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文檔簡介
1、2煤礦瓦斯治理的基本原則u“先抽后采、監(jiān)測監(jiān)控、以風定先抽后采、監(jiān)測監(jiān)控、以風定產(chǎn)產(chǎn)”的瓦斯治理十二字方針的瓦斯治理十二字方針 u“可保盡保、應(yīng)抽盡抽、先抽后采、可保盡保、應(yīng)抽盡抽、先抽后采、煤氣共采煤氣共采”的瓦斯綜合治理戰(zhàn)略的瓦斯綜合治理戰(zhàn)略 u“煤礦瓦斯抽采基本指標煤礦瓦斯抽采基本指標”(AQ1026-2006AQ1026-2006)3煤礦瓦斯治理的總體思路n形成以區(qū)域性措施(瓦斯抽采和形成以區(qū)域性措施(瓦斯抽采和開采保護層)為主,局部措施為開采保護層)為主,局部措施為輔的綜合治理體系輔的綜合治理體系n試驗應(yīng)用瓦斯治理新技術(shù)和新裝試驗應(yīng)用瓦斯治理新技術(shù)和新裝備,提高總體技術(shù)水平備,提高總
2、體技術(shù)水平4提綱提綱保護層開采保護層開采瓦斯抽采技術(shù)瓦斯抽采技術(shù)瓦斯治理新技術(shù)瓦斯治理新技術(shù)技術(shù)發(fā)展思路技術(shù)發(fā)展思路6一、開采保護層的基本理論一、開采保護層的基本理論二、開采保護層瓦斯綜合治理二、開采保護層瓦斯綜合治理三、開采保護層實踐三、開采保護層實踐7一、開采保護層的基本理論一、開采保護層的基本理論1 1、保護層的概念;保護層的概念;2 2、開采保護層防治煤與瓦斯突出機理;開采保護層防治煤與瓦斯突出機理;3 3、保護效果及保護參數(shù)考察;保護效果及保護參數(shù)考察;4 4、開采、開采保護層應(yīng)注意的問題。保護層應(yīng)注意的問題。8一、開采保護層基本理論一、開采保護層基本理論1 1、保護層的概念、保護層
3、的概念 所謂保護層,通常是指在煤層群開采中,所謂保護層,通常是指在煤層群開采中,某部分煤層具有煤與瓦斯突出或沖擊地壓等動某部分煤層具有煤與瓦斯突出或沖擊地壓等動力顯現(xiàn)特點,而另一部分煤層不具有這種動力力顯現(xiàn)特點,而另一部分煤層不具有這種動力顯現(xiàn)特點或動力顯現(xiàn)特點不明顯,這時,根據(jù)顯現(xiàn)特點或動力顯現(xiàn)特點不明顯,這時,根據(jù)賦存關(guān)系,選擇某一層不具有動力顯現(xiàn)特點或賦存關(guān)系,選擇某一層不具有動力顯現(xiàn)特點或動力顯現(xiàn)特點不明顯的煤層先行開采,而具有動力顯現(xiàn)特點不明顯的煤層先行開采,而具有動力顯現(xiàn)特點的煤層在其鄰近層開采后再開采。動力顯現(xiàn)特點的煤層在其鄰近層開采后再開采。先行開采的煤層稱為保護層,后開采的煤
4、層稱先行開采的煤層稱為保護層,后開采的煤層稱為被保護層,保護層位于被保護層上方的稱為為被保護層,保護層位于被保護層上方的稱為上保護層,反之稱為下保護層。上保護層,反之稱為下保護層。9一、開采保護層基本理論一、開采保護層基本理論2、開采保護層防治突出作用機理、開采保護層防治突出作用機理 保護層開采后,被保護層的應(yīng)力變形狀態(tài)、煤結(jié)構(gòu)和瓦斯動力參保護層開采后,被保護層的應(yīng)力變形狀態(tài)、煤結(jié)構(gòu)和瓦斯動力參數(shù)發(fā)生顯著變化,從發(fā)生變化的時間看,卸壓作用是最先出現(xiàn)的,數(shù)發(fā)生顯著變化,從發(fā)生變化的時間看,卸壓作用是最先出現(xiàn)的,有些卸壓過程甚至在保護層工作面前方有些卸壓過程甚至在保護層工作面前方10102020m
5、m處開始,一般在工處開始,一般在工作面后方,當膨脹變形速度加快時,瓦斯動力參數(shù)才發(fā)生顯著變化。作面后方,當膨脹變形速度加快時,瓦斯動力參數(shù)才發(fā)生顯著變化。保護層防治煤和瓦斯突出的原理可用框圖表示。保護層防治煤和瓦斯突出的原理可用框圖表示。消除(或降低)煤與瓦斯突出危險激發(fā)突出的作用減少瓦斯壓力梯度降低發(fā)展突出的瓦斯作用減少煤體抵抗破壞能力增加煤體強度增高瓦斯排放透氣性增加應(yīng)力降低、煤層卸壓10一、開采保護層基本理論一、開采保護層基本理論3、保護效果及保護參數(shù)考察、保護效果及保護參數(shù)考察 (1)保護層的有效保護層間距 保護層的保護作用隨層間距的增大而減小,達到某一臨界距離時,保護作用已不明顯,該
