矿井瓦斯综合治理-煤科总院贵阳.doc

煤与瓦斯突出防治技术 主讲 主讲蔡成功 教授 Tel15893051269 E 河 南 理 工 大 学 二○一○年四月二十六日 1 蔡成功博士、 蔡成功博士、教授 河南理工大学瓦斯地质研究所副所长 电话15893051269 电话 E 曾任 曾任煤科总院抚顺分院瓦斯突出研究室主任 煤科总院北京安全技术研究所总工程师 2 教授主要内容 1 矿井瓦斯基础理论 2 矿井瓦斯抽采技术方法 3 防治煤与瓦斯突出规定解读 防治煤与瓦斯突出规定 4 煤与瓦斯突出防治技术 5 煤与瓦斯突出事故案例 3 1 矿井瓦斯基础理论 4 1 矿井瓦斯基础理论 矿井瓦斯概念 广 义 狭义 井下有害 气体的总称 专指甲烷 5 1 矿井瓦斯基础理论 瓦 斯 成 因 生物化学成气时期 在植物沉积成煤初期的泥炭化过程 中，有机物在隔绝外部氧气进入和温度 不超过65℃的条件下，被厌氧微生物分 不超过65℃的条件下， 65 解为CH 解为CH4、CO2和H2O。 泥炭时期埋深不大， 泥炭时期埋深不大，生成的瓦斯通 过渗滤和扩散排放到大气中，因此， 过渗滤和扩散排放到大气中，因此，生 物化学作用产生的瓦斯一般不会保留在 煤层内。 煤层内。 煤化变质作用时期 随着煤系地层的沉降及所 处压力和温度的增加， 处压力和温度的增加，泥炭转 化为褐煤. 有机物在高温、 化为褐煤 . 有机物在高温 、 高 压作用下，处于变质造气时期， 压作用下，处于变质造气时期， 挥发分减少，固定碳增加， 挥发分减少，固定碳增加，生 成的气体主要为CH 成的气体主要为CH4和CO2。 6 1 矿井瓦斯基础理论 煤 阶 生气量 （ m3/t） 阶段生气量 （ m3/t） 褐 煤 长焰煤 气 煤 肥 煤 焦 煤 瘦 煤 贫 煤 无烟煤 68 168 100 212 44 229 17 270 41 287 17 333 46 419 86 7 1 矿井瓦斯基础理论 瓦斯在煤体内存在状态 游离瓦斯 吸附瓦斯 吸着状态 吸收状态 以自由气体 分子存在于煤 体或围岩的较 大裂隙、 大裂隙、孔隙 和空洞之中。 和空洞之中。 在与颗粒固体 在分子之间引力 作用下， 作用下，被吸着 在煤体孔隙的内 表面上。 表面上。 瓦斯分子进 入煤体颗粒结 构内部， 构内部，与煤 体固体分子相 结合。 结合。 图例 瓦斯在煤层内存在状态 游离瓦斯； 吸收瓦斯； 1 - 游离瓦斯；2 - 吸收瓦斯；3 - 吸着瓦斯 8 1 矿井瓦斯基础理论 矿井瓦斯来源 煤（岩） 层和地下水释 放出来的天然 气。 化学及生 物化学作用产 生的。 生的。 如坑木腐 烂 、 煤氧 化 的 煤氧 气态产物。 气态产物。 煤炭生产 过程中产生 的。 如 井 下 作、比人员 呼吸、火药 爆破、充电 等。 9 1 矿井瓦斯基础理论 瓦斯性质 可燃性 爆炸性 室息性 有毒性 甲烷 重烃 氢气 甲烷 氢气 甲烷 二氧化碳 氮气 一氧化碳 硫化氢 二氧化硫 二氧化氮 10 1 矿井瓦斯基础理论 带 名 从上到下） （ 从上到下 ） CO 2 -N 2 N2 N 2 -CH 4 CH 4 气 带 成 因 空气～ 空气 ～ 生化成因 空气成因 变质成因 变质成因 CO 2 按体积 按体积 20～ 20 ～ 80 0 ～ 20 0 ～ 20 0 ～ 10 N2 按体积 按体积 20～ 20 ～ 80 80～ 80 ～ 100 20～ 20 ～ 80 0 ～ 20 CH 4 按体积 按体积 0 ～ 10 0 ～ 20 20～ 20 ～ 80 80～ 80 ～ 100 11 1 矿井瓦斯基础理论 地质构造 开放性构造是煤层有利于瓦斯的放散， 开放性构造是煤层有利于瓦斯的放散，因此开放性构 造发育煤层，瓦斯含量就小；封闭性构造， 造发育煤层，瓦斯含量就小；封闭性构造，阻断瓦斯放散 通道，相应煤层瓦斯含量大。 通道，相应煤层瓦斯含量大。 煤 层 瓦 斯 含 量 主 要 决 定 因 素 水文地质条件 煤层赋存条件 煤层围岩性质 围岩致密完整、不透气时，煤层瓦斯易于保存；反之， 围岩致密完整、不透气时，煤层瓦斯易于保存；反之， 煤层瓦斯易于逸散。 煤层瓦斯易于逸散。 煤层有露头瓦斯易于排放，无露头瓦斯易于保存；对 煤层有露头瓦斯易于排放， 无露头瓦斯易于保存； 同一煤层，瓦斯风化带以下，煤层瓦斯含量随深度加大而 同一煤层， 瓦斯风化带以下， 增大；在其它条件相同，同一开采深度上，煤层倾角越小， 增大； 在其它条件相同， 同一开采深度上， 煤层倾角越小， 煤层所含瓦斯越多。 煤层所含瓦斯越多。 地下水交换活跃地区，水能从煤层中带走大量瓦斯， 地下水交换活跃地区，水能从煤层中带走大量瓦斯， 从而使煤层瓦斯含量明显减少。 从而使煤层瓦斯含量明显减少。 煤的变质程度越高，生成的瓦斯量越大。 煤的变质程度越高，生成的瓦斯量越大。当其它条件 相同，煤的变质程度越高，煤层瓦斯含量就越大。 