【煤层气技术】煤层气开采技术(1)

–最大给进力：78kN
–钻杆直径：63mm –钻孔倾角：0～50
–最大起拔力：58kN –正常推进速度：0～1.5m/min –给进行程：720mm
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三、开采层瓦斯抽采
顺层长钻孔预抽 ✓打钻装备
ZY-300型全 液压钻机
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三、开采层瓦斯抽采
✓松藻矿务局打通二矿
采面网格预抽
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三、开采层瓦斯抽采
✓松藻矿务局打通二矿
采面网格预抽
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三、开采层瓦斯抽采
✓松藻矿务局打通二矿
采面网格预抽
效果
– 西瓦斯巷钻孔间距12×10m，预抽时间20~29 个 月 ， 东 瓦 斯 巷 钻 孔 间 距 6×6m ， 预 抽 时 间 15~26个月
2.10~3.8MPa – 煤体透气性增大85倍
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三、开采层瓦斯抽采
✓松藻矿务局打通二矿
穿层条带预抽
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三、开采层瓦斯抽采
✓ 松藻矿务局打通二矿
穿层条带预抽 效果 – 预抽期6~8个月 – 预抽率34.08~38.86% – 基本消除突出危险 – 平均月进度82.4m，实现了安全快速掘进
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三、开采层瓦斯抽采
顺层长钻孔预抽
✓ 交叉钻孔(焦作九里山矿)
效果
– 孔口负压为22~44KPa，抽采浓度
20%~89%
– 单孔瓦斯抽采量为平行孔的1.85~2.53倍
– 提高抽采量46%~102%
机理
– 钻孔交叉点裂隙范围增大，透气性提高
– 避免塌孔、堵孔的影响
– 边采边抽，较早起作用，效果好
– 抽采量，预抽36.88万m3(25.8%)，边采边 抽71.43万m3(50%)，卸压抽34.59万 m3(24.2%)
– 实现了预抽，边采边抽和卸压抽采的综合 效果
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三、开采层瓦斯抽采
顺层长钻孔预抽 ✓ 交叉钻孔(焦作九里山矿) 布孔 – 177个孔 – 平均长64m – 斜向孔与平行孔夹角15°~20° – 三个交叉点
– 抽采瓦斯总量144.8万m3，预抽率达40.95%
– 补充的顺层钻孔，没有因出现动力现象而终孔
– 回采过程中，瓦斯涌出量较小，未发生回风瓦 斯超限和煤与瓦斯突出事故
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三、开采层瓦斯抽采
✓打钻装备
ZYG-150型液
压钻机 ppt课件
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ZY-50型全 液压钻机
ZY-200型 液压钻机
20%~65% – 预抽时间18个月，工作面预抽率达
39.1% – 回采期间未发生突出
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三、开采层瓦斯抽采
顺层长钻孔预抽 ✓ 平行斜交钻孔(六枝化处矿) 布孔 – 上下布孔，孔长50~80m – 非均匀布孔 – 钻孔与采面夹角5° – 封孔深度5~7m – 孔径φ75
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三、开采层瓦斯抽采
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三、开采层瓦斯抽采
顺层长钻孔预抽 ✓钻孔布置方式
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三、开采层瓦斯抽采
顺层长钻孔预抽
✓ 平行钻孔(焦作焦西矿) 布孔
– 工作面上下布孔，孔长40~70m – 孔径φ75，孔间距3~6m – 封孔深度4~7m
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三、开采层瓦斯抽采
顺层长钻孔预抽 ✓平行钻孔(焦作焦西矿) 效果 – 孔口负压13~47KPa，抽采浓度
顺层长钻孔预抽 ✓平行斜交钻孔(六枝化处矿) 效果 – 预抽时间18个月，工作面预抽率达
28.4% – 吨煤瓦斯含量降低了28.44% – 可充分抽采卸压带瓦斯，有利于降低回
采工作面的风排瓦斯量
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三、开采层瓦斯抽采
顺层长钻孔预抽 ✓平行斜交钻孔(淮北芦岭矿) 布孔 – 上下布孔，40~60m – 均匀布孔，孔间距4m左右 – 钻孔与采面夹角20° – 钻孔层位，1~2分层以内 – 聚氨酯封孔，深度6m以上
顺层长钻孔预抽 ✓ 扇形钻孔(淮北芦岭矿) 布孔 – 在溜煤眼中一分层以下
中间层位布置左右钻场 – 在钻场内沿煤层仰斜布置扇
形钻孔 – 平均孔深80m – 孔底间距不大于20m – 左右两钻场共打20~30个钻孔
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三、开采层瓦斯抽采
顺层长钻孔预抽
✓ 扇形钻孔(淮北芦岭矿)
效果
– 抽采时间150天，其中预抽49天，边采边抽 45天，卸压抽56天
三、开采层瓦斯抽采
►预抽煤层瓦斯的难易程度指标
类别
钻孔流量 衰减系数a(d-1)
煤层透气性系 数 (m2/MPa2·d)
容易抽采
＜0.003
＞10
可以抽采
0.003~0.05
10~0.1
较难抽采
＞0.05
＜0.1
a的测定计算方法：
选择具有代表性的地区打 75煤孔，先测其初始瓦斯流
量qo，经过t时间后再测其瓦斯流量qt，然后按qt=qoe-at计算，
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三、开采层瓦斯抽采
顺层长钻孔预抽 ✓打钻装备
ZSM-250型顺 层强力钻机
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三、开采层瓦斯抽采
顺层长钻孔预抽
ZSM-250型顺层强力钻机主要技术参数
–钻孔深度：250m
–输出转速：100、60r/min
–开孔直径：95、115mm –输出扭矩：1.5、2.4kN·m
–终孔直径：90mm
则：
a lnqo lnqt
t
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三、开采层瓦斯抽采
►钻孔预抽
我国预抽煤层瓦斯一般不采用巷道法，基本 上都采用钻孔法，其布孔方式有两种：
穿层网格预抽
✓ 中梁山矿务局南矿
– 预抽时间19个月
– 平均预抽率48%
– 瓦斯压力由2.75~2.8MPa降至0.4~0.8MPa
– 煤体收缩变形1.5‰~2.6‰
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三、开采层瓦斯抽采
顺层长钻孔预抽 ✓ 平行斜交钻孔(淮北芦岭矿) 效果 – 预抽时间，机巷孔61天，风巷孔105天 – 一分层工作面平均瓦斯涌出量由6.49m3/min，
下降到5.41m3/min – 一分层采面瓦斯超限时间下降到10%以下 – 边采边抽效果好
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三、开采层瓦斯抽采
– 煤体硬度增加3倍
– 煤层透气性增、开采层瓦斯抽采
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三、开采层瓦斯抽采
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三、开采层瓦斯抽采
穿层瓦斯抽采布p孔pt课示件 意图
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三、开采层瓦斯抽采
✓芙蓉矿务局白皎煤矿
– 预抽期12个月 – 预抽率25%以上 – 瓦斯压力由2.48MPa降至0.65MPa – 煤层瓦斯含量从17.8m3/t降为8.96m3/t – 煤体收缩变形1.01‰~1.37‰地应力下降