矿井瓦斯抽采培训课件

矿井瓦斯抽采湖南资江煤业集团有限公司魏宇珍2011年12月20日主要内容瓦斯抽采的相关法令瓦斯抽采的目的和意义矿井瓦斯抽采难易程度及效果评价指标矿井瓦斯的抽采方法钻孔要求封孔技术

2002年8月，国家煤矿安全监察局和中国煤炭协会，为贯彻落实国务院关于安全生产的一系列重要指示和国务院《关于黑龙江省鸡西矿业集团公司“6.20”特大瓦斯事故的通报》精神，召开了全国煤矿瓦斯防治现场会议，在这次会议上作出了向全国煤矿贯彻落实瓦斯治理十二字方针的重要决定。

瓦斯抽采相关法令：“十二字方针”先抽后采以风定产监测监控瓦斯抽采相关法令：“十二字方针”先抽后采：是瓦斯防治的基础，是从源头上治理瓦斯灾害的治本之策。监测监控：是预防瓦斯事故的重要防线和保障措施。以风定产：是防治瓦斯的最基本生产管理措施，是防止井下瓦斯积聚的先决条件。

瓦斯综合治理工作体系：“十六字方针”通风可靠（是治理瓦斯的基础）抽采达标（是防范瓦斯事故的治本之策）监控有效（是防范瓦斯事故的有效手段）管理到位（是瓦斯治理各项措施得到落实的保障）通风可靠“通风可靠”的基本要求是：系统合理、设施完好、风量充足、风流稳定。“系统合理”，就是要求矿井和工作面必须具备独立完善的通风系统，采区实行分区通风，高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井、自然发火严重矿井的采区等，要设专用回风巷，特别是严禁无风作业、微风作业和串联通风作业。“设施完好”，就是风机、风门、风桥、风筒、密闭等井上下通风设施保持完好无损，通风巷道保证有足够的断面并保证不失修。“风量充足”，就是矿井总风量、采掘工作面和各种供风场所的配风量，必须满足安全生产的要求；风速、有害气体浓度等，必须符合《规程》要求；严禁超通风能力组织生产。“风流稳定”，就是要按规定及时测风、调风，保证采掘工作面及其他供风地点风量、风速持续均衡，局扇通风要符合《规程》的要求，采用双风机、双电源，能自动切换，保持连续均衡供风。抽采达标“抽采达标”的基本要求是：多措并举应抽尽抽抽采平衡效果达标抽采达标一多措并举即地面抽采与地下抽采相结合。因地制宜、因矿制宜，把矿井（采区）投产前的预抽采、采动层抽采、边开采边抽采、老空区抽采等措施结合起来，全面加强瓦斯抽采抽放。抽采达标二应抽尽抽即凡是应当抽采的煤层，都必须进行抽采，把煤层中的瓦斯最大限度地抽采出来，降低煤层的瓦斯含量。抽采达标三抽采平衡要求矿井瓦斯抽采能力与采掘布局相协调、相平衡，使采掘生产活动始终在抽采达标的区域内进行。抽采达标四效果达标就是通过抽采，使吨煤瓦斯含量、煤层的瓦斯压力、矿井和工作面瓦斯抽采率、采煤工作面回采前的瓦斯含量，达到《煤矿瓦斯抽采基本指标》规定的标准。监控有效“监控有效”的基本要求是：装备齐全、数据准确、断电可靠、处置迅速。“装备齐全”，就是监测监控系统的中心站、分站、传感器等设备要齐全，安装设置要符合规定要求，系统运作不间断、不漏报。“数据准确”，就是瓦斯传感器必须按期调校，其报警值、断电值、复电值要准确，监控中心能适时反映监控场所瓦斯的真实状态。“断电可靠”，就是当瓦斯超限时，能够及时切断工作场所的电源，迫使停止采掘等生产活动。“处置迅速”，就是要制定瓦斯事故应急预案，当瓦斯超限和各类异常现象出现时，能够迅速作出反应，采取正确的应对措施，使事故得到有效控制。管理到位“管理到位”的基本要求是：责任明确、制度完善、执行有力、监督严格。“责任明确”，就是要把瓦斯治理和安全生产的责任细化，分解落实到煤矿各个层级、各个环节和各个岗位，上至董事长、总经理和总工程师，下至作业现场的每个职工，都要明确自己的具体职责。“制度完善”，就是要建立健全瓦斯防治规章制度，把对各个环节、各个岗位的工作要求，全部纳入规范化、制度化轨道，做到有章可循，并根据井下条件的变化和随时出现的新情况、新问题，不断修改、充实、完善规章制度，不断改进和加强瓦斯治理的各项措施，使管理工作常抓常新，科学有效。“执行有力”，就是要加大贯彻执行力度，在抓落实上狠下功夫。坚持从严要求、一丝不苟，严格执行规章制度，严厉惩处违章指挥、违章作业、违反劳动纪律的行为。落实岗位责任，实现群防群治。“监督严格”，就是要建立强有力的监督机制，加强监督检查。煤矿各级干部必须切实履行安全生产职责。各级煤炭管理部门要加强行业管理和指导，安全监管监察机构要加大监管监察力度，确保国家安全生产法律法规、上级安全生产指示指令在各类煤矿得到切实认真的贯彻落实。瓦斯抽采相关法令：《煤矿安全规程》

