煤礦瓦斯災(zāi)害治理新技術(shù)

1、 “十五十五”以來我國能源消費總量過快增長，以來我國能源消費總量過快增長，10年增長年增長2.2倍，給資源環(huán)境帶來巨大壓力。我國倍，給資源環(huán)境帶來巨大壓力。我國GDP目前占世界生產(chǎn)總值不到目前占世界生產(chǎn)總值不到10%，但能源消耗，但能源消耗已經(jīng)高于已經(jīng)高于20%，能源排放的污染氣體居世界首位，能源排放的污染氣體居世界首位，溫室氣體占世界總量的溫室氣體占世界總量的25%，GDP的能耗、污染的能耗、污染排放和碳排放都過高。排放和碳排放都過高。 “中國能源中長期（中國能源中長期（2030、2050）發(fā)展戰(zhàn)略研）發(fā)展戰(zhàn)略研究究”提出轉(zhuǎn)變能源供需模式，使其由提出轉(zhuǎn)變能源供需模式，使其由“以粗放的以粗放的

2、供給滿足增長過快的需求供給滿足增長過快的需求”，向，向“以科學的供給以科學的供給滿足合理的需求滿足合理的需求”轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)變。我國煤炭產(chǎn)量約占世界煤炭產(chǎn)量的我國煤炭產(chǎn)量約占世界煤炭產(chǎn)量的45%，占世界，占世界總量的比重逐年增加，而一些發(fā)達國家的煤炭產(chǎn)總量的比重逐年增加，而一些發(fā)達國家的煤炭產(chǎn)量是下降的。煤電在電力中的比重將由當前的約量是下降的。煤電在電力中的比重將由當前的約60%逐步下降，逐步下降，2050年可降至年可降至35%左右。左右。 煤炭科學產(chǎn)能是指在安全、高效、潔凈、環(huán)境友煤炭科學產(chǎn)能是指在安全、高效、潔凈、環(huán)境友好的條件下生產(chǎn)煤炭好的條件下生產(chǎn)煤炭。而我國現(xiàn)在每年生產(chǎn)的。而我國現(xiàn)在每年

3、生產(chǎn)的30多億噸原煤只有不到一半符合科學產(chǎn)煤標準。多億噸原煤只有不到一半符合科學產(chǎn)煤標準。符合科學開采的煤炭產(chǎn)能在符合科學開采的煤炭產(chǎn)能在20年后預(yù)計可達到年后預(yù)計可達到34億億-38億噸。億噸。 煤炭目前是我國主力能源，煤炭的洗選、開采和煤炭目前是我國主力能源，煤炭的洗選、開采和利用必須改變粗放形態(tài)，走安全、高效、環(huán)保的利用必須改變粗放形態(tài)，走安全、高效、環(huán)保的科學發(fā)展道路，煤炭在我國總能耗中的比重應(yīng)該科學發(fā)展道路，煤炭在我國總能耗中的比重應(yīng)該逐步下降，逐步下降，2050年可望減至年可望減至40%（甚至（甚至35%）以）以下，其戰(zhàn)略地位將調(diào)整為重要的基礎(chǔ)能源。下，其戰(zhàn)略地位將調(diào)整為重要的基礎(chǔ)

4、能源。我國煤炭的賦存特點，跟我國的地形地貌一樣，我國煤炭的賦存特點，跟我國的地形地貌一樣，復(fù)雜多變。露天煤礦比重低，絕大部分是井工礦，復(fù)雜多變。露天煤礦比重低，絕大部分是井工礦，且礦井條件復(fù)雜，煤與瓦斯突出、水、火、頂板且礦井條件復(fù)雜，煤與瓦斯突出、水、火、頂板等自然災(zāi)害多。等自然災(zāi)害多。復(fù)雜的地質(zhì)條件也造就了一支特別能戰(zhàn)斗的隊復(fù)雜的地質(zhì)條件也造就了一支特別能戰(zhàn)斗的隊伍，經(jīng)過多年的奮戰(zhàn)，我們已擁有比較先進的伍，經(jīng)過多年的奮戰(zhàn)，我們已擁有比較先進的煤炭科學技術(shù)和裝備水平。煤炭科學技術(shù)和裝備水平。 2000年以來我國煤礦安全科技工作者圍繞煤年以來我國煤礦安全科技工作者圍繞煤礦瓦斯災(zāi)害治理、防滅火、

5、粉塵防治、水害防礦瓦斯災(zāi)害治理、防滅火、粉塵防治、水害防治、瓦斯利用、安全監(jiān)測監(jiān)控和應(yīng)急救援等方治、瓦斯利用、安全監(jiān)測監(jiān)控和應(yīng)急救援等方面開展了大量基礎(chǔ)研究及應(yīng)用技術(shù)開發(fā)面開展了大量基礎(chǔ)研究及應(yīng)用技術(shù)開發(fā),取得取得了眾多研究成果。了眾多研究成果。瓦斯災(zāi)害防治技術(shù)瓦斯災(zāi)害防治技術(shù) 煤礦井下鉆孔施工關(guān)鍵技術(shù)煤礦井下鉆孔施工關(guān)鍵技術(shù)地面鉆井地面鉆井抽采瓦斯抽采瓦斯技術(shù)技術(shù) 井下采動裂隙帶探測技術(shù)井下采動裂隙帶探測技術(shù) 煤層氣利用技術(shù)進展煤層氣利用技術(shù)進展1 1、瓦斯災(zāi)害危險區(qū)、瓦斯災(zāi)害危險區(qū)瓦斯地質(zhì)預(yù)測技術(shù)瓦斯地質(zhì)預(yù)測技術(shù)n實踐表明，煤礦瓦斯災(zāi)害的發(fā)生具有區(qū)域分實踐表明，煤礦瓦斯災(zāi)害的發(fā)生具有區(qū)域分

6、布的特點，瓦斯災(zāi)害特別是煤與瓦斯突出，布的特點，瓦斯災(zāi)害特別是煤與瓦斯突出，地質(zhì)條件是其主控因素。地質(zhì)條件是其主控因素。n取得的取得的3項創(chuàng)新成果項創(chuàng)新成果：以瓦斯地質(zhì)數(shù)學模型：以瓦斯地質(zhì)數(shù)學模型法為基礎(chǔ)的瓦斯涌出量預(yù)測技術(shù)、多尺度突法為基礎(chǔ)的瓦斯涌出量預(yù)測技術(shù)、多尺度突出區(qū)域預(yù)測瓦斯地質(zhì)方法和指標及可視化預(yù)出區(qū)域預(yù)測瓦斯地質(zhì)方法和指標及可視化預(yù)測等。測等。（1 1）瓦斯地質(zhì)數(shù)學模型法為基礎(chǔ)的）瓦斯地質(zhì)數(shù)學模型法為基礎(chǔ)的瓦斯涌出量預(yù)測技術(shù)瓦斯涌出量預(yù)測技術(shù) 分源預(yù)測法和瓦斯地質(zhì)數(shù)學模型法結(jié)合起來，分源預(yù)測法和瓦斯地質(zhì)數(shù)學模型法結(jié)合起來，通過技術(shù)互補，改進和完善了以瓦斯地質(zhì)數(shù)學模型通過技術(shù)互補，

7、改進和完善了以瓦斯地質(zhì)數(shù)學模型法為基礎(chǔ)的瓦斯涌出量預(yù)測技術(shù)，并在鄭煤集團告法為基礎(chǔ)的瓦斯涌出量預(yù)測技術(shù)，并在鄭煤集團告成礦和大平礦進行了示范應(yīng)用。對大平礦成礦和大平礦進行了示范應(yīng)用。對大平礦3個工作個工作面預(yù)測的相對誤差分別為面預(yù)測的相對誤差分別為2.4%、4.4%、17.5%，平均誤差為平均誤差為8.1%。（2 2）多尺度突出區(qū)域預(yù)測瓦斯地質(zhì)方）多尺度突出區(qū)域預(yù)測瓦斯地質(zhì)方法及指標法及指標 突出區(qū)域預(yù)測瓦斯地質(zhì)方法的核心是突出區(qū)域預(yù)測瓦斯地質(zhì)方法的核心是識別瓦斯富集識別瓦斯富集區(qū)和構(gòu)造軟煤發(fā)育區(qū)。區(qū)和構(gòu)造軟煤發(fā)育區(qū)?？紤]到考慮到不同規(guī)模的構(gòu)造對瓦斯賦不同規(guī)模的構(gòu)造對瓦斯賦存和構(gòu)造軟煤的控制作

