【正文】 煤炭是中國的主導(dǎo)能源，高速發(fā)展的社會經(jīng)濟急需大量能源，而東部地區(qū)煤炭作為國家主要能源基地長期不可替代，按照傳統(tǒng)技術(shù)方法，顯然不能適應(yīng)國家社會經(jīng)濟發(fā)展需求。因此，在現(xiàn)有技術(shù)工藝條件下，直接從地面開采煤層氣技術(shù)上還有相當大的難度，不符合中國大多數(shù)煤礦區(qū)的客觀條件。的特性，尤其是低滲透率和非均質(zhì)性，很 不利于直接抽采。 地面鉆井抽采低透氣性煤層瓦斯難度相當大 ——— 中國大多數(shù)煤礦區(qū)煤層氣賦存具有低壓力、低滲透率、低飽和度及非均質(zhì)性強的 39?；茨系V區(qū)目前最大開采深度 —780m，開拓深度 —840m，地?zé)釣?zāi)害嚴重。 傳統(tǒng)的 U 型通風(fēng)方式無法解決深部采煤工作面隅角瓦斯超限問題?；茨系V區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，斷層構(gòu)造多，水平地應(yīng)力大，實測 —820m 水平的最大主應(yīng)力為 ，軟巖遇水膨脹，巖層松軟破碎，裂隙發(fā)育，屬于典型的軟巖礦區(qū)，深部巖巷的掘進和支護制約作用日益突出。(煤層巷道開掘前先布置兩條巖巷 )預(yù)抽瓦斯消突的有效措施，均需要提前準備大量的巖巷和鉆孔工程，采掘接替緊張，實施困難。高瓦斯突出危險煤層透氣性通常比較低，直接進行原始煤 體煤層氣抽采瓦斯消突，需鉆孔布置密集、抽采時間長、效果差，在淺部以巷道或巷道 +穿層鉆孔抽采 (巷道鉆孔法 )卸壓瓦斯的成功經(jīng)驗，以及突出煤層 39。 高瓦斯低透氣性煤層抽采瓦斯難度大，淺部瓦斯治理技術(shù)在深部實施困難。 深部開采面臨的安全技術(shù)問題難以突破 ——— 淮南礦區(qū)是中國地質(zhì)條件復(fù)雜、災(zāi)害頻發(fā)煤礦的典型代表，煤層賦存特征為高瓦斯煤層群 (8—15 層可采煤層 )，煤層瓦斯含量高 (12—36m3/t)，煤質(zhì)極松軟 (堅固性系數(shù) f 為—)，煤層透氣 性低 (滲透率為 )，瓦斯壓力大 (高達 )。研究成果集成創(chuàng)新了沿空留巷 Y 型通風(fēng)煤與瓦斯共采關(guān)鍵技術(shù)所涉及的理論、技術(shù)、材料、裝備及工藝系統(tǒng)，在淮南顧橋、新莊孜，皖北臥龍湖等礦成功實施該技術(shù)，取得了顯著的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益，達到 了國際領(lǐng)先水平。鑒定委員會專家對研究成果給予高度評價：該研究課題采用無煤柱沿空留巷 Y 型通風(fēng)卸壓開采，解決了深井高瓦斯、低滲透率、高地應(yīng)力等復(fù)雜地質(zhì)條件礦區(qū)煤與瓦斯共采技術(shù)難題。 課題組在充分調(diào)研國際煤炭開采現(xiàn)狀后，于 2020 年提出煤層群無煤柱快速留巷 Y 型通風(fēng)煤氣共采研究課題。課題組，由煤礦瓦斯治理國家工程研究中心、淮南礦業(yè)（集團）有限責(zé)任公司、安徽建筑工業(yè)學(xué)院、中國礦業(yè)大學(xué)、安徽理工大學(xué)、沈陽天安礦山機械科技有限公司等企業(yè)和院校、 字體大?。?大 | 中 | 小 20200523 12:39 閱讀： 73 評論 ： 0 低透氣性煤層群無煤柱煤與瓦斯共采關(guān)鍵技術(shù) 39。 