一通三防抽采技术知识课件PPT课件.ppt

矿井瓦斯抽采技术 2020 3 25 1 一 煤矿瓦斯抽采基础知识二 煤矿瓦斯抽采方法三 煤矿瓦斯抽采设备与设施及适用条件四 煤矿瓦斯抽采操作技术五 提高瓦斯抽采效果的方法六 瓦斯抽采设计简要说明七 矿井瓦斯抽采相关规定及标准八 目前存在的问题及改进方向 2 2 为了减少或解除矿井瓦斯对煤矿安全生产的威胁 利用机械设备和专用管道造成的负压 将煤层中赋存或释放的瓦斯抽采出来 送到地面或其他安全地点的方法 1 瓦斯抽采含义 一 瓦斯抽采基础知识 2020 3 25 3 瓦斯抽采主要是为了降低风流中的瓦斯浓度 改善矿井生产的安全状况 并使通风处于合理和良好的状况 因此 应尽可能在瓦斯进入矿井风流之前将它抽采出来 在实际应用中 瓦斯抽采还可作为一项防治煤与瓦斯突出的措施 此外 抽出的瓦斯是一种优质能源 只要保持一定的抽采瓦斯量和浓度 则可加以利用 从而形成以抽促用 以用促抽的良性循环 2 瓦斯抽采的目的 4 1 按抽采瓦斯的来源分类有本煤层抽采 邻近层抽采 采空区抽采和围岩瓦斯抽采 2 按抽采瓦斯的煤层是否卸压分类有卸压煤层抽采瓦斯和未泄压煤层抽采瓦斯 3 按抽采瓦斯与采掘时间分类有煤层预抽瓦斯 边采 掘 边抽和采后抽采瓦斯 4 按抽采工艺分类有钻孔抽采 巷道抽采 和钻孔与巷道混合抽采 3 瓦斯抽采的分类 5 为了判断瓦斯抽采的可能性和抽采效果 安全的进行抽采工作 必须对一些基本参数进行测算 瓦斯抽采基础参数包括 煤层瓦斯含量 瓦斯储量 可抽瓦斯量 抽采率 煤层透气性系数 百米钻孔瓦斯流量衰减系数等 4 瓦斯抽采参数 6 屯兰矿瓦斯参数表 7 1 煤层瓦斯含量 定义 在自然条件下 单位质量或体积的煤体中所含的瓦斯量 m3 t煤或m3 m3煤 重要性 煤层瓦斯含量是决定煤层瓦斯储量 瓦斯涌出量和突出危险性大小的主要因素之一 是进行瓦斯管理工作的基础参数 8 突出矿井煤层瓦斯含量的认识 煤层原始瓦斯含量是当煤层未受到抽采和采动影响而处于原始赋存状态 单位质量煤中所含有的换算成标准状态下 0 0 1MPa 的瓦斯体积 用m3 t和cm3 t表示 残余瓦斯含量是经采动影响泄放和抽采后剩余在煤体中的瓦斯含量 残存瓦斯含量是在常态下不能解析的煤体中的瓦斯含量 残余瓦斯含量大于残存瓦斯含量 抽采量 风排量 残余量 煤层原始瓦斯含量残余量 可解析量 残存量可解析瓦斯量 煤层瓦斯含量 标态下残存瓦斯含量 9 矿井瓦斯储量是指矿井开采过程中能够向矿井排放瓦斯的煤层 包括可采 不可采煤层 与岩层储存的瓦斯总量W W1 W2 W3 W4W 矿井瓦斯总储量 m3W1 可采煤层的瓦斯储量 m3W2 局部可采煤层的瓦斯储量 m3W3 采动影响范围内不可采邻近层的瓦斯储量 m3W4 采动影响范围内的围岩瓦斯储量 m3 2 瓦斯储量的计算 10 可抽瓦斯量是指瓦斯储量中可能被抽放出来的瓦斯量 可按下式计算Wk W dk 100Wk 矿井可抽瓦斯量 m3W 矿井瓦斯储量 m3dk 矿井抽采率 3 可抽瓦斯量概算 11 矿井抽采率是指矿井或采空区抽出的瓦斯量占其风排量与抽采瓦斯量的百分比 