8、用是有差異的存和構(gòu)造軟煤的控制作用是有差異的，井田的劃分、礦，井田的劃分、礦井內(nèi)部采區(qū)的安排以及工作面的布置都在很大程度上受井內(nèi)部采區(qū)的安排以及工作面的布置都在很大程度上受到構(gòu)造格局的影響。因此，從構(gòu)造的尺度效應(yīng)、礦井生到構(gòu)造格局的影響。因此，從構(gòu)造的尺度效應(yīng)、礦井生產(chǎn)布局和突出區(qū)域預(yù)測的研究方法、獲得構(gòu)造軟煤等基產(chǎn)布局和突出區(qū)域預(yù)測的研究方法、獲得構(gòu)造軟煤等基本數(shù)據(jù)的技術(shù)途徑和精細可靠程度等多個因素來看，本數(shù)據(jù)的技術(shù)途徑和精細可靠程度等多個因素來看，突突出區(qū)域預(yù)測應(yīng)在不同的尺度進行。出區(qū)域預(yù)測應(yīng)在不同的尺度進行。（3 3）多尺度瓦斯地質(zhì)編圖方法及可視化預(yù)測系統(tǒng)）多尺度瓦斯地質(zhì)編圖方法及可視化

9、預(yù)測系統(tǒng) 采用采用Visual C+ 6.0作為作為軟件開發(fā)平臺軟件開發(fā)平臺，利用利用GIS組件組件MapObjects2.3，結(jié)合瓦斯地質(zhì)理論、結(jié)合瓦斯地質(zhì)理論、GIS原理原理與方法、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和可視化理論等，實現(xiàn)了礦井基與方法、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和可視化理論等，實現(xiàn)了礦井基礎(chǔ)圖件的可視礎(chǔ)圖件的可視表達，表達，建立了瓦斯地質(zhì)信息庫（包括斷建立了瓦斯地質(zhì)信息庫（包括斷層、鉆孔、瓦斯含量、突出點等信息），開發(fā)出了可層、鉆孔、瓦斯含量、突出點等信息），開發(fā)出了可獨立運行的獨立運行的數(shù)字瓦斯地質(zhì)編圖系統(tǒng)，實現(xiàn)了瓦斯含量數(shù)字瓦斯地質(zhì)編圖系統(tǒng)，實現(xiàn)了瓦斯含量預(yù)測過程及預(yù)測結(jié)果的可視化。預(yù)測過程及預(yù)測結(jié)果的可視化

10、。 鶴壁六礦北四采區(qū)突出區(qū)域預(yù)測圖鶴壁六礦北四采區(qū)突出區(qū)域預(yù)測圖 2 2、基于電磁輻射原理的煤巖動力災(zāi)害預(yù)測技術(shù)、基于電磁輻射原理的煤巖動力災(zāi)害預(yù)測技術(shù)中國礦大研究了電磁輻射法監(jiān)測預(yù)報煤巖動力災(zāi)中國礦大研究了電磁輻射法監(jiān)測預(yù)報煤巖動力災(zāi)害的技術(shù)及方法，開發(fā)了煤與瓦斯突出電磁輻射監(jiān)害的技術(shù)及方法，開發(fā)了煤與瓦斯突出電磁輻射監(jiān)測儀，測儀，初步實現(xiàn)了電磁輻射的動態(tài)連續(xù)監(jiān)測初步實現(xiàn)了電磁輻射的動態(tài)連續(xù)監(jiān)測。 但在實用化技術(shù)方面需進一步研究完善但在實用化技術(shù)方面需進一步研究完善，如在，如在電電磁輻射預(yù)警臨界值及動態(tài)預(yù)警準則、磁輻射預(yù)警臨界值及動態(tài)預(yù)警準則、煤巖動力災(zāi)害煤巖動力災(zāi)害電磁輻射電磁輻射動態(tài)監(jiān)測

11、動態(tài)監(jiān)測等方面，是這一技術(shù)得以廣泛應(yīng)等方面，是這一技術(shù)得以廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵，也是現(xiàn)場安全生產(chǎn)管理人員最為關(guān)注的用的關(guān)鍵，也是現(xiàn)場安全生產(chǎn)管理人員最為關(guān)注的問題。問題。 電磁輻射預(yù)測技術(shù)成果電磁輻射預(yù)測技術(shù)成果n 通過理論分析和進一步現(xiàn)場實測干擾源特征，對煤巖通過理論分析和進一步現(xiàn)場實測干擾源特征，對煤巖電磁輻射電磁輻射自動監(jiān)測預(yù)報裝備和動態(tài)監(jiān)測軟件自動監(jiān)測預(yù)報裝備和動態(tài)監(jiān)測軟件進行了完進行了完善，善，提高了濾噪、抗干擾能力、穩(wěn)定性和準確性。提高了濾噪、抗干擾能力、穩(wěn)定性和準確性。n 同時，開發(fā)了在線式電磁輻射實時監(jiān)測系統(tǒng)軟件，同時，開發(fā)了在線式電磁輻射實時監(jiān)測系統(tǒng)軟件，可可以對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行處理和

12、分析，判斷電磁輻射水平的以對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行處理和分析，判斷電磁輻射水平的變化趨勢，從而對煤與瓦斯突出和沖擊礦壓危險發(fā)生變化趨勢，從而對煤與瓦斯突出和沖擊礦壓危險發(fā)生的可能做出預(yù)測預(yù)報。實現(xiàn)了遠程監(jiān)視南山、峻德礦的可能做出預(yù)測預(yù)報。實現(xiàn)了遠程監(jiān)視南山、峻德礦電磁輻射測試數(shù)據(jù)。電磁輻射測試數(shù)據(jù)。n 實現(xiàn)了與煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運行實現(xiàn)了與煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運行完善提高后的完善提高后的電磁輻射裝置電磁輻射裝置電磁輻射指標的臨界值研究成果電磁輻射指標的臨界值研究成果u 在南山礦和紅菱礦的監(jiān)測試驗表明，在南山礦和紅菱礦的監(jiān)測試驗表明，電磁輻射強度電磁輻射強度指標對煤與瓦斯突出危險程度非常敏感。指標對煤與

13、瓦斯突出危險程度非常敏感。u 通過現(xiàn)場對比試驗，綜合分析確定了兩個礦通過現(xiàn)場對比試驗，綜合分析確定了兩個礦電磁輻電磁輻射指標的臨界值：南山礦射指標的臨界值：南山礦238和和311工作面煤與瓦斯工作面煤與瓦斯突出的突出的電磁輻射預(yù)測臨界值均為電磁輻射預(yù)測臨界值均為20mV；紅菱礦紅菱礦1200掘進工作面的掘進工作面的電磁輻射強度臨界值為電磁輻射強度臨界值為49mV。u這些成果為推進電磁輻射技術(shù)用于瓦斯災(zāi)害預(yù)測這些成果為推進電磁輻射技術(shù)用于瓦斯災(zāi)害預(yù)測提供了重要支撐。提供了重要支撐。3 3、井下地質(zhì)雷達超前探測技術(shù)、井下地質(zhì)雷達超前探測技術(shù) “十五十五” 期間，在引進、消化吸收和創(chuàng)新期間，在引進、

14、消化吸收和創(chuàng)新國外技術(shù)的研究上，重慶院國外技術(shù)的研究上，重慶院成功地開發(fā)出成功地開發(fā)出了井下防爆地質(zhì)雷達技術(shù)與裝備了井下防爆地質(zhì)雷達技術(shù)與裝備。近幾年近幾年重點開展了雷達天線、現(xiàn)場工作方重點開展了雷達天線、現(xiàn)場工作方法及應(yīng)用考察等研究。法及應(yīng)用考察等研究。 煤層煤層煤層煤層掘進頭掘進頭接發(fā)射發(fā)射接收接收異常體異常體介質(zhì)分界面介質(zhì)分界面巷道掘進頭雷達超前探測平面示意圖 地質(zhì)雷達超前探測地質(zhì)雷達超前探測3 3項創(chuàng)新成果項創(chuàng)新成果 針對不同深度、不同地質(zhì)異常，開發(fā)了針對不同深度、不同地質(zhì)異常，開發(fā)了礦井礦井受限空間防爆屏蔽單脈沖調(diào)制平面的系列天受限空間防爆屏蔽單脈沖調(diào)制平面的系列天線線（50MHz2

