瓦斯综合治理.ppt

1、瓦斯综合治理,泸州煤矿三长培训班,.,大于 12%,瓦 斯 爆 炸,瓦斯达到爆炸浓度,足以能引爆的火源,O2,先抽后采矿井应利用一切可利用的条件和一 切能够采用的技术手段，将煤层瓦斯 预抽到有关规定的指标以下后，再进 行煤炭开采 监测监控利用瓦斯检查员、矿井监控系统实现 矿井瓦斯全方位监测监控 以风定产根据矿井实际供风量确定采面、采区、 矿井产量,瓦斯治理方针,通风可靠：系统合理、设施完好、风量充足、风流稳定 抽采达标：多措并举、应抽尽抽、抽采平衡、效果达标 监控有效：装备齐全、数据准确、断电可靠、处置迅速 管理到位：责任明确、制度完善、执行有力、监督严格,煤矿瓦斯综合治理工作体系,通风可靠

2、抽采达标 监控有效 管理到位,一、先抽后采,1.是治理煤矿瓦斯的根本性措施 据不完全统计，原国有重点煤矿中，高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井占49.8，煤与瓦斯突出和瓦斯涌出量大是制约煤矿安全生产的主要因素。多年来，一些煤矿企业通过实施瓦斯先抽后采，不断提高瓦斯抽采率，有效地防止了煤与瓦斯突出，减少了采掘时期的瓦斯涌出量，改善了矿井安全状况,(一)先抽后采的重要性和紧迫性,2.是实现煤矿安全形势稳定好转的迫切要求 瓦斯抽采发展不平衡，基础不牢靠，还存在着薄弱环节和突出问题。抽采率偏低，矿井瓦斯抽采系统装备不足，还不能真正实现瓦斯先抽后采，全国平均瓦斯抽采率不足30%，部分煤矿企业瓦斯灾害仍然很严重。煤

3、矿瓦斯事故仍是“第一杀手”，2005年以来发生重特大瓦斯事故329起、死亡3082人，占煤矿同类事故起数的58.6%、死亡人数的64.6%。实现煤矿安全生产形势稳定好转重点是防治瓦斯，必须加快实现先抽后采,3.首先在于提高认识、转变观念 既要认识到瓦斯治理是一项长期、艰巨、复杂的工作, 又要认识到煤矿瓦斯可防、可控、可治、可用。要做到瓦斯抽采达标，关键是要在理念上真正把先抽采瓦斯作为煤层开采的首要生产环节，首先布局，首先提供资金、人力和工程与技术装备保障。 “发展生产力、保护生命、保护资源、保护环境” ，实现安全高效，实现瓦斯治理由被动防范到主动治理,(二)矿井瓦斯抽放作用 减少开采时的瓦斯涌

4、出量 降低通风费用 抽出的瓦斯可作燃料或工业原料,(三)矿井瓦斯抽放条件 规程第145条规定，有下列情况之一的矿井，必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统 （1）一个采面瓦斯涌出量大于5 ，或一个掘进面瓦斯涌出量大于3 ，且用通风方法解决瓦斯不合理的,（2）矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的： 大于或等于40 年产量1.01.5Mt的矿井,大于30 年产量0.6 1.0Mt的矿井,大于25 年产量0.4 0.6Mt的矿井,大于20 年产量0.4Mt的矿井,大于15 （3）开采有煤与瓦斯突出危险的煤层的,(四)煤层瓦斯抽采难易程度,(五)矿井瓦斯抽放方法 1.本煤层抽放 (1)本煤层未

