中国煤矿瓦斯抽采技术.ppt

1、中国煤矿瓦斯抽采技术,中国煤矿瓦斯抽采,中国矿业大学 煤矿瓦斯治理国家工程研究中心,程远平 教授,报告提纲,一、中国煤矿瓦斯抽采技术发展 二、中国煤矿瓦斯抽采与煤矿安全 三、中国煤矿瓦斯赋存与灾害程度 四、煤矿瓦斯抽采技术原理 五、中国煤矿瓦斯抽采方法实例,中国煤矿瓦斯抽采 技术发展,1637年: 宋应星所著天工开物记载“利用竹管引排煤中瓦斯”的方法。,中国古代煤窑瓦斯引排方法,中国煤矿瓦斯抽采技术的沿革,1938年：抚顺龙凤矿开始利用机械设备抽井下巷道积聚瓦斯； 1940 年：抚顺龙凤矿在地面建立瓦斯抽采泵站和容积为100m3的瓦斯储罐，瓦斯抽采流量10m3/min ,瓦斯浓度3040%，实

2、现民用； 1952年：抚顺龙凤矿采用煤层巷道法预抽本煤层瓦斯获得成功。全国瓦斯抽采量20Mm3； 1954年：抚顺龙凤矿试验成功钻孔法预抽本煤层瓦斯； 1956年：全国瓦斯抽采量48.7Mm3； 1957年：阳泉四矿试验成功钻孔法抽采上邻近层卸压瓦斯；,中国煤矿瓦斯抽采技术的沿革,1960年：中国有抚顺、阳泉、天府和北票等企业6座矿井抽瓦斯，中国瓦斯抽采量125Mm3 ； 1965年：新增中梁山、焦作、淮南、包头、松藻、峰 峰等企业抽采瓦斯，全国瓦斯抽采量150 Mm3 ； 1970年：中国瓦斯抽采量170Mm3； 1980年：中国年瓦斯抽采量293Mm3； 1985年：中国年瓦斯抽采量328

3、Mm3； 1990年：中国年瓦斯抽采量433Mm3； 1995年：中国年瓦斯抽采量600Mm3；,2000 年:中国共有141座矿井在地面建立瓦斯抽采泵 站，年瓦斯抽采量为866.6Mm3。 2002年:中国共有53户企业的193座矿井在地面建立瓦斯抽采泵站，年瓦斯抽采量1146.1Mm3。 2003年：中国年瓦斯抽采量1300Mm3； 2005年: 中国年瓦斯抽采量达到2300Mm3; 利用量超过1000Mm3; 阳泉、晋城、淮南、松藻、盘江、水城和抚顺7个矿业集团的年瓦斯抽采量超过100 Mm3。,中国煤矿瓦斯抽采技术的沿革,2006年: 中国年瓦斯抽采量达到3000Mm3; 利用量达到1

4、200Mm3； 阳泉、晋城、淮南、松藻、盘江、水城、抚顺、淮北等10个矿业集团的年瓦斯抽采量超过100Mm3； 地面抽采量为130Mm3，新打地面钻井约800口，地面钻井总数约1400口； 发电装机容量12104kW，建设中的装机容量达34104kW。,中国煤矿瓦斯抽采技术的沿革,中国煤矿瓦斯抽采 与煤矿安全,2006年全国煤炭产量,2006年全国煤炭产量23.25亿吨 其中95以上为井工开采,1976年以来全国煤炭产量与死亡人数,全国煤矿百万吨死亡率,中国煤矿瓦斯抽采量的增长情况,1965,2006,1995,1985,150,600,3000,328,阳泉、淮南、水城、盘江、松藻、晋城、抚

5、顺 、淮北等10个矿业集团年抽采量超过1亿立方米,中国煤矿瓦斯赋存 与灾害程度,影响中国煤矿瓦斯灾害的主要技术因素,煤层瓦斯压力大、瓦斯含量高、煤质松软、透气性低，不易在采前抽采；开采过程过程中放散速度快，易发生煤与瓦斯突出现象，并诱发瓦斯爆炸。 中国煤矿地质构造条件复杂。 中国煤矿开采深度大，华东地区平均开采深度达到650m，且每年以2050m的速度下延。,全国煤矿瓦斯灾害分布,国有煤矿高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井约占50,中国煤层透气性与美国对比,45户重点监控国有煤矿企业 煤与瓦斯突出矿井情况汇总,特大型煤与瓦斯突出矿井数量分布,45户重点监控国有煤炭企业共34对矿井发生过千吨级以上的特大型