Dk 100Qkc Qkc Qkydk 矿井抽采率 Qkc 矿井抽采量 m3 minQky 矿井风排瓦斯量 m3 min 4 抽采率 12 在不受采动影响条件下 煤层内钻孔的瓦斯流量随时间呈衰减变化的特性系数称钻孔瓦斯流量衰减系数 lnqo lnqt tqo 百米钻孔成孔初始时的瓦斯流量m3 min 100m qt 百米钻孔t日排放时的瓦斯流量m3 min 100m t 钻孔涌出瓦斯经历时间 d 钻孔瓦斯流量衰减系数 d 1 5 钻孔瓦斯流量衰减系数 13 煤层透气性系数是衡量瓦斯在煤层内流动难易程度的系数 其意义是 1m3煤体的两侧作用的瓦斯压力平方差为1MPa2时 每日流过该煤体的瓦斯量 r02 p0t F P P0 煤层透气性 M2 MPa d r0 钻孔半径 mp0 煤层原始瓦斯压力 MPat 时间 d 6 煤层透气性系数 14 煤层可抽采性分类表 15 二 煤矿瓦斯抽采方法 16 1 本煤层瓦斯抽采 又称开采煤层瓦斯抽采 目的是为了减少煤层中的瓦斯含量和降低回风流中的瓦斯浓度 以确保矿井安全生产 本煤层瓦斯抽采是指在开采煤层内预先掘进或施工钻孔抽采本煤层内含有的瓦斯 17 在煤层群中 由于开采层的采动影响 使其上部或下部的围岩及煤层卸压 引起这些煤层岩的膨胀变形和透气性的大幅度提高 并引起这些煤层的瓦斯向开采层采掘空间涌出 能向开采煤层采掘空间涌出瓦斯的煤层称为邻近层 2 邻近层瓦斯抽采 按邻近层的位置分为上邻近层抽采和下邻近层抽采 按汇集瓦斯方法分为钻孔抽采 巷道抽采 巷道和钻孔综合抽采三类 18 1 上邻近层瓦斯抽采 上邻近层瓦斯抽采是邻近层位与开采层的上部 通过巷道或钻孔来抽采上邻近层的瓦斯 根据岩层的破坏程度与位移状态可把顶板划分为冒落带 裂隙带和弯曲下沉带 底板划分为裂隙带和变形带 19 20 屯兰矿常见上邻近层瓦斯抽采钻孔示意图 21 2 下邻近层瓦斯抽采 下邻近层瓦斯抽采是邻近层位于开采层下部 通过巷道或钻孔来抽采下邻近层的瓦斯 2020 3 25 22 屯兰矿常见下邻近层瓦斯抽采钻孔示意图 23 通常的采空区抽采有密闭抽采 上隅角插管抽采 通过横贯埋管利用沿空留巷抽采 高抽巷 从地面和井下向采空区打钻 3 采空区抽采及注意事项 采空区抽采前应加固密闭墙 减少漏风 抽采时要及时检查抽采负压 流量 抽采瓦斯成分与浓度 发现问题及时调整 一旦发现一氧化碳浓度有异常变化时 说明煤层有自然发火倾向 应立即停止抽采 采取防范措施 24 上隅角插管抽采示意图 密闭抽采示意图 25 通过横贯埋管利用沿空留巷抽采示意图 高抽巷示意图 26 地面向井下采空区打钻抽采示意图 27 1 目前我矿使用的钻车和钻具有 1 ZDY 4000L型煤矿用履带式全液压坑道钻车 该钻车适合巷道空间较大施工本煤层和邻近层钻孔 三 瓦斯抽采设备与设施及适用条件 28 2 ZDY 4000LP型煤矿用履带式全液压坑道钻车主要适用于掘进或回采巷道采取跨越障碍物的方式施工本煤层钻孔 29 3 CMS 4200 80煤矿用深孔钻车 CMS 6200 80煤矿用深孔钻车适用于煤层较干 地质条件相对稳定 