煤矿瓦斯抽采与瓦斯灾害防治
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• 穿层钻孔＋顺层钻孔
3、井下瓦斯抽采
（3）提高预抽效果的措施
除了加大孔径、加密钻孔等措施外，提高煤层的透气 性系数是提高预抽效果的基本手段。 ●水力压裂 ●水力割缝 ●预裂爆破√ ●交叉钻孔√
3、井下瓦斯抽采
3.2 卸压抽采 （1）本层卸压抽采 （2）邻近层卸压抽采
3、井下瓦斯抽采
3.2 卸压抽采
原煤： X 0 X 1 100 A Mad X2 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
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
● 07.5.24 湖南郴州市临武县金江镇凤凰岭煤矿 ,死亡13人
● 07.11.81 贵州群力煤矿，死亡35人。
（1）煤与瓦斯突出机理归纳
●瓦斯主导说
“瓦斯包”说、“煤粉带”说、“煤空隙结构不均匀”说 、“裂隙堵塞”说、“闭合空隙瓦斯释放”说、“瓦斯膨胀 ”说、“瓦斯解吸”说、“地质破坏带”说、“突出波”说 、“火山瓦斯”说、“卸压瓦斯”说等
653工程
煤矿瓦斯抽采与瓦斯灾害防治
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
2007年，煤炭产量：25.23亿吨 ，死亡人数： 3786人
年产量/亿吨
全国煤矿百万吨死亡率
7
6
5.87 5.53
5
百万吨死亡率
4 3.08 2.77
3.85 3.024
3
2.81 1.94 2.04 1.98
全国煤矿 乡镇煤矿 国有地方煤矿 国有重点煤矿
2
1
1.485 1.269 0.93 0.96 0.63 0.383 2007年
大平煤矿“10.20”事故瓦斯突出及扩散过程演示
22时32分16秒~22时39分45秒, 瓦斯浓度从0.5%升到6.3%.
21轨道下山岩石掘进 工作面,突出煤岩量约 1894t,瓦斯量25万m3
22时31分31秒~22时35分15秒, 瓦斯浓度从0.17%升到4.0%.
22时09分12秒～22时12分26秒 瓦斯浓度从0.12%升到40%以上.
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 ●地面测定： ●间接测定：利用瓦斯含量、K1等反算方法。
瓦斯爆炸、瓦斯燃烧、瓦斯喷出、煤与瓦斯突出、 瓦斯窒息
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% 。
六枝大用矿上邻近层抽采瓦斯
南桐鱼田堡矿抽放上邻近层瓦斯
3、井下瓦斯抽采
3.2 卸压抽采
开采层外巷道打钻
3、井下瓦斯抽采
3.2 卸压抽采
顶板水平长钻孔
3、井下瓦斯抽采
3.2 卸压抽采
巷道抽采邻近层瓦斯
走向高位巷抽采瓦斯
倾向高位巷抽采瓦斯
3、井下瓦斯抽采
3.3 采空区瓦斯抽采
顶板巷道抽采瓦斯
裂 隙 带 冒 落 带 底 鼓 破 碎 带
机巷
风巷
首采煤层
3、井下瓦斯抽采
3.2 卸压抽采
（2）邻近层卸压抽采 ■钻孔抽采
● 开采层内巷道打钻 ● 开采层外巷道打钻
■巷道抽采
●走向巷道 ●倾向巷道
3、井下瓦斯抽采
3.2 卸压抽采
开采层内巷道打钻
阳泉四矿抽采上邻近层瓦斯
包头武当沟矿抽采下邻近层瓦斯
●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
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。
三、煤与瓦斯突出防治
■ 突出概述 ■ 突出机理简介 ■ 突出防治技术概述 ■ 突出预警技术简介
1、煤与瓦斯突出概述
■ 突出的概念 ■ 突出的危害 ■ 我国突出的特点和一般规律
突出危害案例
●1879年4月17日，比利时“阿拉波二号井”发生 一次突出。瓦斯逆流从提升井冲至地面，绞车房附近 的火炉引燃了瓦斯，然后井下又连续发生7次瓦斯爆 炸。井下209人，死亡121人，地面3人烧死，11人烧 伤。 ●2002年9月3日，湖南省娄底市秋湖煤矿，一掘 进工作面发生了一起煤与瓦斯突出事故，造成39人死 亡。 ●2004年10月20日，河南郑煤集团大平煤矿发生 一次突出，引起瓦斯爆炸，导致148人死亡。
芙蓉白皎矿底板穿层钻孔布置图
3、井下瓦斯抽采
• 顺层钻孔
3、井下瓦斯抽采
• 顺层长钻孔
