煤与瓦斯共采技术现状及展望
煤与瓦斯共采技术采矿工程论文【论文】
煤与瓦斯共采技术采矿工程论文一、我国煤与瓦斯的基本特征我国的煤炭资源较丰富,目前的保有储量1100多亿t,且有48%的煤层属于高瓦斯和突出煤层,因此瓦斯储量丰富。
埋深2000m以浅已探明煤层气资源约为31万亿m³,位列世界第三。
但我国大规模的商业化瓦斯开采尚处于起步阶段,国家的相关产业政策出台较晚,或尚不明朗。
这里有认识和技术问题,更有我国煤层的透气性差,抽放困难等原因。
我国70%以上的煤层渗透率小于0.001μm²,属于低透气性煤层,其透气性比美国和澳大利亚低2--3个数量级,钻孔有效排放半径和钻孔瓦斯流量小,衰减快,透气性最好的抚顺煤层井下水平钻孔与美国同类条件相比,钻孔影响范围仅30--50m,而美国可达到100m以上。
煤层气体压力也对瓦斯的抽放起着重要作用,有关资料表明,我国煤层压力普遍偏低,这对抽放瓦斯极为不利。
中国的含煤地层一般都经历了成煤后的强烈构造运动,煤层内生裂隙系统遭到破坏,成为低透气性的高延性结构。
目前,我国瓦斯勘探和开发的主要煤阶是中阶煤和高阶煤,具有很强的非均质性,导致井网的井间干扰效应降低,相互间不能形成有效的联系,水力压裂增产效果也不明显。
二、煤与瓦斯共采技术的理论基础限制我国高瓦斯矿井井下瓦斯抽放的原因,主要是煤层的低渗透率和高可塑性,使得沿煤层打钻孔困难,煤层采前预抽效果较差。
由于我国含煤地层一般都经历了成煤后的强烈构造运动,煤层内生裂隙系统遭到破坏,塑变性大大增强,因而成为低透气性的高可塑性结构,这使得地面钻孔完井后采气效果差,水力压裂增产效果不明显。
而且煤层普遍具低渗透率,一般在0.0000001×0.000001μm²范围内,水城、丰城、霍岗、开滦、柳林等渗透率较好的矿区也仅为0.1×10ˉ³--1.8×10ˉ³μm²,这一特点决定了我国地面开发煤层气的难度很大。
鉴于此,我国煤层气开发生产的重点应放在井下,利用井下的采掘巷道,并尽量利用煤层采动影响,通过打钻孔和其它各种有效技术强化煤层的瓦斯抽放。
煤矿开采的煤与瓦斯共采技术
管理挑战
安全生产管理
煤与瓦斯共采技术涉及多个环节 和多个专业,需要建立完善的安 全生产管理体系,确保采掘工作 的安全。
人员培训管理
煤与瓦斯共采技术需要专业技术 人员操作和维护,需要加强人员 培训和管理,提高技术人员的专 业素质和技能水平。
设备维护管理
煤与瓦斯共采技术需要使用大量 的专业设备,设备的维护和管理 对于采掘工作的安全和效率至关 重要。
煤矿开采的煤与瓦斯共 采技术
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2024-01-01
目录
Contents
• 煤与瓦斯共采技术概述 • 煤与瓦斯共采的关键技术 • 煤与瓦斯共采的实践应用 • 煤与瓦斯共采的效益分析 • 煤与瓦斯共采的挑战与对策 • 煤与瓦斯共采的未来展望
01 煤与瓦斯共采技术概述
定义与特点
定义
煤与瓦斯共采技术是指在煤矿开采过 程中,同时采集煤炭和瓦斯两种资源 的一种技术。
无人化开采技术
03
通过机器人和自动化设备代替人工进行危险区域的开采作业,
降低事故风险。
管理创新方向
安全管理创新
建立完善的安全管理体系,加强安全培训和监督 检查,提高员工安全意识和技能水平。
生产管理创新
优化生产流程和资源配置,提高生产效率和资源 利用率,降低生产成本。
人力资源管理创新
重视人才培养和激励,提高员工的工作积极性和 创造力。源自05 煤与瓦斯共采的挑战与对策
技术挑战
瓦斯抽放难度
煤层中瓦斯压力和含量较高,需要高 效率的瓦斯抽放技术来降低瓦斯压力
,防止瓦斯突出和爆炸。
煤层透气性差
煤层透气性差,瓦斯难以渗透和扩散 ,需要采取措施提高煤层透气性。
采掘工作面瓦斯控制
我国煤矿瓦斯抽采与利用的现状及问题
我国煤矿瓦斯抽采与利用的现状及问题煤矿瓦斯抽采与利用是指通过煤矿瓦斯抽采技术,将煤层中释放的瓦斯抽采出来,并利用这些瓦斯资源进行发电、供热、以及化工原料等多种领域。
煤矿瓦斯抽采与利用不仅可以减少矿井的事故风险,还可以实现资源的有效利用,减少环境污染,是一项十分重要的工作。
目前我国煤矿瓦斯抽采与利用仍面临着一些问题。
一方面,在煤矿瓦斯抽采方面,技术设备水平相对较低,抽采效率不高;在瓦斯利用方面,存在着部分煤矿瓦斯无法得到充分利用的情况,导致资源浪费。
当前煤矿瓦斯抽采与利用仍需要进一步完善。
我们来看我国煤矿瓦斯抽采与利用的现状。
目前,我国煤矿瓦斯抽采技术设备相对落后,且在一些小型、散矿矿井中,甚至没有进行瓦斯抽采的设备。
全国煤矿瓦斯抽采设备普及率不高,许多中小型煤矿甚至没有进行瓦斯抽采。
在瓦斯利用方面,我国在瓦斯发电、城市燃气利用等方面也仍存在一定的困难。
我国煤矿瓦斯抽采与利用仍存在一定的难题与问题。
我们需要看到煤矿瓦斯抽采与利用的问题。
首先是技术设备水平的问题。
我国煤矿瓦斯抽采设备普及率不高,设备水平相对较低,抽采效率不高。
是瓦斯利用的问题。
目前,我国在瓦斯发电、城市燃气利用等方面也仍存在一定的困难。
再者是资源浪费问题。
部分煤矿瓦斯无法得到充分利用,导致资源浪费,同时增加了矿井的安全风险。
最后是环境保护问题。
未能有效抽采和利用瓦斯会导致大量瓦斯排放,对环境造成污染,增加地表及地下瓦斯爆炸事故的风险。
针对上述问题,我们应当采取措施加以解决。
需要提高煤矿瓦斯抽采技术设备水平。
加大对煤矿瓦斯抽采技术设备的投入,提高抽采效率,减少煤矿瓦斯的排放。
应大力发展瓦斯利用工程,鼓励企业进行瓦斯利用,在煤矿瓦斯充分利用方面加大政策扶持力度。
建立健全煤矿瓦斯抽采与利用的法律法规,在保证煤矿安全的前提下,鼓励和规范煤矿瓦斯的抽采与利用,保护环境,促进资源综合利用。
鼓励科研机构加大煤矿瓦斯抽采与利用技术的研发,提高煤矿瓦斯抽采与利用技术水平。
矿井瓦斯抽采技术的研究现状及前景
矿井瓦斯抽采技术的研究现状及前景矿井瓦斯抽采技术是指通过一定的方法将煤矿中产生的瓦斯抽采出来,以减少矿井事故的发生,保障矿工的生命安全和矿井的安全生产。
随着煤矿深度和采煤量的增加,瓦斯抽采技术的研究成为了煤矿安全的重点之一。
本文将从矿井瓦斯抽采技术的研究现状和前景两个方面进行探讨。
一、矿井瓦斯抽采技术的研究现状1.传统瓦斯抽采技术传统的瓦斯抽采技术包括巷道抽采、钻孔抽采和井下瓦斯抽放等方法。
这些方法在一定程度上可以满足矿井瓦斯抽采的需求,但是存在着瓦斯抽采效率低、成本高和安全隐患大等问题。