同時隨著工作面的開采推進，在沿留空巷內(nèi)沿巷道走向，間隔布置卸壓瓦斯抽采鉆孔，多向多方位抽采本煤層以及鄰近層卸壓瓦斯。移架后形成充填空間，通過機械 化快速立模 提高支模效率和安全性。膏體充填材料通過高壓卡箍鏈接管道，泵入充填模板內(nèi)，固化后形 成充填墻體。沿留空巷巷道支護采用高強度、大預(yù)應(yīng)力錨桿（索）、網(wǎng)、梁聯(lián)合支護，錨固控制巖體 變形提高其主動承載能力，并與留巷充填共同承受采動應(yīng)力的破壞。 Y型通風(fēng)巷道系統(tǒng)可以采用風(fēng)門、風(fēng)窗，調(diào)節(jié)供風(fēng)風(fēng)流，確保風(fēng)流場的穩(wěn)定。應(yīng)用此項技術(shù)成果，符合國家制定的“ 先抽后采”安全開采方針和“煤氣共采”能源戰(zhàn)略，對我國開發(fā)深部煤炭和煤層 氣源，改善礦井安全條件和提高經(jīng)濟效益，緩解常規(guī)油氣供應(yīng)緊張狀況，實施國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、保護大氣環(huán)境，都具有十分 重要的意義。根據(jù)煤層群賦存條件的差異，煤礦瓦斯 治理國家工程研究中心和淮南礦業(yè) (集團 )公司已集中優(yōu)勢力量，正在進行本課題的進一步深入研究，將逐步形成煤層群無煤柱快速留巷 Y型通風(fēng)關(guān)鍵技術(shù)的標準和規(guī)范，保障該項技術(shù)的安全可靠應(yīng)用，實現(xiàn)“三高”礦井的安全、高效生產(chǎn)。變工作面?zhèn)鹘y(tǒng)的 U 型通風(fēng)方式為 Y型通風(fēng) 方式。經(jīng)濟效益和社會效益顯著。正是近距離煤層群煤與瓦斯共采工業(yè)性試驗。 第二種典型 條件：近距離煤層群煤與瓦斯共采工業(yè)性試驗。顧橋煤礦首采關(guān)鍵卸壓層沿空留巷 Y型通風(fēng)煤氣共采實踐表明： 1115(1) 綜采工作面采用沿空留巷 Y型通風(fēng)卸壓抽采瓦斯技術(shù)，遠程穿層鉆孔替代傳統(tǒng)的 C13 煤層底板抽放巷及其在該巷內(nèi)施工的抽采鉆孔； 留巷內(nèi)施工的低位抽采鉆孔替代傳統(tǒng)的抽采本煤層瓦斯的高抽巷，取得了較好的瓦斯治理效果，留巷回風(fēng)流瓦斯?jié)舛仍?%以下， 消除了上隅角瓦斯超限現(xiàn)象，綜采生產(chǎn)的安全可靠性顯著提高。 ——— 取得了兩種典型煤層群條件下的工業(yè)性試驗成功。 第三項技術(shù)：留巷鉆孔瓦斯抽采技術(shù)。成功研究制備了 CHCT 新型充填材料，該材料能滿足礦壓顯現(xiàn)規(guī) 律和巷道變形特性要求，具有良好的承載特性和變形性能且適宜遠距離泵送施工；集成創(chuàng)新了快速留巷巷旁充填工藝 系統(tǒng)。選擇超強桿體、高剛度護網(wǎng)、 超大托盤、超強大扭矩阻尼螺母，實施大扭矩安裝、維持錨 桿的荷載，并向圍巖擴散，形成高強主動高阻穩(wěn)定的錨桿支護圍巖承載結(jié)構(gòu)； 提出采用仿液壓支架結(jié)構(gòu)作為巷內(nèi)輔助加強支護、巷旁充填材料的性能要求有良好的泵送性能，能滿足復(fù)雜高程變化條件下的遠距離泵 送要求，拆模時間應(yīng)滿足綜采工作面快速推進的要求，保證沿空留巷支護墻體能緊隨工作面及時快速構(gòu)筑。 第一項技術(shù)：沿空留巷圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性控制技術(shù)。 