第8章煤礦瓦斯抽采技術(shù)生

1煤礦瓦斯抽采技術(shù)6講授主要內(nèi)容1瓦斯抽采技術(shù)基本方法2強(qiáng)化預(yù)抽煤層瓦斯技術(shù)3卸壓抽采煤層瓦斯技術(shù)4采空區(qū)瓦斯抽采技術(shù)5抽采瓦斯新技術(shù)6綜合抽采瓦斯技術(shù)7產(chǎn)高效礦井瓦斯綜合治理技術(shù)71.1地面鉆孔抽采煤層瓦斯技術(shù)

1瓦斯抽采技術(shù)基本方法81.2井下穿層鉆孔抽采煤層瓦斯技術(shù)

1瓦斯抽采技術(shù)基本方法91.2井下穿層鉆孔抽采煤層瓦斯技術(shù)

1瓦斯抽采技術(shù)基本方法101.2井下穿層鉆孔抽采煤層瓦斯技術(shù)

1瓦斯抽采技術(shù)基本方法111.3井下順層鉆孔抽采煤層瓦斯技術(shù)

1瓦斯抽采技術(shù)基本方法121.3井下順層鉆孔抽采煤層瓦斯技術(shù)

1瓦斯抽采技術(shù)基本方法131.3井下順層鉆孔抽采煤層瓦斯技術(shù)

1瓦斯抽采技術(shù)基本方法141.4巷道抽采煤層瓦斯技術(shù)1瓦斯抽采技術(shù)基本方法151.4巷道抽采煤層瓦斯技術(shù)

1瓦斯抽采技術(shù)基本方法161.4巷道抽采煤層瓦斯技術(shù)

1瓦斯抽采技術(shù)基本方法171.5人工卸壓抽采瓦斯技術(shù)水力掏槽瓦斯抽采技術(shù)煤層水力割縫抽采瓦斯技術(shù)煤層水力壓裂抽采瓦斯技術(shù)深孔預(yù)裂爆破抽采瓦斯技術(shù)

1瓦斯抽采技術(shù)基本方法地面水力壓裂井下水力壓裂加支撐劑（砂子）不加支撐劑水力掏槽瓦斯抽采技術(shù)(a)防逆風(fēng)裝置鋼體墻結(jié)構(gòu)安裝示意圖(b)防逆風(fēng)裝置磚體墻結(jié)構(gòu)實(shí)際安裝圖防逆風(fēng)裝置控制箱防突柵欄安裝示意圖裂隙圈開采層回風(fēng)巷進(jìn)風(fēng)巷抽放鉆孔抽放巷道采煤工作面頂板走向鉆孔或高抽巷布置位置示意圖222.1穿層網(wǎng)格布孔預(yù)抽開采層瓦斯技術(shù)

2強(qiáng)化預(yù)抽煤層瓦斯技術(shù)北票臺(tái)吉礦穿層網(wǎng)格布孔預(yù)抽開采層瓦斯技術(shù)232.1穿層網(wǎng)格布孔預(yù)抽開采層瓦斯技術(shù)

2強(qiáng)化預(yù)抽煤層瓦斯技術(shù)中梁山穿層網(wǎng)格布孔預(yù)抽開采層瓦斯技術(shù)242.1穿層網(wǎng)格布孔預(yù)抽開采層瓦斯技術(shù)

2強(qiáng)化預(yù)抽煤層瓦斯技術(shù)松藻打通二礦穿層網(wǎng)格布孔預(yù)抽開采層瓦斯技術(shù)252.1穿層網(wǎng)格布孔預(yù)抽開采層瓦斯技術(shù)

2強(qiáng)化預(yù)抽煤層瓦斯技術(shù)松藻打通二礦穿層網(wǎng)格布孔預(yù)抽開采層瓦斯技術(shù)262.2穿層網(wǎng)格布孔預(yù)抽石門揭煤瓦斯技術(shù)