而且随着煤矿深度的增加,传统的瓦斯抽采技术已经不能满足煤矿安全生产的需求。
2.新型瓦斯抽采技术为了解决传统瓦斯抽采技术存在的问题,煤矿安全领域的科研人员不断探索新型的瓦斯抽采技术。
利用煤矿风井的瓦斯提取技术、沉降管道法、压缩空气充填法等新型的瓦斯抽采技术被广泛研究和应用。
这些新型技术在提高瓦斯抽采效率、降低成本和减少安全隐患等方面具有显著的优势,受到了煤矿企业和科研机构的重视和支持。
3.智能化瓦斯抽采技术随着信息技术的迅猛发展,智能化瓦斯抽采技术成为了现代煤矿安全领域的研究热点。
智能化瓦斯抽采技术是指利用传感器、通信技术和自动控制技术等手段,实现对矿井瓦斯抽采过程的实时监测、远程控制和智能化管理。
这种技术能够提高瓦斯抽采的精细化程度,降低人为操作的风险,提高抽采效率和安全性,是矿井瓦斯抽采技术的发展方向之一。
4.研究成果示范应用矿井瓦斯抽采技术的研究不仅停留在实验室阶段,还得到了一些企业和研究机构的示范应用。
某煤矿引进了一套智能化瓦斯抽采设备,在矿井深部进行了试点工程,取得了良好的效果,为其他煤矿的瓦斯抽采技术改造和提升提供了宝贵的经验。
二、矿井瓦斯抽采技术的前景1.技术发展趋势从矿井瓦斯抽采技术的研究现状来看,可以看出未来的发展趋势有以下几个方面:一是智能化技术将成为矿井瓦斯抽采的发展方向,通过智能化手段实现对矿井瓦斯抽采过程的实时监测、远程控制和智能化管理;二是新型能源技术将对矿井瓦斯抽采技术的发展产生积极影响,例如利用瓦斯发电技术,将煤矿瓦斯资源转化为清洁能源,既可以减少对环境的污染,又可以提高矿井的经济效益;三是传统抽采技术将得到改造和提升,例如巷道抽采和钻孔抽采技术将通过新材料和新工艺的应用,提高抽采效率和安全性。
矿井瓦斯抽采技术的研究现状及前景
矿井瓦斯抽采技术的研究现状及前景矿井瓦斯抽采技术是指对煤矿井下的瓦斯进行抽采处理,以防止瓦斯爆炸事故的发生,同时也可以利用瓦斯资源进行能源开发。
随着我国煤矿生产规模的不断扩大,矿井瓦斯抽采技术在煤矿安全生产中的地位日益重要。
本文将对矿井瓦斯抽采技术的研究现状及前景进行探讨。
一、研究现状1. 瓦斯抽采技术的发展历程瓦斯抽采技术的发展经历了多个阶段,最初是简单的自然通风和机械通风抽采方式,后来发展出了稀释瓦斯、吸附瓦斯、水封、地面抽采等技术。
随着科技的发展,现在还涌现出了更加先进的抽采技术,如超高压水射流技术、地下煤层气回采技术等。
2. 研究领域及热点目前,国内外矿井瓦斯抽采技术的研究主要集中在以下几个领域:(1)瓦斯抽采新技术的研究,包括新型瓦斯抽采设备的开发与应用、新型瓦斯抽采工艺的探索等;(2)瓦斯抽采理论研究,包括瓦斯涌出规律、瓦斯抽采效果评价、瓦斯抽采参数优化等;(3)瓦斯资源综合利用技术的研究,包括瓦斯发电、瓦斯化学利用、瓦斯制氢等方面的研究。
3. 技术应用情况目前,国内外矿井瓦斯抽采技术已经得到了广泛的应用,各种抽采设备和工艺在煤矿生产中得到了推广。
在我国,随着《煤矿安全规程》的不断修订和完善,矿井瓦斯抽采技术得到了更加重视,很多煤矿都配备了先进的瓦斯抽采设备,实现了瓦斯的高效抽采和综合利用。
二、前景分析随着煤矿开采深度的不断加深和瓦斯含量的增加,瓦斯抽采技术将朝着更加安全、高效、节能、环保的方向发展。
未来,瓦斯抽采技术的发展趋势将主要包括以下几个方面:(1)智能化:瓦斯抽采设备将更加智能化,实现自动化控制和远程监控,提高抽采的稳定性和安全性;(2)节能减排:瓦斯抽采过程中的能源消耗和废气排放将大大减少,达到节能减排的目标;(3)多元化利用:瓦斯资源将不仅仅用于防治瓦斯爆炸,还将更多地用于能源开发和化学利用。
3. 技术发展挑战在矿井瓦斯抽采技术的发展过程中,也面临着一些挑战,主要包括以下几个方面:(1)深部矿井瓦斯抽采技术的难点:随着煤矿深部开采的加速,深部矿井瓦斯抽采技术将面临更大的挑战,如瓦斯渗透规律、瓦斯抽采设备的适应性等问题;(3)瓦斯综合利用技术的突破:虽然瓦斯综合利用技术已经取得了一定进展,但如何将瓦斯资源更好地转化为清洁能源和化工原料,仍然需要进一步的研究和突破。
我国煤矿瓦斯抽采与利用的现状及问题
我国煤矿瓦斯抽采与利用的现状及问题随着我国工业化进程的不断加快,煤炭作为我国主要能源资源得到了大力开发和利用。
煤矿瓦斯的抽采与利用一直是我国煤炭行业面临的一个重要问题。
煤矿瓦斯不仅是危害矿工安全的重要因素,还是一种重要的清洁能源资源。
煤矿瓦斯的抽采与利用一直备受关注和重视。
目前我国煤矿瓦斯抽采与利用依然存在着许多问题,需要加以解决。
我国煤矿瓦斯抽采的技术水平与设备设施仍然存在较大差距。
目前,我国煤矿瓦斯抽采的技术水平相对较低,部分煤矿甚至还在采用传统的自燃方法进行瓦斯抽采,这种方式不仅效率低下,而且危险性较大。
而先进的瓦斯抽采技术与设备设施尚未普遍应用,导致煤矿瓦斯资源的利用率较低,无法有效发挥其清洁能源的潜力。
我国煤矿瓦斯抽采技术的提升与设备设施的更新迫在眉睫。
煤矿瓦斯利用的政策法规仍需进一步完善。
目前,我国煤矿瓦斯的利用政策法规体系尚未健全,缺乏权威有效的监管机构,导致煤矿瓦斯的利用项目多为地方性政策支持,缺乏统一规划与统一标准。
这不仅不利于煤矿瓦斯资源的整体利用,还容易导致投资浪费与资源浪费。
我国政府需加大对煤矿瓦斯利用政策法规的完善与落实力度,建立统一的监管体系,规范煤矿瓦斯利用项目的开发与运营。
煤矿瓦斯资源的开发与利用具有较大的投资与运营风险。
煤矿瓦斯的开发与利用需要较大的投资成本,且项目周期较长,投资回报周期较长,存在一定的经济风险。
煤矿瓦斯的开发与利用需要与煤矿的开采生产相互配合,存在一定的技术风险与安全风险。
这些风险使得煤矿瓦斯利用项目的投资运营难度较大,使得一些潜在的投资者望而却步。
需要政府与企业共同努力,降低煤矿瓦斯利用项目的投资运营风险,鼓励更多的资金与技术投入进入煤矿瓦斯利用领域。
煤矿瓦斯利用的技术研发与创新还有待加强。
虽然我国在煤矿瓦斯利用技术方面取得了一定进展,但与国际先进水平相比还存在一定差距。
需要将煤矿瓦斯的开发与利用纳入国家科技攻关计划,加大对煤矿瓦斯利用技术研发与创新的支持与投入,加快煤矿瓦斯利用技术的更新换代,提高其利用效率,降低其利用成本,提高其安全可靠性。
中国煤矿瓦斯抽采技术现状与发展前景
中国煤矿瓦斯抽采技术现状与发展前景
• 2. 煤矿瓦斯抽采技术的发展 • 随着煤炭工业技术的发展, 瓦斯抽采技术 也得到了不断地提高和发展, 我国煤矿瓦 斯抽采技术大致经历了四个发展阶段。
