦斯流向 等压力线
瓦斯流向 等压力线
单向流动
V k p
x
径向流动
Wk1
中国煤矿瓦斯抽采技术的沿革
1938年：抚顺龙凤矿开始利用机械设备抽井下巷道积聚 瓦斯；
1940 年：抚顺龙凤矿在地面建立瓦斯抽采泵站和容积为 100m3的瓦斯储罐，瓦斯抽采流量10m3/min ,瓦斯浓度 30~40%，实现民用；
1952年：抚顺龙凤矿采用煤层巷道法预抽本煤层瓦斯获 得成功。全国瓦斯抽采量20Mm3；
死亡人数 产量
25
23.25
6877
7016
6995
20
6000
4000 4826
4805
4942
13.74 9.99
15
4746
10
2000
5
4.83
0 1976
1981
1986 1991 1996 时间/年
2001
0 2006
全国煤矿百万吨死亡率
5.87 5.53
3.85
3.08
2.77 2.81
中国煤矿瓦斯抽采
中国煤矿瓦斯抽采技术
报告提纲
一、中国煤矿瓦斯抽采技术发展 二、中国煤矿瓦斯抽采与煤矿安全 三、中国煤矿瓦斯赋存与灾害程度 四、煤矿瓦斯抽采技术原理 五、中国煤矿瓦斯抽采方法实例
中国煤矿瓦斯抽采 技术发展
中国古代煤窑瓦 斯引排方法
1637年: 宋应星所著《天 工开物》记载“利用竹管引 排煤中瓦斯”的方法。
1954年：抚顺龙凤矿试验成功钻孔法预抽本煤层瓦斯；
1956年：全国瓦斯抽采量48.7Mm3；
1957年：阳泉四矿试验成功钻孔法抽采上邻近层卸压瓦 斯；
中国煤矿瓦斯抽采技术的沿革
1960年：中国有抚顺、阳泉、天府和北票等企业6座矿 井抽瓦斯，中国瓦斯抽采量125Mm3 ；