构造较少 空间较小巷道施工钻孔 30 4 CMS1 4000 55型煤矿用深孔穿层钻机对空间要求较低 常用各类邻近层位穿层钻孔的施工 31 我矿目前抽采钻孔直径一般为 113mm 扩孔直径为 153mm 施工煤柱孔直径为 194mm 常用钻杆直径为 73mm 32 2 抽采泵 抽采泵一般有水环式真空泵 离心式鼓风机 回转式鼓风机三种 水环式真空泵离心式鼓风机回转式鼓风机 33 水环式真空泵的优缺点对比 34 水环式真空泵常见的故障及处理方法 35 高负压瓦斯抽采泵站 低负压瓦斯抽采泵站 屯兰矿地面瓦斯抽采泵站 36 为了进行瓦斯抽采 必须在井上下敷设完整的抽采管路系统 以便把矿井瓦斯抽出并输送地面 瓦斯抽采管路系统由主管 干管 支管路及抽采管路的附属装置等几部分组成 目前我矿共有抽采管路82085m 主管1215m 干管32855m 支管48015m 3 抽采管路 37 瓦斯管直径选择的恰当与否对抽采瓦斯系统的建设投资及抽采效果均有影响 管径太大 投资越多 直径过细 阻力损失大 故一般根据主管 分管 支管中不同瓦斯流量 并考虑运输和安装方便的情况下 采用下面计算公式来合理选择瓦斯管径 d 0 1457 Q v 1 2其中 d 瓦斯管内径 mQ 瓦斯管内流量 m3 minv 瓦斯管内流速 一般取5 15m s 瓦斯管径的选择 38 1 阀门在瓦斯管路 主管 干管 支管 上和钻场连接处 均需安装阀门 主要用来调节与控制各个抽采地点的抽采负压 瓦斯浓度 抽采量等 同时修理和更换瓦斯管路可关闭阀门切断通道 4 管道系统的附属设备 D711mmD610mmD426mmD325mmD66mm 39 2 计量装置 孔板流量计 煤矿抽采瓦斯 广泛使用径距取压法的孔板流量计 而孔板的孔径多为瓦斯管道直径的1 2 当瓦斯流量较小时 孔板直径可小于管径的1 2 孔板流量计主要由孔板 测量嘴和钢管组成 40 3 瓦斯流量计算方法Q纯 Q混 瓦斯浓度Q混 K b h1 2 Sp STQ纯 标准孔板的纯瓦斯流量Q混 标准孔板的混合瓦斯流量K 孔板流量校正系数b 瓦斯浓度校正系数 1 1 0 00446X 1 2X 混合气体中的瓦斯浓度 h 孔板前后压差Sp 压力校正系数ST 温度校正系数 41 1 钻孔施工方法及注意事项作业人员根据设计认真对钻孔定位 包括倾角 方位角 钻孔间距等 钻孔方位角的确定 用罗盘或者其他测量器具量出设计中所规定的钻孔方位角 倾角 安装钻孔施工的机架 然后通过转盘调整方位及钻机跑道 并在开孔时 把钻机的跑道 按设计所需的仰角调整 钻孔间距应根据钻孔设计来确定位置 前后误差不得超过1m 四 瓦斯抽采操作技术 42 2 封孔工艺方法 1 普通本煤层钻孔两堵一注封孔工艺为 1 在封孔器上设置3道挡圈 麻袋聚胺酯 2 封孔器5 10米的位置为水泥注浆段3 封孔段内预埋两根导流管 用于注浆 一根用于注浆 一根用于回浆 43 封孔操作方法1 准备封孔材料 2 在封孔管PVC上绑好封孔器和挡圈 3 将两A B封孔药液 一红一两白 在容器内搅拌到轻微发白 4 将搅拌好的聚氨脂封孔药液迅速倒在封孔器上 