2強(qiáng)化預(yù)抽煤層瓦斯技術(shù)中梁山穿層網(wǎng)格布孔預(yù)抽開采層瓦斯技術(shù)272.2穿層網(wǎng)格布孔預(yù)抽石門揭煤瓦斯技術(shù)

2強(qiáng)化預(yù)抽煤層瓦斯技術(shù)中梁山穿層網(wǎng)格布孔預(yù)抽開采層瓦斯技術(shù)282.3沿層交叉鉆孔預(yù)抽開采層瓦斯技術(shù)

2強(qiáng)化預(yù)抽煤層瓦斯技術(shù)焦作九里山礦沿層交叉鉆孔預(yù)抽開采層瓦斯技術(shù)292.3沿層交叉鉆孔預(yù)抽開采層瓦斯技術(shù)

2強(qiáng)化預(yù)抽煤層瓦斯技術(shù)沿層交叉鉆孔預(yù)抽開采層瓦斯技術(shù)原理302.4底板專用瓦斯巷穿層鉆孔抽采開采層瓦斯技術(shù)

2強(qiáng)化預(yù)抽煤層瓦斯技術(shù)水城大河邊礦底板專用巷抽采瓦斯技術(shù)312.5水平長(zhǎng)鉆孔抽采區(qū)域瓦斯技術(shù)

2強(qiáng)化預(yù)抽煤層瓦斯技術(shù)晉城寺河礦區(qū)域預(yù)抽瓦斯技術(shù)322.5水平長(zhǎng)鉆孔抽采區(qū)域瓦斯技術(shù)

2強(qiáng)化預(yù)抽煤層瓦斯技術(shù)晉城成莊礦遞進(jìn)式模塊預(yù)抽瓦斯技術(shù)332.6扇形長(zhǎng)鉆孔抽采掘進(jìn)面瓦斯技術(shù)

2強(qiáng)化預(yù)抽煤層瓦斯技術(shù)晉城成莊礦掘進(jìn)面扇形鉆孔抽采瓦斯技術(shù)342.7定向羽狀水平井抽采瓦斯技術(shù)

2強(qiáng)化預(yù)抽煤層瓦斯技術(shù)煤層氣定向羽狀水平井抽采瓦斯技術(shù)1000m分支孔距352.7定向羽狀水平井抽采瓦斯技術(shù)

2強(qiáng)化預(yù)抽煤層瓦斯技術(shù)山西寧武盆地武M1－1井眼軌跡水平投影主水平井分支井362.7定向羽狀水平井抽采瓦斯技術(shù)

2強(qiáng)化預(yù)抽煤層瓦斯技術(shù)山西大寧礦區(qū)DNP02井鉆孔軌跡3D視圖a、地面鉆孔水力壓裂抽放煤層瓦斯方法

深度700ｍ一開套管－地表層生產(chǎn)套管壓裂裂隙長(zhǎng)20－80ｍ氮?dú)鈮毫训[石層煤層多煤層地區(qū)煤層氣直井結(jié)構(gòu)示意圖直井段斜井段沿煤層水平段煤層氣水平井示意圖多煤層盆地將實(shí)施的單直井多層單支水平井單直井雙向水平井示意圖CDX天然氣公司設(shè)計(jì)的雙煤層羽狀水平井模式圖9-27美國(guó)CDX天然氣公司和美國(guó)鋼鐵公司在西弗吉尼亞完成的大規(guī)模羽狀水平井煤礦瓦斯開發(fā)項(xiàng)目的布井平面圖433.1煤層卸壓方法分類

3卸壓抽采煤層瓦斯技術(shù)人為卸壓法煤層卸壓方法爆破松動(dòng)、致裂卸壓法水力割縫、造穴卸壓法本層采動(dòng)卸壓法先采下層卸壓法物理化學(xué)卸壓法水力壓裂、破裂卸壓法密集鉆孔等機(jī)械卸壓法先采上層卸壓法采掘卸壓法443.2掘進(jìn)工作面邊掘邊抽瓦斯技術(shù)