中国煤矿瓦斯抽采技术现状与发展前景
• (1) 高透气性煤层瓦斯抽采阶段 • 50 年代初期, 在抚顺高透气性特厚煤层中 首次采用井下钻孔预抽煤层瓦斯, 获得了 成功, 解决了抚顺矿区向深部发展过程中 的瓦斯安全问题, 而且抽出的瓦斯还被作 为民用燃料进行利用。
中国煤矿瓦斯抽采技术现状与发展前景
中国煤矿瓦斯抽采技术现状与发展前景
• 淮南矿业集团公司张集煤矿应用综合抽采, 2002 年,矿井瓦斯抽采率达到70 %,当年 投产,当年达产,产煤507 万t ,盈利5 亿 元,创同类矿井最好水平。目前瓦斯综合 抽采已在全国范围内广泛应用。
中国煤矿瓦斯抽采技术现状与发展前景
中国煤矿瓦斯抽采技术现状与发展前景
• 3. 适合我国瓦斯赋存条件的抽采方法 抽采瓦斯方法的选择, 主要是根据矿井瓦 斯来源、煤层赋存状况、采掘布置、开采 程序以及开采地质条件等因素进行综合考 虑。 我国煤层的主要特点是煤层透气性低、 瓦斯含量高、煤层突出危险严重、煤层群 开采、地质构造复杂。
中国煤矿瓦斯抽采技术现状与发展前景
中国煤矿瓦斯抽采技术现状与发展前景
中国煤矿瓦斯抽采技术现状与发展前景
• 研究和试验成功了本煤层、邻近层、采空 区多种抽采瓦斯方法。主要包括穿层钻孔、 平行钻孔、交叉布孔、穿层网格式钻孔、 深孔预裂爆破、水力割缝、水力压裂、水 力钻(扩) 孔等本煤层瓦斯抽采方法; 顶 (底) 板穿层钻孔、顶(底)板巷道、顶 板水平长钻孔等邻近层瓦斯抽采; 高冒带 钻孔、埋管抽采、地面抽采等采空区瓦斯 抽采方法。
煤矿绿色开采技术之煤与瓦斯
技术
瓦斯抽采方法主要包括平行钻孔、交叉布孔、穿层网格式钻孔、穿层钻孔等本煤层瓦 斯抽采方法;顶(底)板穿层钻孔、顶(底)板巷道、顶板水平长钻孔等邻近层瓦斯抽采;顶板裂 隙带钻孔、埋管抽采、地面抽采等采空区瓦斯抽采方法,并配套研发成功了深孔预裂爆破、 水力割缝、水力压裂、水力钻(扩)孔等卸压增透技术。这些方法在埋深1 000m以上的煤层 得到广泛使用。
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我国山西晋城地区多为单一煤层、瓦斯含量大,但煤层赋存条件稳定、裂隙发育、 渗透性较好,井上井下均具备良好的煤层气抽采条件,因此将井上和井下结合进行联动抽 采,即煤矿规划区、开拓准备区、生产区“三区”联动煤层气立体抽采工艺与配套技术, 称为“晋城模式”。
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2.煤与瓦斯共采关键技术
煤与瓦斯共采就是根据煤层群赋存条件,首采关键卸压层,采用沿空留巷替代预先布 置顶(底)板瓦斯抽采岩巷,变传统U型为Y型通风方式,在留巷内布置钻孔连续抽采采动区 卸压瓦斯,以留巷替代多条岩巷抽采卸压瓦斯,实现无煤柱煤与瓦斯安全高效共采
3.沿空留巷顶板煤层气抽采钻孔的分区破坏特征
4.基于卸压瓦斯抽采时空效应和抽采钻孔分区破坏特征的煤层气抽采技术
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沿空留巷顶板煤层气抽米钻孔的分区破坏特征
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三.煤与瓦斯共采技术展望
煤与瓦斯共采是针对煤炭和既能导致矿井灾害又 为清洁能源的瓦斯共同开采提出的全新技术体系,其口 的是既解决煤炭开采过程中的瓦斯灾害、又提高瓦斯这 种清洁能源的收集与利用效率。但是,煤与瓦斯共采技 术体系尚存在大量急需研究解决的核心理论与技术问题, 且这些问题的解决直接关系着煤与瓦斯共采技术体系理 论系统的完善及其在现场应用。相信在广大科研工作者 的共同努力下,我国煤与瓦斯共采技术体系一定能够尽 早得到完善,并真正成为解决矿井瓦斯灾害和利用新型 清洁能源的最有效的途径之一。
煤与瓦斯共采技术现状及综述专题报告
目录1 绪论 (3)1.1引言 (3)1.2现状 (3)1.2.1现状 (3)1.2.2瓦斯抽采技术现状 (3)1.3我国煤矿瓦斯治理技术的发展及现状 (4)1.3.1煤矿瓦斯抽放技术 (4)1.3.2煤与瓦斯突出防治技术 (4)1.3.3瓦斯综合治理现状 (5)2 我国瓦斯综合治理存在的主要问题 (6)2.1安全管理技术方面 (6)2.2瓦斯治理技术方面 (7)3 瓦斯综合治理发展战略 (8)4 瓦斯综合治理关键技术工作 (9)4.1利用矿井通风系统优化治理矿井瓦斯 (9)4.1.1矿井通风系统减阻增风优化技术 (10)4.1.2利用危险源辨识与控制技术进行通风优化改造 (10)4.1.3危险源辨识和控制技术的应用 (10)4.1.4矿井通风系统方案优化的评判指标 (11)4.2利用改变采面通风方式治理瓦斯技术 (11)4.2.1采用U+L调压通风方式治理采面瓦斯 (11)4.2.2J型通风方式治理采面瓦斯 (12)4.3矿井瓦斯技术管理体系建设与创新 (13)4.4减少瓦斯超限报警的技术管理体系建设 (13)4.4.1瓦斯超限报警原因分析 (13)4.4.2减少瓦斯报警的主要技术方法 (14)4.4.3矿井瓦斯技术管理网络体系建设 (15)5 主要结论 (16)主要参考文献 (17)煤与瓦斯共采技术现状及综述摘要:结合淮南矿区的煤层瓦斯赋存特征,对矿区矿井煤与瓦斯共采技术及相应的瓦斯抽放技术做出基本的介绍,并在系统回顾我国煤矿瓦斯综合治理技术发展, 分析我国瓦斯综合治理现状的基础上, 从安全矿山建设的视角, 提出了今后煤矿瓦斯综合治理发展战略是转变观念, 提高认识; 建立健全矿井瓦斯抽放和监测监控两个系统; 加大“先抽后采”力度; 强化技术管理。
亟待解决的关键技术工作是加大新技术、新工艺研究力度; 加快科研成果向现实生产力转化;推进瓦斯综合治理示范工程建设; 加强基础研究, 推动瓦斯综合治理标准化建设。
矿井瓦斯抽采技术的研究现状及前景
矿井瓦斯抽采技术的研究现状及前景矿井瓦斯抽采技术是煤矿安全生产中的关键技术之一,瓦斯是煤矿中最常见的有害气体,一旦瓦斯积聚到一定浓度,就会对矿井的安全稳定构成威胁。
矿井瓦斯抽采技术一直是矿业领域的热点研究课题。
本文将对矿井瓦斯抽采技术的研究现状进行梳理,并展望其未来的发展前景。
一、矿井瓦斯的危害及抽采技术的重要性矿井瓦斯主要由甲烷组成,是一种无色、无味、易燃易爆的气体。
瓦斯在矿井中积聚,不仅会导致爆炸事故,还会造成窒息、中毒等严重后果。