寺河矿模块化瓦斯抽采
3、井下瓦斯抽采
• 顺层枝状长钻孔
大宁能源有限公司用千米钻机打钻， 最长的定向钻孔达到了1005m、 试验钻孔的长度多数在800m以上。 并可实现一孔多枝的施工效果。
3、井下瓦斯抽采
（1）本层卸压抽采 ●边采边抽 ●边掘边抽 ●分层开采卸压抽采 利用本层煤开采时造成的局部或区域卸压 增流效果增大瓦斯抽采效果的抽采方法。
3、井下瓦斯抽采
3.2 卸压抽采
（2）邻近层卸压抽采 在煤层群条件下，利用某一煤层开采时造成的邻近层卸 压增流效果增大瓦斯抽采效果的抽采方法。
地表 弯 曲 下 沉 带
瓦斯爆炸传播过程演示
2007年发生的部分突出伤亡事故 ● 07.1.3 ● 07.3.12 ● 07.4.6 ● 07.4.6 ● 07.4.19 ● 07.4.20 ● 07.5.20 ● 07.5.30 湖南郴州市嘉禾县月头岭煤矿 ，死亡6人 湖南郴州市桂阳县鸿达能源有限公司，死亡4人; 湖南湘煤集团金竹山平垌，死亡6人； 甘肃窑街金河矿，煤与二氧化碳突出，死亡9人； 河北峰峰局大树村煤矿，死亡17人； 河北邯郸陶二煤矿，死亡11人； 山西晋城寺河煤矿，死亡4人； 湖南涟源市安平镇新万三矿，死亡6人。
■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
■ 抽采方式
●利用废弃的巷道网络抽采； ●地面打钻方式。
5、瓦斯抽采装备
■ 抽采系统
泵站、管道系统、控制设备、计量设备、安全设备、放 水设备等。
■ 封孔
●水泥砂浆封孔 ●聚氨酯封孔 ●其它
■ 突出松软煤层顺层钻孔施工
问题：钻孔长度短、施工安全。 解决途径及进展：●强力钻机、高强度钻杆提高钻进能 力；●多级钻头结构拟制喷孔； ●风力排渣、螺旋钻杆、 钻进速度及旋转速度的匹配等解决喷孔、垮孔、卡钻、排 渣难等问题。 研究进展顺利，钻进深度和成孔率都比较理想。
6、典型矿区瓦斯抽采特点
■ 淮南矿区
综合瓦斯抽采的同时，地面钻井抽采瓦斯具有特点。
■ 松澡矿区
底板穿层网格式抽采是松澡矿区的主要特点。
■ 阳泉矿区
顶板高位岩石巷抽采瓦斯取得很好的效果。
■ 晋城矿区
双系统、模块化抽采、地面煤层气开采及利用是其显著 特点。
■ 铁法矿区
顶板岩石水平钻孔
三、煤与瓦斯突出防治技术
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； 12—粘液缸。
0 2004年 2005年 年份 2006年
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
3.5 瓦斯抽采参数 ■钻孔参数
●钻孔和巷道位臵 ●钻孔长度 ●钻孔间距 ●钻孔孔径 ●封孔方式、深度、长度等 ●钻孔角度 ●钻孔负压
■抽采参数
●瓦斯浓度 ●温度 ●负压 ●混合流量 ●压差 ●纯量
4、报废矿井瓦斯抽采
■ 意义和潜力
上世纪90年代才开始的一种方式，我国废弃矿井的瓦斯 储量巨大，且废弃矿井越来越多，开发有利于增加能源和 减少大气排放。
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
3、井下瓦斯抽采
3.1 预抽采 （1）巷道抽采 （2）钻孔抽采 ●穿层钻孔 ●顺层钻孔
优缺点：钻进速度、成本、有效孔深、封孔 效果、施工深度等。
3、井下瓦斯抽采
• 穿层钻孔
中梁山矿底板茅口巷道预抽瓦斯穿层孔布置图
全国煤炭产量与死亡人数变化图
10000 8000 死亡人数
6877
产量
7016
23.25 6995
25 20 15
死亡人数/人
6000 4000 2000
4826 4805 4942 13.74 9.99 4.83 4746
10 5
0 1976
1981
1986
1991 1996 时间/年
2001
0 2006
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。
abp 1 10Kp n ( t s t ) 纯煤：X X 1 X 2 e 1 bp 1 0.31Mad k
顶板走向钻孔抽采瓦斯
3、井下瓦斯抽采
3.3 采空区瓦斯抽采
向冒落拱上方打钻抽采瓦斯
引巷密闭插管抽采瓦斯
3、井下瓦斯抽采
3.3 采空区瓦斯抽采
采面上隅角埋管抽放示意图
工作面尾巷布管抽采瓦斯
3、井下瓦斯抽采
3.4 综合瓦斯抽采
根据瓦斯来源构成和具体开采条件，采用多种抽采方 式的组合会取得预期的抽采效果。
