【正文】 RIFSRIFS煤礦安全科技周專題講座 礦井瓦斯抽放技術(shù)簡介 主講：姜文忠 博士 2023年 5月 17日 RIFSRIFS主要內(nèi)容 礦井瓦斯抽放的重要意義 我國煤礦抽放瓦斯技術(shù)的發(fā)展 我國煤礦抽放瓦斯主要技術(shù)簡介 低透氣性煤層強化抽放瓦斯技術(shù)研究 鶴崗礦區(qū)瓦斯抽放技術(shù)評價及建議 RIFSRIFS RIFSRIFS二、我國煤礦抽放瓦斯技術(shù)發(fā)展 我國煤礦抽放瓦斯技術(shù)的發(fā)展 （四個階段） ?高透氣性煤層瓦斯預(yù)抽 ?鄰近層卸壓瓦斯抽放 ?低透氣性煤層強化抽放瓦斯 ?高產(chǎn)高效礦井 （ 工作面 ） 綜合抽瓦斯 RIFSRIFS典型礦區(qū)瓦斯抽放技術(shù)簡述 淮南礦區(qū) ： ? 9對生產(chǎn)礦井均為煤與瓦斯突出礦井，礦區(qū)瓦斯涌出總量達 820 m3/min。 ? 特點是原始煤體透氣性低 ()，瓦斯含量大 (12～ 26m3/t)， 瓦斯壓力高 (最高達 6MPa)，煤質(zhì)松軟 (f=)。 ? 采煤工作面瓦斯涌出量最大為 60 m3/min，掘進工作面瓦斯涌出量最大達 8 m3/min。 ? 2023年集團公司抽放瓦斯 m3，平均礦井抽放率 ％。 ? 礦區(qū)采用的抽放技術(shù)主要有： ①頂板走向鉆孔抽放瓦斯技術(shù)； ②專用瓦斯抽放巷道穿層鉆孔抽放技術(shù)； ③ 地面鉆井抽放采動影響區(qū)域瓦斯技術(shù)； ④ 順層鉆孔抽放技術(shù)； ⑤ 采空區(qū)瓦斯抽放技術(shù) 。 二、我國煤礦抽放瓦斯技術(shù)發(fā)展 RIFSRIFS1 2 3 4 5 6 78 9 101112 13 14補1補218192021222324252627補3補4N12 3C15 高 抽巷4567 891011 謝二礦 4111（ 3）工作面順層孔預(yù)抽鉆孔布置圖 在機巷和風(fēng)巷沿煤層傾斜方向施工順層傾向鉆孔 。 孔間距 8～ 10m,孔深 30～ 35m,孔徑 73mm， 抽放濃度為 5～ 15%， 抽放流量為 1～3m3/min， 煤層瓦斯預(yù)抽率達到了 %， 對降低煤壁瓦斯涌出量及防止煤與瓦斯突出起到了一定的作用 。 二、我國煤礦抽放瓦斯技術(shù)發(fā)展 RIFSRIFSA—A剖面3m4m32112341772（3）運輸順槽鉆場A50m60mA潘三礦 1772(3)邊抽邊掘鉆場和鉆孔布置示意圖 參數(shù)：每隔 50m在巷道兩幫各施工 4m 4m 的鉆場 ， 在每個鉆場施工 4個長 65m， 直徑 91mm的抽放鉆孔 。 鉆孔距巷道距離 ～ 。 所以每 個鉆 場內(nèi)開 孔間 距500mm， 鉆孔方位與巷道中線成 1～ 3度的夾角 ，用聚氨酯封孔后不間斷的抽放 ,前后鉆場鉆孔重疊 15m。 二、我國煤礦抽放瓦斯技術(shù)發(fā)展 RIFSRIFS1 m ⅡⅡⅡ ⅡⅠⅠ抽采鉆孔布置圖112192837465111512 、15 511 、14 910 、131211123451413 6 789 10Ⅰ Ⅰ15m 掘進頭超前鉆孔預(yù)抽 在掘進迎頭一次性布置 9個孔深 16m，孔徑 75mm的抽放鉆孔（ 1～ 9＃ ），鉆孔的抽放范圍控制在巷道輪廓外 。在迎頭向后 各施 3個抽放孔（ 10＃ ～ 15＃ ），其參數(shù)為：方位與巷道中線夾角成 20176。，孔深 ，孔徑 75mm，傾角分別為 +5176。，0176。， 5176。迎頭抽放鉆孔每進尺 ，巷道兩幫鉆孔每掘進 一個作業(yè)循環(huán)。 