矿井瓦斯抽采技术的研究和应用对于维护矿井安全、提高矿井生产效率具有非常重要的意义。
1. 传统瓦斯抽采技术传统的瓦斯抽采技术主要包括排放法、抽放法和灭瓦斯法。
排放法是指通过通风系统将矿井中的瓦斯排放到地面,抽放法是指利用瓦斯抽采设备主动抽取矿井中的瓦斯,灭瓦斯法是指通过点火燃烧或化学方法将矿井中的瓦斯进行处理。
传统技术存在抽采效率低、能耗高、安全隐患大等问题。
随着科技的发展,一些新型的瓦斯抽采技术也逐渐被引入到煤矿生产中。
利用微波技术瓦斯抽采、利用高压水射流瓦斯抽采等技术,在瓦斯抽采效率、安全性和环保性上都取得了显著的进展。
三、矿井瓦斯抽采技术的未来发展前景1. 技术不断创新随着科技的不断进步,矿井瓦斯抽采技术也在不断创新发展。
通过引入先进的传感器技术、自动化控制技术,以及云计算、大数据等信息技术,可以实现矿井瓦斯抽采设备的智能化和网络化管理,提高瓦斯抽采效率,降低安全风险。
2. 绿色环保发展未来矿井瓦斯抽采技术将更加注重环保和可持续发展。
研究人员正努力探索新型的瓦斯资源化利用技术,将瓦斯转化为清洁能源,实现瓦斯资源的循环利用,减少对环境的污染。
3. 国际合作与交流矿井瓦斯抽采技术的研究离不开国际合作与交流。
随着中国在科技领域的不断崛起,矿井瓦斯抽采技术将更加注重国际合作,吸收各国先进技术和经验,推动矿井瓦斯抽采技术的全球化发展。
四、结语矿井瓦斯抽采技术是煤矿安全和生产的重要支撑,其研究和发展对于提高矿井生产效率、减少安全事故具有非常重要的意义。
煤矿瓦斯发电技术的现状与发展趋势
煤矿瓦斯发电技术的现状与发展趋势摘要:煤矿瓦斯发电技术是一种利用煤矿瓦斯资源发电的技术,具有环保、可持续和资源利用的优势。
本文首先介绍了煤矿瓦斯发电技术的基本原理、应用范围和现有案例,并分析了其优势和局限性。
然后,探讨了煤矿瓦斯发电技术的发展趋势,包括技术改进和创新、可持续发展和环保要求、政策和经济因素的影响。
接着,提出了持续改进和挑战,包括技术和工艺的改进以提高效率和安全性,以及面临的挑战和障碍。
最后,总结了煤矿瓦斯发电技术的现状,展望了未来的发展前景,并强调了环境保护和可持续发展的重要性。
关键词:煤矿瓦斯发电技术;瓦斯抽采;发电设备;可持续发展1 引言随着能源需求的不断增长和环境问题的日益突出,煤矿瓦斯发电技术作为一种环保、可持续的能源利用方式,受到了越来越多的关注。
煤矿瓦斯是煤矿开采过程中释放的有害气体,对矿工安全和环境造成威胁。
而将瓦斯抽采并利用于发电不仅能提高安全性,还能将有害气体转化为可再生能源,具有双重效益。
本文将对煤矿瓦斯发电技术的现状进行概述,并探讨其未来的发展趋势和面临的挑战,旨在促进煤矿瓦斯发电技术的进一步应用和推广,实现环境保护和可持续发展目标。
2 煤矿瓦斯发电技术的现状煤矿瓦斯发电技术是一种利用煤矿瓦斯资源进行发电的技术。
煤矿瓦斯是在煤矿开采过程中释放的一种有害气体,主要由甲烷组成。
过去,煤矿瓦斯通常被视为一种危险和浪费的副产品,因为其释放到大气中不仅会对环境造成污染,还会增加煤矿事故的风险。
然而,随着对能源资源的需求增加和环境问题的加剧,煤矿瓦斯发电技术逐渐引起了人们的关注。
煤矿瓦斯发电技术的基本原理是通过瓦斯抽采系统将煤矿瓦斯从煤矿井下抽取到地面,然后对瓦斯进行处理和净化,最后利用瓦斯发电设备将其转化为电能。
这种技术不仅能够降低煤矿事故的风险,还可以将有害气体转化为可再生能源,具有双重效益。
煤矿瓦斯发电技术在应用范围上具有广泛的潜力。
目前,许多国家和地区已经开始采用煤矿瓦斯发电技术来利用煤矿瓦斯资源。
煤矿煤与瓦斯共采技术研究
煤矿煤与瓦斯共采技术研究煤矿煤与瓦斯共采技术研究一直是煤矿工业领域的一个重要课题。
煤与瓦斯是煤矿开采过程中难以分离的两种资源,使用传统的开采方法会导致瓦斯的泄漏和事故的发生,因此煤矿煤与瓦斯共采技术的研究对于提高矿井安全、提高煤矿资源利用效率具有重要意义。
一、煤与瓦斯的关系在煤矿开采过程中,煤矿煤与瓦斯的关系密不可分。
煤层中含有大量的瓦斯,这是由于古生物在长时间的分解作用下,将一部分有机物转化为煤气而形成的。
煤矿开采时,人为地将初始地下温度提高,煤中瓦斯会被热解出来,脱离煤体,导致瓦斯涌出。
因此,要想解决煤矿瓦斯问题,就不能不考虑煤与瓦斯的关系。
二、瓦斯爆炸的危害瓦斯爆炸是煤矿开采过程中常见的事故之一。
瓦斯是一种易燃、易爆的气体,当瓦斯浓度超过正常范围时,一旦受到明火或电火花的刺激,就会发生爆炸。
这种爆炸非常危险,不仅会造成人员伤亡,还会造成矿井的破坏。
因此,矿井瓦斯治理是煤矿安全中不可忽视的环节。
三、煤与瓦斯共采技术的意义煤与瓦斯共采技术的研究对于煤矿开采具有重要的意义。
首先,煤矿煤与瓦斯共采技术可以将煤矿瓦斯有效地收集利用,提高煤矿资源的综合利用效益。
其次,煤与瓦斯共采技术可以减少瓦斯的泄漏,降低矿井瓦斯爆炸的风险,提高矿井的安全性。
因此,煤与瓦斯共采技术的研究不仅对于矿井的安全生产具有重要意义,也对于煤矿工业的可持续发展具有重要意义。
四、煤与瓦斯共采技术的研究方法煤与瓦斯共采技术的研究方法主要包括实验研究和数值模拟研究两种。
实验研究是通过在实验室中模拟煤矿矿井环境,提取煤样进行分析测试,以获取煤与瓦斯之间的相互作用规律。
数值模拟研究则是通过计算机建模,模拟矿井开采过程中的煤与瓦斯运移规律,进而预测煤矿开采过程中的瓦斯涌出量和分布。
五、煤与瓦斯共采技术的应用现状目前,煤与瓦斯共采技术已经在许多煤矿中得到应用。
一方面,利用煤与瓦斯共采技术可以提高矿井的安全性,降低瓦斯爆炸的风险;另一方面,煤与瓦斯共采技术也可以实现煤矿瓦斯的资源化利用,提高煤矿的经济效益。
煤炭煤层结构与瓦斯抽采技术的研究现状与展望
煤炭煤层结构与瓦斯抽采技术的研究现状与展望煤炭作为我国重要的能源资源之一,在国民经济发展中起到了不可替代的作用。
然而,煤炭开采过程中产生的瓦斯问题一直困扰着煤矿工人的安全生产。
因此,煤炭煤层结构与瓦斯抽采技术的研究成为了当前煤矿安全工作中的重要课题。
首先,我们来了解一下煤炭煤层结构。
煤层是由植物残体在地质历史长期堆积形成的,其结构复杂多样。
煤层中的主要组分是煤质和岩屑,其中煤质是指煤中的有机质,而岩屑则是指煤中的无机质。
煤质的含量和组成决定了煤的燃烧性能和利用价值,而岩屑的含量则影响了煤层的物理力学性质。
煤层的结构特征对瓦斯运移和煤层瓦斯抽采技术的研究具有重要意义。
目前,煤炭煤层结构与瓦斯抽采技术的研究主要集中在以下几个方面。