相同，煤的变质程度越高，煤层瓦斯含量就越大。 12 煤的变质程度 1 矿井瓦斯基础理论 矿井瓦斯涌出方式 瓦 斯 （ CO2 ） 喷 出 从煤体或岩体 裂隙、孔洞或炮 眼中大量瓦斯 CO2 异常涌出的 现象。 20m 现象 。 在 20m 巷道 范围内，涌出瓦 斯量≥ /min， 斯量≥1.0 m3/min， 且 持 续 时 间 在 8h 以上时，该采掘 区即定为瓦斯 喷出危 险 （ CO2 ） 喷出危险 区域。 区域。 13 一般涌出 特殊涌出 由采落煤炭和煤层、 由采落煤炭和煤层 、 岩层的新鲜暴露面， 岩层的新鲜暴露面 ， 通 过孔隙、 裂隙， 缓慢、 过孔隙 、 裂隙 ， 缓慢 、 长时间的涌出。 长时间的涌出。 采掘时，在极短的时间 内 ， 瓦斯又 煤体 、 围岩内突 然 、 大量的涌出 ， 有时还伴 有煤粉、煤块和岩石等。 有煤粉、煤块和岩石等。 煤与瓦斯突出 瓦斯喷出 1 矿井瓦斯基础理论 煤层瓦斯含量 瓦斯含量 瓦斯 瓦斯 量 层瓦斯 瓦斯 量 量 煤 层 瓦斯 量 量 矿 井 瓦 斯 涌 出 量 主 要 影 响 因 素 瓦斯 煤层 层 瓦斯 量 煤 煤 含瓦斯 瓦斯 煤 瓦斯 量 瓦斯 量 量 量 瓦斯 量瓦斯 量 响 瓦斯 量 瓦斯 14 1 矿井瓦斯基础理论 矿井瓦斯等级划分 根据矿井相对瓦斯涌出量、 根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对 瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为 瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为 低瓦斯矿井 矿井相对 瓦斯涌出量 10m 小 于 10m3/t ， 且矿井绝对 瓦斯涌出量 小 于 40 /min。 m3/min。 高瓦斯矿井 煤与瓦斯突出矿井 矿井相对瓦斯涌出量大于10m /t或矿井绝 矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝 10 对瓦斯涌出量大于40 /min。 40m 对瓦斯涌出量大于40m3/min。 低瓦斯矿井中，相对瓦斯涌出量大于 10m /t或有瓦斯喷出的个别区域 10m3/t 或有瓦斯喷出的个别区域 （ 采区或工作 或有瓦斯喷出的个别区域（ 面）为高瓦斯区，该区按高瓦斯矿井管理。 为高瓦斯区，该区按高瓦斯矿井管理。 发生 煤 （岩）与瓦 斯突出矿井、 鉴定有煤与 瓦斯突出危 险的矿井。 险的矿井。 15 1 矿井瓦斯基础理论 矿井瓦斯等级鉴定 新井没计前， 新井没计前，地勘部门根据各煤 层的瓦斯含量资料， 层的瓦斯含量资料，预测矿井瓦斯等 级，作为计算风量的依据。 作为计算风量的依据。 生产矿井每年必须进行矿井瓦斯等级 鉴定，同时进行二氧化碳涌出量的测定， 鉴定，同时进行二氧化碳涌出量的测定， 作为核定和调整风量的依据。 作为核定和调整风量的依据。 鉴定时间和基本条件 在七月或八月上、中、 下旬中各取一天 （ 间隔 10 天 ） ， 分三 个 班 （ 或四个 班 ） 进行测 定 工作 。 被鉴 定的矿井 、 煤 层 、 水平或 采区的回采 产 量应达到该 地区设计产量的60％ 地区设计产量的60％。 60 测点选择 通风机的风硐、各水 平 、 各煤层 和 各采区的回 风道测风站 内 。 如无测风 站 ， 可选取 断 面规整并无 杂物堆积的 － 段平直巷道 做测点。 做测点。 测定内容 测定内容 为风量和风流 中甲烷、 中甲烷、 二氧 化碳浓度。 化碳浓度。 16 1 矿井瓦斯基础理论 矿井瓦斯的危害 瓦斯窒息 瓦斯爆炸 煤与瓦斯突出 瓦斯燃烧 污染环境 当 CH4 升至 43 43 ， O2 降 至 12 12 ， 人感到 呼吸困难； CH4 当 CH4 升 至 57 57 ， O2 降 到 9 以 下 ， 人 短时间窒息 死亡。 死亡。 当巷道或 采场空气中 的瓦斯浓度 15 在 5 ～ 15 范 围内时，一 旦存在点火 源，将会引 起瓦斯爆炸 事故。 事故。 当煤层瓦斯 压力较高、地 质构造复杂、 地应力较大、 煤体破坏严重 时，在该地区 采掘作业时易 发生煤与瓦斯 突出。 突出。 当巷道内 的瓦斯浓度 低 于 5 或 超 15 过 15 时 ， 一 旦存在点火 源，会酿成 瓦斯燃烧事 故。 CH4 是 仅 次 于氟利昂的 温室气体， 产生的温室 效 应 是 CO2 的 25 ～ 30 倍 ， 时 效 长 达 100 ～ 150 年 之久。 之久。 17 1 矿井瓦斯基础理论 瓦斯爆炸的基本条件 瓦斯浓度 引爆火源 氧含量 5～16瓦斯。 16瓦斯。 瓦斯 650～750℃的 650～750℃的 引爆火源。 引爆火源。 空气中氧含量 不低于12 12。 不低于12。 