二、我國煤礦抽放瓦斯技術(shù)發(fā)展 RIFSRIFS 工作面抽放管路回風(fēng)巷進風(fēng)巷抽放鉆場 抽放鉆孔 潘一礦 2312（ 3）開采層頂板走向鉆孔（高位鉆孔）瓦斯抽放鉆孔布置圖 在工作面回風(fēng)巷每隔100m布置一個鉆場，鉆場在回風(fēng)巷下幫開口，以 17176。傾角向上施工，掘進 4m后變平，再施工 2m長的鉆機平臺；共布置 5個鉆孔，鉆孔直徑 91mm，長度115m；鉆孔終孔點控制在回風(fēng)巷下幫向下3～ 23m范圍內(nèi)，終孔距煤層法距 18m左右。瓦斯抽放量為 ～，平均 m3/min。 二、我國煤礦抽放瓦斯技術(shù)發(fā)展 RIFSRIFS 回風(fēng)上山回風(fēng)巷采空區(qū)工作面密閉瓦斯抽采頭30m30m瓦斯抽采泵控制閥門采空區(qū)瓦斯抽采管30m15m15m采空區(qū)雙埋管法抽放 隨著回采工作面的移動，將抽放管路預(yù)埋在采空區(qū)的風(fēng)巷位置，預(yù)埋管口距工作面的距離在 15～ 30m左右時投入抽放，在采空區(qū)上下兩巷打密閉，密閉位置距抽放管口 5m左右，密閉的間距 15m。瓦斯抽放濃度為 5～ 10%，平均為 8%，瓦斯抽放純流量為 1～ ，平均為 。 二、我國煤礦抽放瓦斯技術(shù)發(fā)展 RIFSRIFS綜合抽放： ： 以高抽巷、頂板走向鉆孔為主，巷幫邊孔為輔，結(jié)合本煤層順層鉆孔預(yù)抽，上隅角埋 (插 )管做補充的方式治理瓦斯。 瓦斯預(yù)抽率只能達到 7%～ 10%。而綜合抽放時本煤層抽放濃度能保持在 8%左右，高抽巷最大濃度為 42%，最大純量為 32m3/min,采煤工作面瓦斯抽放率能達到 50%以上。 二、我國煤礦抽放瓦斯技術(shù)發(fā)展 RIFSRIFS1— 鉆井；2— 壓力表；3— 156mm管 ；4 —孔板流量計；5—閥 ；6— 瓦斯泵；7— 水箱； 8—避 雷針；9—瓦 斯管；10 —泵房；11— 水管；12—潛 水泵；13—水 池891011121356743300m52112煤層131煤層1b.地面鉆井與泵站示意圖 地面鉆井抽放功能：1）采前預(yù)抽，預(yù)抽期 2～ 4個月； 2）采動卸壓后抽放卸壓帶瓦斯； 3）工作面回采完畢后，可利用其進行采空區(qū)瓦斯抽放。 單井日平均抽出瓦斯 14943m3，單井抽放瓦斯量最高達28800m3/d。正常抽放瓦斯?jié)舛仍?95%左右。 二、我國煤礦抽放瓦斯技術(shù)發(fā)展 RIFSRIFS撫順老虎臺礦： 礦井是一座 “ 水 、 火 、 瓦斯 、 煤塵 、 煤與瓦斯突出 、 沖擊地壓 ” 六害俱全的礦井 ， 相對瓦斯涌出量 ， 絕對涌出量 。 綜放面瓦斯涌出高達 200m3/min；煤與瓦斯突出嚴(yán)重 ， 1997年 10月 3日 ， 780m運輸石門揭煤在煤層中掘進時由于構(gòu)造應(yīng)力的作用發(fā)生突出 ， 突出煤量1,067t， 涌出瓦斯 10萬 m3；沖擊地壓每年發(fā)生近 4000次左右 ， 1993年至 2023年共發(fā)生沖擊地壓 38,383次 ， 其中大于3級 （ 里氏震級 ） 44次 ， 最大達 。 二、我國煤礦抽放瓦斯技術(shù)發(fā)展 RIFSRIFS瓦斯抽放： 撫順礦區(qū)開采的是特厚煤層 ， 從 20世紀(jì) 50年代開始就采取預(yù)抽煤層瓦斯的方式進行瓦斯抽放 ，一般預(yù)抽 2～ 3年左右 ， 主要有采前預(yù)抽 、 邊采邊抽和采空區(qū)抽放等方法 。 2023年礦井瓦斯抽放量為 ， 平均抽放速度為 ， 平均抽放濃度為 50%，生產(chǎn)噸煤抽放量為 。 二、我國煤礦抽放瓦斯技術(shù)發(fā)展 RIFSRIFSⅠⅠⅠ44312213430m505m九七五三一八六四二1反斜鉆孔； 2隔離式鉆孔； 3上抽鉆孔； 4下截式鉆孔 上抽式： 在采區(qū)上部煤柱中布置鉆場，每個鉆場內(nèi)打 5～ 7個鉆孔，一直穿透全煤層，鉆孔角度一般為 0176?！?3176。