15、00MHz），），多種天線結(jié)合使多種天線結(jié)合使用還可提高解釋精度和降低物探多解性。用還可提高解釋精度和降低物探多解性。井下超前探測工作方法可多樣靈活，可實現(xiàn)井下超前探測工作方法可多樣靈活，可實現(xiàn)向下、向上、向側(cè)幫全方位探測。向下、向上、向側(cè)幫全方位探測。 開發(fā)出的防爆型地質(zhì)雷達可適用于礦井瓦斯開發(fā)出的防爆型地質(zhì)雷達可適用于礦井瓦斯突出危險區(qū)域探測突出危險區(qū)域探測；煤層；煤層異常變化帶異常變化帶探測；探測；陷落柱及煤層夾矸探測等。陷落柱及煤層夾矸探測等。4 4、煤礦井下定向長鉆孔施工關(guān)鍵技術(shù)、煤礦井下定向長鉆孔施工關(guān)鍵技術(shù) 近幾年來，在瓦斯抽放長鉆孔施工鉆機能力方面，以西安院、重慶院等為主的科研

16、單位已取得了長足進步，研究成功了500-1000m的系列長鉆孔裝備。但是僅有鉆機能力滿足設(shè)計要求是不夠的，定向鉆進工藝和穩(wěn)定組合鉆具 是實現(xiàn)長鉆孔施工成功的關(guān)鍵。為此，針對瓦斯抽放長鉆孔施工過程中的為此，針對瓦斯抽放長鉆孔施工過程中的鉆孔定位鉆孔定位和鉆具等關(guān)鍵技術(shù)難題和鉆具等關(guān)鍵技術(shù)難題，西安院重點研究完善了穩(wěn)定，西安院重點研究完善了穩(wěn)定組合鉆頭、組合鉆具，開發(fā)了多點即時測斜儀等組合鉆頭、組合鉆具，開發(fā)了多點即時測斜儀等。穩(wěn)定組合鉆頭及穩(wěn)定組合鉆具穩(wěn)定組合鉆頭及穩(wěn)定組合鉆具 多級組合鉆頭多級組合鉆頭復(fù)合片組合式復(fù)合片組合式擴孔鉆頭擴孔鉆頭內(nèi)凹復(fù)合片鉆頭內(nèi)凹復(fù)合片鉆頭應(yīng)用效果應(yīng)用效果 在七臺河

17、精煤集團新興礦在七臺河精煤集團新興礦4105141051工作面分別完成了工作面分別完成了孔深孔深520m520m、685m685m和和374m374m的近水平高位巖石定向鉆孔。的近水平高位巖石定向鉆孔。 在銅川局玉華礦完成了一個孔深在銅川局玉華礦完成了一個孔深820m820m定向鉆孔。定向鉆孔。 在彬長公司大佛寺礦鉆進了深度為在彬長公司大佛寺礦鉆進了深度為705m705m的長鉆孔的長鉆孔 20062006年，在寺河礦年，在寺河礦23052305工作面對研制的工作面對研制的73mm73mm高高強度鉆桿、穩(wěn)定組合鉆頭和組合鉆具進行了試驗驗強度鉆桿、穩(wěn)定組合鉆頭和組合鉆具進行了試驗驗證證, , 共鉆

18、進三個鉆孔，孔深分別為共鉆進三個鉆孔，孔深分別為603m603m、350m350m和和612m612m的近水平煤層定向鉆孔。的近水平煤層定向鉆孔。 創(chuàng)新點創(chuàng)新點鉆孔施工過程中，鉆桿會受到拉、壓、彎、扭等多鉆孔施工過程中，鉆桿會受到拉、壓、彎、扭等多種作用，種作用，斷鉆是工程中的普遍現(xiàn)象斷鉆是工程中的普遍現(xiàn)象，解決了解決了73mm73mm高高強度強度鉆桿結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造關(guān)鍵技術(shù)鉆桿結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造關(guān)鍵技術(shù)，為提高成孔率創(chuàng)，為提高成孔率創(chuàng)造了先決條件。造了先決條件。 優(yōu)化的多級組合鉆頭、鉆具和螺旋槽扶正器，增加優(yōu)化的多級組合鉆頭、鉆具和螺旋槽扶正器，增加了鉆孔定向精度和成孔率。了鉆孔定向精度和成孔率。

19、 測斜儀采用新型半導體傳感器測斜儀采用新型半導體傳感器，測斜過程中，測斜過程中實時顯實時顯示鉆進軌跡及與鉆孔設(shè)計的方位差，示鉆進軌跡及與鉆孔設(shè)計的方位差，解決了瓦斯抽放解決了瓦斯抽放長鉆孔施工過程中的鉆孔定位關(guān)鍵技術(shù)難題。長鉆孔施工過程中的鉆孔定位關(guān)鍵技術(shù)難題。5 5、突出松軟煤層抽放鉆孔關(guān)鍵技術(shù)、突出松軟煤層抽放鉆孔關(guān)鍵技術(shù) 突出松軟煤層鉆孔難一直制約著我國煤礦瓦斯抽突出松軟煤層鉆孔難一直制約著我國煤礦瓦斯抽放與突出防治的技術(shù)發(fā)展。放與突出防治的技術(shù)發(fā)展。 實踐證明，螺旋鉆進、壓風排渣是實踐證明，螺旋鉆進、壓風排渣是松軟突出煤層成松軟突出煤層成孔的有效途徑，但還需要解決一些關(guān)鍵技術(shù)?？椎挠行?/p>

20、途徑，但還需要解決一些關(guān)鍵技術(shù)。重慶院重慶院創(chuàng)新研究思路，從工藝和裝備兩方面入手創(chuàng)新研究思路，從工藝和裝備兩方面入手，通過攻關(guān)研究，取得了實質(zhì)性的技術(shù)突破。通過攻關(guān)研究，取得了實質(zhì)性的技術(shù)突破。 重點開展了重點開展了3 3方面核心技術(shù)的研究方面核心技術(shù)的研究 試驗考察了鉆機鉆具試驗考察了鉆機鉆具轉(zhuǎn)速與排渣效果的關(guān)系轉(zhuǎn)速與排渣效果的關(guān)系，確定了，確定了螺旋鉆機的臨界轉(zhuǎn)速，避免或減弱了螺旋鉆機施工時因螺旋鉆機的臨界轉(zhuǎn)速，避免或減弱了螺旋鉆機施工時因排渣不暢而形成阻塞和憋鉆現(xiàn)象。排渣不暢而形成阻塞和憋鉆現(xiàn)象。試驗研究了試驗研究了鉆進速度與煤的性質(zhì)、成孔直徑、鉆具轉(zhuǎn)速鉆進速度與煤的性質(zhì)、成孔直徑、鉆具

21、轉(zhuǎn)速的關(guān)系的關(guān)系，對螺旋鉆桿主要參數(shù)進行了分析，確定了螺旋對螺旋鉆桿主要參數(shù)進行了分析，確定了螺旋鉆桿螺旋角。鉆桿螺旋角。通過對螺旋成孔所需臨界轉(zhuǎn)速、鉆桿螺旋升角、中心管通過對螺旋成孔所需臨界轉(zhuǎn)速、鉆桿螺旋升角、中心管徑、螺距的優(yōu)化研究，確定了鉆機的最優(yōu)參數(shù)，開發(fā)出徑、螺距的優(yōu)化研究，確定了鉆機的最優(yōu)參數(shù)，開發(fā)出適用于松軟突出煤層順層長鉆孔施工的適用于松軟突出煤層順層長鉆孔施工的螺旋鉆機和相應(yīng)螺旋鉆機和相應(yīng)的鉆具的鉆具。 55kw型螺旋鉆機 在渝陽煤礦煤柱區(qū)成孔深度達在渝陽煤礦煤柱區(qū)成孔深度達168米，由米，由于見巖而終孔，還能繼續(xù)鉆進。于見巖而終孔，還能繼續(xù)鉆進。 在同一地點，用相同能力的鉆