6、臨界距離稱之為有效層間距。我國根據(jù)大量試驗資料統(tǒng)計分析認為,在采深小于550m,回采面長度小于120m條件下,保護層的有效保護層間垂距為:急傾斜煤層上保護層60m,下保護層80m,緩傾斜和傾斜煤層上保護層50m,下保護層100m。選擇保護層時應(yīng)根據(jù)保護層厚度、頂板管理方法,回采工作面長度和開采深度等因素確定有效垂距。11一、開采保護層基本理論一、開采保護層基本理論3、被保護層有效保護范圍確定、被保護層有效保護范圍確定 (2)(2)保護層沿走向的合理超前距保護層沿走向的合理超前距 七十年代前蘇聯(lián)的研究認為:以被保護層變形七十年代前蘇聯(lián)的研究認為:以被保護層變形值等于最大膨脹變形值值等于最大膨脹變
7、形值80%80%為標準,則上保護層超前為標準,則上保護層超前于被保護層不應(yīng)小于于被保護層不應(yīng)小于1 1倍層間距,下保護層超前于被保倍層間距,下保護層超前于被保護層不應(yīng)小于護層不應(yīng)小于0.60.6倍層間距。我國部分礦井的試驗也證倍層間距。我國部分礦井的試驗也證實了上述的結(jié)論??紤]到瓦斯排放和抽放,使被保護實了上述的結(jié)論??紤]到瓦斯排放和抽放,使被保護層不僅能充分卸壓,并能充分排放或抽放瓦斯,認為層不僅能充分卸壓,并能充分排放或抽放瓦斯,認為保護層超前被保護層的距離不應(yīng)小于保護層超前被保護層的距離不應(yīng)小于2 2倍層間距,并不倍層間距,并不得小于得小于4040mm,實踐證明,按照這一原則布置,對防治
8、實踐證明,按照這一原則布置,對防治煤與瓦斯突出和治理瓦斯是有效的。煤與瓦斯突出和治理瓦斯是有效的。12一、開采保護層基本理論一、開采保護層基本理論3、被保護層有效保護范圍確定、被保護層有效保護范圍確定 (3) (3)保護層沿走向的卸壓保護角保護層沿走向的卸壓保護角 在保護層工作面的始采線與停采線處,由于地壓在保護層工作面的始采線與停采線處,由于地壓的傳遞作用的傳遞作用, ,使得被保護層的有效保護范圍應(yīng)小于保護使得被保護層的有效保護范圍應(yīng)小于保護層的開采范圍,被保護層的始采線與停采線應(yīng)以保護層的開采范圍,被保護層的始采線與停采線應(yīng)以保護層始采線和停采線內(nèi)退一定距離,該距離與層間垂距層始采線和停采
9、線內(nèi)退一定距離,該距離與層間垂距有關(guān),根據(jù)試驗表明,對上保護層為有關(guān),根據(jù)試驗表明,對上保護層為0.550.550.670.67倍層倍層間垂距為宜,也即保護卸壓角為間垂距為宜,也即保護卸壓角為56566161為宜,具為宜,具體數(shù)據(jù)應(yīng)實際考察。但被保護層進入到距保護層始采體數(shù)據(jù)應(yīng)實際考察。但被保護層進入到距保護層始采線與停采線線與停采線4040mm以內(nèi)時,保護層開采應(yīng)超前以內(nèi)時,保護層開采應(yīng)超前3 3個月以上。個月以上。13一、開采保護層基本理論一、開采保護層基本理論3、被保護層有效保護范圍確定、被保護層有效保護范圍確定 (4)(4)保護層沿傾向的卸壓保護角保護層沿傾向的卸壓保護角 沿傾斜方向保
10、護范圍可按卸壓角劃定。卸壓角大沿傾斜方向保護范圍可按卸壓角劃定。卸壓角大小與煤層傾角,開采深度,層間巖性等因素有關(guān),各小與煤層傾角,開采深度,層間巖性等因素有關(guān),各種條件下的卸壓角最好通過實地考察確定,前蘇聯(lián)礦種條件下的卸壓角最好通過實地考察確定,前蘇聯(lián)礦山測量科學(xué)研究所通過現(xiàn)場測定和實驗室模擬資料分山測量科學(xué)研究所通過現(xiàn)場測定和實驗室模擬資料分析 得析 得 1 = 1 8 0 1 = 1 8 0 ( ( + + Q O + 1 0Q O + 1 0 ) ) , 2 = 2 = + +QOQO 1010,式中式中11、22分別為下保護層上山方向分別為下保護層上山方向和下山方向卸壓角,為煤層傾角
