高瓦斯煤层群安全高效共采的技术途径.ppt

Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,程远平博士、教授、博士生导师,我国煤矿安全生产现状分析高瓦斯煤层群安全高效共采的技术途径瓦斯灾害综合治理技术规划,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,我国煤矿安全生产现状分析,Prof.Dr.Cheng,1.1我国煤矿生产情况1.2煤矿安全生产事故分析1.3国有煤矿安全生产事故分析1.4我国每次死亡100人以上的瓦斯事故回顾,1、煤矿安全生产状况分析,Prof.Dr.Cheng,1.1我国煤矿生产情况,1、煤矿安全生产状况分析,80％,,Prof.Dr.Cheng,1.1我国煤矿生产情况,1、煤矿安全生产状况分析,Prof.Dr.Cheng,1.1我国煤矿生产情况,1、煤矿安全生产状况分析,Prof.Dr.Cheng,1.2煤矿安全生产事故分析,1、煤矿安全生产状况分析,Prof.Dr.Cheng,1.2煤矿安全生产事故分析,1、煤矿安全生产状况分析,Prof.Dr.Cheng,1.2煤矿安全生产事故分析,1、煤矿安全生产状况分析,Prof.Dr.Cheng,1.2煤矿安全生产事故分析,1、煤矿安全生产状况分析,Prof.Dr.Cheng,1.2煤矿安全生产事故分析,1、煤矿安全生产状况分析,Prof.Dr.Cheng,1.2煤矿安全生产事故分析,1、煤矿安全生产状况分析,Prof.Dr.Cheng,1.3国有煤矿安全生产事故类别分析,1、煤矿安全生产状况分析,Prof.Dr.Cheng,1.3国有煤矿安全生产事故类别分析,1、煤矿安全生产状况分析,►事故起数，顶板50、运输21、瓦斯9％；►死亡人数，顶板34％、瓦斯33％、运输13％；►事故严重性，瓦斯最为严重，平均每起6.2人；水害次之，平均每起4.5人。,Prof.Dr.Cheng,1.3国有煤矿安全生产事故类别分析,1、煤矿安全生产状况分析,Prof.Dr.Cheng,1.3我国每次死亡100人以上的瓦斯事故回顾,1、煤矿安全生产状况分析,11950年2月27日义马局义洛矿老李沟井发生瓦斯爆炸事故，死亡174人，伤39人。21954年12月6日包头局大发矿火灯引燃瓦斯，发生瓦斯爆炸事故，死亡104人。31960年5月9日大同局老白洞矿井底车场14号井翻笼附近，架线电机车通过时的电火花引起煤尘爆炸，死亡684人。41960年5月14日江津专区同华煤矿石门穿k3煤层发生煤与瓦斯突出事故，突出煤1000吨，死亡125人，伤16人。51960年11月28日平顶山局龙山庙矿120配风巷电气设备失爆电火花引起瓦斯煤尘爆炸，死亡187人，伤36人。,Prof.Dr.Cheng,1.3我国每次死亡100人以上的瓦斯事故回顾,1、煤矿安全生产状况分析,61960年12月15日中梁山煤矿南井5412采区发火后封闭，火未熄灭时启封，在启封排放瓦斯时发生瓦斯爆炸事故，死亡124人，重伤1人。71961年3月16日抚顺局胜利矿水泵房高压配电室电容器爆炸，酿成火灾，死亡110人，重伤6人，轻伤25人。81968年10月24日新汶局华丰矿煤巷掘进时，放第一茬炮扬起煤尘，放第二茬炮残药火引起煤尘爆炸，死亡108人，伤64人。91969年4月4日新汶局潘西矿风流中煤尘超标，电机车火花引起煤尘爆炸，死亡115人。101975年5月11日铜川局焦坪矿前卫斜井101采煤工作面9号硐炮火引燃瓦斯，并引起煤尘爆炸，死亡101人，轻伤15人。,Prof.Dr.Cheng,1.3我国每次死亡100人以上的瓦斯事故回顾,1、煤矿安全生产状况分析,11）1977年2月24日丰城局坪湖219采煤工作面三通接线盒失爆电火花，引起瓦斯爆炸，死亡114人，轻伤6人。12）1981年12月24日平顶山局五矿二水平戊二采区装煤机操作线电缆接头冒火，引起瓦斯煤尘爆炸，死亡133人，重伤8人，轻伤23人。13）1991年4月21日山西洪洞县三交河煤矿203掘进工作面，电煤钻火花引起瓦斯爆炸并引起全井煤尘发生连续爆炸，死亡147人，伤6人。14）1996年11月27日大同市新荣区东村煤矿煤巷无风作业，引起瓦斯积聚，电工带电检修开关，发生瓦斯爆炸，并引起煤尘爆炸，死亡110人，4人下落不明。,Prof.Dr.Cheng,1.3我国每次死亡100人以上的瓦斯事故回顾,1、煤矿安全生产状况分析,152000年9月27日水城局木冲沟矿掘进巷道停电停风积聚瓦斯，排放瓦斯期间局部通风机产生循环风瓦斯积聚，可能是矿灯引爆，发生瓦斯煤尘爆炸，死亡162人。162002年6月20日鸡西矿业集团公司城子河矿掘进巷道停电停风积存瓦斯，水泵电器设备电火花引起瓦斯爆炸，死亡115人。172004年10月20日郑州煤炭工业集团公司大平煤矿发生特大型煤与瓦斯突出引发瓦斯爆炸事故，死亡148人。182004年11月28日铜川矿务局陈家山煤矿发生瓦斯爆炸事故，死亡164人。192005年2月14日阜新孙家湾煤矿发生瓦斯爆炸事故，死亡214人。