3卸壓抽采煤層瓦斯技術(shù)邊掘邊抽

掛耳抽采巷幫截留抽采453.3迎面斜交鉆孔邊采邊抽瓦斯技術(shù)

3卸壓抽采煤層瓦斯技術(shù)淮北蘆嶺煤礦迎面鉆孔預(yù)抽及邊采邊抽瓦斯技術(shù)？463.3迎面斜交鉆孔邊采邊抽瓦斯技術(shù)

3卸壓抽采煤層瓦斯技術(shù)平頂山一礦迎面鉆孔預(yù)抽及邊采邊抽瓦斯技術(shù)鉆孔與巷道壁夾角75°,鉆孔間距5m,

孔深60～80m,孔徑89mm。473.5厚煤層下行分層開采邊采邊抽瓦斯

3卸壓抽采煤層瓦斯技術(shù)厚煤層下行分層開采邊采邊抽瓦斯483.6一次采全高預(yù)抽及邊采邊抽瓦斯

3卸壓抽采煤層瓦斯技術(shù)一次采全高預(yù)抽及邊采邊抽瓦斯493.7地面鉆孔煤層水力壓裂抽采瓦斯技術(shù)

3卸壓抽采煤層瓦斯技術(shù)鐵法地面鉆孔煤層水力壓裂抽采瓦斯技術(shù)504.1均壓埋管抽采采空區(qū)瓦斯技術(shù)4采空區(qū)抽采瓦斯技術(shù)514.2走向高抽巷抽采采空區(qū)瓦斯技術(shù)4采空區(qū)抽采瓦斯技術(shù)52由于采動(dòng)作用的采動(dòng)，在開采層的上部空間形成三帶：冒落帶、裂隙帶和緩慢下沉帶。在開采層的下部煤巖層，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)，形成底鼓破碎帶冒落帶高度為采高的6~8倍裂隙帶高度為采高的10~30倍緩慢下沉帶高度為采高的30倍以上直至地表底鼓破碎帶深度為采高的5~10倍534.3傾向高抽巷抽采采空區(qū)瓦斯技術(shù)4采空區(qū)抽采瓦斯技術(shù)544.4引巷密閉插管抽采采空區(qū)瓦斯技術(shù)

4采空區(qū)抽采瓦斯技術(shù)老虎臺(tái)礦54001一I綜放工作面：從1995年2月開采，同時(shí)采用上述方法抽采采空區(qū)瓦斯，直到同年12月，共抽出瓦斯2201萬，抽出率達(dá)到93．69％，基本上消除了瓦斯超限和積聚的現(xiàn)象。554.5高位鉆孔抽采采空區(qū)瓦斯技術(shù)水城大灣礦高位抽采鉆孔布置4采空區(qū)抽采瓦斯技術(shù)564.6地面鉆孔卸壓抽采采空區(qū)瓦斯技術(shù)4采空區(qū)抽采瓦斯技術(shù)在煤層開采前從地面向預(yù)開采煤層頂板施工直徑為150mm至300mm的垂直鉆井，鉆井終孔點(diǎn)控制在目標(biāo)煤層上方5m至10m，當(dāng)工作面推進(jìn)至鉆井附近，由于頂板垮落，煤層覆巖內(nèi)部產(chǎn)生大量裂隙，煤層得到卸壓增透，即可利用鉆井通過覆巖裂隙將煤層卸壓瓦斯直接抽采至地面?；幢钡V區(qū)還開發(fā)出了地面井“一井三用”的技術(shù)即預(yù)抽、卸壓抽和采空區(qū)抽。574.6地面鉆孔卸壓抽采采空區(qū)瓦斯技術(shù)4采空區(qū)抽采瓦斯技術(shù)585.1深孔預(yù)裂控制爆破增透抽采瓦斯技術(shù)