5、卸压抽放,上向孔 下向孔 水平孔,穿层钻孔 沿层钻孔,穿层上向钻孔施工方便,预抽时间长,钻孔方向上向孔 孔间距钻孔有效抽放半径(一般12m)的2倍 抽放负压孔口负压不超过14kPa 钻孔直径一般70100mm,(2)本煤层卸压抽放,钻场间距4050m 钻孔深度5060m,钻孔深度小于工作面 斜长的2040m,(3)人工增加煤层透气性系数的措施,水力压裂 水力割缝 深孔爆破 交叉钻孔与平行钻孔呈1520的斜向钻孔 酸液处理（含碳酸盐、硅酸盐类的煤层）,2.邻近层瓦斯抽放,邻近层的极限距离 钻场位置运输平巷、回风巷、层间岩巷等 钻场间距3060m 钻孔距离12倍层间距 钻孔角度抽上邻近层的仰角 钻

6、孔进入层位单一邻近层,穿透煤层;多邻近 层,应向瓦斯涌出量大的各层 分别打钻 抽放负压几kPa 钻孔直径一般5775mm,3采空区抽放,全封闭式抽放 半封闭式抽放,密闭式抽放 钻场式抽放 密闭与钻孔结合的综合抽放,专用瓦斯抽放巷道,老空区抽放应加固密闭 采空区抽放要及时检查抽放负压、流量、抽放瓦斯成分与浓度,(六)矿井瓦斯抽放设备,1.管道,管内气体流量,管内气体流速,一般取1015,采区100150mm,大巷150300mm,井筒地面200400mm,管道长度,m,系数,混合气体中瓦斯浓度,管道总阻力计算,摩擦阻力(Pa)计算,2.瓦斯泵,水环式真空泵负压大、流量小 离心式鼓风机抽出量大、管

7、道阻力不高 回转式鼓风机流量几乎不变,瓦斯泵负压计算,瓦斯泵流量计算,瓦斯泵入口处的瓦斯浓度,%,备用系数,取1.2,预计最大的瓦斯抽出量,3.流量计,4.钻机,ZY-50钻孔深度50m SGZ-100钻孔深度100m MK-5A钻孔深度400m,5.封孔装置,封孔器 黄泥封孔 水泥沙浆封孔 聚氨酯封孔,6.安全装置,放水器 防回火装置 水封式防爆防回火装置 抽放瓦斯用抗静电塑料管 抽放瓦斯参数监测仪 放空管 避雷针,阳泉、淮南、水城、盘江、松藻、晋城、抚顺，年抽超1亿,2007年全国瓦斯抽采量达44亿立方米（其中国有重点煤矿30.58亿立方米）,(七)矿井瓦斯抽放管理,坚持“多措并举、应抽尽

8、抽、抽采平衡”的原则 加强先抽后采制度建设 健全瓦斯抽采机构和抽采队伍 加强抽采人员培训 建立健全目标考核体系 加大投入 采用先进技术 提高瓦斯抽采装备水平 提高瓦斯抽采率 努力提高瓦斯利用率 抽、掘、采平衡,抽放瓦斯必须遵守下列规定，利用瓦斯时，瓦斯浓度不得低于30，不利用瓦斯，采取干式抽放瓦斯的设备时，抽采瓦斯浓度不得低于25。,瓦斯抽放矿井，必须按时完成抽放量计划，抽放率:预抽方式，矿井抽放率不小于20%；邻近层抽放，矿井抽放率不小于35%，混合抽放的，矿井抽放率不小于25%,抽采队伍人数基本配置不得少于10人，其中：负责人1人、技术员1人、抽采泵司机3人、瓦斯抽采检测工2人和钻、钳、管

9、工3人,（一）瓦斯检查方法 1巷道风流瓦检方法,二、监测监控,2.采掘面风流及其进回风流瓦检方法,事故案例山西省霍县某煤矿327掘进头，因风筒断开，风流短路，造成200米巷道内瓦斯积聚，而瓦检员脱岗漏检（假报0.1%），当两工人打开电钻盖子送电时，产生火花引爆瓦斯，造成50人死亡 事故案例四川省内江市向家寨煤矿井下的掘进头，采煤工人随意移动局部通风机而拉循环风，造成瓦斯积聚，在没有瓦检员检查瓦斯情况下，工人违章用煤电钻动力电缆搭线爆破，短路产生火花引燃瓦斯，又有部分悬浮煤尘发生爆炸，造成6人死亡，伤10人，直接经济损失数十万元,（二）加强矿井瓦斯检查的管理,健全“一通三防”机构 建立健全安全生