,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,高瓦斯煤层群安全高效开采的技术途径,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,报告内容,1、引言,2、煤与瓦斯安全高效共采的基本思想,3、煤与瓦斯安全高效共采的工程方法,4、中国淮南矿区的工程实践,5、结束语,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,中国是以煤炭为主要能源的国家，在能源生产和消费中煤炭约占74％，煤炭提供了78％的发电能源、70％的化工原料和60％的民用商品能源。工业化阶段是一个国家或地区矿产资源消费增长的飞跃时期。这一阶段，能源与重要金属矿产资源消费增长速率一般大于或相当于GDP增长速率。,中国经济发展对能源的需求,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,煤层瓦斯是煤炭生产过程中的重大危险源，因为瓦斯不但具有爆炸危险性而且具有煤与瓦斯突出危险性，中国每年都要发生多起导致多人伤亡的特大瓦斯事故。中国国有煤矿50％的矿井为高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井。,瓦斯对煤矿安全生产的威胁,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,甲烷是一种具有强烈温室效应的气体，它的温室效应比二氧化碳大20倍以上，对地球臭氧层的破坏力是二氧化碳的7倍。煤层瓦斯同时也是一种洁净能源，可用于居民生活、发电和工业原料等。,瓦斯对环境的破坏作用,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,中国煤矿瓦斯瓦斯抽排和利用,中国埋藏在200m以内的煤层气资源量达30～35万亿立方米,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,中国主要矿区年瓦斯抽放量对比,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,中国淮南矿区瓦斯抽放量递增情况,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,中国煤层透气性及与美国的对比,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,全面消除煤与瓦斯突出危险性，使之能够达到采用高效采煤方法的条件；降低煤炭资源开采过程中的瓦斯涌出量，使之在高效采煤方法过程中回风流中的瓦斯浓度不超过中国煤矿安全规程的规定；减少排放，保护环境；技术途径将一定比例的瓦斯从煤层中抽采出来，从根本上减少煤层瓦斯含量。,煤与瓦斯安全高效共采的目标,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,煤与瓦斯安全高效共采的技术途径,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,煤与瓦斯安全高效共采的工程方法,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,底板巷道网格式上向穿层钻孔远程瓦斯抽采方法,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,倾斜煤层多重上保护层开采上向穿层钻孔瓦斯抽采方法,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,急倾斜保护层上向穿层钻孔瓦斯抽采方法,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,顶板走向钻孔和巷道法瓦斯抽放方法,,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,顶板走向穿层钻孔瓦斯抽放方法,,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,首采煤层B11煤层平均2.0m，平均倾角9。煤层瓦斯含量为4～7.5m3/t，无煤与瓦斯突出危险性。采用综合机械化采煤，工作面设计平均日产为2000t。卸压煤层C13煤层平均6.0m，平均倾角9。煤层瓦斯压力为4.4MPa，煤层瓦斯含量13.0m3/t，煤层原始透气性系数为0.011m2/MPa2.d。,煤层基本情况,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,底板巷道网格式上向穿层钻孔远程瓦斯抽采方法,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,B13煤层底板巷下沉量沿走向的变化,煤层透气性系数变化煤层透气性系数由0.01135m2/MPa2.d增加到32.687m2/MPa2.d，增加了2880倍。