6、煤与瓦斯突出，分布于10个省市，最大突出煤岩量12780t，最大突出瓦斯量350万m3。,中国煤矿瓦斯抽采实践证明,除沁水煤田等少数矿区外，中国绝大多数矿区不易采用地面钻井、压裂抽采技术。 中国煤矿瓦斯抽采主要技术方向应以井下和地面抽采相结合，预抽和采动卸压抽采相结合。 现阶段中国煤矿瓦斯抽采的目标应保证煤矿安全生产，同时兼顾煤层气的开发和利用。,煤矿瓦斯抽采 技 术 原 理,保障煤矿安全生产 变高瓦斯突出危险煤层为低瓦斯无突出危险煤层； 使工作面风流中（进风、回风、上隅角、尾巷）的瓦斯浓度不超限。 利用高效洁净能源 保护环境,瓦斯抽采的目的,采前抽采 预抽 采中抽采 卸压抽采 采后抽采 采空

7、区抽采,瓦斯抽采方法分类,单向流动,径向流动,预抽煤层瓦斯原理,煤层压裂 松动爆破 水力冲孔、水力扩孔、水力割缝 驱替（CO2）,预抽煤层瓦斯增透技术,地面垂直钻井结构示意图,地面压裂井筛管完井方式示意图,地面钻井及压裂井,定向爆破增透数值模拟,定向爆破增透原理,定向爆破器材,松动爆破增透原理与器材,水力冲孔孔群增透,采动卸压抽采煤层瓦斯原理,采动卸压抽采煤层瓦斯原理,走向高抽巷,采动卸压抽采煤层瓦斯原理,倾向高抽巷,采动卸压抽采煤层瓦斯原理,倾向穿层孔,采动卸压抽采煤层瓦斯原理,顶板走向孔,采动卸压抽采煤层瓦斯原理,地面钻井,采动卸压抽采煤层瓦斯原理,采动卸压抽采煤层瓦斯原理,底板巷,穿层钻

8、孔,采动卸压抽采煤层瓦斯原理,中国煤矿瓦斯抽采 方 法 实 例,山西省晋城市 沁水蓝焰煤层气公司钻煤层气井450口，运行146口井，日产气量达到50万m3； 沁南煤层气开发示范工程潘河项目已完成100口煤层气井群，抽采能力达70Mm3。,压裂作业现场,瓦斯抽采现场,中国地面煤层气开发CBM-方法实例,中梁山底板网格式穿层钻孔预抽煤层瓦斯方法,底板岩巷,穿层钻孔,放水器,流量计,瓦斯抽采干管,淮北祁南煤矿穿层孔与顺层孔抽采,淮北祁南矿倾向顺层长钻孔递进掩护瓦斯抽采,淮北芦岭煤矿底板岩巷网格式穿层钻孔瓦斯抽采,地面钻井示意图,地面瓦斯抽采效果,淮南谢桥矿采动区域地面钻井法抽卸压瓦斯方法,单井瓦斯抽

9、采量可达1025m3/min，抽采浓度为6095%，抽采半径超过200m,井壁结构,淮南潘一矿远距离下保护层开采 底板巷道网格式上向穿层钻孔卸压瓦斯抽采方法,淮南谢一矿保护层开采 上、下邻近层瓦斯综合抽采方法,参数：B11突出危险煤层瓦斯压力4.5MPa,瓦斯含量14m3/t, B7、B8煤层瓦斯压力1.1MPa,瓦斯含量8m3/t。 层间距：B11B9b 70m;B9aB9b 5.6m;B9aB9b 5.6m B8B9b 9.0m;B7B9b 20.5m;B6B9b 35.0m,方法：开采层顶板走向钻孔抽卸压瓦斯法； 开采层B9b采空区埋管法； B10底板网格式穿层孔抽卸压瓦斯法； B6底板

10、网格式穿层钻孔抽卸压瓦斯法；,淮南新庄孜煤矿煤层群多重上保护层开采 底板巷上向穿层钻孔卸压瓦斯抽采方法,淮南矿业集团远距离下保护层及被保护层瓦斯治理方法,被保护层,卸压瓦斯抽放钻孔,底板瓦斯抽放巷,进风巷,回风巷,顶板高位抽放巷,进风巷,回风巷,保护层,保护层瓦斯抽放钻孔,11#煤层,13#煤层,淮南矿业集团上保护层及被保护层瓦斯治理方法,被保护层,卸压瓦斯抽放钻孔,底板瓦斯抽放巷,进风巷,回风巷,顶板高位抽放巷,进风巷,回风巷,保护层,尾巷,阳泉上邻近层卸压瓦斯抽采系统,顶板倾斜钻孔,安全出口,瓦斯泵房,储瓦斯罐,进风平硐,顶板倾斜钻孔,顶板倾斜钻孔,瓦斯管,瓦斯管,顶板倾斜高抽巷抽采卸压瓦斯法,顶板走向高抽巷抽采卸压瓦斯法,顶板倾斜钻孔抽采卸压瓦斯法,阳泉上邻近层卸压瓦斯抽采方法,进风巷,保护层顶板高位抽放巷,阳泉三矿超远距离保护层及被保护层瓦斯抽采方法,保护层,被保护层底板卸压瓦斯抽放巷,被保护层,卸压瓦斯抽放钻孔,顶板走向高位抽放钻孔,内错式瓦斯尾巷,进风巷,回风巷