18 1 矿井瓦斯基础理论 瓦斯爆炸的界限 19 1 矿井瓦斯基础理论 可燃气体的混入 气体 瓦 斯 爆 炸 的 主 要 影 响 因 素 混 气体的 气体的混入 气体混入 的混入 可燃气体 混 气体的 体 20 1 矿井瓦斯基础理论 瓦斯爆炸的危害 爆炸产生高温 爆炸产生高压 爆炸产生大量有害气体 当 瓦 斯 浓 度 为 9.5 爆炸时产生的瞬 ％时，爆炸时产 生的瞬 瓦斯爆炸后的气体 压力是爆炸前压力的7 压力是爆炸前压力的 7 ～ 瓦斯爆炸后 ， 不仅氧气减少 ， 且产生大量有害气体 。 爆炸后氧气 185010％ 一氧化碳２ 间 温 度 可 达 1850- 10 倍 。 气 体 压 力 骤 然 增 6 ～ 10 ％ 、 一氧化碳 ２ ～ ４ ％ 。 而当 2650℃ 这样高的温度， 空气中氧化碳浓度达到 氧化碳浓度达到0 2650℃。这样高的温度， 大 ， 形成 强大 的冲击波 ， 空气中 氧化碳浓度达到 0.4 ％ 时 ， 不仅会烧伤人员、 不仅会烧伤人员 、烧坏 推 倒 支 架 、 损 坏 设 备 、 人就会中毒死亡；当氧气浓度减少到 人就会中毒死亡 ； 设备， 10％ 设备，还可能点燃支架 使 巷 道 或 工 作 面 的 顶 板 10 ％ － l2 时 ， 人就会失去知觉窒息 和煤尘， 和煤尘， 引起井下火灾 和煤尘爆炸事故， 和煤尘爆炸事故 ，扩大 灾情。 灾情。 坍塌及造成现场人员伤 亡将使矿井遭受严重破 坏。 而死。在瓦斯、煤尘爆炸事故中， 而死。在瓦斯、 煤尘爆炸事故中 ，死 于一氧化碳中毒的人数占死亡总人数 的70％以上。 70％以上。 21 1 矿井瓦斯基础理论 瓦斯爆炸的引起原因 瓦斯积聚 引爆火源 管理不善、 管理不善、人员失职 局 部 通 风 机 停 止 运 转 风 筒 断 开 或 严 重 漏 风 采 掘 面 风 量 不 足 局 扇 出 现 循 环 风 风 流 短 路 通 风 系 统 不 合 理 采 空 区 或 盲 巷 存 在 瓦 斯 异 常 涌 出 电 火 花 放 炮 火 花 撞 击 、 摩 擦 火 花 明 火 22 1 矿井瓦斯基础理论 防治瓦斯爆炸措施 防治瓦斯超限和积 聚措施 杜绝火源 管理措施 防 防 治 巷 道 瓦 斯 积 聚 治 工 作 面 回 风 瓦 斯 超 限 防 治 工 作 面 上 隅 角 瓦 斯 超 限 及 时 封 闭 盲 巷 局 部 瓦 斯 排 放 措 施 按 要 求 配 备 防 爆 设 备 使 用 安 全 炸 药 严 禁 明 火 防 止 撞 击 、 摩 擦 火 花 提 高 人 员 素 质 加 强 通 风 管 理 加 强 瓦 斯 检 查 管 理 加 强 机 电 防 爆 管 理 加 强 监 察 系 统 管 理 23 1 矿井瓦斯基础理论 防治瓦斯爆炸范围扩大措施 原理当发 生爆炸时，超前 于爆炸火焰的冲 击波将隔爆棚上 装有岩粉、水等 抑爆剂的容器被 击碎或掀翻，使 抑爆剂飞散开， 在巷 中形成一 度的岩粉云 区或水 区，当 于爆风传播 的爆炸火焰到 一区 时被抑 爆剂扑灭，阻止 前 爆炸 传播。 传播。 撒步岩粉措施 当发生瓦斯爆炸时， 当发生瓦斯爆炸时，风流把岩粉和沉积煤尘 同时扬起形成岩粉一煤尘混合粉尘云； 同时扬起形成岩粉一煤尘混合粉尘云；瓦斯爆炸 火焰进入混合尘云区时， 火焰进入混合尘云区时，岩粉吸收爆炸火焰热量 使系统冷却降温， 使系统冷却降温，同时岩粉粒子可把煤尘粒子隔 开起到屏蔽热辐射、热传导等， 开起到屏蔽热辐射、热传导等，可以有效地阻止 瓦斯爆炸的发展传播，最终将其扑灭。 瓦斯爆炸的发展传播，最终将其扑灭。 规程规定，在所有运输巷和回风巷中必 规程规定， 须撒布岩粉。岩粉可燃物的含有率不得超过5 须撒布岩粉。岩粉可燃物的含有率不得超过5％； 游离二氧化硅含有率不得超过10％；不含砷 10％；不含砷， 游离二氧化硅含有率不得超过10％；不含砷，五 氧化二磷含量不超过0.01％；岩粉的粒度必须全 0.01％； 氧化二磷含量不超过0.01％；岩粉的粒度必须全 部小于0.5mm 其中70 以上小于0.075mm 0.5mm， 70％ 0.075mm。 部小于0.5mm，其中70％以上小于0.075mm。 隔爆措施 被 动 岩 粉 棚 被 动 水 棚 被 动 水 袋 棚 自 动 隔 爆 棚 24 2 2.1 矿井瓦斯抽采技术方法 我国瓦斯抽采历史 我国瓦斯抽采的历史可追溯到1637年 天工开物 我国瓦斯抽采的历史可追溯到1637年，天工开物 记载 1637 有利用竹管引排煤中瓦斯的方法。1938年 有利用竹管引排煤中瓦斯的方法。1938年，抚顺龙风矿首次利 用抽采泵进行采空区抽采。五十年代在抚顺、阳泉、 用抽采泵进行采空区抽采。五十年代在抚顺、阳泉、天府和北 票局开展矿井抽采瓦斯；六十年代，中梁山、焦作、淮南、 票局开展矿井抽采瓦斯；六十年代，中梁山、焦作、淮南、包 松藻、峰峰等局的矿井开展了抽采瓦斯工作。90年代以来 年代以来， 头、松藻、峰峰等局的矿井开展了抽采瓦斯 工作。