首先,煤层气体吸附解吸特性的研究。
煤层瓦斯主要通过吸附在煤质孔隙中存在,因此研究煤层瓦斯的吸附解吸特性对于煤层瓦斯抽采技术的优化具有重要意义。
其次,煤层渗透性与渗流特性的研究。
煤层的渗透性是指煤层中气体或液体在单位时间内通过单位面积的能力,而渗流特性则是指煤层中气体或液体的运移规律。
研究煤层的渗透性与渗流特性可以为煤层瓦斯抽采技术的设计和优化提供理论依据。
此外,煤层结构与瓦斯抽采技术的耦合研究也是当前研究的热点之一。
煤层结构的复杂性使得瓦斯抽采技术的应用受到了很大的限制,因此,研究煤层结构与瓦斯抽采技术的耦合关系,探索适合不同煤层结构的瓦斯抽采技术,具有重要的实际意义。
展望未来,煤炭煤层结构与瓦斯抽采技术的研究仍然面临着一些挑战。
首先,煤炭开采的深入使得煤层结构更加复杂多样化,研究煤层结构与瓦斯抽采技术的耦合关系具有更高的难度。
其次,煤层瓦斯抽采技术的研究需要充分考虑环境保护的要求,寻找瓦斯抽采与环境友好型开采的平衡点。
此外,煤层瓦斯抽采技术的研究还需要加强与其他学科的交叉合作,如地质学、岩石力学等,以提高研究的深度和广度。
总之,煤炭煤层结构与瓦斯抽采技术的研究是当前煤矿安全工作中的重要课题。
我国煤矿瓦斯抽采与利用的现状及问题
我国煤矿瓦斯抽采与利用的现状及问题煤矿瓦斯是指在煤矿开采过程中释放出的一种天然气,主要成分为甲烷。
瓦斯不仅是煤矿安全生产的重要隐患,同时也是一种宝贵的资源。
我国是煤炭资源大国,瓦斯资源也非常丰富,因此煤矿瓦斯抽采与利用一直是我国煤矿行业的重要课题。
在这方面,我国取得了一定的进展,但也面临着一些问题和挑战。
我们来看一下我国煤矿瓦斯抽采与利用的现状。
目前,我国煤矿瓦斯抽采已经取得了一定的成就,抽采覆盖率不断提高。
根据统计数据显示,截止到2020年底,全国煤矿瓦斯抽采覆盖率已经达到了50%以上,而且在一些先进抽采的煤矿,抽采率已经接近80%。
我国还在煤矿瓦斯利用方面取得了一些进展,涌现出了一批瓦斯发电、瓦斯化工等领域的成功案例,逐渐形成了一个瓦斯利用的产业链。
尽管取得了一些成绩,我国煤矿瓦斯抽采与利用仍然存在着不少问题和挑战。
煤矿瓦斯抽采技术和设备水平仍然不够成熟。
尽管我国在瓦斯抽采方面投入了大量的科研和技术改造,但是与国际先进水平相比,仍然存在着一定的差距。
煤矿瓦斯利用的市场化程度不高。
由于瓦斯资源的分散性、地埋深度等因素影响,瓦斯利用目前仍然存在着很多技术和经济难题。
煤矿瓦斯治理和管理体制不够完善。
尽管国家出台了一系列的煤矿瓦斯治理政策,但是一些基层煤矿在瓦斯治理和管理方面仍然存在着不少漏洞和问题。
那么,面对这些问题和挑战,我们应该如何解决呢?应该加大科研力度,提升煤矿瓦斯抽采技术和设备水平。
这需要加大科研投入,加强与国际瓦斯抽采技术的交流与合作,提高我国瓦斯抽采技术和设备的水平。
需要加快瓦斯利用的市场化进程。
这需要制定更加优惠的政策,鼓励企业加大瓦斯利用设施的投资建设,推动瓦斯利用产业链的发展。
需要加强煤矿瓦斯治理和管理力度。
这需要强化瓦斯治理的监督和督促力度,加大对基层煤矿瓦斯治理能力的培训和支持力度,确保煤矿瓦斯治理和管理工作的落实。
我国煤与瓦斯共采理论、技术与工程
我国煤与瓦斯共采理论、技术与工程一、本文概述本文旨在全面探讨和分析我国煤与瓦斯共采的理论、技术与工程实践。
煤与瓦斯共采作为一种重要的煤炭开采方式,对于提高煤炭资源利用效率、保障能源安全以及推动煤炭行业可持续发展具有重要意义。
本文将从多个方面对我国煤与瓦斯共采的理论体系、技术方法和工程应用进行深入探讨,以期为我国煤炭工业的持续发展提供理论支持和实践指导。
本文将对煤与瓦斯共采的基本理论进行阐述,包括煤与瓦斯共采的基本概念、原理及其在国内外的发展历程。
通过对这些基础理论的研究,有助于我们更好地理解煤与瓦斯共采的本质和内在规律,为后续的技术研发和工程实践提供坚实的理论基础。
本文将重点介绍煤与瓦斯共采的关键技术。
这包括瓦斯抽采技术、煤炭开采技术、瓦斯利用技术等。
通过对这些技术的深入分析和研究,我们可以了解到各种技术的优缺点和适用范围,为我国煤与瓦斯共采的实践提供技术支持。
本文将结合具体的工程案例,对煤与瓦斯共采的工程实践进行详细分析。
这些案例既包括成功的经验,也包括失败的教训。
通过对这些案例的研究,我们可以总结出煤与瓦斯共采的最佳实践模式和经验教训,为我国煤炭工业的未来发展提供借鉴和参考。
本文将从理论、技术和工程实践三个方面全面探讨我国煤与瓦斯共采的理论、技术与工程。
希望通过本文的研究和分析,能够为推动我国煤炭工业的持续发展提供有益的启示和建议。
二、煤与瓦斯共采理论基础煤与瓦斯共采技术是在深入理解煤层瓦斯赋存规律、煤岩力学特性及瓦斯运移规律的基础上,结合现代采矿技术而发展起来的一种新型开采模式。
其核心理论主要包括煤与瓦斯共生的地质条件、煤岩瓦斯相互作用机制以及瓦斯抽采与煤炭开采的协同优化。
煤与瓦斯共生的地质条件是煤与瓦斯共采技术实施的前提。
煤层中瓦斯的赋存状态、含量及分布规律受到地质构造、煤层厚度、埋藏深度等多种因素影响。
通过深入研究这些因素对瓦斯赋存的影响,可以为煤与瓦斯共采提供基础数据支持。
煤岩瓦斯相互作用机制是煤与瓦斯共采技术实施的关键。
我国深部煤与瓦斯共采战略思考
我国深部煤与瓦斯共采战略思考随着煤炭资源的不断开采,浅层煤田的资源逐渐枯竭,深部煤田的开采逐渐成为我国煤炭产业的重要发展方向。
然而,深部煤田的开采面临着诸多挑战,其中最为突出的问题是煤与瓦斯共采。
本文将就我国深部煤与瓦斯共采战略进行思考和探讨。
我国浅部煤田的开采已经接近尾声,而深部煤田的开采逐渐成为我国煤炭产业的重要发展方向。
据统计,我国80%以上的煤炭资源储藏在1000米以下,因此,深部煤田的开采对于我国的能源安全具有重要意义。
然而,在深部煤田的开采过程中,煤与瓦斯共采成为制约开采效率和生产安全的关键问题。
深部煤与瓦斯共采战略的必要性主要体现在以下几个方面:提高开采效率:深部煤田的开采过程中,煤与瓦斯共采可以利用瓦斯能量,提高开采效率,降低能源消耗。
保障生产安全:在传统的煤炭开采过程中,瓦斯泄漏和积聚容易导致爆炸和中毒事故。
通过深部煤与瓦斯共采战略,可以降低瓦斯事故的发生率,提高生产安全性。
增加资源利用率:深部煤与瓦斯共采可以实现煤与瓦斯的同步开采,提高资源的综合利用率,减少浪费。
掌握深部煤与瓦斯的赋存规律:了解深部煤与瓦斯的赋存规律是实现共采的关键,需要加强地质勘查和理论研究。