待封孔药液发白时 快速将封孔管和导流管送入孔内 5 封孔管送入孔内后 钻孔孔口用水泥砂浆封堵 封堵长度为0 3 0 5m 6 注浆时 通过导流管连接注浆泵将聚氨酯注入钻孔内 直到聚氨酯药液溢出为止 并用木楔堵好孔口 44 2 特殊本煤层钻孔封孔方法 封孔工艺为 1 在封孔器上设置3道挡圈 麻袋聚胺酯 2 封孔器5 10米的位置为水泥注浆段3 封孔段内预埋两根导流管 用于注浆 一根用于注浆 一根用于回浆 45 3 松软煤层下一步推广应用封孔方法 采用三囊袋封堵器的封孔堵漏工作原理分为两个过程来实现 带压注浆封孔 一次封孔 和漏气处置 二次封孔 1 注浆管 2 漏气处置管 3 联接阀 4 1 囊袋 5 单向阀 6 2 囊袋 7 爆破阀 8 瓦斯抽采管 9 3 囊袋 10 筛孔管 46 带压注浆 一次封孔 钻孔成孔后 插入指定深度的筛管 通过变接联接三囊袋封孔器和筛管 然后在封孔器末端插入注浆管和二次堵漏注浆管 在封孔器后联接4根4m的PVC瓦斯抽采管 孔口处联接好抽采管 用铁丝绑紧 然后对钻孔进行初次封孔 搅拌好水泥基注浆材料后 通过注浆管进行注浆 浆液将先充满1 2 3 三个囊袋 实现囊袋与钻孔壁的紧密接触 之后注浆压力会升高 当压力升高到爆破阀7的设计爆破压力之后 爆破阀将会被打开注浆 带压力的浆液将会在充满2 3 囊袋之间的空间之后 进入到钻孔壁的裂隙 实现对钻孔壁的注浆 至此完成了初次注浆封孔 漏气处置 二次封孔 在初次注浆封孔一周之后可以进行二次注浆 利用外接高压注浆泵的堵漏注浆管2 在压力作用下 将漏气处置材料注入到1 囊袋和2 囊袋之间的空间及两囊袋周围的裂隙进行充填 以实现二次堵漏 47 4 邻近层钻孔封孔方法 钻孔封孔工艺为 封孔工艺为 1 在封孔器上设置3道挡圈 麻袋聚胺酯 2 封孔器5 10米的位置为水泥注浆段3 封孔段内预埋两根导流管 用于注浆 一根用于注浆 一根用于回浆 48 封孔操作方法1 在施工完毕的钻孔内插入铁管进行护孔 2 准备封孔材料 3 在封孔管PVC上绑好封孔器和挡圈 4 将两A B封孔药液 一红一两白 在容器内搅拌到轻微发白 5 将搅拌好的聚氨脂封孔药液迅速倒在封孔器上 待封孔药液发白时 快速将封孔管和导流管送入孔内 6 封孔管送入孔内后 钻孔孔口用水泥砂浆封堵 封堵长度为0 3 0 5m 7 注浆时 通过导流管连接注浆泵将聚氨酯注入钻孔内 直到聚氨酯药液溢出为止 并用木楔堵好孔口 49 1 光学瓦斯观测器的操作 1 外观检查 2 药品检查 3 气密性检查 4 电路检查 5 光路检查 6 精度检查 3 抽采钻孔观测操作方法 50 2 瓦斯测定方法 1 吸气 用胶皮管将负压采样器出气口与光学瓦检仪的进气口相连 再用胶皮管将负压采样器进气口与16 空心螺栓铜嘴相连 把待测钻孔的螺杆拧下 若发现待测钻孔内水雾较大时 应抽10 30s待水雾较小时 将16 空心螺栓拧在观测眼上 在确定所连接的软管无折弯 漏气的情况下 连续抽动负压采样器10 15次定位置 使被观测的气体进入仪器室 取下连接管光学瓦检仪软管 2 读数 按下光源开关 由目镜读出黑基线位移后靠近的整数数值 