10、产责任制 配备足够数量的瓦斯检查工 下井人员携带便携式甲烷检测仪 划分瓦斯检查地区 瓦斯检查地点及瓦斯检查次数 瓦检三对口制度 瓦斯检查工交接班制度 通风值班人员审阅瓦斯班报制度 严格调度和监控中心值班制度 矿长、矿技术负责人审阅通风瓦斯日报制度 安全培训制度,传感器和执行器 信息传输装置 中心站或主站的硬件 中心站或主站的计算机软件,（三）矿井安全监控系统,1.安全监控系统组成,所有瓦斯矿必须装备矿井安全监控系统,KJ系列、TF-200系列、A-1系列,（1）甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能 （2）当主机或系统电缆发生故障时，系统必须保证甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能 （3）当

11、电网停电后，系统必须保证正常工作时间不小于2h （4）系统必须具有防雷电保护 （5）系统必须具有断电状态和馈电状态监测、报警、显示、存储和打印报表功能 （6）中心站主机不少于2台，1台备用,2安全监控系统功能,3.甲烷传感器的设置,4.甲烷传感器报警、断电、复电浓度,5.其他传感器设置,事故案例2005年2月14日，辽宁省孙家湾煤矿掘进工作面停风甲烷传感器发生故障，矿井安全监控系统报警功能故障四个月未修，积聚的瓦斯被电火花引爆，214人死亡，30人受伤 事故案例河南省某煤矿的综采工作面，风量严重不足，瓦斯积聚引起频繁断电，矿井把甲烷传感器断电浓度向下调0.25%0.4%，于1996年5月21日

12、，放炮引起瓦斯爆炸，84人死亡，68人受伤,(四)安全监控系统管理,甲烷等传感器 井下主机或分站 井下监测设备不延燃电缆连接 声光报警器 中心站 设备备用量 检测报警断电仪调校测试 设施发生故障更换 设施全面维修 安监系统管理制度、责任制 管理记录,三、以风定产,(一)矿井通风能力核定办法 方法一（总体核算法，用于30万吨/年以下矿井） 1.公式一（较适用于低瓦斯矿井）,式中P通风能力，万t/a Q矿井总进风量，m3/ min q平均日产一吨煤需要的风量，m3/t K矿井通风系数，取1.31.5,2.公式二（较适用于高瓦斯、突出矿井和有冲击地压的矿井）,式中P通风能力，万t/a 矿井总进风量，

13、m3/min 0.0926总回风按瓦斯不超0.75%核算的常数 矿井瓦斯相对涌出量（不包括抽放量）, m3/t;取值不小于10，小于10时按10计算 综合系统；,表1 取值表,=1.0+,方法二（由里向外核算法，30万吨/年以上矿井）,1.生产矿井需风量,矿井通风系数，抽出式取1.151.2； 压入式取1.251.3,（1）采煤工作面需要风量,=100,=4N,=25A,低瓦斯矿井,=,不同采煤方式工作面所需基本风量，m3/min；,工作面控顶距工作面实际采高70% 适宜风速（不小于1m/s）,回采工作面采高调整系数，见表2,回采工作面长度调整系数，见表3,回采工作面温度调整系数，见表4,表2