《规程》145条。有以下情况之一的矿井，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：（一）1个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m³/min或1个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m³/min，用通风方法解决瓦斯问题不合理的。（二）矿井绝对涌出量达到以下条件的：1.大于或等于40m³/min；2.年产量1.0~1.5Mt的矿井，大于30m³/min；3.年产量0.6~1.0Mt的矿井，大于25m³/min；4.年产量0.4~0.6Mt的矿井，大于20m³/min；5.年产量小于或等于0.4Mt的矿井，大于15m³/min。（三）开采有煤与瓦斯危险煤层的。瓦斯抽采的目的⑴预防瓦斯超限、确保矿井安全生产。⑵开采保护层并具有抽采瓦斯系统的矿井，应抽采被保护层的卸压瓦斯。⑶无保护层可采的矿井，预抽瓦斯可作为区域性或局部防突措施来使用。⑷开发利用资源，变害为利。瓦斯抽采的意义(1)瓦斯抽采是消除煤矿重大瓦斯事故的治本措施。(2)瓦斯抽采能够解决矿井仅靠通风难以解决的难题，降低矿井通风成本。(3)瓦斯抽采能够利用宝贵的瓦斯资源。安全经济环保抽采瓦斯难易程度及效果评价指标

煤层抽采瓦斯难以程度主要针对预抽方法而言，主要有钻孔流量衰减系数和煤层透气性系数两项指标，是用来衡量开采层瓦斯抽采难易程度的重要参数。根据这两项指标将未卸压原始煤层的抽采难以程度划分为三类，即容易抽采、可以抽采和较难抽采。钻孔瓦斯流量衰减系数钻孔流量衰减系数表示钻孔瓦斯流量随时间延长呈衰减变化的系数。钻孔瓦斯流量与时间呈负指数分布。值越大，流量衰减越快，可抽性越差。

抽采瓦斯难易程度及效果评价指标煤层抽采瓦斯难以程度主要针对预抽方法而言，主要有钻孔流量衰减系数和煤层透气性系数两项指标，是用来衡量开采层瓦斯抽采难易程度的重要参数。根据这两项指标将未卸压原始煤层的抽采难以程度划分为三类，即容易抽采、可以抽采和较难抽采。煤层透气性系数煤层透气性系数是反映煤层瓦斯流动难以程度的标志，其物理意义是1m长的煤体上，其压力平方差为1MPa2时，通过1㎡煤体断面，1昼夜流过的瓦斯量m³。单位：㎡/(MPa2·d)1㎡/(MPa2·d)=0.025mD（毫达西）