然后顺时针转动微调螺旋 使黑基线退到和该整数刻度相重合的位置 从微读数盘上读出小数值 整数位读数与小数位读数相加即为该点的实际瓦斯浓度 51 3 负压测定1 首先观测所携带的 U 型汞柱计是否清晰 完好 如果不清晰或不完好 必须重新更换 2 连接 把16 空心螺栓拧在观测眼上 并用胶管将16 空心螺栓铜嘴与 U 型汞柱计一端相联接 3 读数 U 型汞柱计液面差值即为该钻孔负压 单位为mmHg 4 若 U 型汞柱计两液面跳动频繁 长时间不能稳定时 应检查管路内是否有积水待检查处理完毕再进行观测 52 4 钻孔节流 动压 测定1 首先观测所携带的 U 型水柱计刻度是否清晰 皮托管的畅通性 如果不清晰或不畅通 必须进行重新更换 2 连接 皮托管两个连接口与 U 型水柱计两端连接 3 测量 把连接软管捏住后将皮托管伸入观测眼中 要求皮托管测压头与气流方向相对 同时放开连接软管 负压较大的地方可选用 U 型汞柱计进行测量 4 读数 通过移动皮托管位置 观测眼的上部即0 88r 中间 底部即0 88r 利用 U 型水柱计读取三个压力差值 三个压力差值的平均数即钻孔动压值 mmH2O 53 5 空盒气压计目前矿井大部分使用补偿空盒气压计DYM3型 测量巷道内的某一绝对压力 操作 将补偿空盒气压计安置在待测地点 气压计指针稳定后 观测者应垂直刻度盘面读数取指示值 即为该点的绝对压力 6 温度计空气的温度是影响矿内气候条件的主要因素 而抽采管内的温度与瓦斯流动速度有关 它能直接反应抽采管的承载速度和摩擦阻力 以及影响抽采瓦斯量的情况 所以在井上 下瓦斯管路观测时经常要使用温度计 54 五 提高瓦斯抽采效果的方法 对于透气性低 较难抽出瓦斯的煤层 采用常规的钻孔布置方式预抽煤层瓦斯时 往往达不到所要求的抽采效果 为了解决开采层采掘工作面瓦斯涌出量大的问题 就要采用提高开采层瓦斯抽采量的方法 即通过各种手段 人为强迫沟通煤层内的原有裂隙网络或产生新的裂隙网络 使煤体透气性增加 这种方法称为强化抽采瓦斯方法 55 提高开采层瓦斯抽采量的途径大致有以下几种 1 增加钻孔的暴露面 1 加大钻孔的直径 2 增加钻孔深度 3 适度增加钻孔密度 2 提高抽采负压 3 延长钻孔抽采时间 4 改变煤层透气性1 高压水力压裂 割缝 技术 2 CO2预裂增透技术 3 爆破松动 致裂泄压法 4 物理化学卸压法5 其他机械 密钻孔卸压法 5 深孔交叉布孔 56 煤矿井下水力压裂技术是一种借鉴油气行业地面水力压裂 将其技术 装备改进后引入到煤矿井下 利用高压水注入煤层之后 依次进入一级弱面 张开度较大的层理或切割裂隙 二级裂隙弱面 原生微裂隙 同时压力水在裂隙弱面内对壁面产生内压作用下 导致裂隙弱面发生扩展 延伸 以至相互之间发生联接贯通过程实现压裂分解 从而使内部裂隙弱面的扩展 延伸 以及相互之间贯通 形成相互交织的贯通裂隙网络 扩大煤层暴露面积 为卸压瓦斯涌出提供通道 达到提高煤层透气性的目的 高压水力压裂 割缝 技术简介 57 注入压力 指水注入弱面充水空间时的压力 该压力主要由注水泵来提供滤失压力 