5抽采瓦斯新技術(shù)定向爆破增透數(shù)值模擬定向爆破增透原理定向爆破器材59

液態(tài)二氧化碳預(yù)裂爆破是20世紀(jì)50年代開發(fā)的一種爆破技術(shù)，是專門為高瓦斯礦井的采煤工作面研發(fā)的。二氧化碳炮預(yù)裂爆破技術(shù)的優(yōu)勢(shì)：⑴爆破過程無火花外露；⑵采用低壓起爆（9V），相比傳統(tǒng)起爆（1800V）更安全；⑶不產(chǎn)生具有破壞性的震蕩或震波，減少了誘發(fā)瓦斯突出的幾率；⑷不需進(jìn)行驗(yàn)炮，爆破后便可進(jìn)人，可連續(xù)作業(yè)。1--充液態(tài)二氧化碳的管道;2--垂直筒壁的放氣門排氣口;3--切變盤與密封墊;4--加熱元件;5--密封墊;6--注液口;7--通向加熱元件的電極;8--通向管體的電極;9--注液或釋放二氧化碳的圓角頭定位螺釘新方法----液態(tài)二氧化碳預(yù)裂爆破，正在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性試驗(yàn)60615.2水力導(dǎo)噴增流提透抽采瓦斯技術(shù)

水力導(dǎo)噴增流提透抽采瓦斯技術(shù)5抽采瓦斯新技術(shù)62高壓水射流擴(kuò)孔635.2水力導(dǎo)噴增流提透抽采瓦斯技術(shù)

5抽采瓦斯新技術(shù)645.3煤礦井下定向長(zhǎng)鉆孔抽采瓦斯技術(shù)針對(duì)長(zhǎng)鉆孔施工中的鉆孔定位和鉆具等關(guān)鍵技術(shù)難題，西安院在十五期間，完善了穩(wěn)定組合鉆頭、組合鉆具，開發(fā)了多點(diǎn)即時(shí)測(cè)斜儀等。①多點(diǎn)即時(shí)測(cè)斜儀,方位角測(cè)量誤差小于0.5o，傾角小于0.5o，工具面向角誤差小于3o，可以滿足施工要求。②由鉆頭、鉆桿和穩(wěn)定器組成的鉆具稱之為穩(wěn)定組合鉆具。根據(jù)功能的不同，定向鉆進(jìn)中使用的穩(wěn)定組合鉆具有下斜組合保直穩(wěn)定組合鉆具、上仰組合鉆具等5種組合。

5抽采瓦斯新技術(shù)655.3煤礦井下定向長(zhǎng)鉆孔抽采瓦斯技術(shù)

5抽采瓦斯新技術(shù)線纜絞車鉆機(jī)鉆具測(cè)斜探管控制及顯示界面水力輸送鉆桿推送665.3煤礦井下定向長(zhǎng)鉆孔抽采瓦斯技術(shù)

5抽采瓦斯新技術(shù)晉城成莊礦千米鉆孔遞進(jìn)式模塊抽采瓦斯技術(shù)

VLD千米定向鉆機(jī)

山西亞美大寧煤礦685.3煤礦井下定向長(zhǎng)鉆孔抽采瓦斯技術(shù)在七臺(tái)河精煤集團(tuán)新興礦41051工作面分別完成了孔深520m、685m和474m的近水平高位巖石定向鉆孔。在銅川局玉華礦完成了一個(gè)孔深820m定向鉆孔。在彬長(zhǎng)公司大佛寺礦鉆進(jìn)了深度為705m的長(zhǎng)鉆孔在寺河礦2305工作面對(duì)研制的Φ73mm高強(qiáng)度鉆桿、穩(wěn)定組合鉆頭和組合鉆具進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證,共鉆進(jìn)三個(gè)鉆孔，孔深分別為603m、350m和612m的近水平煤層定向鉆孔。