完善钻孔布置和封孔工艺:钻孔是抽放瓦斯的关键,合理的钻孔布置和封孔工艺是提高瓦斯抽放效果的关键。
优化开采工艺和设备:针对深部煤田的地质条件,需要优化开采工艺和设备,提高开采效率和安全性。
淮南矿区:淮南矿区是我国重要的煤炭生产基地之一,通过实施深部煤与瓦斯共采战略,实现了开采效率的提高和生产安全的保障。
例如,通过采用水力化采煤工艺,实现了煤与瓦斯的同步开采,提高了开采效率。
晋城矿区:晋城矿区是我国重要的高瓦斯矿区之一,通过实施深部煤与瓦斯共采战略,实现了瓦斯抽放率的提高和生产安全的保障。
例如,通过采用高强度抽放钻孔技术,提高了瓦斯抽放率。
智能化开采:随着科技的不断发展,智能化开采将成为深部煤与瓦斯共采的重要发展方向。
通过采用先进的传感器和控制系统,实现实时监测和自动化控制,提高开采效率和安全性。
我国煤矿瓦斯抽采与利用的现状及问题
我国煤矿瓦斯抽采与利用的现状及问题1. 引言1.1 煤矿瓦斯抽采与利用的重要性煤矿瓦斯是一种致命的有毒气体,其主要成分为甲烷,是煤矿事故的主要原因之一。
煤矿瓦斯抽采与利用的重要性不言而喻。
煤矿瓦斯是一种非常重要的能源资源,瓦斯中的甲烷可以被利用来发电、供暖、炼化等各个领域,其资源价值巨大。
煤矿瓦斯抽采可以降低矿井内的瓦斯浓度,减少煤矿爆炸事故的发生几率,保障矿工的生命安全。
煤矿瓦斯抽采还可以减少排放到大气中的温室气体,有助于减缓气候变化的影响。
煤矿瓦斯抽采与利用对于煤矿安全、资源节约和环境保护等方面都具有重要意义,应该得到充分重视和推广应用。
1.2 我国煤矿瓦斯抽采的现状一、煤矿瓦斯抽采技术逐步成熟。
随着科技的进步和工程技术的不断完善,我国煤矿瓦斯抽采技术逐步成熟和普及。
现代化的瓦斯抽采设备和技术已经在一些煤矿中得到广泛应用,提高了瓦斯抽采的效率和安全性。
二、瓦斯资源利用水平逐步提高。
我国煤矿瓦斯资源的利用水平在不断提高,瓦斯被逐步利用于发电、供热等领域,为煤矿企业创造了一定的经济效益。
一些地方政府也在积极推动瓦斯资源的利用,促进当地经济的发展。
三、煤矿瓦斯抽采仍存在一些问题。
目前,我国煤矿瓦斯抽采仍存在设备陈旧、技术水平不高、安全隐患较大等问题。
瓦斯抽采效率不高,瓦斯利用领域还比较狭窄,有待进一步完善和改进。
我国煤矿瓦斯抽采的现状在不断向好的方向发展,但仍需要进一步加强技术研发,提高瓦斯利用效率,完善政策支持,推动煤矿瓦斯抽采与利用工作的全面展开。
2. 正文2.1 煤矿瓦斯抽采技术存在的问题煤矿瓦斯抽采技术在我国煤矿生产中起着至关重要的作用,然而在实践中存在着一些问题亟待解决。
煤矿瓦斯抽采技术设备老化严重,部分煤矿还在使用传统的瓦斯抽采设备,效率较低,安全隐患较大。
煤矿瓦斯抽采技术水平不高,抽采效率低,难以满足瓦斯抽采需求。
煤矿瓦斯抽采技术操作人员素质不高,缺乏专业技能和经验,影响了抽采效果和安全生产。
煤矿开采中的煤与瓦斯联合开采技术
汇报人:可编辑 2023-12-31
目录
• 煤与瓦斯联合开采技术概述 • 煤与瓦斯联合开采技术原理 • 煤与瓦斯联合开采技术方法 • 煤与瓦斯联合开采技术优势与挑战 • 煤与瓦斯联合开采技术案例分析
01
煤与瓦斯联合开采技术概述
定义与特点
定义
煤与瓦斯联合开采技术是指在煤矿开 采过程中,将煤层中的瓦斯作为一种 资源,通过抽采利用,实现煤与瓦斯 的共同开采。
创新阶段
进入21世纪,煤与瓦斯联合开采 技术不断创新,智能化、高效化 成为技术发展的新方向。
技术应用现状
应用范围
煤与瓦斯联合开采技术广泛应用于我国煤矿 开采领域,特别是在高瓦斯矿井和低透气性 煤层中应用效果显著。
技术难题
在实际应用中,存在瓦斯抽采难度大、技术要求高 等问题,需要不断进行技术创新和改进。
01
投资成本高
联合开采技术需要投入大量的资金、设 备和人力,增加了矿井的投资成本。
02
03
环境保护要求高
随着环境保护意识的提高,煤与瓦斯 联合开采技术需要更加注重环境保护 ,减少对周边环境的负面影响。
技术发展趋势与展望
技术创新
未来煤与瓦斯联合开采技术将不断进行技术创新,提高开采效率和 资源利用率。
采前瓦斯抽采的关键在于选择合适的 抽采方法和抽采参数,以确保瓦斯抽 采效果和安全性。
边采边抽技术
边采边抽技术是指在开采过程中,通过一定的技术手段将煤层中的瓦斯气体抽出,以降低开采过程中 的瓦斯灾害风险和保障开采安全。
边采边抽技术通常采用钻孔、巷道、水力压裂等方式实现,需要根据煤层条件和开采工艺选择合适的 技术手段。
发展前景
随着国家对资源利用和环境保护的重视程度 不断提高,煤与瓦斯联合开采技术将迎来更 加广阔的发展前景。
我国煤与瓦斯共采技术现状及展望
共采 中主要 采用 卸压 瓦斯抽 放方 法 , 即在采 掘工 作面 影 响范 围 内的抽放 。 压 瓦斯抽放 方法 从抽 放部 位上 卸
的 , 国 煤 层 气 资 源 丰 富 ,居 世 界 第 三 位 , 藏 我 埋 20 0m 以 内的煤 层气 资 源 约 有 3 0 6万亿 m , 当 于 。相 40多亿 t 准煤 或 30多亿 t 准油 , 陆上 天然气 5 标 5 标 与
境 , 其 是 一 种 高效 、 洁 可燃 气 体 , 热 量 为 3 . 但 清 发 35
~
采层采空区涌出瓦斯的煤层叫做邻近层 , 其中位于开 采层顶板内的邻近层叫做上邻近层 , 底板内的叫下邻 近层 。 邻近层抽放瓦斯方 法主要有巷道法和钻孔法。
阳泉抽 放 上 、 下邻 近层 瓦 斯 的 钻 孔 布置 方 法 见 图 1 ,
始 的 , 20 年底 , 国 已有 15个 煤矿 建立 了井 下 到 01 全 8
瓦斯 抽放 系统和地 面输 气 系 统 ,0 2年 , 国瓦斯 抽 20 全 放 量 达 116 Mm 。 4 现有 瓦斯抽 放 技术 中在 煤 与 瓦斯
收 稿 1 期 :0 1—0 5 t 21 4—1 4
实意义 。 1 煤 与瓦斯 共采技 术现 状
煤 层 煤 层
煤 与瓦斯共 采首 先应 该实 现煤层 瓦斯 的抽采 , 我 国工 业抽 放 瓦斯 始 于 13 9 8年 的抚 顺 龙 凤 矿 , 系 统 但 联 系的抽 放瓦斯 是 15 9 2年在 龙凤 矿建 抽放 瓦斯 泵 开
开 采层
(. 1 中国矿 业大学 环 境与测绘 学院 , 江苏 徐 州 2 1 1 ;. 2 16 2 中国矿 业大学 化工学院 , 江苏 徐州 2 11 ; 2 16
煤矿煤与瓦斯突出现状及防治对策