因煤体本身的孔隙的润湿和毛细作用 造成注入压力损失的那部分压力 注入压力 滤失压力 条件 裂缝延伸原理 58 高压水力压裂 割缝 技术抽采效果对比分析 未压裂钻孔抽采效果 压裂钻孔抽采效果 采取压裂 割缝 增透后的钻孔与常规钻孔的瓦斯浓度对比 经观测计算得出 采取压裂 割缝 综合增透钻孔的平均瓦斯抽采浓度是常规钻孔的2 65倍 从瓦斯抽采纯流量测定的结果可以看出 采取压裂 割缝 综合增透的钻孔 其平均瓦斯抽采纯流量是常规钻孔的2 59倍 59 主要研究内容针对目前所采煤层瓦斯赋存特点利用CO2煤层预裂增透解吸技术对所施工的本煤层钻孔进行CO2预裂增透 1 复合气体置换解吸煤层瓦斯机理及经济置换气体试验研究 2 复合气体置换解吸防治瓦斯突出技术合理参数及解吸气体处理技术研究 3 复合气体置换解吸技术防治瓦斯突出效果现场考察 4 本煤层钻孔CO2煤层预裂增透效果及影响抽采半径技术研究 CO2煤层预裂增透主要研究内容 关键技术 关键技术CO2煤层预裂增透解吸技术的关键技术是CO2煤层预裂器装置 该装置主要由主体腔 化学热反应装置 充排气电极阀 泄能阀 定压泄能片 止飞机构 密封垫 切割圈等组成 将液态的CO2注入CO2煤层预裂器内腔 关闭注液阀 将预裂器置于抽采钻孔内 通过矿用发爆器在充气排气阀上的两个电极上加脉冲电流约0 5 2秒 装置中的化学热反应材料迅速反应放热 将液态CO2温度迅速升高 致使其压力随之增大 达到设定压力时 定压泄能片破裂 使得CO2气体高速喷出 从而使其能够在煤层裂隙中膨胀 导致煤层裂隙进一步扩大 增大煤层透气性 60 61 二氧化碳预裂增透技术抽采效果对比分析 采取二氧化碳预裂后瓦斯浓度为47 91 预裂钻孔单孔平均瓦斯抽采量为0 085m3 min 未采用CO2预裂的本煤层钻孔平均瓦斯抽采量为0 028m3 min 采用CO2预裂的本煤层钻孔单孔平均瓦斯抽采量较未预裂钻孔提高了2倍 预裂钻孔抽采效果 未预裂钻孔抽采效果 62 六 瓦斯抽采设计简要说明 一 瓦斯抽采的必要性1 工作面瓦斯来源情况分析根据邻近层煤层综合分析得出 工作面回采瓦斯来源主要为本煤层及上 下邻近层瓦斯 2 工作面瓦斯涌出量预测 1 开采层瓦斯涌出量计算 2 邻近层瓦斯涌出量计算3 工作面通风系统4 工作面风排瓦斯量5 瓦斯抽采的必要性根据 煤矿瓦斯抽采基本指标 中工作面回采前煤层瓦斯含量必须降至8m3 t以下的要求 为了防止工作面回采期间瓦斯超限事故的发生 采用本煤层抽采 上 下邻近层抽采 采空区上隅角抽采治理瓦斯的措施 确保工作面安全生产 63 二 瓦斯抽采的可行性分析 根据煤层透气性系数和百米钻孔瓦斯衰减系数 按照AQ1027 2006 煤矿瓦斯抽采规范 中表1 煤层瓦斯抽采难易程度表 的要求 推算煤层是否属可以抽采煤层 三 瓦斯抽采方案的确定1 抽采方案的确定依据2 抽采方法的选择依据根据邻近工作面瓦斯抽采情况及本工作面瓦斯来源情况等综合分析 确定工作面采用本煤层预抽 上 下邻近层瓦斯抽采及采空区瓦斯抽采来解决工作面回采期间的瓦斯问题 3 抽采钻孔的布置方式 1 本煤层钻孔布置 2 上邻近层钻孔布置 