90年代以来， 随着矿井开采深度增加、开采强度增大， 随着矿井开采深度增加、开采强度增大，一些低瓦斯矿井变为 高瓦斯矿井和突出矿井，因此需要抽采瓦斯的矿井越来越多， 高瓦斯矿井和突出矿井，因此需要抽采瓦斯的矿井越来越多， 瓦斯抽采技术在煤矿生产中得到了普遍的推广应用。 瓦斯抽采技术在煤矿生产中得到了普遍的推广应用。 25 2 矿井瓦斯抽采技术方法 我国煤矿瓦斯抽采技术的发展 2.2 我国瓦斯抽采技术的发展 高透气性煤层抽采 瓦斯阶段 50年代初期，在抚顺 年代初期， 年代初期 高透气性特厚煤层中首 次成功采用井下钻孔预 抽煤层瓦斯， 抽煤层瓦斯 ， 解决了抚 顺矿区深部开采的关键 技术问题，在透气性小 于抚顺煤层的其它矿井 未取得抚顺矿区那样明 显的效果。 显的效果。 邻近层卸压抽采 瓦斯阶段 50年代中期， 采用穿层钻孔 年代中期， 年代中期 抽采上邻近层瓦斯在阳泉获得成 功，解决了煤层群开采中首采面 瓦斯涌出量大的问题。同时， 瓦斯涌出量大的问题。同时，认 识到利用煤层开采后形成的顶底 板采动卸压作用对未开采的相邻 煤层， 煤层，包括不可采的煤层进行边 采边抽可以有效地抽出瓦斯。 采边抽可以有效地抽出瓦斯。 低透气性煤层强化 抽采瓦斯阶段 突出煤层抽采瓦斯效 果不理想 、 难以消除突出 威胁 。 从 60年代末开始 ， 年代末开始 试验研究了多种强化抽采 开采煤层瓦斯的方法， 开采煤层瓦斯的方法 ， 如 煤层高 、 中压注水 、 水力 压裂、 压裂 、 水力割缝 、 松动爆 破、大直径钻孔等。 大直径钻孔等。 26 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.2 我国瓦斯抽采技术的发展 我国煤矿瓦斯抽采技术的发展 综合抽瓦斯阶段 低浓度、大流量抽采阶段 低浓度、 80年代开始 ， 随着机采、 90年代末， 随着高位钻孔抽采上隅 年代末， 80 年代开始， 随着机采 、 综采和 年代开始 年代末 放顶煤技术的应用， 开采强度增大， 角瓦斯技术的应用，抽采量明显增大， 放顶煤技术的应用 ， 开采强度增大 ， 角瓦斯技术的应用 ，抽采量明显增大 ， 使工作面绝对瓦斯涌出量大幅度增加。 抽采瓦斯浓度降低， 使工作面绝对瓦斯涌出量大幅度增加 。 抽采瓦斯浓度降低 ，煤矿开始实施大管 为了解决高产、 低阻力、大流量、多回路抽采。 为了解决高产 、 高效工作面多瓦斯涌 径 、 低阻力 、大流量、 多回路抽采。 抽 出源、 高瓦斯涌出量的问题， 采系统能力是需要抽采能力的2～ 倍 出源 、 高瓦斯涌出量的问题 ， 必须结 采系统能力是需要抽采能力的 ～ 3倍， 合矿井的地质开采条件， 个别煤 矿建设高、 合矿井的地质开采条件 ， 实施综合抽 个别煤矿建设高 、 低浓度双抽采系统和 采瓦斯。 分区抽采系统。 采瓦斯。 分区抽采系统。 27 2 2.3 矿 数 （ ） 井 量 个 40 35 29 矿井瓦斯抽采技术方法 国有重点高突矿井分布及实施抽采情况 38 35 高突矿井数 已抽放矿井数 30 25 20 15 10 5 0 15 11 29 24 18 18 21 17 11 11 13 13 14 14 11 11 6 6 4 3 2 2 22 7 25 24 24 23 2 11 9 19 6 11 河 北 省 山 西 省 辽 宁 省 吉 林 省 黑 龙 江 江 苏 省 安 徽 省 江 西 省 山 东 省 河 南 省 湖 南 省 四 川 省 重 庆 市 贵 州 省 云 南 省 陕 西 省 甘 肃 省 中 煤 集 团 神 华 集 团 28 2 2.4 抽放量（亿m3 抽放量（ 50.00 45.00 40.00 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 矿井瓦斯抽采技术方法 1988年以来我国抽采量变化 47.35 26.14 23.00 18.66 15.21 6.30 5.64 7.29 4.58 6.00 3.82 4.34 5.34 5.30 3.58 8.35 9.84 7.42 8.67 11.46 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 年份 29 2 2.5 抽放量（Mm3 抽放量（ 700 600 矿井瓦斯抽采技术方法 2006年各省（市）抽采瓦斯量 600.18 500 400 294.15 251.78 335.48 300 250.06 184.91 177.39 108.05 72.23 200 100 57.40 72.27 37.26 6.07 0.31 4.82 河南 湖南 四川 重庆 64.40 54.40 33.80 8.63 贵州 云南 陕西 甘肃 中煤 神华 0 河北 山西 辽宁 吉林 黑龙 江苏 安徽 江西 