22、機，采用礦在同一地點，用相同能力的鉆機，采用礦上現(xiàn)有的螺旋鉆桿及鉆頭作對比試驗，最大上現(xiàn)有的螺旋鉆桿及鉆頭作對比試驗，最大成孔深度還不到成孔深度還不到80米，米，60米左右就卡鉆、抱米左右就卡鉆、抱鉆，鉆，70多米時鉆機就不能旋轉(zhuǎn)了。多米時鉆機就不能旋轉(zhuǎn)了。 通過現(xiàn)場試驗，螺旋鉆進成孔技術(shù)能成孔通過現(xiàn)場試驗，螺旋鉆進成孔技術(shù)能成孔160m深度以上，為今后順層長鉆孔的施工深度以上，為今后順層長鉆孔的施工從裝備和工藝技術(shù)上奠定了很好的基礎(chǔ)。從裝備和工藝技術(shù)上奠定了很好的基礎(chǔ)。6 6、安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù) 3個方面的重要創(chuàng)新：個方面的重要創(chuàng)新：n紅外甲烷傳感器已達到商業(yè)化

23、應(yīng)用階段紅外甲烷傳感器已達到商業(yè)化應(yīng)用階段n瓦斯抽放監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)取得突破瓦斯抽放監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)取得突破n安全監(jiān)測與生產(chǎn)監(jiān)控已實現(xiàn)綜合一體化安全監(jiān)測與生產(chǎn)監(jiān)控已實現(xiàn)綜合一體化紅外甲烷傳感器研究與發(fā)展紅外甲烷傳感器研究與發(fā)展n國內(nèi)外用于煤礦井下甲烷氣體檢測有國內(nèi)外用于煤礦井下甲烷氣體檢測有光干涉、載光干涉、載體催化、熱導、紅外、激光、氣敏體催化、熱導、紅外、激光、氣敏等原理。我國等原理。我國煤礦煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)中配套使用的低濃度甲烷傳感中配套使用的低濃度甲烷傳感器基本上都是采用器基本上都是采用載體催化原理載體催化原理，瓦斯抽放監(jiān)測瓦斯抽放監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)中使用的高濃度甲烷傳感器基本上都采用中

24、使用的高濃度甲烷傳感器基本上都采用熱熱導原理。導原理。n由于載體催化傳感器存在由于載體催化傳感器存在抗高瓦斯沖擊的性能差抗高瓦斯沖擊的性能差、調(diào)校周期短等缺點，、調(diào)校周期短等缺點，一直制約著甲烷檢測技術(shù)一直制約著甲烷檢測技術(shù)的發(fā)展。的發(fā)展。紅外甲烷傳感器紅外甲烷傳感器( (配監(jiān)測系統(tǒng)配監(jiān)測系統(tǒng)) )測量范圍：測量范圍：010.0%CH4分辨率：分辨率：0.01CH4測量精度：測量精度：0.001.00%CH4 0.10%CH41.002.00%CH4 0.20%CH42.004.00%CH4 0.30%CH44.0010.0%CH4 8.00%真值真值(相對誤差相對誤差)元件檢測反應(yīng)速度：元件

25、檢測反應(yīng)速度：20s調(diào)校周期：調(diào)校周期：6個月個月使用壽命：使用壽命：5年年信號帶負載能力：信號帶負載能力：0400報警方式：間歇式聲光報警報警方式：間歇式聲光報警85dB(聲強聲強)，能見度能見度20m(光強光強)0.7/臺，是催化的臺，是催化的3-4倍，是倍，是國外（國外（2萬）的萬）的1/3。抽放管道用紅外甲烷傳感器紅外紅外線甲線甲烷氣烷氣體檢體檢測技測技術(shù)術(shù)技術(shù)指標：技術(shù)指標：測量范圍測量范圍:(0100)%VOL:(0100)%VOL響應(yīng)時間：響應(yīng)時間：40s(t40s(t9090) )測量精度：真值的測量精度：真值的7%66個月個月工作電壓：工作電壓：DC 924VDC 924V工

26、作電流：工作電流：50mA.18VDC50mA.18VDC溫度范圍：溫度范圍：-20-20到到50 50 壓力范圍：壓力范圍：40kPa40kPa到到130kPa130kPa使用壽命：使用壽命：5 5年年優(yōu)點：優(yōu)點：1.1.測量范圍寬測量范圍寬2.2.測量精度高測量精度高3.3.穩(wěn)定性能好穩(wěn)定性能好4.4.適應(yīng)壓力、溫度范圍寬適應(yīng)壓力、溫度范圍寬5.5.高調(diào)校時間長高調(diào)校時間長6.6.整機功耗小整機功耗小管道管道紅外紅外甲烷傳感器與甲烷傳感器與熱導熱導原理甲烷傳感器比較原理甲烷傳感器比較 1 1 法蘭法蘭 2 2 截止閥截止閥 3 3 采樣旁管采樣旁管 4 4 差壓變送器差壓變送器 5 5 智

27、能顯示儀智能顯示儀 6 6 電源及信號進線嘴電源及信號進線嘴 7 7 紅外甲烷電源及信號紅外甲烷電源及信號 8 8 顯示窗顯示窗 9 9 探頭氣室探頭氣室 1010 V V型錐體型錐體 1111 負壓取樣管負壓取樣管 1212 溫度探頭溫度探頭 1313 正壓取樣口正壓取樣口 1414 V V錐流量傳感器測量管段錐流量傳感器測量管段它是一種差壓式流量傳感器。它通過在管道中心安裝一錐形體，使管道中它是一種差壓式流量傳感器。它通過在管道中心安裝一錐形體，使管道中心流體繞錐形體流動，迫使高流速的中心與接近管壁的低流速均勻化從而心流體繞錐形體流動，迫使高流速的中心與接近管壁的低流速均勻化從而在錐體前后

28、形成穩(wěn)定的差壓，通過計算得到介質(zhì)流量在錐體前后形成穩(wěn)定的差壓，通過計算得到介質(zhì)流量。7.地面鉆井地面鉆井“一井三用一井三用”技術(shù)技術(shù) 首先超前于煤炭開采，首先超前于煤炭開采，設(shè)置壓裂井形式的地面設(shè)置壓裂井形式的地面鉆井，以壓裂法在煤層鉆井，以壓裂法在煤層中形成人工裂縫和產(chǎn)氣中形成人工裂縫和產(chǎn)氣通道，利用瓦斯自然釋通道，利用瓦斯自然釋放的正壓進行瓦斯收集，放的正壓進行瓦斯收集，消除下煤組的煤與瓦斯消除下煤組的煤與瓦斯突出突出 冒落帶彎曲下沉帶底鼓破碎帶裂隙帶首 采 煤 層地 表風 巷機 巷二用二用：下煤組開采時：下煤組開采時對上煤組和中組煤造對上煤組和中組煤造成采動卸壓及應(yīng)力釋成采動卸壓及應(yīng)力釋

29、放，利用同一個地面放，利用同一個地面鉆井，以負壓的方式鉆井，以負壓的方式抽采處于彎曲下沉帶抽采處于彎曲下沉帶內(nèi)上煤組和中煤組中內(nèi)上煤組和中煤組中的瓦斯的瓦斯 。三用三用：開采上煤組和：開采上煤組和中煤組的同時，再次中煤組的同時，再次利用所述同一個地面利用所述同一個地面鉆井負壓抽采中煤組鉆井負壓抽采中煤組或上煤組本層工作面或上煤組本層工作面開采時的采空區(qū)瓦斯。開采時的采空區(qū)瓦斯。地面鉆井地面鉆井“一井三用一井三用”技術(shù)應(yīng)用實例技術(shù)應(yīng)用實例 蘆嶺礦屬高瓦斯突出礦井，主采蘆嶺礦屬高瓦斯突出礦井，主采8、9煤層厚度在煤層厚度在1012米左右，屬特厚煤層。米左右，屬特厚煤層。 提前提前810年對年對8、