3 下邻近层钻孔布置 4 初采初放钻孔布置 64 4 钻孔封孔工艺5 抽采效果预测 1 本煤层钻孔抽采量预测 2 轨道巷内上邻近层钻孔抽采量预测 3 低浓度抽采系统抽采量预测 4 底抽巷本煤层钻孔抽采量预测6 抽采率计算 QC标量 QC标量 Qf标量 工作面抽采率 QC标量 工作面标准状况抽采量 m3 minQf标量 工作面标准状况风排量 m3 min 65 四 抽采管路管径选型1 管径选型计算 D 0 1457 Q V 1 22 抽采管路阻力计算及孔口负压计算泵站抽采总负压减去由矿井阻力公式计算出管路总阻力 管路末端负压大于13 3KPa即符合要求 3 抽采管路系统布置及要求 66 七 瓦斯抽采相关规定及标准 煤矿瓦斯抽采达标暂行规定第一章总则第一条为实现煤矿瓦斯抽采达标 根据 煤矿安全监察条例 等法规 规程 制定本规定 第二条煤矿瓦斯抽采以及对煤矿瓦斯抽采达标工作的监督检查适用本规定 第三条按照本规定应当进行瓦斯抽采的煤层必须先抽采瓦斯 抽采效果达到标准要求后方可安排采掘作业 第四条煤矿瓦斯抽采应当坚持 应抽尽抽 多措并举 抽掘采平衡 的原则 瓦斯抽采系统应当确保工程超前 能力充足 设施完备 计量准确 瓦斯抽采管理应当确保机构健全 制度完善 执行到位 监督有效 煤矿应当加强抽采瓦斯的利用 有效控制向大气排放瓦斯 第五条应当抽采瓦斯的煤矿企业应当落实瓦斯抽采主体责任 推进瓦斯抽采达标工作 第六条各级地方煤矿安全监管部门和各驻地煤矿安全监察机构 以下统称煤矿安全监管监察部门 对辖区内煤矿瓦斯抽采达标工作实施监管监察 对瓦斯抽采未达标的矿井根据本规定要求实施处罚 67 西山煤电 集团 有限责任公司瓦斯抽采利用管理规定 一 瓦斯抽采设计管理规定1 瓦斯抽采钻孔施工前 必须由矿总工程师组织编制瓦斯抽采设计 报集团公司批准后 方可执行 澳钻钻孔的施工设计由各矿井与钻探公司共同编制 双方审核签字后报集团公司审批 2 钻孔施工过程中需要更改设计 包括澳钻钻孔施工设计 或补充设计时 必须报集团公司批准后 方可执行 3 煤矿井下瓦斯抽采系统除采空区内 密闭内外必须选用涂层钢管或是不锈钢管路 4 为了降低瓦斯抽采系统的阻力 高负压瓦斯抽采系统中支管路管径 内径 应不小于300mm 多个钻孔与支管之间的连接管路管径 内径 应不小于200mm 钻孔封孔段孔径 内径 应不小于50mm 低负压瓦斯抽采系统中支管路管径 内径 应不小于400mm 68 5 各矿井要不断优化抽采方法和钻孔施工参数 努力提高瓦斯抽采效果 本煤层抽采要大力推广大孔径 108mm 长钻孔 180m 等区域递进抽采方式 逐步取消小孔径 短钻孔等局部抽采方式 采煤工作面为单斜构造的应采用单侧上向孔布置方式 采煤工作面存在走向方向的向斜 背斜构造的应采用双侧交叉钻孔布置方式 6 采用 U 型通风系统的采煤面瓦斯治理方法选用原则 1 绝对瓦斯涌出量 5m3 min的采煤工作面 宜采用上隅角埋管方法治理上隅角瓦斯 2 绝对瓦斯涌出量为5 15m3 min的采煤工作面 宜采用本煤层预抽 回风巷高低位裂隙带钻孔及上隅角埋管等方法治理工作面瓦斯 3 