根據(jù)煤層群賦存條件，首采關(guān)鍵卸壓層，沿采空區(qū)邊緣沿空留巷實施無煤柱連續(xù)開采，在留巷內(nèi)布置上、下向高、低位鉆孔，抽采頂 底板卸壓瓦斯和采空區(qū)富集瓦斯的煤層瓦斯開采技術(shù)，并通過創(chuàng)新快速構(gòu)建沿空留巷巷旁充填墻體技術(shù)，實現(xiàn)與綜采工作面同步推進的 煤與瓦斯高效共采的開采方法，替 代了多巖巷的抽采卸壓煤層氣的煤氣共采技術(shù)體系。 這項技術(shù)研究，充分采 用了實驗室相似材料模擬、數(shù)值模擬、圍巖結(jié)構(gòu)理論分析等綜合手段，結(jié)合淮南礦區(qū)幾種典型的高瓦斯、高地 壓煤層開采的工業(yè)性試驗，實現(xiàn)了低透氣性煤層群無煤柱煤氣共采技術(shù)的集成。因此，研究并總結(jié)一整套適合低透氣性煤層群無煤柱煤與瓦斯共 采技術(shù)，既是淮南礦區(qū)多年技術(shù)創(chuàng)新的追求和即將大力開 發(fā)深部煤、氣資源的技術(shù)需要，也是貫徹落實國家能源政策和實現(xiàn)煤礦安全高 效開采的客觀需求。煤炭是我國的主導(dǎo)能源，高速發(fā)展的社會經(jīng)濟急需大量能源，而東部地 區(qū)煤炭作為國家主要能源基地長期不可替代，按照傳統(tǒng)技術(shù)方法，顯然不能適應(yīng)國家社會經(jīng)濟發(fā)展需求。因此，在現(xiàn)有技術(shù)工藝條件下，直接從地面開采煤層氣技術(shù)上還有相當大的難度，不符合我國大多數(shù)煤礦 區(qū)的 客觀條件。 地面鉆井抽采低透氣性煤層瓦斯難度相當大 ——— 我國大多數(shù)煤礦區(qū)煤層氣賦存具有低壓力、低滲透率、低飽和度及非均質(zhì)性強的“三 低一強”的特性，尤其是低滲透率和非均質(zhì)性， 很不利于直接抽采。淮南礦區(qū)目前最大開采深度 — 780m，開拓深度 — 840m，地?zé)釣?zāi)害嚴重。 傳統(tǒng)的 U 型通風(fēng)方式無法解決深部采煤工作面隅角瓦斯超限問題。淮南礦區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，斷層構(gòu)造多，水平地應(yīng)力大，實測 — 820m 水平的最大主應(yīng)力為 ， 軟巖遇水膨脹，巖層松軟破碎，裂隙發(fā)育，屬于典型的軟巖礦區(qū)，深部巖 巷的掘進和支護制約作用日益突出。高 瓦斯突出危險煤層透氣性通常比較低，直接進行原始煤體煤層氣抽采瓦斯消突，需鉆孔布置密集、抽采時間長、效果差， 在淺部以巷道或巷道 +穿層鉆孔抽采 (巷道鉆孔法 )卸壓瓦斯的成功經(jīng)驗，以及突出煤層“一面四巷” (煤層巷道開掘前先布置兩條巖巷 ) 預(yù)抽瓦斯消突的有效措施，均需要提前準備大量的巖巷和鉆孔工程，采掘接替緊張，實施困難。 高瓦斯低透氣性煤層抽采瓦斯難度大，淺部瓦斯治理技術(shù)在深部實施困難。 深部開采面臨的安全技術(shù)問題難以突破 ——— 淮南礦區(qū)是我國地質(zhì)條件復(fù)雜、災(zāi)害頻發(fā)煤礦的典型代表，煤層賦存特征為高瓦斯煤層群 (8— 15 層可采煤層 )，煤層瓦斯含量 高 (12— 36m3/t)，煤質(zhì)極松軟 (堅固性系數(shù) f 為 — )，煤層透氣性低 (滲透率為 )，瓦斯壓力大 (高達 )。