山东 30 2 2.6 抽 放 量 （ 万 m3） 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 山西 矿井瓦斯抽采技术方法 2006年瓦斯抽采量超过1 亿m3 的省市 60018.22 33548.22 29414.51 25178.44 25005.68 18491.16 17738.9 10805.13 贵州 辽宁 安徽 重庆 黑龙江 河南 神华集团 31 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.7 2006年抽采量超过50Mm3煤矿企业 抽 放 量 （ 万 m 3） 35000 30460.49 30000 25000 17498.2 15836.07 15783.82 15496.64 15623.42 10316.2 20000 15000 9988.24 10059.53 9342.37 10000 7734.48 6227.4 7828.26 5997.9 6380.31 5509.88 5000 0 阳泉 晋城 淮南 水城 盘江 松藻 鸡西 宁煤 抚顺 淮北 铁法 阜新 丰城 平顶山 芙蓉 西山 32 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.8 煤矿瓦斯抽采基本方法 按抽采瓦斯 来源分类 ① 开采层瓦斯抽采 ② 邻近层瓦斯抽采 ③ 采空区瓦斯抽采 ① 采前抽采预抽 采前抽采 边采边抽 采中抽采 ②采中抽采 边掘边抽 采后抽采 ③ 采后抽采采空区抽故 ① 巷道抽采法 按抽采工艺 分类 钻孔抽采法 ② 钻孔抽采法 地面钻孔 井下钻孔 巷道、 ③ 巷道、钻孔混合抽采法 沿层钻孔 穿层钻孔 拐弯钻孔 33 瓦 斯 抽 采 方 法 按抽采与采掘时 间关系分类 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.8 煤矿瓦斯抽采基本方法 穿层钻孔抽采瓦斯 34 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.8 煤矿瓦斯抽采基本方法 沿层钻孔 抽采瓦斯 35 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.8 煤矿瓦斯抽采基本方法 边掘边抽 36 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.8 煤矿瓦斯抽采基本方法 尾巷倾斜钻孔抽采邻近层瓦斯 37 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.8 煤矿瓦斯抽采基本方法 迎面斜交钻孔抽采邻近层瓦斯 38 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.8 煤矿瓦斯抽采基本方法 底板岩巷钻孔抽采邻近层瓦斯 39 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.8 煤矿瓦斯抽采基本方法 顶板岩巷钻孔抽采邻近层瓦斯 40 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.8 煤矿瓦斯抽采基本方法 地面垂直钻孔抽采邻近层瓦斯 41 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.8 煤矿瓦斯抽采基本方法 插管抽采半封闭采空区瓦斯 42 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.8 煤矿瓦斯抽采基本方法 向冒落拱上方打钻孔抽采半封闭采空区瓦斯 43 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.8 煤矿瓦斯抽采基本方法 工作面尾巷抽采半封闭采空区瓦斯 44 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.8 煤矿瓦斯抽采基本方法 地面钻孔抽采半封闭采空区瓦斯 45 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.8 煤矿瓦斯抽采基本方法 密闭巷道抽采全封闭采空区瓦斯 46 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.9 抽采瓦斯新技术－预抽瓦斯技术 北票台吉矿穿层网格布孔预抽开采层瓦斯技术 47 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.9 抽采瓦斯新技术－预抽瓦斯技术 中梁山穿层网格布孔预抽开采层瓦斯技术 48 