； 下截式： 將鉆孔布置在采區(qū)下部階段煤柱內(nèi)，布置與上抽式相同； 反斜式： 將鉆場設(shè)在階段的下部和煤層的頂部或頂板油母頁巖內(nèi)，然后打斜交上向鉆孔； 隔離式： 將鉆場和鉆孔布置在邊界（區(qū)間）煤柱中，抽放受采動影響的卸壓瓦斯； 原預(yù)抽孔的邊采邊抽。 總抽放率為 ％ 505采區(qū)邊采邊抽鉆孔布置平斷面圖 邊采邊抽 二、我國煤礦抽放瓦斯技術(shù)發(fā)展 RIFSRIFS中間頂煤瓦斯道頂煤瓦斯道采空區(qū)運輸順槽回風(fēng)煤門回風(fēng)順槽 4223引巷安裝道入風(fēng)煤門780皮帶巷730流水巷21 φ 219mm瓦斯管砂墻密閉680m流水巷2 φ 325mm瓦斯管3 φ 126mm瓦斯管 4 φ 159mm瓦斯管78001－ I巷道布置與瓦斯抽放系統(tǒng)示意圖 采空區(qū)抽放 78001I綜放面回采時瓦斯涌出量：，采用尾巷插管，頂板巷道和采空區(qū)埋管抽放空區(qū)瓦斯，其中風(fēng)排量，抽放量達到 ，抽放率高達 %。 二、我國煤礦抽放瓦斯技術(shù)發(fā)展 RIFSRIFS 2023～ 2023年撫順礦井瓦斯涌出、抽放與利用量 項 目 2023 2023 2023 2023 礦井瓦斯涌出總量（ Mm3） 風(fēng)排瓦斯量 （ Mm3） 抽放瓦斯量 （ Mm3） 礦井抽放率 （ %） 利用瓦斯量 （ Mm3） 瓦斯利用率 （ %） 二、我國煤礦抽放瓦斯技術(shù)發(fā)展 RIFSRIFS晉城寺河礦： 2023年 7月礦井瓦斯鑒定 ， 礦井絕對涌出量為386m 3 / m i n， 抽放量為 130m 3 / m i n， 風(fēng)排量， 相對瓦斯涌出量 21m3/t。 抽放方法有三種 ， 即地面抽放 、 本煤層預(yù)抽和采空區(qū)抽放 。 二、我國煤礦抽放瓦斯技術(shù)發(fā)展 RIFSRIFS（ 1） 地面鉆孔抽放 2023年在寺河礦潘莊井田施工 30口煤層氣井 ， 井距為310 250m， 控制面積為 ,2023年度累計產(chǎn)氣量 538萬 m3。 二期工程的 70口煤層氣井于 2023年底開工 ， 于 2023年 10月份完工 ， 年底形成了 ～ m3/a的煤層氣生產(chǎn)能力； 2023年完成三期工程 ， 進行整個潘莊井田的煤層氣開發(fā) ， 實現(xiàn)年產(chǎn)氣量 3億 m3。 二、我國煤礦抽放瓦斯技術(shù)發(fā)展 RIFSRIFS鉆孔回風(fēng)順槽進風(fēng)順槽鉆場寺河礦掘進時預(yù)抽鉆孔布置 進風(fēng)順槽回采工作面加密鉆孔回風(fēng)順槽寺河礦回采工作面預(yù)抽鉆孔布置 掘進巷道兩側(cè)間隔 150m布置鉆場，鉆場內(nèi)鉆孔呈扇形布置，鉆孔設(shè)計長 200米，實現(xiàn)對掘進面前方和圈定區(qū)域內(nèi)的瓦斯進行抽放； 回采前又進行采前預(yù)抽。 （ 2）本煤層預(yù)抽 二、我國煤礦抽放瓦斯技術(shù)發(fā)展 RIFSRIFS（ 3） 采空區(qū)瓦斯抽放 ? 通過采空區(qū)密閉插管進行半封閉抽放 ， 有效的改變上隅角風(fēng)流運移方向 ， 達到治理上隅角瓦斯的目的 。 ? 工作面回采結(jié)束后 ， 對密閉工作面采空區(qū)繼續(xù)進行全封閉抽放 ， 以減小采空區(qū)瓦斯涌出量 。 ? 采空區(qū)抽放瓦斯混合量： 75～ 80m3/min；抽放 CH4濃度： 13～ 17%；抽放純瓦斯量 11～ 14m3/min。 二、我國煤礦抽放瓦斯技術(shù)發(fā)展 RIFSRIFS 煤礦