绝对瓦斯涌出量为15 25m3 min的采煤工作面 宜采用本煤层预抽 瓦斯治理巷高低位裂隙带钻孔及瓦斯治理巷横贯埋管等方法治理工作面瓦斯 4 绝对瓦斯涌出量 25m3 min的采煤工作面 宜采用本煤层预抽 瓦斯治理巷高低位裂隙带钻孔 地面L型钻孔及瓦斯治理巷横贯埋管等方法 或采用切顶卸压沿空留巷技术治理工作面瓦斯 5 受下邻近层瓦斯影响的采煤工作面 宜采用底抽巷卸压抽采钻孔解决下邻近层瓦斯的治理方法 69 7 科学使用千米钻机开展消突预抽工作 在符合规定的前提下 优先选择千米钻机施工掘进巷道条段消突钻孔 掩护巷道掘进 也可利用已施工巷道采用普通钻机向邻近未掘进区域施工短距离消突钻孔 掩护巷道掘进 8 严禁向采空区内施工地面抽采钻井抽采采空区内瓦斯 否则必须履行报批程序 采掘工作面揭露或接近地面抽采钻井100米范围内 必须制定专项安全技术措施 否则不允许揭露或接近通过 同时各矿井必须与西山蓝焰公司办理好地面钻井资料交接手续 掌握好地面钻井的详细资料 以便采取针对性措施 9 瓦斯抽采设计中必须明确瓦斯抽采管路应安设的安全防护设施 70 煤矿瓦斯抽采基本指标AQ1026 2006 有下列情况之一的矿井 必须建立地面永久抽采瓦斯系统或井下临时抽采瓦斯系统 a 一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3 min或一个掘进工作面瓦斯涌出量大于m3 min 用通风方法解决瓦斯问题不合理时 b 矿井绝对涌出量达到以下条件的 大于或等于40m3 min 年产量1 0 1 5Mt的矿井 大于30m3 min 年产量0 6 1 0Mt的矿井 大于25m3 min 年产量0 4 0 6Mt的矿井 大于20m3 min 年产量等于或小于0 4Mt的矿井 大于15m3 min c 开采有煤与瓦斯突出危险煤层 71 1 采煤工作面瓦斯抽采率应达到的指标 72 2 采煤工作面回采前的可解析瓦斯量应达到的指标 73 3 矿井瓦斯抽采率应达到的指标 74 七 存在的问题及改进方向 1 针对地质条件复杂煤层煤质松软 瓦斯压力大 钻孔施工过程中存在煤渣成块状容易塌孔 抱钻现象 为了解决上述问题我区与兄弟单位及全国多矿专家调研已经形成一些行之有效的解决办法 如采取压风排渣 改用肋骨钻杆代替普通圆钻杆 在施工过程中通过钻杆表面肋骨形成的螺旋槽将孔内块状煤渣顺利排出 增强了钻孔的出渣效果 防止孔内煤渣堆积造成堵钻 并应用中煤科工集团西安研究院有限公司研发的 宽叶片螺旋钻杆钻进和筛管完孔 这一整套技术 有效地提高了钻孔成孔率 保障了后期的瓦斯抽采通道 尽可能的避免因松软破碎煤层而造成塌孔 采用上述办法也不能彻底断绝塌孔现场的发生 后续我们会继续加强对这方面的研究 争取早日破解钻孔施工过程中塌孔现场的发生 75 钻杆内孔安设筛管护孔技术 钻进到预定孔深由钻杆内孔下入筛管顶掉钻头内芯提拔钻具 松软煤层中风压空气钻进护孔技术 76 宽叶片螺旋钻杆 松软煤层中风压空气钻进装备组成 宽叶片能够实现机械拧卸钻杆 减轻工人劳动强度叶片搅动钻孔内沉粉 提高排粉效果大通孔 减小过风阻力