研究成果集成創(chuàng)新了沿空留巷 Y型通風(fēng)煤與瓦斯共采關(guān)鍵技術(shù)所涉及的理論、技術(shù)、材料、裝備及工藝 系統(tǒng)，在淮南顧橋、新莊孜，皖北臥龍湖等礦成功實施該 技術(shù)，取得了顯著的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益，達到了國際領(lǐng)先水平。鑒定委員會專家對研究成果給予高度評價：該研究課題采用無煤柱沿空留巷 Y型通風(fēng)卸壓開采，解決了深井高瓦斯、低滲 透率、高地應(yīng)力等復(fù)雜地質(zhì)條件礦區(qū)煤與瓦斯共采技術(shù)難題。 課題組在充分調(diào)研國際煤炭開采現(xiàn)狀后，于 2020 年提出煤層群無煤柱快速留巷 Y型通風(fēng)煤氣共采研究課題。（參見中國煤炭報 2020 年 5 月 23 日第 5 版特別報道） 如果提供材料不能滿足需要，可就近聯(lián)系參加單位人員處復(fù)印或到通風(fēng)管理中心復(fù)制電子圖片版本（聯(lián)系電話2724151）。 ㈣國家局擬在下半年組織科技成果進企業(yè)活動。將在山西太原設(shè)置辦事處推廣煤礦瓦斯綜合治理技術(shù)。深井開采帶來高瓦斯、高地壓、高地溫等一系列困難，為尋找出一條創(chuàng)新之路，加大投入，在治理瓦斯上上工程付出了煤質(zhì)代價和經(jīng)濟代價，關(guān)鍵技術(shù)中留巷成功和 Y 型通風(fēng)系統(tǒng)形成，徹底改變了傳統(tǒng)技術(shù)中存在的 U 型通風(fēng)上隅角瓦斯積聚問題、跳采造成通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜問題、留煤 柱的應(yīng)力集中影響問題等，創(chuàng)新了（掘進、回采）支護理論內(nèi)容，在留巷的提高強度、降低成本、工藝技術(shù)改進、研制裝備、理論深化等獲得突破，在降低采面溫度也取得了明顯效果。 ⑸距沿空留巷點 400 米范圍內(nèi)有可靠的軌道進料系統(tǒng)及臨時料場，且與工作面高差不大于 30 米。 ⑶一次采全高工作面，采高 ；放頂煤工作面，煤堅固性系數(shù) f ≥ 2。 ㈣適用條件 ⑴具有或經(jīng)過改造后具有與沿空留巷相通并構(gòu)成 Y型通風(fēng)的巷道系統(tǒng)。 ⑵近距離煤層群煤與瓦斯共采工業(yè)性試驗。 ㈢工業(yè)性試驗和推廣應(yīng)用情況 ⑴遠距離煤層群煤與瓦斯共采工業(yè)性試驗。 ⑶巷幫充填材料研制與快速留巷充填工藝系統(tǒng)。 ㈡主要技術(shù)創(chuàng)新點 ⑴提出留巷鉆孔法煤與瓦斯共采新理念。 ⑷一定程度上解決了深井開采熱害問題，工作面回風(fēng)側(cè)可以降溫 3～ 5 度，改善了煤礦職工作業(yè)環(huán)境。 ⑵利用采空區(qū)留設(shè)的巷道，施工頂、底板穿層鉆孔，抽采臨近層或被保護層斜壓瓦斯，解決了低透氣性煤層群先抽后采問題，實現(xiàn)了煤與瓦斯共采。 一、會議材料明細 ㈠國家能源專家咨詢委員會副主任、中國煤炭學(xué)會理事長、中國煤炭工業(yè)協(xié)會黨委書記、副會長濮洪九在低透氣性煤層群無煤柱煤與瓦斯共采關(guān)鍵技術(shù)推廣會上的講話； ㈡煤礦瓦斯治理國家工程研究中心工作簡報（第三期）； ㈢煤礦瓦斯防治部際協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室關(guān)于印發(fā)低透氣性煤層群無煤柱煤與瓦斯共采關(guān)鍵技術(shù)報告的通知 —— 瓦斯辦［ 2020］ 1 號； ㈣國家發(fā)展改革委辦公廳關(guān)于煤礦瓦斯治理國家工程研究中心開展技術(shù)服務(wù)有關(guān)問題的的復(fù)函 —— 發(fā)改辦能源［ 2020］ 3114 號； ㈤電影剪輯； ㈥參觀礦井名稱：顧 橋礦，謝一礦望峰崗井。 