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.9 抽采瓦斯新技术－预抽瓦斯技术 中梁山穿层网格布孔预抽开采层瓦斯技术 49 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.9 抽采瓦斯新技术－预抽瓦斯技术 中梁山穿层网格布孔预抽开采层瓦斯技术 50 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.9 抽采瓦斯新技术－预抽瓦斯技术 焦作九里山矿沿层交叉钻孔预抽开采层瓦斯技术 51 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.9 抽采瓦斯新技术－预抽瓦斯技术 水城大河边矿底板专用巷抽采瓦斯技术 52 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2000～4000m 2.9 抽采瓦斯新技术－预抽瓦斯技术 盘 区 巷 道 3301及2307采面区域 晋城寺河矿区域预抽瓦斯技术 53 500m 连采机 多巷掘进巷道 500m 3302及3303采面区域 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.9 抽采瓦斯新技术－预抽瓦斯技术 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 I 1 I I 4 3 2 1 回采布置工 作面煤体 1 1 2 3 4 5 6 7 8 10 9 回采布置工 作面煤体 8 10 9 15 14 13 12 11 2 3 4 5 6 7 15 14 13 12 11 连采机 多巷掘 进面 晋城成庄矿掘进面扇形钻孔抽采瓦斯技术 54 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.9 抽采瓦斯新技术－预抽瓦斯技术 铁法地面钻孔煤层水力压裂抽采瓦斯技术 55 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.9 抽采瓦斯新技术－预抽瓦斯技术 煤层气定向羽状水平井抽采瓦斯技术 56 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.9 抽采瓦斯新技术－预抽瓦斯技术 山西宁武盆地武M1－ 山西宁武盆地武M1－1井眼轨迹水平投影 M1 57 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.10 抽采瓦斯新技术－卸压抽采瓦斯技术 阳泉平行工作面顶板瓦斯巷抽采瓦斯技术 58 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.10 抽采瓦斯新技术－卸压抽采瓦斯技术 阳泉垂直工作面顶板瓦斯巷抽采瓦斯技术 59 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.10 抽采瓦斯新技术－卸压抽采瓦斯技术 瓦斯巷与钻孔综合布置抽采瓦斯技术 60 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.10 抽采瓦斯新技术－卸压抽采瓦斯技术 铁法晓南矿顶板岩石水平长钻孔抽采瓦斯技术 61 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.10 抽采瓦斯新技术－卸压抽采瓦斯技术 上风巷 抽采管路 顶板抽采钻场 煤 层 倾 向 工作面 瓦斯抽采钻孔 淮南潘三矿高位钻孔抽采瓦斯技术 62 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.10 抽采瓦斯新技术－卸压抽采瓦斯技术 水城大湾矿高位抽采钻孔布置 63 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.10 抽采瓦斯新技术－卸压抽采瓦斯技术 铁法大兴矿水平长钻孔抽采瓦斯技术 64 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.10 抽采瓦斯新技术－采空区抽采瓦斯技术 均压埋管抽采 采空区瓦斯技术 65 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.10 抽采瓦斯新技术－采空区抽采瓦斯技术 走向高抽巷抽采采空区瓦斯技术 66 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.10 抽采瓦斯新技术－采空区抽采瓦斯技术 倾向高抽巷抽采瓦斯技术 67 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.10 抽采瓦斯新技术－采空区抽采瓦斯技术 老虎台矿54001一 综放工作面 老虎台矿54001一I综放工作面从 54001 1995年 月开采， 1995年2月开采，同时采用上述方法 抽采采空区瓦斯，直到同年12 12月 抽采采空区瓦斯，直到同年12月，共 抽出瓦斯2 201万 抽出瓦斯2 201万 ，抽出率达到 93．