14、 采高调整系数取值表,表3 采面长调整系数取值表,表4 采面空气温度调整系数取值表,高瓦斯矿井,=60,式中,采煤工作面风速，m/s，见表4,采煤工作面的平均断面积，m2,15SQ采240S，m3/ min,(2)掘进工作面需风量,=4N,=25A,+60SV,=,岩巷掘进最低风量： 9 ， m3/min 煤巷掘进最低风量： 15 ，m3/min 岩巷、煤巷道最高风量： 240 ， m3/min,S、V局部通风机吸入口至掘进工作面回风流之间的巷道断面积、风速,(3)井下硐室需风量,机电设备发热量大的水泵房、空气压缩机房等机电硐室温度不得超过30，一般有独立回风道的机电硐室需风量可取150 20

15、0 m3/min 中小型爆破材料库需风量可取60 100m3/min 采区绞车房及变电硐室为6080m3/min 充电室回风流中氢气浓度不超过0.5%，需风量可取100200m3/min,(4)其他井巷实际需风量,9 m3/min 架线机车巷 60 或 30 （架线机车巷中无瓦斯涌出），m3/min,2.矿井通风能力初步计算,P=,按照矿井总进风量与矿井各用风地点的需风量（有效风量）计算出采掘工作面个数（按合理采掘比m1、m2），取当年度每个采掘工作面的计划产量，计算矿井通风能力,式中 P矿井通风能力，万t/a,第i个回采工作面正常生产条件下的年产 量，万t/a,第j个掘进工作面正常掘进条件下

16、的年进尺换算成煤的产量，万t/a m1回采工作面的数量，个 m2掘进工作面的数量，个；m1、m2应符合合理采掘比,矿井通风能力的验证 用风地点有效风量验证 稀释瓦斯能力验证,（二）矿井通风能力验证,（三）矿井通风能力核定结果计算,按照以上方法所计算的通风能力为矿井初步通风能力，凡不符合煤矿安全规程有关规定的，以及有下列情况的，应从矿井通风能力中扣减相应部分的通风能力，扣减后的通风能力为最终矿井核定通风能力,1.高瓦斯矿井、突出矿井没有专用回风巷的采区，没有形成全风压通风系统、没有独立完整通风系统的采区的通风能力；采掘工作面通风系统不完善、不合理的，没有形成全风压通风系统的回采工作面和没有独立完

17、整通风系统的掘进工作面的通风能力，应从矿井通风能力中扣减 2.存在不符合有关规定的串联通风、扩散通风、采空区通风的用风地点的通风能力，应从矿井通风能力中扣减,本办法适用于具有独立通风系统的合法生产矿井,(四)煤矿通风能力核定办法适用范围,煤矿重大安全生产隐患认定办法,第四条“瓦斯超限作业”，是指有下列情形之一的： A.瓦斯检查员配备数量不足的 B.不按规定检查瓦斯，存在漏检、假检 C.井下瓦斯超限后不采取措施继续作业,第五条“煤与瓦斯突出矿井，未依照规定实施防突出措施”，是指有下列情形之一的： A.未建立防治突出机构并配备相应专业人员的 B.未装备矿井安全监控系统和抽放瓦斯系统，未设置采区专用

18、回风巷的 C.未进行区域突出危险性预测的 D.未采取防治突出措施的 E.未进行防治突出措施效果检验的 F.未采取安全防护措施的 H.未按规定配备防治突出装备和仪器的,第六条 “高瓦斯矿井未建立瓦斯抽放系统和监控系统，或者瓦斯监控系统不能正常运行”，是指有下列情形之一的： A.1个采面的瓦斯涌出量大于5米3/分钟或1个掘进工作面瓦斯涌出量大于3米3/分钟，用通风方法解决瓦斯问题不合理而未建立抽放瓦斯系统的,B.矿井绝对瓦斯涌出量达到煤矿安全规程第145条第(二)项规定而未建立抽放瓦斯系统的 C.未配备专职人员对矿井安全监控系统进行管理、使用和维护的 D.传感器设置数量不足、安设位置不当、调校不及时，瓦斯超限后不能断电并发出声光报警的,第七条 “通风系统不完善、不可靠”，是指有下列情形之一的： A.矿井总风量不足的 B.主井、回风井