關(guān)于組織學(xué)習(xí)“低透氣性煤層群無煤柱 煤與瓦斯共采關(guān)鍵技術(shù)現(xiàn)場推廣會”內(nèi)容的安排意見 簽發(fā)人：王安民 各原煤生產(chǎn)單位： 低透氣性煤層群無煤柱煤 與瓦斯共采關(guān)鍵技術(shù)有效解決了深井高瓦斯、低滲透率、高地應(yīng)力等復(fù)雜地質(zhì)條件礦區(qū)煤與瓦斯共采技術(shù)難題，其成果集成創(chuàng)新了沿空留巷 Y 型通風(fēng)煤與瓦斯共采關(guān)鍵技術(shù)所涉及的理論、技術(shù)、材料、裝備及工藝系統(tǒng)，達到國際領(lǐng)先水平，在現(xiàn)場實踐中取得了顯著的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益，得到國家有關(guān)部門重視、現(xiàn)場的廣泛關(guān)注。 煤氣共采：沿留空巷回收了階段煤柱，沿留空巷處于開采卸壓區(qū)，為我們提供了安全和較為直接地抽采采動卸壓區(qū)瓦斯的空間。 充填支架：將充填工藝融 合于采煤工藝中，充填支架由側(cè)模板支架、后模板支架和充填模板組成。 充填留巷：選用混凝土充填泵，進行沿留空巷快速連續(xù)充填。 留巷支護：沿留空巷巷道是沿采空區(qū)邊緣人工構(gòu)筑高強支撐墻體將工作面回采巷道保留下來，沿空巷巷道由原工作面回采巷道頂板、底板、保留煤幫及人工構(gòu)筑高強支撐墻體構(gòu)成。 相關(guān)鏈接： Y 型通風(fēng)巷道系統(tǒng)：在煤層群開采時首選關(guān)鍵卸壓層，建立 “ 二進一回 ” 的 Y 型通風(fēng)巷道系統(tǒng)，可采用相鄰的兩個工作面同時設(shè)計、施工三條巷道或利用在采區(qū)邊界建立回風(fēng)上山構(gòu)成。 低透氣性煤層群無煤柱煤與瓦斯共采關(guān)鍵技術(shù)，成功地解決了 深井高瓦斯、低滲透率、高地應(yīng)力等復(fù)雜地質(zhì)條件礦區(qū)的煤與瓦斯共采技術(shù)難題。 低透氣性煤層群無煤柱煤與瓦斯共采關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用要結(jié)合具體試驗地點的煤層群賦存條件。 類似淮南資源條件的礦區(qū)，特別是深部高瓦斯、煤與瓦斯突出煤層群開采必須走無煤柱沿空留巷 Y 型通風(fēng)煤氣共采的道路：利用煤層群開采條件，首采關(guān)鍵卸壓層，采用無煤柱開采技術(shù)，實現(xiàn)全面卸壓開采，抽采卸壓瓦斯，消除煤柱應(yīng)力集中，真正實現(xiàn)大面積區(qū)域消突；實現(xiàn)無煤柱開采的關(guān)鍵是沿空留巷煤與煤氣共采，即沿采空區(qū)邊緣人工構(gòu)筑高強支撐體將回采巷道保留下來，解決深部開采中高地應(yīng)力問題和使巷道在最低的應(yīng)力環(huán)境下長期維護的問題，創(chuàng)新卸壓抽采方法，形成以留巷鉆 孔法連續(xù)抽采卸壓煤層氣技術(shù)體系，替代淺部專用巷道法為主的抽采煤層氣技術(shù) 。通過留巷卸壓煤氣共采，首采卸壓煤層安全回采煤炭 40萬 t，解放上覆 B11b煤層煤量 t；解放下伏 B8煤層 煤量 萬 t；總計解放