煤矿煤与瓦斯突出现状及防治对策煤矿煤与瓦斯突出是煤矿生产中常见的安全隐患,严重威胁着矿工的生命安全和矿井的正常生产。
在煤矿煤与瓦斯突出现状及防治对策方面,我们需要对煤与瓦斯的特性、突出的成因进行深刻分析,总结出有效的防治对策,以保障煤矿生产的安全和可持续发展。
一、煤矿煤与瓦斯突出现状煤矿煤与瓦斯是煤矿生产中常见的危险因素。
煤是一种多孔弹性材料,含有大量的吸附气体,由于地质压力和采煤作业等原因,煤中的吸附气体释放出来,导致煤与瓦斯突出。
煤与瓦斯突出不仅会造成矿井内部空气质量恶劣,还可能引发火灾和爆炸等严重事故,威胁矿工的生命安全和矿井的正常生产。
1. 煤矿煤与瓦斯突出的成因分析煤矿煤与瓦斯突出是由于地质条件和采煤作业等因素共同作用的结果。
地质构造、煤层赋存、岩石应力等地质因素是煤与瓦斯突出的主要原因之一。
采煤作业中的钻孔、爆破、采掘等作业也会导致煤与瓦斯的释放和突出。
要想有效防治煤与瓦斯突出,需要对煤矿地质情况和采煤作业进行综合分析,找出突出的成因和规律。
2. 加强瓦斯抽采和通风管理瓦斯是煤矿中的一种危险气体,是煤与瓦斯突出的主要原因之一。
为了减少瓦斯的积聚和突出,需要加强瓦斯抽采和通风管理。
采用高效的抽采设备和合理的通风方案,及时将瓦斯排出矿井,在一定程度上可以减少煤与瓦斯的突出风险。
3. 提高煤与瓦斯突出的预警能力提高煤与瓦斯突出的预警能力也是防治煤与瓦斯突出的重要措施。
通过地下瓦斯浓度监测、地质应力监测、煤与瓦斯突出预警系统等手段,及时监测和预警煤与瓦斯突出的风险,采取相应的安全措施,以减少矿工的伤亡和矿井的损失。
4. 完善瓦斯抽采和处理设施瓦斯抽采和处理设施是防治煤与瓦斯突出的重要措施之一。
通过自动化的瓦斯抽采设备和瓦斯处理装置,及时将瓦斯排放,减少瓦斯的积聚和突出,保障矿工的安全和矿井的正常生产。
5. 加强安全教育和技术培训加强安全教育和技术培训,提高矿工的安全意识和技能水平,也是防治煤与瓦斯突出的重要途径。
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煤与瓦斯共采技术现状及展望学生:指导老师:内容摘要:瓦斯是矿井发生瓦斯爆炸和瓦斯突出事故的主要原因,是高产高效矿井建设过程中的主要障碍,实践证明,煤与煤层气共采能够有效减少矿井瓦斯灾害,实现煤矿绿色安全开采,但是现有的煤与煤层气共采技术和理论仍有许多不足。
在介绍煤与煤层气共采技术现状和理论的基础上,结合煤与煤层气共采技术的应用实例,提出了煤与煤层气共采技术现存问题,并对未来发展提出了期望。
关键词:研究现状煤层瓦斯煤层瓦斯瓦斯抽采绿色开采Present situation and Future Prospects of simultaneous technology of Coal mining and Gas drainageAbstract:It is the coal-bed gas that is the root of disasters and accidents when the gas exploration and gas outburst happen in the mine, which is the main obstacle in the process of constraction of high yeild and high effency mine. Practices have proved simultaneous extraction of coal and gas can effectively decrease the gas diasters in the mine, which realizes the green safty mining. However, there are many shortages which need to be solved in the existing simultaneous extraction of coal and gas theory and technology. On the basis of the simultaneous extraction of coal and gas theory and technology, this essay combines the application examples, raises the extant questions and puts forward the prospectof the simultaneous extraction of coal and gas technology.Key words:Research status coal seam gas coal gas extraction green mining目录引言 (1)1 煤与瓦斯共采技术现状 (1)1.1 我国煤与瓦斯共采技术历年研究现状 (1)1.2 邻近层瓦斯抽放 (2)1.3 采空区瓦斯抽放 (3)1.4 掘进巷道瓦斯抽放 (5)2 煤与瓦斯共采技术的理论基础 (6)3 煤与瓦斯共采技术应用实例 (6)3.1 永贵集团煤与瓦斯共采技术技术应用实例与效果 (6)3.1.1 永贵某矿工作面采用煤与瓦斯共采技术的现状 (6)3.1.2 工作面煤与瓦斯共采技术实践 (7)3.1.3 永贵矿井效果检验 (7)3.2大吉矿区煤与瓦斯共采技术技术应用实例与效果 (8)3.2.1 大吉某矿工作面采用煤与瓦斯共采技术的现状 (8)3.2.2 煤与瓦斯共采技术实践 (8)3.2.3 大吉矿井效果检验 (8)4 煤与瓦斯共采技术现存问题 (9)4.1 煤与瓦斯共采理论有待提高 (9)4.2 煤层瓦斯抽采难度大、地质构造复杂 (9)4.3 煤层瓦斯渗透率低、抽放不稳定、利用困难 (9)4.4 共采观念有待提高、资金投入不足 (9)5 煤与煤层气共采重点研究方向 (10)5.1 煤与煤层气共采机理研究 (10)5.2 瓦斯浓度分布规律、采动裂隙场的透气规律以及瓦斯抽放时的流动规律研究 (10)5.3 提高煤层气采出率、优化煤层气抽放方案 (10)6 结语 (11)参考文献 (11)煤与瓦斯共采技术现状及展望引言煤层瓦斯,化学式CH4,是指储集于煤层及其邻近岩层中的天然气。
煤层瓦斯是成煤母质在煤化作用过程中形成的,我国煤层瓦斯资源丰富,居世界第三位,埋藏2 000 m以内的煤层气资源约有36万亿m3,居世界第三位,相当于450亿t标准煤或350t 吨石油,与陆上天然气资源量相当。