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
3、井下瓦斯抽采
（3）提高预抽效果的措施
除了加大孔径、加密钻孔等措施外，提高煤层的透气 性系数是提高预抽效果的基本手段。 ●水力压裂 ●水力割缝 ●预裂爆破√ ●交叉钻孔√
3、井下瓦斯抽采
3.2 卸压抽采 （1）本层卸压抽采 （2）邻近层卸压抽采
3、井下瓦斯抽采
3.2 卸压抽采
原煤： X 0 X 1 100 A Mad X2 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
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
● 07.5.24 湖南郴州市临武县金江镇凤凰岭煤矿 ,死亡13人
● 07.11.81 贵州群力煤矿，死亡35人。
（1）煤与瓦斯突出机理归纳
●瓦斯主导说
“瓦斯包”说、“煤粉带”说、“煤空隙结构不均匀”说 、“裂隙堵塞”说、“闭合空隙瓦斯释放”说、“瓦斯膨胀 ”说、“瓦斯解吸”说、“地质破坏带”说、“突出波”说 、“火山瓦斯”说、“卸压瓦斯”说等
653工程
煤矿瓦斯抽采与瓦斯灾害防治
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
2007年，煤炭产量：25.23亿吨 ，死亡人数： 3786人
年产量/亿吨
全国煤矿百万吨死亡率
7
6
5.87 5.53
5
百万吨死亡率
4 3.08 2.77
3.85 3.024
3
2.81 1.94 2.04 1.98
全国煤矿 乡镇煤矿 国有地方煤矿 国有重点煤矿
2
1
1.485 1.269 0.93 0.96 0.63 0.383 2007年
大平煤矿“10.20”事故瓦斯突出及扩散过程演示
22时32分16秒~22时39分45秒, 瓦斯浓度从0.5%升到6.3%.
21轨道下山岩石掘进 工作面,突出煤岩量约 1894t,瓦斯量25万m3
22时31分31秒~22时35分15秒, 瓦斯浓度从0.17%升到4.0%.
22时09分12秒～22时12分26秒 瓦斯浓度从0.12%升到40%以上.
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 ●地面测定： ●间接测定：利用瓦斯含量、K1等反算方法。
瓦斯爆炸、瓦斯燃烧、瓦斯喷出、煤与瓦斯突出、 瓦斯窒息
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% 。
六枝大用矿上邻近层抽采瓦斯
南桐鱼田堡矿抽放上邻近层瓦斯
3、井下瓦斯抽采
3.2 卸压抽采
开采层外巷道打钻
3、井下瓦斯抽采
3.2 卸压抽采
顶板水平长钻孔
3、井下瓦斯抽采
3.2 卸压抽采
巷道抽采邻近层瓦斯
走向高位巷抽采瓦斯
倾向高位巷抽采瓦斯
3、井下瓦斯抽采
3.3 采空区瓦斯抽采
顶板巷道抽采瓦斯
裂 隙 带 冒 落 带 底 鼓 破 碎 带
机巷
风巷
首采煤层
3、井下瓦斯抽采
3.2 卸压抽采
（2）邻近层卸压抽采 ■钻孔抽采
● 开采层内巷道打钻 ● 开采层外巷道打钻
■巷道抽采
●走向巷道 ●倾向巷道
3、井下瓦斯抽采
3.2 卸压抽采
开采层内巷道打钻
阳泉四矿抽采上邻近层瓦斯
包头武当沟矿抽采下邻近层瓦斯
●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
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。
三、煤与瓦斯突出防治
■ 突出概述 ■ 突出机理简介 ■ 突出防治技术概述 ■ 突出预警技术简介
1、煤与瓦斯突出概述
■ 突出的概念 ■ 突出的危害 ■ 我国突出的特点和一般规律
突出危害案例
●1879年4月17日，比利时“阿拉波二号井”发生 一次突出。瓦斯逆流从提升井冲至地面，绞车房附近 的火炉引燃了瓦斯，然后井下又连续发生7次瓦斯爆 炸。井下209人，死亡121人，地面3人烧死，11人烧 伤。 ●2002年9月3日，湖南省娄底市秋湖煤矿，一掘 进工作面发生了一起煤与瓦斯突出事故，造成39人死 亡。 ●2004年10月20日，河南郑煤集团大平煤矿发生 一次突出，引起瓦斯爆炸，导致148人死亡。
芙蓉白皎矿底板穿层钻孔布置图
3、井下瓦斯抽采
• 顺层钻孔
3、井下瓦斯抽采
• 顺层长钻孔
寺河矿模块化瓦斯抽采
3、井下瓦斯抽采
• 顺层枝状长钻孔