1m1㎡AB抽采瓦斯难易程度及效果评价指标

煤层抽采瓦斯难以程度主要针对预抽方法而言，主要有钻孔瓦斯流量衰减系数和煤层透气性系数两项指标，是用来衡量开采层瓦斯抽采难易程度的重要参数。根据这两项指标将未卸压原始煤层的抽采难以程度划分为三类，即容易抽采、可以抽采和较难抽采。类别钻孔瓦斯流量衰减系数d-1煤层透气性系数m2·MPa-2·d-1容易抽采＜0.003＞10可以抽采0.003~0.0510~0.1较难抽采＞0.05＜0.1抽采瓦斯难易程度及效果评价指标先抽后采，到底抽到什么程度才可以进行采掘作业？一般用抽采率指标来衡量。根据《矿井瓦斯抽采管理规范》和《防治煤与瓦斯突出规定》，抽采率指标应符合以下规定：（1）预抽煤层瓦斯的矿井：矿井瓦斯抽采率应不小于20%，回采工作面瓦斯抽采率应不小于25%；（2）邻近层卸压瓦斯抽采的矿井：矿井瓦斯抽采率应不小于35%，回采工作面应不小于45%；（3）采用综合抽采方法的矿井：矿井瓦斯抽采率应不小于30%。（4）煤与瓦斯突出矿井：预抽煤层瓦斯后，突出煤层含量应小于该煤层始突深度的原始煤层瓦斯含量，无相关数据则必须把煤层瓦斯含量降到8m³/t以下或将瓦斯压力降到0.74MPa（表压）以下。矿井瓦斯抽采方法的选择（1）瓦斯抽采的原则瓦斯抽采应具有明确的目的性减小风流瓦斯，消除工作面瓦斯超限抽采被保护层卸压瓦斯预抽瓦斯消突开发利用瓦斯抽采要有针对性本煤层瓦斯涌出临近层瓦斯涌出围岩和采空区瓦斯涌出做好抽采设计、施工和管理矿井瓦斯抽采方法的选择（2）抽采瓦斯的方法分类抽采方法适用条件工作面抽采率%开采层抽采瓦斯未卸压抽采由岩巷向煤层打穿层钻孔突出危险煤层30~60煤巷工作面打超前钻孔高瓦斯煤层20~60由开采层机巷、风巷或煤门等上向、下向打顺层钻孔有预抽时间的高瓦斯煤层，突出煤层20~60由石门、岩巷、邻近层煤巷向开采层打穿层钻孔属“勉强抽采”煤层20，个别超过50地面钻孔高瓦斯“容易抽采”煤层20~30密封开采巷道瓦斯“容易抽采煤层”20~30矿井瓦斯抽采方法的选择（2）抽采瓦斯的方法分类抽采方法适用条件工作面抽采率%开采层抽采瓦斯卸压抽采边掘边抽采高瓦斯煤层20~30边采边抽采高瓦斯煤层20~30人为卸压抽采（水力割缝、松动爆破、水力压裂、控制爆破等）高瓦斯“难以抽采”煤层20~30＜30矿井瓦斯抽采方法的选择（2）抽采瓦斯的方法分类抽采方法适用条件工作面抽采率%邻近层抽采瓦斯卸压抽采由开采层机巷、风巷、中巷或岩巷等向邻近层打钻邻近层瓦斯涌出量大，影响开采层安全时40~80由开采层机巷、风巷、中巷等向采空区方向打斜交钻孔40~80由煤门打沿邻近层钻孔40~80在邻近层掘汇集瓦斯巷道邻近层瓦斯涌出量大，钻孔的通过能力满足不了抽采要求时40~80从地面打钻孔地面打钻优于井下时30~70矿井瓦斯抽采方法的选择（2）抽采瓦斯的方法分类抽采方法适用条件工作面抽采率%采空区抽采围岩瓦斯抽采密封采空区插管抽采无自燃危险或采取防火措施时现采采空区设密闭墙插管或向采空区打钻抽采、预埋管抽采由岩巷两侧或正前向溶洞或裂隙带打钻、密闭岩巷进行抽采、封堵岩巷喷瓦斯区并插管抽采围岩有瓦斯喷出危险，瓦斯涌出量大或溶洞。裂隙带储存高压瓦斯时矿井瓦斯抽采方法的选择（3）抽采方法的选择依据抽采瓦斯方法选择主要根据矿井（或采区）瓦斯来源、煤层赋存状况、采掘布置、开采技术条件等综合确定。其原则为：

①瓦斯主要来源于开采层，则既可用钻孔抽采，也可以用巷道预抽，多数采用钻孔预抽法。

②瓦斯主要来源于顶、底板邻近煤层，则可在开采层打穿层钻孔，或在邻近层巷道打钻孔抽采。

③采空区涌出瓦斯较大，可用钻孔或密闭巷道抽采采空区瓦斯。

矿井瓦斯抽采方法的选择（3）抽采方法的选择依据抽采瓦斯方法选择主要根据矿井（或采区）瓦斯来源、煤层赋存状况、采掘布置、开采技术条件等综合确定。其原则为：

④煤层透气性差不易抽采时，则需采用卸压抽采（采掘卸压、人工卸压）方法。

⑤掘进巷道遇到大量瓦斯涌出，而用通风方法难以解决，则可视其瓦斯来源预抽或边掘边抽煤（岩）层瓦斯。

⑥煤层赋存较浅（小于400m），地面平坦，也可考虑垂直钻孔抽采开采层、邻近层或采空区的瓦斯。瓦斯抽采

防突规定中的六种方法1、地面井预抽煤层瓦斯2、穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯3、穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯4、顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯5、穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯6、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯预抽煤层瓦斯抽采钻孔要求