69％， ％，基本上消除了瓦斯超限和 93．69％，基本上消除了瓦斯超限和 积聚的现象。 积聚的现象。 老虎台矿引巷密闭插管抽采采空区瓦斯技术 68 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.10 抽采瓦斯新技术－综合抽采瓦斯技术 工作面综合抽采瓦斯技术 69 2 矿井瓦斯抽采技术方法 上隅角抽放管 高位孔抽放管 本煤层抽放管 浅孔抽放管 挡风墙 风 巷 抽放气室 2.10 抽采瓦斯新技术－综合抽采瓦斯技术 高位钻孔 高位钻场 己15--12100采面 本煤层钻孔 本煤层抽放管 机 巷 采面浅孔 采 面 支 架 采 空 区 平顶山回采面分源抽采瓦斯技术 70 2 矿井瓦斯抽采技术方法 2.10 抽采瓦斯新技术－抽采瓦斯系统 建 立 两 套 抽 采 系 统 本煤层预抽 本煤层 预抽 高负压、低流量。 高负压、低流量。 采空区卸压抽采 采空区卸压抽采 低负压、大流量。 低负压、大流量。 晋城双系统抽采瓦斯技术 71 2 1 矿井概况 矿井瓦斯抽采技术方法 2.11 抽采瓦斯设计 2 瓦斯抽放论证 2.1 矿井瓦斯基础参数 2.2 瓦斯抽放必要性论证 2.3 瓦斯抽放的可行性论证 3 抽放瓦斯方法 3.1 抽放方法选择依据 3.2 回采工作面抽放瓦斯方案设计 3.3 抽放量预计 4 抽放系统和抽放设备 5 抽放瓦斯日常检查与管理 72 3 防治煤与瓦斯突出规定 新的特点 新的特点 以人为本，科学引领，严格要求。 以人为本，科学引领，严格要求。 新的理念 多措并举、可保必保、应抽必抽、抽采平衡。 多措并举、可保必保、应抽必抽、抽采平衡。 区域防突措施为前提，局部防突措施为补充。 区域防突措施为前提，局部防突措施为补充。 不掘突出头、不采突出面。 不掘突出头、不采突出面。 新的举措 两个“四位一体” 两个“四位一体” 引入瓦斯含量和瓦斯压力作为区域预测指标。 引入瓦斯含量和瓦斯压力作为区域预测指标。 必须开展瓦斯突出预测敏感指标及临界值研究。 必须开展瓦斯突出预测敏感指标及临界值研究。 专门增加“法律责任”章节。 专门增加“法律责任”章节。 73 3 防治煤与瓦斯突出规定 为了加强煤与瓦斯突出的防治工作， 第一条 为了加强煤与瓦斯突出的防治工作，有效预防煤矿 突出事故，保障煤矿职工生命安全，根据安全生产法 突出事故，保障煤矿职工生命安全，根据安全生产法、 矿山安全法 矿山安全法、国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规 定等法律、行政法规，制定本规定。 等法律、行政法规，制定本规定。 74 3 防治煤与瓦斯突出规定 本规定所称突出煤层， 第三条 本规定所称突出煤层，是指在矿井井田范围内发生 过突出的煤层或者经鉴定有突出危险的煤层。 过突出的煤层或者经鉴定有突出危险的煤层。 本规定所称突出矿井，是指在矿井的开拓、 本规定所称突出矿井，是指在矿井的开拓、生产范围内有 突出煤层的矿井。 突出煤层的矿井。 以伤亡的代价确定突出矿井，不符合我国当前以人为本。 1.以伤亡的代价确定突出矿井，不符合我国当前以人为本。 2.突出预测的技术水平的提高使得提前鉴定突出煤层成为 突出预测的技术水平的提高使得提前鉴定突出煤层成为 可能。 可能。 3.结果是做到防患于未然。 结果是做到防患于未然。 结果是做到防患于未然 75 3 防治煤与瓦斯突出规定 有突出矿井的煤矿企业、 第五条 有突出矿井的煤矿企业、突出矿井 应当根据突出矿 井的实际状况和条件，制定区域综合防突措施和局部综合防突 井的实际状况和条件，制定区域综合防突措施和局部综合防突 措施。 措施。 区域综合防突措施包括下列内容 区域综合防突措施包括下列内容 区域突出危险性预测； （一）区域突出危险性预测； 区域防突措施； （二）区域防突措施； （三）区域措施效果检验； 区域措施效果检验； 1.建立了我国防突新体系； 建立了我国防突新体系； 建立了我国防突新体系 区域验证。 （四）区域验证。 2.区域为主 局部综合防突措施包括下列内容 区域为主，局部为辅； 局部综合防突措施包括下列内容 区域为主，局部为辅； 更加强调验证和效果检验。 工作面突出危险性预测； 更加强调验证和效果检验 （一）工作面突出危险性预测； 3.更加强调验证和效果检验。 工作面防突措施； （二）工作面防突措施； （三）工作面措施效果检验； 工作面措施效果检验； 安全防护措施。 （四）安全防护措施。 76 3 防治煤与瓦斯突出规定 77 3 防治煤与瓦斯突出规定 防突工作坚持区域防突措施先行 区域防突措施先行、 第六条 防突工作坚持区域防突措施先行、局部防突措施补 充的原则。突出矿井采掘工作做到不掘突出头 不采突出面。 不掘突出头、 充的原则。突出矿井采掘工作做到不掘突出头、不采突出面。 未按要求采取区域综合防突措施的，严禁进行采掘活动。 未按要求采取区域综合防突措施的，严禁进行采掘活动。 多措并举、 区域防突工作应当做到多措并举 可保必保、应抽尽抽、 区域防突工作应当做到多措并举、可保必保、应抽尽抽、 效果达标。 效果达标。 1.采取局部防突措施的过程中发生突出，甚至伤亡事故。 采取局部防突措施的过程中发生突出，甚至伤亡事故。 采取局部防突措施的过程中发生突出 2.通过采取区域防突措施，使得实施局部防突措施远离严重突出区 通过采取区域防突措施， 通过采取区域防突措施 杜绝伤亡事故。 域，杜绝伤亡事故。 78 3 防治煤与瓦斯突出规定 矿井有下列情况之一的， 第十一条 矿井有下列情况之一的，应当立即进行突出煤层 鉴定；鉴定未完成前，应当按照突出煤层管理 鉴定；鉴定未完成前，应当按照突出煤层管理 （一）煤层有瓦斯动力现象的； 煤层有瓦斯动力现象的； （二）相邻矿井开采的同一煤层发生突出的； 相邻矿井开采的同一煤层发生突出的； （三）煤层瓦斯压力达到或者超过0.74MPa的。 煤层瓦斯压力达到或者超过0 74MPa的 MPa 79 3 防治煤与瓦斯突出规定 突出煤层和突出矿井的鉴定 由煤矿企业委托具有 第十二条 突出煤层和突出矿井的鉴定由煤矿企业委托具有 突出危险性鉴定资质的单位进行。 突出危险性鉴定资质的单位进行。鉴定单位应当在接受委托之 日起120天内完成鉴定工作。鉴定单位对鉴定结果负责。 120天内完成鉴定工作 日起120天内完成鉴定工作。鉴定单位对鉴定结果负责。 煤矿企业应当将鉴定结果报省级煤炭行业管理部门、 煤矿企业应当将鉴定结果报省级煤炭行业管理部门、煤矿 安全监管部门、煤矿安全监察机构备案。 安全监管部门、煤矿安全监察机构备案。 煤矿发生瓦斯动力现象造成生产安全事故， 煤矿发生瓦斯动力现象造成生产安全事故，经事故调查认 定为突出事故的,该煤层即为突出煤层,矿井即为突出矿井。 定为突出事故的,该煤层即为突出煤层,矿井即为突出矿井。 基建矿井 基建矿井受井巷工程进度制 约，在投产前或建井工程将要 结束前完成，即验收前完成。 结束前完成，即验收前完成。 重庆煤炭研究院、沈阳煤炭研究院、 重庆煤炭研究院、沈阳煤炭研究院、 中国矿业大学、河南理工大学。 中国矿业大学、河南理工大学。 80 3 防治煤与瓦斯突出规定 有突出危险的新建矿井及突出矿井的新水平、 第十四条 有突出危险的新建矿井及突出矿井的新水平、新 采区，必须编制防突专项设计。设计应当包括开拓方式、 采区，必须编制防突专项设计。设计应当包括开拓方式、煤层 开采程序、采煤方法、通风系统、防突设施设备、 开采程序、采煤方法、通风系统、防突设施设备、区域综合防 突措施和局部综合防突措施等内容。 突措施和局部综合防突措施等内容。 突出矿井新水平、新采区移交生产前， 突出矿井新水平、新采区移交生产前，必须经煤矿安全监 管部门按管理权限组织防突专项验收； 管部门按管理权限组织防突专项验收；未通过验收的不得移交 生产。 生产。 突出矿井必须建立满足防突工作要求的地面永久瓦斯抽采 系统。 系统。 81 3 防治煤与瓦斯突出规定 突出矿井的巷道布置应符合下列要求和原则 第十六条 突出矿井的巷道布置应符合下列要求和原则 运输和轨道大巷、主要风巷、采区上山和下山（ （一）运输和轨道大巷、主要风巷、采区上山和下山（盘区 大巷）等主要巷道必须布置在岩层或非突出煤层中； 大巷）等主要巷道必须布置在岩层或非突出煤层中； （二）应减少井巷揭穿突出煤层的次数； 应减少井巷揭穿突出煤层的次数； 井巷揭穿突出煤层的地点应合理避开地质构造破坏带 避开地质构造破坏带； （三）井巷揭穿突出煤层的地点应合理避 开地质构造破坏带； （四）突出煤层的巷道应优先布置在被保护区域或其他卸压 区域。 区域。 82 3 防治煤与瓦斯突出规定 突出矿井地质测量工作必须遵守下列规定 第十七条 突出矿井地质测量工作必须遵守下列规定 地质测量部门应当与防突机构、 （一）地质测量部门应当与防突机构、通风部门共同编制矿井瓦斯地质 图，图中应标明采掘进度、被保护范围、煤层赋存条件、地质构造、突出 图中应标明采掘进度、 被保护范围、 煤层赋存条件、 地质构造、 点的位置、突出强度、瓦斯基本参数及绝对和相对瓦斯涌出量等资料， 点的位置、突出强度、瓦斯基本参数及绝对和相对瓦斯涌出量等资料，作 为区域突出危险性预测和制定防突措施的依据； 为区域突出危险性预测和制定防突措施的依据； 地质测量部门应当在采掘工作面距离未保护区边缘50m