5抽采瓦斯新技術(shù)695.4自動(dòng)變徑大直徑鉆孔抽采瓦斯技術(shù)

5抽采瓦斯新技術(shù)自動(dòng)變徑擴(kuò)孔鉆具成孔鉆孔結(jié)構(gòu)示意圖705.5鉆割抽一體化增透抽采瓦斯技術(shù)

5抽采瓦斯新技術(shù)高壓水力割縫系統(tǒng)示意圖725.5鉆割抽一體化增透抽采瓦斯技術(shù)

5抽采瓦斯新技術(shù)本煤層鉆割一體化卸壓增透效果735.6頂板鉆孔向松軟低透氣煤層打分支鉆孔

5抽采瓦斯新技術(shù)745.7地面鉆井煤層氣抽采技術(shù)

5抽采瓦斯新技術(shù)中聯(lián)棗園井組晉煤集團(tuán)潘莊井組中聯(lián)潘河井組阜新劉家井組兩個(gè)煤田4個(gè)煤層氣井組（網(wǎng)）已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)和利用；形成產(chǎn)能10億m3；煤層氣產(chǎn)量3.3億m3中石油樊莊-鄭莊井組755.7地面鉆井煤層氣抽采技術(shù)

①晉煤集團(tuán)煤層氣項(xiàng)目

2008年，已形成煤層氣井1400口，產(chǎn)氣能力6億m3;投入運(yùn)行339口，單井日產(chǎn)近2500m3/d，日總產(chǎn)氣量80萬m3。

②中聯(lián)煤層氣的潘河項(xiàng)目

2007年底：?jiǎn)尉骄€(wěn)定產(chǎn)氣量3500m3/d，單井最高穩(wěn)定產(chǎn)氣量9900m3/d。

③中石油樊莊-鄭莊煤層氣項(xiàng)目鄭莊、樊莊區(qū)塊位于沁水盆地南部晉城斜坡帶，面積1090Km2，煤層氣總資源量2656億m3

，探明儲(chǔ)量460億m3。5抽采瓦斯新技術(shù)765.7地面鉆井煤層氣抽采技術(shù)

④河南省煤層氣公司焦作位村礦井，地面原始煤層壓裂井6口，初期單井產(chǎn)氣量1300-1400m3/d。⑤淮南礦業(yè)集團(tuán)地面采動(dòng)區(qū)井15口，單井日產(chǎn)氣量8000～25000m3/d，2007年產(chǎn)量803萬m3⑥鐵法煤業(yè)集團(tuán)地面原始煤層壓裂井6口，日產(chǎn)氣穩(wěn)定在3500～

8000m3/d,濃度95%以上地面采動(dòng)區(qū)井31口，初中期平均日產(chǎn)氣5000～

22000m3/d，濃度72～96%。

5抽采瓦斯新技術(shù)775.8高壓水射流割縫卸壓抽采瓦斯技術(shù)

5抽采瓦斯新技術(shù)降低摩阻，提高導(dǎo)流能力（割理比水平井摩阻高3倍以上）795.8高壓水射流割縫卸壓抽采瓦斯技術(shù)

5抽采瓦斯新技術(shù)805.9水力沖割煤層卸壓強(qiáng)排強(qiáng)抽瓦斯技術(shù)

5抽采瓦斯新技術(shù)1—供水管路；2—井下移動(dòng)高壓水力泵站；3—溢流閥；4—壓力表；5—單向閥；6—截止閥；7—鋼絲編織高壓膠管；8—鉆機(jī)；9—高壓水射流鉆桿；10—煤層；11—回轉(zhuǎn)式高壓旋轉(zhuǎn)接頭；12—球形鉸接固定器；13—高壓旋轉(zhuǎn)水射流擴(kuò)孔裝置；14—煤渣及回水管路；15—封孔材料；16—封孔鋼管。815.10煤層注氣置換抽采瓦斯技術(shù)