11、,和下山方向卸壓角,為煤層傾角,QOQO為最大下沉角,為最大下沉角,可從地表移動觀測得到,也可按細則表可從地表移動觀測得到,也可按細則表1717數(shù)值確數(shù)值確定,表中定,表中33、44為上保護層上山及下山方向卸壓角。為上保護層上山及下山方向卸壓角。14一、開采保護層基本理論一、開采保護層基本理論4、開采保護層應(yīng)注意的問題、開采保護層應(yīng)注意的問題 開采保護層時,盡量不留煤柱或盡量留小煤柱開采保護層時,盡量不留煤柱或盡量留小煤柱(4 4 6 6mm)。)。不得已留煤柱時須在采掘工程平面圖上標不得已留煤柱時須在采掘工程平面圖上標記,以便劃定保護范圍。在煤柱影響帶,突出危險性記,以便劃定保護范圍。在煤柱
12、影響帶,突出危險性比原始狀態(tài)更大;比原始狀態(tài)更大;被保護層采掘工作面盡量布置在保護范圍內(nèi),減少其被保護層采掘工作面盡量布置在保護范圍內(nèi),減少其突出危險性;突出危險性;對不同礦井、不同保護層和被保護層,保護層的保護對不同礦井、不同保護層和被保護層,保護層的保護參數(shù)及保護效果應(yīng)進行實地考察,根據(jù)考察結(jié)果指導(dǎo)參數(shù)及保護效果應(yīng)進行實地考察,根據(jù)考察結(jié)果指導(dǎo)下一步采掘和防突設(shè)計。下一步采掘和防突設(shè)計。15二、開采保護層瓦斯綜合治理二、開采保護層瓦斯綜合治理1 1、范圍、范圍 保護層(首采層)工作面和被保護層工作面瓦斯保護層(首采層)工作面和被保護層工作面瓦斯治理,其中首采層工作面瓦斯治理是關(guān)鍵所在。治理
13、,其中首采層工作面瓦斯治理是關(guān)鍵所在。2 2、目的、目的 一是減少保護層開采時的瓦斯涌出量,同時也加一是減少保護層開采時的瓦斯涌出量,同時也加大了對被保護層的保護效果。大了對被保護層的保護效果。3 3、技術(shù)途徑、技術(shù)途徑 可采用底板穿層鉆孔抽放、頂板走向鉆孔抽放、可采用底板穿層鉆孔抽放、頂板走向鉆孔抽放、高抽巷、沿空留巷抽排、風流排放等技術(shù)措施進行首高抽巷、沿空留巷抽排、風流排放等技術(shù)措施進行首采層瓦斯綜合治理。采層瓦斯綜合治理。16三、開采保護層的實踐與經(jīng)驗三、開采保護層的實踐與經(jīng)驗典型工程:典型工程:1 1、新莊孜礦煤層群多重開采上保護層項目、新莊孜礦煤層群多重開采上保護層項目2 2、潘三
14、礦遠距離開采下保護層項目、潘三礦遠距離開采下保護層項目171 1、新莊孜礦煤層群多重開采上保護層、新莊孜礦煤層群多重開采上保護層以非突出煤層以非突出煤層B8B8作為首采保護層,依次開采作為首采保護層,依次開采B7aB7a、B7b B7b 煤層,最后煤層,最后開采受到上保護層采動卸壓保護的開采受到上保護層采動卸壓保護的B6B6、B4B4突出煤層。突出煤層。B8B8煤層開采的煤層開采的同時,在同時,在B6B6、B4B4煤層底板施工抽放巷,分別向煤層底板施工抽放巷,分別向B6B6、B7aB7a、B7bB7b和和B4B4施工穿層鉆孔,抽放并攔截煤層卸壓瓦斯。施工穿層鉆孔,抽放并攔截煤層卸壓瓦斯。根據(jù)卸
15、壓層的不同卸壓效果,選擇抽放方式、確定鉆孔布置參數(shù)和根據(jù)卸壓層的不同卸壓效果,選擇抽放方式、確定鉆孔布置參數(shù)和抽放時機?,F(xiàn)場測定,多重開采抽放時機?,F(xiàn)場測定,多重開采B8B8、B7aB7a、B7b B7b 保護層,突出煤層保護層,突出煤層B6B6、B4B4透氣性增大透氣性增大570570倍,單孔抽放量增大倍,單孔抽放量增大4040倍。在消除突出威脅倍。在消除突出威脅的同時,較好地解決了的同時,較好地解決了B8B8煤層回采時的瓦斯治理問題。保護層工作煤層回采時的瓦斯治理問題。保護層工作面單產(chǎn)提高面單產(chǎn)提高33%33%,突出煤層掘進月單進由,突出煤層掘進月單進由30m30m提高到提高到90m90m
16、,安全和安全和經(jīng)濟效益顯著。經(jīng)濟效益顯著。 18 開采層開采層B8回風巷回風巷進風巷進風巷下卸壓層下卸壓層B7下卸壓層下卸壓層B6底板巖石巷底板巖石巷抽放鉆孔抽放鉆孔底板卸壓區(qū)域底板卸壓區(qū)域1 1、新莊孜礦煤層群多重開采上保護層、新莊孜礦煤層群多重開采上保護層192 2、潘三礦遠距離下保護層開采技術(shù)、潘三礦遠距離下保護層開采技術(shù)開采近水平煤層遠距離下保護層上向卸壓,低抽巷網(wǎng)格式鉆孔抽放開采近水平煤層遠距離下保護層上向卸壓,低抽巷網(wǎng)格式鉆孔抽放瓦斯技術(shù)。潘三礦瓦斯技術(shù)。潘三礦13-113-1突出煤層與下伏的突出煤層與下伏的11-211-2層間距平均為層間距平均為77m77m,煤煤層傾角平均為層傾