长久以来,瓦斯已成为我国煤矿最大的安全隐患,同时瓦斯也是一种具有强烈温室效应的气体,其大量直接排放将严重污染大气环境,但它是一种清洁、高效可燃气体,发热量为33.5—36.8 MJ/m3,所以煤与瓦斯的共采既可以保证煤矿安全生产,又可以节省煤炭等其他能源,变害为利,对于保护生命、保护资源、保护环境,促进煤炭工业的节约发展、安全发展和可持续发展,都具有重要的现实意义。
对此钱名高教授提出了“绿色煤矿开采”的理念 , 并且阐述了它的意义和技术体系[1]。
其技术的主要内容[1]包括: “三下”采煤、煤与瓦斯共采、保水开采、煤与瓦斯共采、煤炭地下气化、煤巷支护与部分矸石的井下处理等。
由此可见, 煤与瓦斯共采技术是绿色开采的重要组成部分[2], 其发展方向和研究内容具有重要的现实和理论意义。
我国煤矿应该在瓦斯灾害防治方面彻底转变观念, 从采掘部署上把瓦斯抽采纳入正规生产的工艺流程, 从空间和时间上给予保证, 促进煤层瓦斯的利用和开发系统化、规模化[3]。
只有如此, 才会有效控制我国煤矿瓦斯灾害,才会让高瓦斯矿井因治理瓦斯灾害费用的减低、生产效率的提高而获得重生,清洁、宝贵的能源才会被充分利用。
1 煤与瓦斯共采技术现状1.1 我国煤与瓦斯共采技术历年研究现状我国的煤层瓦斯研究开始于煤矿煤层的瓦斯抽取,比如洋泉、抚顺就是抽放瓦斯最大的煤矿区区。
目前,我国已有124个矿井建立了瓦斯抽放系统,年抽放量大至达5.99亿m³,抽取甲烷利用率达81.5%,但甲烷的抽放率很低,只有19.9%左右。
60年代到70年代,一些高瓦斯矿井抽放的甲烷即投入小规模的工业利用和民用。
70年代末、80年代初我国开始了矿井地上甲烷抽取研究,主要集中在洋泉龙运矿井、抚顺矿、临汾马中村矿、湖北王里矿,并进行了压裂等各项实验,但是抽放效果不是很好。
80年代中期,我国开始进行煤层瓦斯相关资源调查研究。
“七五”期间,地质、煤炭和石油等能源、工程行业通过国家重点科技攻关项目对国内瓦斯资源进行基础理论研究和区域性评价。
紧接着,“八五”期间,我国设立了“煤层气的富集区域及富集条件评价”的专题,让我国取得了国内煤层瓦斯资源状况的初步了解和认识。
1986年,第一次“开发煤层瓦斯研讨会”北京在召开,标志着对煤层气的认识从“煤层瓦斯灾害”到“优质,高效能源”的转变、从“井下抽放”到“地面利用”的技术进步。
1989年,我国国土部在太原地区开展了煤层瓦斯勘探开发抽取的实验和工艺利用等技术的研究,并进行了“煤层瓦斯开发利用状况和评价”的调查。
“八五”末期,煤炭部设立了“有利于区段煤层瓦斯的开发”的专题研究。
从此以后,井下煤层瓦斯的研究重点从直接抽放转移到了开发利用的攻关上。
1993年,联合国资源开发利用中心通过使用全球资源利用与环境保护基金对中国开展的“中国煤层瓦斯资源开发”项目进行资助,1994年又利用基金资助了“中国深层煤层瓦斯勘探开发利用”项目,这巨大的推动了我国煤层瓦斯的勘探和开发。
1997 年,随着我国完成了一批对煤层气开发利用有影响的研究项目和规划,如煤监局的项目“全国煤层瓦斯资源综合评价”、国家发改委B类资源调查研究项目“我国煤层瓦斯资源分析和评价”、国家能源部能源调查项目“我国煤层瓦斯综合研究规划”、中国石化天然气集团“九五”科技攻关课题“煤层瓦斯区域评价与配套采取利用技术”、国家“九五”科技攻关项目“深层煤层瓦斯开发利用配套工艺体系及专用设备研发”等。
到现在为止,我国基本明确了全国的煤层瓦斯资源、储存、分布特征,基本了确了有利于煤层瓦斯开发的地区。
但是由于我国的煤层地质条件太差,(构造煤发育,地质条件复杂,甲烷含量高,渗透率低,瓦斯应力低等),地面抽采煤层瓦斯并不利于解决井下瓦斯突出爆炸等问题。
目前,煤层瓦斯抽取方法很多,例如,边掘边抽、采后抽采、掘前预采、邻近层、采空区、开采层瓦斯抽采、钻孔卸压瓦斯抽采等。
但是不管采取何种方式抽采瓦斯,煤层的高可塑性和低渗透率使得沿煤层打钻孔困难,煤层瓦斯采前预抽效果较差[2],这就始终限制着我国高瓦斯矿井的瓦斯抽采和利用。
因为我国含煤地层一般都经历了剧烈的构造运动,所以就破坏了煤层内的生裂隙系统,这大大增强了煤层的塑变性,因而成为了高可塑性的低渗透性结构,所以,水压裂隙增透效果不明显[2],地面钻孔抽采井下瓦斯的效果较差[3]。
同时煤层普遍都是低渗透率,一般在0.10×10- 6~1.0×10- 6Lm2 内,霍刚、水城、柳林、开滦、丰城等渗透性较高的矿井也仅为0.10×10- 3~1.90×10- 3Lm2, 因此我国已经不可能进行地面开发煤层瓦斯。
鉴于此,我国应重点在井下进行煤层瓦斯的抽采利用,利用煤层的采动影响和井下的开掘巷道,通过打钻孔卸压和其它各种有效技术加强井下煤层的瓦斯抽采[3]。
同时,应进一步完善和提高煤层钻孔技术和渗透性的技术,提高气体质量的技术,使井下瓦斯与煤炭的协调开采技术以及煤矿甲烷利用技术[2]得以完善和提高,最终使井下瓦斯开发产业体系配套,实现煤与煤层气的安全共采[3]。
实验研究和现场测定显示,不管原始渗透率怎样低的煤层,在采动影响下,煤层卸压后,其渗透系数会大大增加,煤层内的煤层气渗流速度剧增,瓦斯涌出量也随之大增。
因此,只要合理安排钻孔的位置和其它相关的参数,就能够实现瓦斯的高效抽采。
而现在合理的瓦斯抽排技术中在煤与瓦斯共采技术中主要采用卸压瓦斯抽排方法,即在采掘工作面影响的范围内进行抽放。
卸压瓦斯抽放方法从抽放形式上分:埋管抽放和钻孔抽放。
从抽放部位上分:采空区瓦斯抽放、邻近层瓦斯抽放和掘进巷道瓦斯抽放。
1.2 邻近层瓦斯抽放当在开采煤层群时,回采煤层的顶板和底板围岩将发生移动、冒落、卸压和龟裂,这就使得煤层透气系数增大。
回采煤层及附近岩层中的瓦斯就能向回采层的采空区移动。
这类向开采层采空区涌出甲烷的煤层叫做邻近层,其中下邻近层就是位于底板内的邻近层,上邻近层就是顶板内的邻近层。
邻近层抽放瓦斯[4]方法主要有钻孔法和巷道法。
洋泉抽放上、下邻近层甲烷的钻孔布置方法见图1,图2。
裂隙带走向高抽巷地面钻孔顶板长钻孔高位钻孔冒落带回采工作面进风顺槽顶板穿层钻孔煤层煤层顶板穿层钻孔钻场开采层回风顺槽进风顺槽图l 上邻近层卸压瓦斯抽放示意图3号层尾巷工作面回风巷3号层3号层图2 下邻近层卸压瓦斯抽放示意图需要引起注意的是,由于邻近层甲烷抽放钻孔必须深入到邻近层的卸压带里,同时又要避开发生冒落和大的破碎裂隙带,以免抽放钻孔大量漏气、或者被切断而使钻孔失去作用。