30、9、10煤層進行壓裂預(yù)抽，首煤層進行壓裂預(yù)抽，首先使先使10煤預(yù)抽瓦斯在煤預(yù)抽瓦斯在40%以上，實現(xiàn)保護層開采消突；以上，實現(xiàn)保護層開采消突；其次當其次當10煤開采時，二次利用壓裂井改作采動井，抽煤開采時，二次利用壓裂井改作采動井，抽采被保護層采被保護層7、8、9煤層的采動區(qū)卸壓瓦斯；最后在煤層的采動區(qū)卸壓瓦斯；最后在開采開采8、9煤層時，三次利用該井抽采煤層時，三次利用該井抽采8、9煤層的采空煤層的采空瓦斯，這樣就可以實現(xiàn)壓裂井變?yōu)椴蓜泳筒煽諈^(qū)井，瓦斯，這樣就可以實現(xiàn)壓裂井變?yōu)椴蓜泳筒煽諈^(qū)井，使使“一井三用一井三用”最大限度地抽采和開采煤層瓦斯，達最大限度地抽采和開采煤層瓦斯，達到 根

31、治 瓦 斯 確 保 礦 井 安 全 的 戰(zhàn) 略 目 標 。到 根 治 瓦 斯 確 保 礦 井 安 全 的 戰(zhàn) 略 目 標 。 抽采瓦斯的日產(chǎn)氣量可以達到抽采瓦斯的日產(chǎn)氣量可以達到3000m2，供，供10臺臺500千瓦發(fā)電機組同時發(fā)電。千瓦發(fā)電機組同時發(fā)電。8.地面長距離水平定向鉆進技術(shù)地面長距離水平定向鉆進技術(shù) 利用大功率定向鉆機，由地面鉆進生產(chǎn)垂利用大功率定向鉆機，由地面鉆進生產(chǎn)垂直井至目標煤層下直井至目標煤層下50m，再對目標煤層擴，再對目標煤層擴孔到孔到460mm；由地面穿層斜井至目標煤層，；由地面穿層斜井至目標煤層，沿煤層水平鉆進，依靠定向系統(tǒng)實現(xiàn)水平沿煤層水平鉆進，依靠定向系統(tǒng)實現(xiàn)水

32、平井與垂直生產(chǎn)井的對接，形成井與垂直生產(chǎn)井的對接，形成“三托一三托一”或或“二托一二托一”的瓦斯抽采系統(tǒng)。的瓦斯抽采系統(tǒng)。地面長距離水平定向鉆進技術(shù)地面長距離水平定向鉆機地面長距離水平定向鉆進技術(shù)地面長距離水平定向鉆進技術(shù)9.地面鉆孔瓦斯抽放技術(shù)地面鉆孔瓦斯抽放技術(shù) 羽羽狀狀鉆鉆孔孔 原理：地面原理：地面鉆井一個開鉆井一個開孔位置，多孔位置，多個分支進入個分支進入煤層，使煤煤層，使煤層鉆孔長度層鉆孔長度極大增加，極大增加，加大鉆井控加大鉆井控制范圍和抽制范圍和抽瓦斯量。瓦斯量。地面鉆孔瓦斯抽放技術(shù)地面鉆孔瓦斯抽放技術(shù) 定定向向鉆鉆孔孔 1民用燃料民用燃料(CH440%)2工業(yè)燃料工業(yè)燃料(CH

33、440%)3發(fā)電發(fā)電(CH430%)4煤層氣液化煤層氣液化(CH440%)5濃縮富集濃縮富集1細水霧輸送及低濃度發(fā)電技術(shù)細水霧輸送及低濃度發(fā)電技術(shù)1混燃發(fā)電及熱逆流轉(zhuǎn)反應(yīng)技術(shù)混燃發(fā)電及熱逆流轉(zhuǎn)反應(yīng)技術(shù)中高濃度煤層氣中高濃度煤層氣低濃度煤層氣低濃度煤層氣礦井乏風中甲烷礦井乏風中甲烷不同濃度煤層氣不同濃度煤層氣 規(guī)模：規(guī)模：2010年達年達200萬戶以上，應(yīng)用前景好。萬戶以上，應(yīng)用前景好。 所需甲烷濃度：所需甲烷濃度：40%以上。以上。 國家政策：國家政策：未進入城市公共配氣管網(wǎng)的民用煤層未進入城市公共配氣管網(wǎng)的民用煤層氣銷售價格由供需雙方協(xié)商確定；進入城市公共配氣銷售價格由供需雙方協(xié)商確定；進入

34、城市公共配氣管網(wǎng)并納入政府管理范圍的民用煤層氣銷售價格，氣管網(wǎng)并納入政府管理范圍的民用煤層氣銷售價格，按照與天然氣、煤氣、液化氣等可替代燃料保持等按照與天然氣、煤氣、液化氣等可替代燃料保持等熱值合理比價關(guān)系的原則確定。一般民用價格在熱值合理比價關(guān)系的原則確定。一般民用價格在1.02.5元元/m3（純）。（純）。 管道建設(shè)：管道建設(shè)：第一條跨省煤層氣長輸管道項目第一條跨省煤層氣長輸管道項目“端端氏晉城博愛煤層氣管道氏晉城博愛煤層氣管道”正在建設(shè)。正在建設(shè)。 (1) 民用燃料民用燃料(2) 中高濃度煤層氣發(fā)電中高濃度煤層氣發(fā)電陽泉煤層氣氧化鋁焙燒陽泉煤層氣氧化鋁焙燒項目：年耗煤層氣項目：年耗煤層氣

35、1.26億億m3，減排約，減排約189189萬萬tCOtCO2 2e e，利用甲烷濃度，利用甲烷濃度35%。鐵法煤層氣供法庫縣陶瓷城項目鐵法煤層氣供法庫縣陶瓷城項目：甲烷濃度：甲烷濃度41%，年利用量，年利用量3500萬萬m3，已經(jīng)有，已經(jīng)有8家企業(yè)使用煤層氣，日用量在家企業(yè)使用煤層氣，日用量在14-16萬萬m3 。(3) 工業(yè)燃料工業(yè)燃料 汽車燃料汽車燃料應(yīng)用情況：山西太原、晉城、長治等地區(qū)，用于出租車、柴應(yīng)用情況：山西太原、晉城、長治等地區(qū)，用于出租車、柴油車、排矸車等燃柴油車輛。油車、排矸車等燃柴油車輛。舉例：舉例：2007年，太原市建成年，太原市建成7座煤層氣加氣站，約有座煤層氣加氣站

36、，約有1000輛出租車改用煤層氣作為燃料。太原市煤層氣價格為輛出租車改用煤層氣作為燃料。太原市煤層氣價格為3.2元元/m3，93號汽油最低號汽油最低6.07元元/升，升，1m3煤層氣與煤層氣與1升汽油熱值升汽油熱值相當，兩者價格相差近相當，兩者價格相差近3元。元。(4) 液化液化技術(shù)技術(shù)港華煤層氣液化廠區(qū)圖港華煤層氣液化廠區(qū)圖山西港華煤層氣液化項目：山西港華煤層氣液化項目：陽泉含氧煤層氣液化項目：陽泉含氧煤層氣液化項目：處于商業(yè)化示范階段處于商業(yè)化示范階段采用地面開發(fā)的煤層氣采用地面開發(fā)的煤層氣與管道運輸比較經(jīng)濟性好與管道運輸比較經(jīng)濟性好CH4濃度濃度92%以上以上一期一期25萬萬m3/d，已

37、投產(chǎn)，已投產(chǎn)二期二期57萬萬m3/d，正在建設(shè)中，正在建設(shè)中液化裝置全部國產(chǎn)化液化裝置全部國產(chǎn)化處于工業(yè)試驗階段處于工業(yè)試驗階段適用濃度：適用濃度：CH4濃度在濃度在30%以上以上日產(chǎn)氣量：目前日產(chǎn)氣量：目前1.2t/d應(yīng)用情況：經(jīng)過一年連續(xù)開機試應(yīng)用情況：經(jīng)過一年連續(xù)開機試驗，運行平穩(wěn)。驗，運行平穩(wěn)。煤層氣抽采、液化、儲存、運輸、使用流程煤層氣抽采、液化、儲存、運輸、使用流程以脫氮最為復(fù)雜，難度最大，可采取的核心分離技以脫氮最為復(fù)雜，難度最大，可采取的核心分離技術(shù)有術(shù)有：(5) 濃縮富集濃縮富集低溫精餾分離技術(shù)低溫精餾分離技術(shù)在大規(guī)模分離煤層氣在大規(guī)模分離煤層氣(Mm3/d) 時才具有時才具