㈠穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制区段内的整个开采块段、两侧回采巷道及其外侧一定范围内的煤层。要求钻孔控制回采巷道外侧的范围是：倾斜、急倾斜煤层巷道上帮轮廓线外至少20m，下帮至少10m；其他为巷道两侧轮廓线外至少各15m。以上所述的钻孔控制范围均为沿层面的距离，以下同。预抽煤层瓦斯抽采钻孔要求穿层钻孔预抽区段煤层瓦斯预抽煤层瓦斯抽采钻孔要求

㈡穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制整条煤层巷道及其两侧一定范围内的煤层。该范围与本条第㈠项中回采巷道外侧的要求相同。㈢顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制整个开采块段的煤层。预抽煤层瓦斯抽采钻孔要求穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯预抽煤层瓦斯抽采钻孔要求顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯预抽煤层瓦斯抽采钻孔要求穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯预抽煤层瓦斯抽采钻孔要求

㈣穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施应当在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m以前实施（在构造破坏带应适当加大距离）。钻孔的最小控制范围是：石门和立井、斜井揭煤处巷道轮廓线外12m（急倾斜煤层底部或下帮6m），同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线（包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线）的最小距离不小于5m，且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时，应当保持煤孔最小超前距15m；预抽煤层瓦斯抽采钻孔要求穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯预抽煤层瓦斯抽采钻孔要求

㈤顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应控制的条带长度不小于60m，巷道两侧的控制范围与本条第㈠项中回采巷道外侧的要求相同。㈥当煤巷掘进和回采工作面在预抽防突效果有效的区域内作业时，工作面距未预抽或者预抽防突效果无效范围的前方边界不得小于20m。预抽煤层瓦斯抽采钻孔要求顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯预抽煤层瓦斯抽采钻孔要求

㈦厚煤层分层开采时，预抽钻孔应控制开采的分层及其上部至少20m、下部至少10m（均为法向距离，且仅限于煤层部分）。2煤底板截流抽采3煤层瓦斯

瓦斯抽采顺层钻孔和穿层钻孔比较穿层钻孔优点：a）由于抽采钻孔和开采煤层呈正交或斜交，钻孔穿透了煤层内的各分层及其层理，瓦斯容易进入钻孔。所以同一煤层和钻孔长度相同的条件下，穿层钻孔抽采瓦斯量大于顺层钻孔。b)可以利用开拓巷道提前打钻孔，赢得充分的预抽时间；对有突出危险的煤层可以避免石门揭煤和掘进煤巷采用其他麻烦的局部防突措施。c)一般在岩石中开孔，封孔质量可靠。顺层钻孔的优点：钻孔煤壁暴漏面积大，钻进效率高，成本低。采用未卸压抽采法抽采薄及中厚煤层时，一般优先考虑顺层钻孔布孔方式。突出煤层，可打穿层钻孔。钻孔施工钻孔方位确定

在方位线上前后各吊一根铅垂线，在立轴内固定好钻杆，调整钻机使钻杆和二根铅垂线相切，此时的方位为施工方位。钻孔施工钻孔倾角确定

在立轴内插入钻杆，将半圆仪紧贴钻杆，调整立轴达到设计角度。钻孔施工钻探工上岗作业应遵守的规定

施工人员要持证上岗，正规操作、按章作业。要穿戴整齐、裤管袖口扎紧，以防被钻机缠住伤人。钻探施工时，一人操作，一人监护。钻孔施工

安装钻杆时应遵守的规定

安装钻杆时钻杆应不堵塞、不弯曲，丝口未磨损；接钻杆时要对准丝口，避免歪斜和磨损；卸钻头时，应严防管钳夹伤硬质合金片、夹扁钻头和岩芯管。钻孔施工钻探过程中当出现断钻具、岩芯管脱落、掉钻头等事故时的处理方法：首先丈量机上残尺、孔内的钻具长度，将数据准确记录下来，详细分析孔内的情况，避免事故复杂化。钻孔施工操作钻机的注意事项