,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,钻场瓦斯抽放量随时间变化,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,钻场瓦斯抽放率随时间变化,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,底板抽放巷瓦斯抽放量随时间变化,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,测压钻孔位置,瓦斯抽放规律及效果分析,B13煤层瓦斯压力随工作面推进距离的变化,B13煤层残余瓦斯压力沿倾斜方向的变化,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,瓦斯抽放效果的验证,工作面无煤与瓦斯突出危险论证表,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,卸压抽放与未卸压抽放工作面产量变化对比,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,卸压抽放与未卸压抽放工作面相对瓦斯涌出量变化对比,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,卸压抽放与未卸压抽放工作面回风流瓦斯浓度变化对比,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,煤层气的开发不仅可以改善煤矿安全生产环境，同时为民用和工业生产提供一种高效洁净的能源，而且还能保护我们人类的生存环境。煤与瓦斯安全高效共采的思想为在中国实现上述目标成为可能。煤层气开采是实现煤矿企业、技术研究和开发单位、国家和国际社会共赢工作。,结束语,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,煤矿瓦斯灾害综合治理技术规划,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,坚持“以人为本、关爱生命”，建设“和谐社会”落实“煤矿安全生产的科学发展观”贯彻“先抽后采、监测监控、以风定产”的十二字方针,瓦斯灾害综合治理规划的指导思想,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,根治瓦斯灾害，变高瓦斯、突出危险煤层为低瓦斯无突出危险煤层，充分解放生产力，采用先进高效采煤方法，实现煤炭和瓦斯两种资源的安全高效共采。,瓦斯灾害综合治理规划的目标,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,制定科学合理的瓦斯灾害综合治理技术方案，建立瓦斯灾害防治的长效机制分阶段、按计划逐步实施瓦斯灾害综合治理技术方案避免由于主要负责人更迭可能造成的瓦斯治理工作的随意性,瓦斯灾害综合治理规划的目的,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,矿井概况瓦斯灾害防治技术现状瓦斯灾害综合治理的必要性瓦斯灾害综合治理规化制定的技术依据瓦斯灾害综合治理战略及其技术方案瓦斯灾害综合治理规划目标瓦斯灾害综合治理技术研究和培训瓦斯灾害综合治理所需经费概算保证措施,瓦斯灾害综合治理规划的主要内容,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,瓦斯灾害综合治理战略与目标战略实施步骤及其目标瓦斯综合治理技术方案及其要点方案比较与选择,瓦斯灾害综合治理战略及其技术方案,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,矿井通风突出防治瓦斯抽放与利用采区设计瓦斯地质监测监控科技攻关人员培训,瓦斯灾害综合治理规划目标,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,技术研究的必要性及课题设置瓦斯灾害综合治理机构设置瓦斯灾害综合治理人员培训计划瓦斯灾害防治实验室建设,瓦斯灾害综合治理技术研究和培训,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,瓦斯灾害综合治理工程和设备概算瓦斯灾害综合治理技术研究所需经费概算瓦斯灾害综合治理人员培训所需经费概算瓦斯灾害防治实验室建设所需经费概算,瓦斯灾害综合治理所需经费概算,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,组织保证措施资金保证措施,瓦斯灾害综合治理保证措施,Prof.Dr.Cheng,中国矿业大学安全科学与消防工程系,谢谢,