17、角平均為7 7。11-211-2煤層厚度平均為煤層厚度平均為1.8m1.8m,13-113-1煤層厚度平均煤層厚度平均4.2m4.2m。保護層開采在考慮對被保護層保護效果同時,也要解決保護層自身保護層開采在考慮對被保護層保護效果同時,也要解決保護層自身開采時的瓦斯治理方法。潘三礦開采時的瓦斯治理方法。潘三礦11-211-2保護層開采,在保護層開采,在13-113-1煤層底板煤層底板25m25m左右布置專用瓦斯抽放巖巷,抽放巷內(nèi)每間隔左右布置專用瓦斯抽放巖巷,抽放巷內(nèi)每間隔30m30m施工一個抽施工一個抽放鉆場,每個鉆場布置放鉆場,每個鉆場布置5 5個穿層鉆孔,鉆孔孔底間距個穿層鉆孔,鉆孔孔底間
18、距30m30m,扇形布置。扇形布置。在在11-211-2保護層回采同時,抽放保護層回采同時,抽放13-113-1卸壓瓦斯?,F(xiàn)場考察結(jié)果:卸壓瓦斯。現(xiàn)場考察結(jié)果:11-211-2煤煤層回采后,被保護層層回采后,被保護層13-113-1煤層透氣性增大煤層透氣性增大28802880倍,鉆孔抽放量增大倍,鉆孔抽放量增大160160倍,煤體瓦斯壓力基本測不出來。倍,煤體瓦斯壓力基本測不出來。 202 2、潘三礦遠距離下保護層開采技術(shù)、潘三礦遠距離下保護層開采技術(shù)彎曲下沉帶彎曲下沉帶裂隙帶裂隙帶冒落帶冒落帶底板瓦斯抽放巷底板瓦斯抽放巷抽放鉆孔抽放鉆孔開采煤層開采煤層卸壓煤層卸壓煤層70m22煤層瓦斯綜合抽
19、采技術(shù)n開采層瓦斯抽采開采層瓦斯抽采n鄰近層瓦斯抽采鄰近層瓦斯抽采n采空區(qū)瓦斯抽采采空區(qū)瓦斯抽采231.開采層瓦斯抽采大面積預(yù)抽瓦斯的基本模式大面積預(yù)抽瓦斯的基本模式n穿層網(wǎng)格頂抽煤層瓦斯綜合抽采技術(shù)241.開采層瓦斯抽采大面積預(yù)抽瓦斯的基本模式大面積預(yù)抽瓦斯的基本模式n順層長鉆孔頂抽煤層瓦斯綜合抽采技術(shù)251.開采層瓦斯抽采大面積預(yù)抽瓦斯的基本模式大面積預(yù)抽瓦斯的基本模式n穿層條帶平行鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯綜合抽采技術(shù)261.開采層瓦斯抽采大面積預(yù)抽瓦斯的基本模式大面積預(yù)抽瓦斯的基本模式n穿層條帶平行鉆孔預(yù)抽穿層條帶平行鉆孔預(yù)抽( (芙蓉白皎煤礦芙蓉白皎煤礦) )煤層瓦斯綜合抽采技術(shù)271.開采層
20、瓦斯抽采大面積預(yù)抽瓦斯的基本模式大面積預(yù)抽瓦斯的基本模式n模塊抽采(晉城寺河礦)煤層瓦斯綜合抽采技術(shù)281.開采層瓦斯抽采提高煤層預(yù)抽瓦斯效果的技術(shù)途徑提高預(yù)抽瓦斯效果最根本的措施提高煤層透氣性提高煤層透氣性國內(nèi)外試驗和運用過的方法有:水力化措施水力化措施水力壓裂、水力疏松、水力割裂、水力沖孔等孔內(nèi)爆破孔內(nèi)爆破化學(xué)處理化學(xué)處理應(yīng)用前景較好的方法深孔控制預(yù)裂爆破高壓水射流擴孔煤層瓦斯綜合抽采技術(shù)291.開采層瓦斯抽采提高煤層預(yù)抽瓦斯效果的技術(shù)途徑n高壓水射流擴孔原理 在已施工的煤孔中,采用旋轉(zhuǎn)的高壓水射 流, 對鉆孔周圍煤體進行切割 鉆孔直徑擴大數(shù)倍 增大煤體暴露面積 擴大鉆孔卸壓范圍 增加鉆孔
21、抽采瓦斯半徑 提高預(yù)抽瓦斯效果煤層瓦斯綜合抽采技術(shù)301.開采層瓦斯抽采n提高煤層預(yù)抽瓦斯效果的技術(shù)途徑提高煤層預(yù)抽瓦斯效果的技術(shù)途徑n高壓水射流擴孔高壓水射流擴孔n效果圖效果圖煤層瓦斯綜合抽采技術(shù)311.開采層瓦斯抽采提高煤層預(yù)抽瓦斯效果的技術(shù)途徑n高壓水射流擴孔裝備SKP型高水射流擴孔器由高壓水射流擴孔頭、高壓水泵、高壓鉆桿等組成煤層瓦斯綜合抽采技術(shù)321.開采層瓦斯抽采提高煤層預(yù)抽瓦斯效果的技術(shù)途徑n高壓水射流擴孔效果 在中梁山、芙蓉和松藻等礦務(wù)局的試驗和應(yīng)用表明:穿層鉆孔:n孔徑擴大2.55.7倍n鉆孔瓦斯抽采量提高2倍以上煤層瓦斯綜合抽采技術(shù)332.鄰近層瓦斯抽采原理n在開采層的下部