38、有商業(yè)價值，適宜于商業(yè)價值，適宜于CH4濃度在濃度在30%以上。以上。 變壓吸附變壓吸附(PSA)目前處于工業(yè)性示范研究目前處于工業(yè)性示范研究膜分離技術(shù)膜分離技術(shù)離工業(yè)化還有差距離工業(yè)化還有差距存在問題：存在問題：低溫精餾法在工業(yè)上獲得成功應(yīng)用，但該工藝復(fù)雜，設(shè)備投低溫精餾法在工業(yè)上獲得成功應(yīng)用，但該工藝復(fù)雜，設(shè)備投資大，成本高，不適于中小型煤礦。資大，成本高，不適于中小型煤礦。變壓吸附變壓吸附(PSA)技術(shù)，開發(fā)合適的吸附劑，降低成本。技術(shù)，開發(fā)合適的吸附劑，降低成本。(6) 低濃度煤層氣發(fā)電低濃度煤層氣發(fā)電技術(shù)成熟，運行功率為技術(shù)成熟，運行功率為400420kW，發(fā)電單位投資，發(fā)電單位投資

39、為為80009500元元/kW。盤江盤江礦區(qū)礦區(qū) 彬長礦區(qū)彬長礦區(qū)潞安煤業(yè)潞安煤業(yè)平煤集團平煤集團兩淮地區(qū)兩淮地區(qū)峰峰集團峰峰集團陽泉礦區(qū)陽泉礦區(qū)離柳礦區(qū)離柳礦區(qū)阜新阜新礦區(qū)礦區(qū) 雞西礦區(qū)雞西礦區(qū)石炭井礦區(qū)石炭井礦區(qū)華鎣山礦區(qū)華鎣山礦區(qū)(7) 礦井乏風中甲烷的利用礦井乏風中甲烷的利用撫礦礦井乏風與抽采瓦斯混合發(fā)電流程圖撫礦礦井乏風與抽采瓦斯混合發(fā)電流程圖處于研究示范階段、技處于研究示范階段、技術(shù)不成熟、成本高。術(shù)不成熟、成本高。(7) 礦井乏風中甲烷的利用礦井乏風中甲烷的利用示范工程示范工程1撫礦礦井乏風與抽采瓦斯混合發(fā)電撫礦礦井乏風與抽采瓦斯混合發(fā)電利用瓦斯利用瓦斯3400Nm3/h（濃度（

40、濃度30%）利用乏風利用乏風22600Nm3/h裝機裝機3500kW年發(fā)電年發(fā)電3000萬萬kWh回收余熱回收余熱17800 m3/h(溫度溫度360）示范工程示范工程2 引進瑞典的風排瓦斯凈化裝置引進瑞典的風排瓦斯凈化裝置鄭州告成煤礦采用低濃度瓦斯?jié)袷捷斔拖到y(tǒng)，利用礦區(qū)鄭州告成煤礦采用低濃度瓦斯?jié)袷捷斔拖到y(tǒng)，利用礦區(qū)的的CMM與與VAM混合氣氧化加熱，混合氣氧化加熱，該項目投運后，每年該項目投運后，每年可消耗瓦斯可消耗瓦斯150150萬萬m m3以上，提供以上，提供4040萬萬m m34040生活生活熱水熱水， 但但無經(jīng)濟性。無經(jīng)濟性。示范工程示范工程3 3勝動煤礦乏風甲烷氧化裝置勝動煤礦乏

41、風甲烷氧化裝置 阜新某煤礦擬安裝阜新某煤礦擬安裝10臺臺6萬萬m3/h的乏風氧化裝置，利用乏風濃度的乏風氧化裝置，利用乏風濃度為為0.6%，10臺每小時可氧化純臺每小時可氧化純CH43600m3(相當于減排相當于減排50t二氧化二氧化碳碳)，能替代，能替代1臺臺15t/h的蒸汽鍋爐，的蒸汽鍋爐，1天可節(jié)煤天可節(jié)煤72t。主要利用技術(shù)匯總表主要利用技術(shù)匯總表-1-1（1 1）煤層氣利用率低）煤層氣利用率低圖：煤層氣歷年利用率變化示意圖圖：煤層氣歷年利用率變化示意圖（2 2）裝備水平需進一步提高）裝備水平需進一步提高（4 4）經(jīng)濟效益差）經(jīng)濟效益差（3 3）政策落實不到位）政策落實不到位（5 5）

42、未形成規(guī)?；┪葱纬梢?guī)?；?000kW1000kW以上內(nèi)燃機組及大功率高參數(shù)燃氣輪機組尚不成以上內(nèi)燃機組及大功率高參數(shù)燃氣輪機組尚不成熟熟, ,發(fā)電效率比國外裝備低發(fā)電效率比國外裝備低1010個百分點、可靠性較差個百分點、可靠性較差 發(fā)電發(fā)電補貼費用未兌現(xiàn)，建議從可再生能源發(fā)電統(tǒng)籌補貼費用未兌現(xiàn)，建議從可再生能源發(fā)電統(tǒng)籌資金中給予解決資金中給予解決1.1.煤礦區(qū)煤層氣開發(fā)利用是主體煤礦區(qū)煤層氣開發(fā)利用是主體圖：歷年及規(guī)劃中煤礦區(qū)煤層氣抽放量在圖：歷年及規(guī)劃中煤礦區(qū)煤層氣抽放量在1108m3以上礦區(qū)數(shù)量以上礦區(qū)數(shù)量11233681118360510152025303540199019931996

43、2000200220042006200820102015年份礦區(qū)數(shù)（個）2.2.煤層氣發(fā)電、壓縮和液化后作為工業(yè)和民用燃料煤層氣發(fā)電、壓縮和液化后作為工業(yè)和民用燃料是今后主要利用方向是今后主要利用方向發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢3.3.低濃度瓦斯利用技術(shù)是重點低濃度瓦斯利用技術(shù)是重點 4.4.裝備的大型化、成套化是必然選擇裝備的大型化、成套化是必然選擇 目前，瓦斯利用技術(shù)主要在中高濃度瓦斯領(lǐng)域目前，瓦斯利用技術(shù)主要在中高濃度瓦斯領(lǐng)域推廣，忽視了低濃度瓦斯和礦井乏風瓦斯的利用。推廣，忽視了低濃度瓦斯和礦井乏風瓦斯的利用。2.2.煤層氣發(fā)電、壓縮和液化后作為工業(yè)和民用燃料煤層氣發(fā)電、壓縮和液化后作為工業(yè)和民用

44、燃料是今后主要利用方向是今后主要利用方向發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢3.3.低濃度瓦斯利用技術(shù)是重點低濃度瓦斯利用技術(shù)是重點 4.4.裝備的大型化、成套化是必然選擇裝備的大型化、成套化是必然選擇 目前，瓦斯利用技術(shù)主要在中高濃度瓦斯領(lǐng)域目前，瓦斯利用技術(shù)主要在中高濃度瓦斯領(lǐng)域推廣，忽視了低濃度瓦斯和礦井乏風瓦斯的利用。推廣，忽視了低濃度瓦斯和礦井乏風瓦斯的利用。提提 綱綱一、堅持從規(guī)劃、設(shè)計源頭抓瓦斯治理。一、堅持從規(guī)劃、設(shè)計源頭抓瓦斯治理。二、堅持瓦斯抽采精細化、規(guī)范化、最大化、二、堅持瓦斯抽采精細化、規(guī)范化、最大化、信息化。信息化。三、堅持瓦斯治理技術(shù)創(chuàng)新，促進瓦斯抽采與三、堅持瓦斯治理技術(shù)創(chuàng)新，促進

45、瓦斯抽采與利用。利用。四、堅持瓦斯治理與利用并重，以用促抽。四、堅持瓦斯治理與利用并重，以用促抽。五、堅持瓦斯治理七項管理制度，嚴肅問責。五、堅持瓦斯治理七項管理制度，嚴肅問責?；茨系V區(qū)瓦斯抽采淮南礦區(qū)瓦斯抽采 淮南礦業(yè)集團煤炭儲量285億噸，現(xiàn)有12對生產(chǎn)礦井，其中突出礦井11對，高瓦斯礦井1對；基建礦井1對，為突出礦井。謝橋礦謝橋礦顧橋礦顧橋礦潘三礦潘三礦潘一礦潘一礦潘二礦潘二礦新莊孜礦新莊孜礦李嘴孜礦李嘴孜礦謝一礦謝一礦丁集礦丁集礦潘北礦潘北礦顧北礦顧北礦朱集項目部朱集項目部潘一礦東區(qū)項目部潘一礦東區(qū)項目部張集礦張集礦淮南礦區(qū)瓦斯抽采淮南礦區(qū)瓦斯抽采淮南礦區(qū)瓦斯抽采淮南礦區(qū)瓦斯抽采 瓦斯