大宁能源有限公司用千米钻机打钻， 最长的定向钻孔达到了1005m、 试验钻孔的长度多数在800m以上。 并可实现一孔多枝的施工效果。
3、井下瓦斯抽采
（1）本层卸压抽采 ●边采边抽 ●边掘边抽 ●分层开采卸压抽采 利用本层煤开采时造成的局部或区域卸压 增流效果增大瓦斯抽采效果的抽采方法。
3、井下瓦斯抽采
3.2 卸压抽采
（2）邻近层卸压抽采 在煤层群条件下，利用某一煤层开采时造成的邻近层卸 压增流效果增大瓦斯抽采效果的抽采方法。
地表 弯 曲 下 沉 带
瓦斯爆炸传播过程演示
2007年发生的部分突出伤亡事故 ● 07.1.3 ● 07.3.12 ● 07.4.6 ● 07.4.6 ● 07.4.19 ● 07.4.20 ● 07.5.20 ● 07.5.30 湖南郴州市嘉禾县月头岭煤矿 ，死亡6人 湖南郴州市桂阳县鸿达能源有限公司，死亡4人; 湖南湘煤集团金竹山平垌，死亡6人； 甘肃窑街金河矿，煤与二氧化碳突出，死亡9人； 河北峰峰局大树村煤矿，死亡17人； 河北邯郸陶二煤矿，死亡11人； 山西晋城寺河煤矿，死亡4人； 湖南涟源市安平镇新万三矿，死亡6人。
■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
■ 抽采方式
●利用废弃的巷道网络抽采； ●地面打钻方式。
5、瓦斯抽采装备
■ 抽采系统
泵站、管道系统、控制设备、计量设备、安全设备、放 水设备等。
■ 封孔
●水泥砂浆封孔 ●聚氨酯封孔 ●其它
■ 突出松软煤层顺层钻孔施工
问题：钻孔长度短、施工安全。 解决途径及进展：●强力钻机、高强度钻杆提高钻进能 力；●多级钻头结构拟制喷孔； ●风力排渣、螺旋钻杆、 钻进速度及旋转速度的匹配等解决喷孔、垮孔、卡钻、排 渣难等问题。 研究进展顺利，钻进深度和成孔率都比较理想。
6、典型矿区瓦斯抽采特点
■ 淮南矿区
综合瓦斯抽采的同时，地面钻井抽采瓦斯具有特点。
■ 松澡矿区
底板穿层网格式抽采是松澡矿区的主要特点。
■ 阳泉矿区
顶板高位岩石巷抽采瓦斯取得很好的效果。
■ 晋城矿区
双系统、模块化抽采、地面煤层气开采及利用是其显著 特点。
■ 铁法矿区
顶板岩石水平钻孔
三、煤与瓦斯突出防治技术
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； 12—粘液缸。
0 2004年 2005年 年份 2006年
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
3.5 瓦斯抽采参数 ■钻孔参数
●钻孔和巷道位臵 ●钻孔长度 ●钻孔间距 ●钻孔孔径 ●封孔方式、深度、长度等 ●钻孔角度 ●钻孔负压
■抽采参数
●瓦斯浓度 ●温度 ●负压 ●混合流量 ●压差 ●纯量
4、报废矿井瓦斯抽采
■ 意义和潜力
上世纪90年代才开始的一种方式，我国废弃矿井的瓦斯 储量巨大，且废弃矿井越来越多，开发有利于增加能源和 减少大气排放。
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
3、井下瓦斯抽采
3.1 预抽采 （1）巷道抽采 （2）钻孔抽采 ●穿层钻孔 ●顺层钻孔
优缺点：钻进速度、成本、有效孔深、封孔 效果、施工深度等。
3、井下瓦斯抽采
• 穿层钻孔
中梁山矿底板茅口巷道预抽瓦斯穿层孔布置图
全国煤炭产量与死亡人数变化图
10000 8000 死亡人数
6877
产量
7016
23.25 6995
25 20 15
死亡人数/人
6000 4000 2000
4826 4805 4942 13.74 9.99 4.83 4746
10 5
0 1976
1981
1986
1991 1996 时间/年
2001
0 2006
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。
abp 1 10Kp n ( t s t ) 纯煤：X X 1 X 2 e 1 bp 1 0.31Mad k
顶板走向钻孔抽采瓦斯
3、井下瓦斯抽采
3.3 采空区瓦斯抽采
向冒落拱上方打钻抽采瓦斯
引巷密闭插管抽采瓦斯
3、井下瓦斯抽采
3.3 采空区瓦斯抽采
采面上隅角埋管抽放示意图
工作面尾巷布管抽采瓦斯
3、井下瓦斯抽采
3.4 综合瓦斯抽采
根据瓦斯来源构成和具体开采条件，采用多种抽采方 式的组合会取得预期的抽采效果。
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