22、煤巖層,承受的自重應(yīng)力大大降低,由壓縮狀態(tài)轉(zhuǎn)為膨脹狀態(tài)下部卸壓區(qū)下部卸壓區(qū) 在卸壓區(qū)內(nèi)的煤層,吸附瓦斯解吸形成的游離瓦斯充滿層間空隙,并通過層間裂隙涌入回采空間和采空區(qū),這種層間空隙和裂隙不僅是卸壓瓦斯的儲存地點,也是良好的流動通道。因此,鉆孔穿入或透過這些層間空隙裂隙就能取得較好的抽采瓦斯效果。因為卸壓瓦斯通過鉆孔抽出要比通過層間的縱向裂隙涌向開采空間和采空區(qū)容易得多。這就是利用鉆孔抽采這就是利用鉆孔抽采鄰近層瓦斯的基本原理鄰近層瓦斯的基本原理。煤層瓦斯綜合抽采技術(shù)342.鄰近層瓦斯抽采巷道抽采巷道抽采n頂板巖石走向高抽巷抽采上鄰近瓦斯頂板巖石走向高抽巷抽采上鄰近瓦斯l基本情況基本情況 陽煤
23、集團綜采放頂煤開采陽煤集團綜采放頂煤開采1515號煤層,工作號煤層,工作面瓦斯涌出量一般在面瓦斯涌出量一般在16.2665.16m16.2665.16m3 3/min/min之間,之間,最大高達最大高達108m108m3 3/min/min。工作面瓦斯涌出量。工作面瓦斯涌出量90%90%以上來自鄰近層和圍巖以上來自鄰近層和圍巖煤層瓦斯綜合抽采技術(shù)352.鄰近層瓦斯抽采l走向高抽巷布置走向高抽巷布置層位確定層位確定原則原則n上鄰近層瓦斯涌出密集區(qū)上鄰近層瓦斯涌出密集區(qū)8 8號、號、9 9號、號、1010號、號、11 11號和號和K4K4灰?guī)r灰?guī)rn處于有效瓦斯排放范圍內(nèi)處于有效瓦斯排放范圍內(nèi)冒落帶
24、上部冒落帶上部充分離層層位,水平通道連通性好充分離層層位,水平通道連通性好n工作面采過后不很快破壞工作面采過后不很快破壞超過冒落帶超過冒落帶高度高度11.511.5倍采高倍采高層位層位 自頂板以上自頂板以上4768m4768m,約,約710710倍采高倍采高層位層位煤層瓦斯綜合抽采技術(shù)362.鄰近層瓦斯抽采l走向高抽巷布置走向高抽巷布置水平位置水平位置原則原則n處于充分卸壓的裂隙帶范圍處于充分卸壓的裂隙帶范圍n考慮礦井通風負壓影響考慮礦井通風負壓影響水平距水平距距回風巷外幫水平投影長度距回風巷外幫水平投影長度52m52m,約工作面采長,約工作面采長1/31/3距離距離l抽采效果抽采效果n抽采瓦
25、斯?jié)舛纫话愠椴赏咚節(jié)舛纫话?0%95%60%95%,平均,平均78%78%n抽采率為抽采率為86.34%93.44%86.34%93.44%,平均,平均90.87%90.87%n工作面抽采瓦斯量工作面抽采瓦斯量5060m5060m3 3/min/min煤層瓦斯綜合抽采技術(shù)372.鄰近層瓦斯抽采n頂板巖石傾斜高抽巷抽采上頂板巖石傾斜高抽巷抽采上鄰近層瓦斯鄰近層瓦斯l高抽巷布置高抽巷布置n層位:垂高層位:垂高5060m5060m,裂隙帶,裂隙帶的中下部的中下部n伸入工作面距離:伸入工作面距離:52m52m,水平,水平投長度投長度43m43m充分進入到卸壓帶充分進入到卸壓帶n高抽巷間距:高抽巷間距:
26、200200多多mm煤層瓦斯綜合抽采技術(shù)382.鄰近層瓦斯抽采n頂板巖石傾斜高抽巷抽采上鄰近層瓦斯頂板巖石傾斜高抽巷抽采上鄰近層瓦斯l效果效果n濃度:濃度:75%99%75%99%,平均,平均85.77%85.77%n抽采量:抽采量:17.0870.59%17.0870.59%,平均,平均35.35m3/min35.35m3/minn抽采率:抽采率:58%90.17%58%90.17%,平均,平均75.03%75.03%煤層瓦斯綜合抽采技術(shù)392.鄰近層瓦斯抽采n頂板水平長鉆孔抽采上鄰近層瓦斯l鉆孔位置n層位距開采層26m,6.5m厚的灰色砂巖中n鉆孔距回風巷的水平距離,0.20.3倍工作面長
27、度煤層瓦斯綜合抽采技術(shù)402.鄰近層瓦斯抽采n頂板水平長鉆孔抽采上鄰近層瓦斯頂板水平長鉆孔抽采上鄰近層瓦斯l成孔工藝成孔工藝 600m600m鉆機,普通回轉(zhuǎn)不取芯鉆進,以清水作清洗液。鉆機,普通回轉(zhuǎn)不取芯鉆進,以清水作清洗液。開孔直徑開孔直徑200mm200mm,終孔直徑,終孔直徑150mm150mm,鉆進了,鉆進了2 2個長度個長度分別為分別為508m508m、603.5m603.5m的長鉆孔的長鉆孔l抽采效果抽采效果n1 1號孔孔內(nèi)垮塌未出瓦斯,號孔孔內(nèi)垮塌未出瓦斯,2 2號孔初始抽采量號孔初始抽采量10.67m10.67m3 3/min/min,最大為,最大為23.92m23.92m3