46、絕對涌出量每分鐘1332m3/min，而且每年以100 m3/min遞增。礦區(qū)煤層賦存條件極其復(fù)雜，瓦斯含量高（1226m3/t）、瓦斯壓力大（高達6.2MPa）、埋藏深（3001500 m）、煤層極松軟（f值0.10.8）、透氣性低（滲透率為0.001mD）；多組煤層群開采，煤層傾角090，煤層圍巖為軟巖，地壓大；地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷層多。 淮南煤田是高瓦斯、高地壓、高地溫、高承壓水復(fù)雜地質(zhì)條件下煤層群開采的典型礦區(qū)，自然災(zāi)害威脅巨大，尤其是瓦斯治理難，歷史上曾是全國煤礦瓦斯事故重災(zāi)區(qū)。淮南礦區(qū)瓦斯抽采淮南礦區(qū)瓦斯抽采 新莊孜礦新莊孜礦8585年年“8 8 2424”事故死亡事故死亡2828人人

47、 潘一礦潘一礦8787年年“1212 9 9”事故死亡事故死亡4545人人 潘一礦潘一礦9393年年“1 1 2020”事故死亡事故死亡3939人人 謝一礦謝一礦9595年年“6 6 2323”事故死亡事故死亡7676人人 潘三礦潘三礦9797年年“1111 1313”事故死亡事故死亡8888人人 謝二礦謝二礦9797年年“1111 2727”事故死亡事故死亡4545人人 1998年起決心全面治理瓦斯，樹立全面積極的瓦斯治理觀，認真貫徹落實國家煤礦安全監(jiān)察局“十二字”方針和“十六字”瓦斯治理工作體系，探索出一條高瓦斯礦區(qū)瓦斯綜合治理的新路子?；茨系V區(qū)瓦斯抽采與利用淮南礦區(qū)瓦斯抽采與利用 一、堅

48、持從規(guī)劃、設(shè)計源頭抓瓦斯治理一、堅持從規(guī)劃、設(shè)計源頭抓瓦斯治理淮南礦區(qū)瓦斯抽采與利用淮南礦區(qū)瓦斯抽采與利用 嚴格貫徹落實國家局嚴格貫徹落實國家局“ “1919號令號令” ”和集團公司和集團公司20092009年年“ “8888號文號文” ”，堅定不移地開采保護層，堅決做到，堅定不移地開采保護層，堅決做到“ “不不掘突出頭，不采突出面掘突出頭，不采突出面” ”。全面梳理分析淮南礦區(qū)。全面梳理分析淮南礦區(qū)各礦井保護層開采條件，科學確定關(guān)鍵保護層，各礦井保護層開采條件，科學確定關(guān)鍵保護層，及各煤層的開采順序區(qū)域性治理措施的實施，保及各煤層的開采順序區(qū)域性治理措施的實施，保護層最薄煤層護層最薄煤層0.

49、3m;0.3m;無保護層可采的突出煤層突出無保護層可采的突出煤層突出危險區(qū)，分類采取預(yù)抽措施。堅定不移地實施多危險區(qū)，分類采取預(yù)抽措施。堅定不移地實施多打巖巷多打鉆，給足抽采卸壓時間，目標是使高打巖巷多打鉆，給足抽采卸壓時間，目標是使高瓦斯煤層抽采到低瓦斯狀態(tài)下進行采掘作業(yè)。瓦斯煤層抽采到低瓦斯狀態(tài)下進行采掘作業(yè)。 淮南礦區(qū)瓦斯抽采淮南礦區(qū)瓦斯抽采堅持從規(guī)劃、設(shè)計源頭抓瓦斯治理堅持從規(guī)劃、設(shè)計源頭抓瓦斯治理 新建礦井的井筒落底標高及開拓開采新建礦井的井筒落底標高及開拓開采布局設(shè)計必須有利于瓦斯治理；礦井布局設(shè)計必須有利于瓦斯治理；礦井新水平、新采區(qū)開拓設(shè)計必須優(yōu)先考新水平、新采區(qū)開拓設(shè)計必須優(yōu)

50、先考慮瓦斯治理；礦井采場中長期規(guī)劃必慮瓦斯治理；礦井采場中長期規(guī)劃必須符合瓦斯治理規(guī)劃要求；須符合瓦斯治理規(guī)劃要求；“ “一通三防一通三防” ”系統(tǒng)能力，特別是礦井通風能力和抽系統(tǒng)能力，特別是礦井通風能力和抽采能力的設(shè)計預(yù)留采能力的設(shè)計預(yù)留1 12 2倍的能力。倍的能力?；茨系V區(qū)瓦斯抽采淮南礦區(qū)瓦斯抽采堅持從規(guī)劃、設(shè)計源頭抓瓦斯治理堅持從規(guī)劃、設(shè)計源頭抓瓦斯治理 瓦斯治理工程超前施工。瓦斯治理規(guī)劃按照瓦斯治理工程超前施工。瓦斯治理規(guī)劃按照“ “精排精排一年，細排三年，規(guī)劃五年一年，細排三年，規(guī)劃五年” ”的要求，前瞻性考慮的要求，前瞻性考慮瓦斯治理工程，超前施工，為瓦斯治理預(yù)留空間和瓦斯治理工

51、程，超前施工，為瓦斯治理預(yù)留空間和時間。時間。20112011年正在回采的謝橋礦年正在回采的謝橋礦11611161（3 3）綜采工）綜采工作面采，突出危險區(qū)用作面采，突出危險區(qū)用“ “一面四巷一面四巷” ”治理瓦斯，底板治理瓦斯，底板巷和高抽巷分別提前了巷和高抽巷分別提前了8 8年和年和5 5年施工，對工作面消年施工，對工作面消突和抽采。突和抽采?；茨系V區(qū)瓦斯抽采與利用淮南礦區(qū)瓦斯抽采與利用 堅持從規(guī)劃、設(shè)計源頭抓瓦斯治理堅持從規(guī)劃、設(shè)計源頭抓瓦斯治理 堅持堅持“ “瓦斯超限就是事故瓦斯超限就是事故” ”，實施，實施“ “可保盡保、應(yīng)抽盡抽可保盡保、應(yīng)抽盡抽” ”的的瓦斯治本戰(zhàn)略，堅持瓦斯治理

52、五項指標目標管理。瓦斯治本戰(zhàn)略，堅持瓦斯治理五項指標目標管理?；茨系V區(qū)瓦斯抽采淮南礦區(qū)瓦斯抽采堅持從規(guī)劃、設(shè)計源頭抓瓦斯治理堅持從規(guī)劃、設(shè)計源頭抓瓦斯治理 保護層開采面積，從2005年的143萬平方米增加到2010年的316萬平方米； 瓦斯抽采量，從瓦斯抽采量，從20052005年的年的1.51.5億立方米提高到億立方米提高到20102010年的年的4 4億立方米；瓦斯抽采率，從億立方米；瓦斯抽采率，從20052005年的年的43%43%提高到提高到20102010年的年的63%63%?；茨系V區(qū)瓦斯抽采淮南礦區(qū)瓦斯抽采堅持從規(guī)劃、設(shè)計源頭抓瓦斯治理堅持從規(guī)劃、設(shè)計源頭抓瓦斯治理 瓦斯鉆孔量，從

53、瓦斯鉆孔量，從20052005年的年的9696萬米提高到萬米提高到20102010年的年的380380萬米。萬米?；茨系V區(qū)瓦斯抽采淮南礦區(qū)瓦斯抽采堅持從規(guī)劃、設(shè)計源頭抓瓦斯治理堅持從規(guī)劃、設(shè)計源頭抓瓦斯治理 瓦斯治理巷道總進尺，從瓦斯治理巷道總進尺，從20052005年的年的1.41.4萬米增加萬米增加到到20102010年的年的5.55.5萬米。萬米?；茨系V區(qū)瓦斯抽采淮南礦區(qū)瓦斯抽采堅持從規(guī)劃、設(shè)計源頭抓瓦斯治理堅持從規(guī)劃、設(shè)計源頭抓瓦斯治理 瓦斯治理取得明顯成效，瓦斯超限次數(shù)從瓦斯治理取得明顯成效，瓦斯超限次數(shù)從20052005年的年的343343次下降到次下降到20102010年的年的1