5抽采瓦斯新技術(shù)826.1抽采瓦斯新技術(shù)－綜合抽采瓦斯技術(shù)6綜合抽采瓦斯技術(shù)鐵法工作面綜合抽采瓦斯技術(shù)836.1抽采瓦斯新技術(shù)－綜合抽采瓦斯技術(shù)平頂山回采面分源抽采瓦斯技術(shù)6綜合抽采瓦斯技術(shù)846.2高低濃度雙系統(tǒng)抽采瓦斯技術(shù)本煤層預(yù)抽：高負(fù)壓、低流量。采空區(qū)卸壓抽采：低負(fù)壓、大流量。建立兩套抽采系統(tǒng)

晉城雙系統(tǒng)抽采瓦斯技術(shù)6綜合抽采瓦斯技術(shù)857.3回采工作面瓦斯治理尾巷排放防止回風(fēng)瓦斯超限

7高產(chǎn)高效礦井瓦斯綜合治理技術(shù)陽(yáng)泉二礦71211工作面“U＋L”型通風(fēng)系統(tǒng)867.3回采工作面瓦斯治理尾巷排放防止回風(fēng)瓦斯超限

7高產(chǎn)高效礦井瓦斯綜合治理技術(shù)陽(yáng)泉二礦21080工作面“U＋L”型通風(fēng)系統(tǒng)877.3回采工作面瓦斯治理

順層交叉鉆孔抽采開采層瓦斯

7高產(chǎn)高效礦井瓦斯綜合治理技術(shù)887.3回采工作面瓦斯治理穿層網(wǎng)格鉆孔抽采開采層瓦斯

7高產(chǎn)高效礦井瓦斯綜合治理技術(shù)897.3回采工作面瓦斯治理

分層開采邊采邊抽開采層瓦斯

7高產(chǎn)高效礦井瓦斯綜合治理技術(shù)907.3回采工作面瓦斯治理頂板水平長(zhǎng)鉆孔抽采鄰近層瓦斯

7高產(chǎn)高效礦井瓦斯綜合治理技術(shù)917.3回采工作面瓦斯治理頂板水平長(zhǎng)鉆孔抽采鄰近層瓦斯

7高產(chǎn)高效礦井瓦斯綜合治理技術(shù)927.3回采工作面瓦斯治理頂板瓦斯巷抽采鄰近層瓦斯

7高產(chǎn)高效礦井瓦斯綜合治理技術(shù)937.4工作面上隅角瓦斯治理“W型”通風(fēng)防止上隅角瓦斯超限

7高產(chǎn)高效礦井瓦斯綜合治理技術(shù)回采工作面兩進(jìn)一回“W型”通風(fēng)系統(tǒng)947.3回采工作面瓦斯治理

尾巷抽排半封閉采空區(qū)瓦斯防治回風(fēng)瓦斯超限

7高產(chǎn)高效礦井瓦斯綜合治理技術(shù)957.4工作面上隅角瓦斯治理高位鉆孔抽采采空區(qū)瓦斯防治上隅角瓦斯超限

7高產(chǎn)高效礦井瓦斯綜合治理技術(shù)967.5采空區(qū)瓦斯治理密閉巷道抽采全封閉采空區(qū)瓦斯

7高產(chǎn)高效礦井瓦斯綜合治理技術(shù)977.6綜合抽采瓦斯技術(shù)

7高產(chǎn)高效礦井瓦斯綜合治理技術(shù)平頂山回采面分源抽采瓦斯技術(shù)鉆桿三功能：通孔功能、散熱功能、應(yīng)力解除功能鉆穴內(nèi)兩條排渣路線：上部風(fēng)力排渣路線、下部機(jī)械排渣路線三河南理工大學(xué)鉆具創(chuàng)新研究介紹即將開通的排渣通道已經(jīng)開通