28、3/min/min,平均,平均20.3m20.3m3 3/min/min。n瓦斯?jié)舛茸罡咄咚節(jié)舛茸罡?0%90%,平均,平均60%60%煤層瓦斯綜合抽采技術(shù)413.采空區(qū)瓦斯抽采n全封閉抽取法(六枝局化處礦)布置效果 解決相鄰回采工作面上隅角及回風流瓦斯超限,效果明顯,方法簡單、可行(二)煤層瓦斯綜合抽采技術(shù)423.采空區(qū)瓦斯抽采l向冒落拱上方打鉆向冒落拱上方打鉆a沿走向打水平鉆孔沿走向打水平鉆孔煤層瓦斯綜合抽采技術(shù)433.采空區(qū)瓦斯抽采n上隅角埋管抽采法煤層瓦斯綜合抽采技術(shù)443.采空區(qū)瓦斯抽采n上隅角埋管抽采法煤層瓦斯綜合抽采技術(shù)瓦斯治理新技術(shù)瓦斯治理新技術(shù)46瓦斯治理新技術(shù)瓦斯治理新技術(shù)
29、n瓦斯含量直接測定技術(shù)瓦斯含量直接測定技術(shù)n煤礦災(zāi)害預(yù)警技術(shù)煤礦災(zāi)害預(yù)警技術(shù)n瓦斯抽采新技術(shù)瓦斯抽采新技術(shù)瓦斯含量直接測定技術(shù)瓦斯含量直接測定技術(shù)48一、測定方法一、測定方法 DGCDGC瓦斯含量直接測定裝置是在我瓦斯含量直接測定裝置是在我國原有地質(zhì)勘探期間瓦斯含量測定技術(shù)國原有地質(zhì)勘探期間瓦斯含量測定技術(shù)的基礎(chǔ)上,通過國家的基礎(chǔ)上,通過國家“十五十五”科技攻關(guān),科技攻關(guān),開發(fā)出的國內(nèi)獨有專利技術(shù)。開發(fā)出的國內(nèi)獨有專利技術(shù)。 DGCDGC瓦斯含量直接測定裝置瓦斯含量直接測定裝置49一、測定方法一、測定方法 qtDGCDGC瓦斯含量直接測定裝置瓦斯含量直接測定裝置50一、測定方法一、測定方法 (
30、1 1)向煤層施工鉆孔取芯;)向煤層施工鉆孔取芯; (2 2)井下測量煤芯的瓦斯解吸速度及解吸)井下測量煤芯的瓦斯解吸速度及解吸量量QQ1 1,并以此來計算瓦斯損失量,并以此來計算瓦斯損失量QQ0 0; (3 3)實驗室繼續(xù)測量煤芯的瓦斯解吸量)實驗室繼續(xù)測量煤芯的瓦斯解吸量QQ2 2; (4 4)將部分煤樣裝入密封粉碎系統(tǒng)粉碎,)將部分煤樣裝入密封粉碎系統(tǒng)粉碎,測量其在常壓下的瓦斯解吸量并以此計算粉碎測量其在常壓下的瓦斯解吸量并以此計算粉碎瓦斯解吸量瓦斯解吸量QQ3 3; DGCDGC瓦斯含量直接測定裝置瓦斯含量直接測定裝置51一、測定方法一、測定方法 (5 5)可解吸瓦斯含量)可解吸瓦斯含
31、量QQmm ; QQmm QQ0 0+ Q+ Q1 1QQ2 2QQ3 3。 (6 6)測定煤芯的常壓吸附量)測定煤芯的常壓吸附量QQa a,或計算煤,或計算煤芯的常壓吸附量芯的常壓吸附量QQa a煤層瓦斯含量煤層瓦斯含量QQQQmmQQa a。DGCDGC瓦斯含量直接測定裝置瓦斯含量直接測定裝置adaddaMMAbabQ31. 0111001001 . 011 . 052一、測定方法一、測定方法 關(guān)鍵技術(shù):關(guān)鍵技術(shù): (1 1)針對不同煤層及取芯條件的取芯裝置,)針對不同煤層及取芯條件的取芯裝置,保證煤芯的完整性、保質(zhì)性和快速性。保證煤芯的完整性、保質(zhì)性和快速性。 (2 2)根據(jù)煤芯的完整程
32、度及破碎情況,將)根據(jù)煤芯的完整程度及破碎情況,將煤芯分為煤芯分為5 5類類( (完整棒狀、不完整棒狀、塊狀、完整棒狀、不完整棒狀、塊狀、塊粉混合狀、粉狀塊粉混合狀、粉狀) ),選用不同的計算模型,選用不同的計算模型,以煤芯在煤樣筒中的瓦斯解吸速度和解吸量為以煤芯在煤樣筒中的瓦斯解吸速度和解吸量為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),計算從鉆孔取芯到裝入煤樣筒的瓦基礎(chǔ)數(shù)據(jù),計算從鉆孔取芯到裝入煤樣筒的瓦斯損失量斯損失量QQ0 0。 DGCDGC瓦斯含量直接測定裝置瓦斯含量直接測定裝置53二、測定裝置二、測定裝置 (1 1)井下取芯裝置)井下取芯裝置井下取芯裝置包括單層取芯、雙層取芯裝置。井下取芯裝置包括單層取芯、雙層取芯