54、313次，今年次，今年至目前為止，共發(fā)生至目前為止，共發(fā)生2 2次瓦斯超限。次瓦斯超限?；茨系V區(qū)瓦斯抽采淮南礦區(qū)瓦斯抽采堅持從規(guī)劃、設(shè)計源頭抓瓦斯治理堅持從規(guī)劃、設(shè)計源頭抓瓦斯治理淮南礦區(qū)瓦斯抽采淮南礦區(qū)瓦斯抽采二、堅持瓦斯抽采精細化、規(guī)范化、二、堅持瓦斯抽采精細化、規(guī)范化、最大化、信息化最大化、信息化 根據(jù)瓦斯賦存情況設(shè)計抽采參數(shù)（壓力、瓦斯含量根據(jù)瓦斯賦存情況設(shè)計抽采參數(shù)（壓力、瓦斯含量、透氣性系數(shù)、抽采半徑），實現(xiàn)防突分級治理、透氣性系數(shù)、抽采半徑），實現(xiàn)防突分級治理、分級管理，為提高防突工作的效率和效果提供了基分級管理，為提高防突工作的效率和效果提供了基礎(chǔ)保證。底（頂）板巷穿層鉆孔做到

55、保直鉆進和反礎(chǔ)保證。底（頂）板巷穿層鉆孔做到保直鉆進和反演，選擇不少于演，選擇不少于15%15%的鉆孔進行測斜，鉆孔施工后的鉆孔進行測斜，鉆孔施工后及時反演并繪制措施竣工圖。堅持抽采高負壓，從及時反演并繪制措施竣工圖。堅持抽采高負壓，從設(shè)計源頭考慮鉆孔施工需要，對巷道（鉆場）處于設(shè)計源頭考慮鉆孔施工需要，對巷道（鉆場）處于斷層破碎帶的進行噴、注漿處理。礦井瓦斯抽采系斷層破碎帶的進行噴、注漿處理。礦井瓦斯抽采系統(tǒng)實現(xiàn)高、低濃度分開抽采，各抽采系統(tǒng)安裝自動統(tǒng)實現(xiàn)高、低濃度分開抽采，各抽采系統(tǒng)安裝自動放水器，采煤工作面上隅角推行以移動泵或地面低放水器，采煤工作面上隅角推行以移動泵或地面低濃抽采系統(tǒng)抽

56、采。采用封孔管卡固定合茬軟管，開濃抽采系統(tǒng)抽采。采用封孔管卡固定合茬軟管，開展抽采系統(tǒng)的檢漏工作，確保各地點抽采負壓需要展抽采系統(tǒng)的檢漏工作，確保各地點抽采負壓需要。瓦斯抽采精細化瓦斯抽采精細化 嚴格執(zhí)行抽采、打鉆安全質(zhì)量標準化標準嚴格執(zhí)行抽采、打鉆安全質(zhì)量標準化標準，鉆孔施工高質(zhì)量，執(zhí)行誰打鉆、誰負責，鉆孔施工高質(zhì)量，執(zhí)行誰打鉆、誰負責的原則。鉆孔嚴封孔，實行帶壓封孔，下的原則。鉆孔嚴封孔，實行帶壓封孔，下向鉆孔全程下套管，建立鉆孔成孔和封孔向鉆孔全程下套管，建立鉆孔成孔和封孔質(zhì)量驗收制度，鉆孔封孔前、封孔后、合質(zhì)量驗收制度，鉆孔封孔前、封孔后、合茬前對鉆孔內(nèi)瓦斯?jié)舛冗M行檢測，標準是茬前對鉆

57、孔內(nèi)瓦斯?jié)舛冗M行檢測，標準是孔口負壓孔口負壓 13kPa13kPa。封孔。封孔2424小時內(nèi)，預(yù)抽鉆小時內(nèi)，預(yù)抽鉆孔抽采瓦斯?jié)舛炔坏玫陀诳壮椴赏咚節(jié)舛炔坏玫陀?040。瓦斯抽采規(guī)范化瓦斯抽采規(guī)范化 建立建立“ “大流量、多臺泵，大管徑、多回路大流量、多臺泵，大管徑、多回路” ”的高強抽采能力的高強抽采能力格局。地面抽采系統(tǒng)安裝單泵流量達格局。地面抽采系統(tǒng)安裝單泵流量達500 m500 m3 3/min/min的大抽采泵的大抽采泵，系統(tǒng)實際抽采能力預(yù)留，系統(tǒng)實際抽采能力預(yù)留2 24 4倍的富余系數(shù)。抽采干管設(shè)計倍的富余系數(shù)。抽采干管設(shè)計要有系統(tǒng)需要抽采最大流量的要有系統(tǒng)需要抽采最大流量的1.51

58、.52.02.0倍能力，采掘工作面倍能力，采掘工作面支管設(shè)計要有需要抽采最大流量的支管設(shè)計要有需要抽采最大流量的1.31.31.51.5倍能力，礦井抽倍能力，礦井抽采系統(tǒng)根據(jù)抽采需要及時進行改（擴）建，實現(xiàn)抽采能力最采系統(tǒng)根據(jù)抽采需要及時進行改（擴）建，實現(xiàn)抽采能力最大化。重視被保護層卸壓瓦斯抽采，規(guī)定被保護層原始瓦斯大化。重視被保護層卸壓瓦斯抽采，規(guī)定被保護層原始瓦斯含量在含量在10m10m3 3/t /t以下的，卸壓瓦斯預(yù)抽率不得低于以下的，卸壓瓦斯預(yù)抽率不得低于35%35%；被保；被保護層原始瓦斯含量在護層原始瓦斯含量在101015 m15 m3 3/t /t的，卸壓瓦斯預(yù)抽率不得的，卸

59、壓瓦斯預(yù)抽率不得低于低于45%45%；被保護層原始瓦斯含量在；被保護層原始瓦斯含量在15 m15 m3 3/t /t以上的，卸壓瓦以上的，卸壓瓦斯預(yù)抽率不得低于斯預(yù)抽率不得低于60%60%，確保實現(xiàn)高瓦斯煤層抽采到低瓦斯，確保實現(xiàn)高瓦斯煤層抽采到低瓦斯狀態(tài)下進行采掘活動。狀態(tài)下進行采掘活動。瓦斯抽采最大化瓦斯抽采最大化 地面永久及井下移動抽采泵站、井巷揭煤工作面、底（頂?shù)孛嬗谰眉熬乱苿映椴杀谜?、井巷揭煤工作面、底（頂）板穿層預(yù)抽評價單元必須安裝抽采自動計量裝置）板穿層預(yù)抽評價單元必須安裝抽采自動計量裝置( (包括流量包括流量、濃度、溫度、壓力傳感器、濃度、溫度、壓力傳感器) )，實現(xiàn)瓦斯壓力

60、、濃度、瞬時的，實現(xiàn)瓦斯壓力、濃度、瞬時的抽采混合量、瞬時的瓦斯抽采純量、累計抽采量、抽采率、抽采混合量、瞬時的瓦斯抽采純量、累計抽采量、抽采率、抽采負壓、溫度等抽采負壓、溫度等“ “八參數(shù)八參數(shù)” ”同時在線監(jiān)測，準確、精確計量瓦同時在線監(jiān)測，準確、精確計量瓦斯抽采量，實現(xiàn)了瓦斯抽采信息化。采用正壓傳感器進行煤斯抽采量，實現(xiàn)了瓦斯抽采信息化。采用正壓傳感器進行煤層瓦斯壓力在線監(jiān)測，自動生成實時壓力曲線，獲得煤層瓦層瓦斯壓力在線監(jiān)測，自動生成實時壓力曲線，獲得煤層瓦斯壓力隨抽采時間的變化關(guān)系，實現(xiàn)煤層瓦斯壓力在線監(jiān)測斯壓力隨抽采時間的變化關(guān)系，實現(xiàn)煤層瓦斯壓力在線監(jiān)測；采用負壓自動放水器，通過