33、裝置。 DGCDGC瓦斯含量直接測定裝置瓦斯含量直接測定裝置54二、測定裝置二、測定裝置 (2 2)井下解吸裝置)井下解吸裝置DGCDGC瓦斯含量直接測定裝置瓦斯含量直接測定裝置55二、測定裝置二、測定裝置 (3 3)地面解吸裝置)地面解吸裝置DGCDGC瓦斯含量直接測定裝置瓦斯含量直接測定裝置56二、測定裝置二、測定裝置 (4 4)煤樣粉碎裝置)煤樣粉碎裝置水平粉碎水平粉碎垂直粉碎垂直粉碎DGCDGC瓦斯含量直接測定裝置瓦斯含量直接測定裝置57二、測定裝置二、測定裝置 (5 5)氣體成分測定裝置)氣體成分測定裝置氣體成分測定裝置包括:氣相色譜儀、色譜分析載氣、標氣氣體成分測定裝置包括:氣相色
34、譜儀、色譜分析載氣、標氣(O2O2、N2N2、CH4CH4、CO2CO2)、計算機與打印機等。)、計算機與打印機等。DGCDGC瓦斯含量直接測定裝置瓦斯含量直接測定裝置58二、測定裝置二、測定裝置 (6 6)數(shù)據(jù)處理軟件)數(shù)據(jù)處理軟件DGCDGC瓦斯含量直接測定裝置瓦斯含量直接測定裝置59二、測定裝置二、測定裝置 (7 7)輔助裝置)輔助裝置輔助裝置包括電子天平、水分測定儀等。輔助裝置包括電子天平、水分測定儀等。水分測定儀。水分測定儀。電子天平電子天平DGCDGC瓦斯含量直接測定裝置瓦斯含量直接測定裝置煤礦災(zāi)害預(yù)警技術(shù)煤礦災(zāi)害預(yù)警技術(shù)61一、基本思想一、基本思想 在事故理論和災(zāi)害防治理論的指導(dǎo)
35、下,結(jié)在事故理論和災(zāi)害防治理論的指導(dǎo)下,結(jié)合礦井災(zāi)害發(fā)生規(guī)律,充分利用和發(fā)揮現(xiàn)有煤合礦井災(zāi)害發(fā)生規(guī)律,充分利用和發(fā)揮現(xiàn)有煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)礦安全監(jiān)控系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)和災(zāi)害防治技術(shù)的優(yōu)勢,實時、動態(tài)收集盡可和災(zāi)害防治技術(shù)的優(yōu)勢,實時、動態(tài)收集盡可能多的安全信息,并經(jīng)過綜合分析后,從系統(tǒng)能多的安全信息,并經(jīng)過綜合分析后,從系統(tǒng)論的觀點,在時、空的連續(xù)性上,對井下各作論的觀點,在時、空的連續(xù)性上,對井下各作業(yè)場所的安全狀態(tài)和發(fā)展趨勢進行超前的預(yù)測、業(yè)場所的安全狀態(tài)和發(fā)展趨勢進行超前的預(yù)測、評價和警示,并自動給出相應(yīng)的防范措施建議。評價和警示,并自動給出相應(yīng)的防范
36、措施建議。煤礦災(zāi)害預(yù)警技術(shù)煤礦災(zāi)害預(yù)警技術(shù) 62二、系統(tǒng)基本框架二、系統(tǒng)基本框架 由監(jiān)控系統(tǒng)、局域網(wǎng)、軟件系統(tǒng)和用戶構(gòu)成。由監(jiān)控系統(tǒng)、局域網(wǎng)、軟件系統(tǒng)和用戶構(gòu)成。 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng):煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng):實時、動態(tài)的采集井下的實時、動態(tài)的采集井下的安全監(jiān)測信息;安全監(jiān)測信息; 局域網(wǎng):局域網(wǎng):實現(xiàn)資源共享、各種安全信息的匯集、實現(xiàn)資源共享、各種安全信息的匯集、預(yù)警信息的發(fā)布等;預(yù)警信息的發(fā)布等; 軟件系統(tǒng):軟件系統(tǒng):安全信息的采集、綜合分析、圖件安全信息的采集、綜合分析、圖件繪制、綜合預(yù)警等;繪制、綜合預(yù)警等; 用戶:用戶:預(yù)警軟件系統(tǒng)使用(預(yù)警指標和規(guī)則設(shè)預(yù)警軟件系統(tǒng)使用(預(yù)警指標和規(guī)則設(shè)置、數(shù)
37、據(jù)維護、安全信息輸入、輸出、預(yù)警信息發(fā)置、數(shù)據(jù)維護、安全信息輸入、輸出、預(yù)警信息發(fā)布等)。布等)。煤礦災(zāi)害預(yù)警技術(shù)煤礦災(zāi)害預(yù)警技術(shù) 63三、系統(tǒng)硬件構(gòu)成三、系統(tǒng)硬件構(gòu)成 煤礦災(zāi)害預(yù)警技術(shù)煤礦災(zāi)害預(yù)警技術(shù) 64四、系統(tǒng)軟件構(gòu)成四、系統(tǒng)軟件構(gòu)成 煤礦災(zāi)害預(yù)警技術(shù)煤礦災(zāi)害預(yù)警技術(shù) MSRP SDB(空間數(shù)據(jù)庫 )MSRP Editor(礦圖編輯系統(tǒng))MSRP KJA(監(jiān)控分析器 )MSRP View(圖形瀏覽器 )MSRP EWS(災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng) )MSRP Console(控制臺 )應(yīng)用程序數(shù)據(jù)來源MSRP KBS(知識庫系統(tǒng) )MSRP SMS(災(zāi)害防治專家系統(tǒng))MSRP PCES(安全管理系統(tǒng))
38、65災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的核心災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的核心 煤與瓦斯突出預(yù)警煤與瓦斯突出預(yù)警 瓦斯煤塵爆炸預(yù)警瓦斯煤塵爆炸預(yù)警 火災(zāi)預(yù)警火災(zāi)預(yù)警 突水預(yù)警突水預(yù)警 沖擊地壓預(yù)警沖擊地壓預(yù)警 大面積冒頂預(yù)警大面積冒頂預(yù)警 日常安全管理預(yù)警日常安全管理預(yù)警 煤礦災(zāi)害預(yù)警技術(shù)煤礦災(zāi)害預(yù)警技術(shù) MSRP EWS(災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng))66MSRP PCES(災(zāi)害防治專家系統(tǒng)) 瓦斯防治專家系統(tǒng)瓦斯防治專家系統(tǒng) 火災(zāi)防治專家系統(tǒng)火災(zāi)防治專家系統(tǒng) 水災(zāi)防治專家系統(tǒng)水災(zāi)防治專家系統(tǒng) 沖擊地壓防治專家系統(tǒng)沖擊地壓防治專家系統(tǒng) 頂板災(zāi)害防治專家系統(tǒng)頂板災(zāi)害防治專家系統(tǒng) 煤礦災(zāi)害預(yù)警技術(shù)煤礦災(zāi)害預(yù)警技術(shù) 67五、系統(tǒng)預(yù)警過程五、系統(tǒng)預(yù)警過
39、程 煤礦災(zāi)害預(yù)警技術(shù)煤礦災(zāi)害預(yù)警技術(shù) 預(yù)警系統(tǒng)初始化預(yù)警系統(tǒng)初始化預(yù)警基礎(chǔ)信息預(yù)處理預(yù)警基礎(chǔ)信息預(yù)處理動態(tài)安全信息獲取動態(tài)安全信息獲取危險源和隱患辨識危險源和隱患辨識危險預(yù)警發(fā)布危險預(yù)警發(fā)布防治建議防治建議防治專家系統(tǒng)防治專家系統(tǒng)預(yù)警模型選擇與調(diào)整預(yù)警模型選擇與調(diào)整安全信息綜合分析安全信息綜合分析68陜西某礦瓦斯地質(zhì)圖陜西某礦瓦斯地質(zhì)圖69重慶某礦突出區(qū)域預(yù)測圖重慶某礦突出區(qū)域預(yù)測圖70抽放效果分析圖抽放效果分析圖 71瓦斯抽采新技術(shù)瓦斯抽采新技術(shù)73一、合理抽掘采部署一、合理抽掘采部署瓦斯抽采新技術(shù)瓦斯抽采新技術(shù)74二、二、順煤層枝狀鉆孔成孔工藝技術(shù)及裝備順煤層枝狀鉆孔成孔工藝技術(shù)及裝備瓦斯抽采新技術(shù)瓦斯抽采新技術(shù)75大寧礦順煤層千米鉆機枝狀長鉆孔施工竣工圖大寧礦順煤層千米鉆機枝狀長鉆孔施工竣工圖二、二、順煤層枝狀鉆孔成孔工藝技術(shù)及裝備順煤層枝狀鉆孔成孔工藝技術(shù)及裝備瓦斯抽采新技術(shù)瓦斯抽采新技術(shù)76 國家發(fā)改委煤礦瓦斯綜合治理與利用重大關(guān)鍵國家發(fā)改委煤礦瓦斯綜合治理與利用重大關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與裝備研制項目
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