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5 煤矿瓦斯抽采方法分类与基本指标


二、瓦斯抽采目的及分类
瓦斯抽采方法分类比较
1974年前苏联煤炭工业部、苏联矿业技术监督局批准颁 布了《煤矿瓦斯抽采细则》,该细则中针对不同瓦斯源, 将瓦斯抽采方法分为: 未卸压煤层和围岩的瓦斯抽采方法 上、下邻近层及围岩瓦斯抽采 采空区瓦斯抽采 综合抽采瓦斯方法

二、瓦斯抽采目的及分类
二、瓦斯抽采目的及分类
瓦斯抽采方法分类新方法
依据:《抽采指标》标准中,将瓦斯抽采指标分为四种 类型:第一种类型为突出煤层采前抽采应达到的指标, 第二种类型为高瓦斯煤层采前抽采应达到的指标,第三 种类型为回采工作面开采过程中抽采应达到的指标,第
四种类型为矿井瓦斯抽采应达到的指标。
分类指导思想:第一层次以煤层开采时间为依据,第二 层次以采煤层瓦斯源的空间条件为依据。
三、瓦斯抽采率反映一个矿井对瓦斯抽采的重视程度,表3 指标应该说大多数矿井通过努力是能够达到的。
三、瓦斯抽采基本指标
高瓦斯煤层的抽采指标
解释: 通过对58个矿井2004年的瓦斯抽采率统计表明: 满足表3规定的17个,占29.3%;不满足的36个,占 62.1%;绝对瓦斯涌出量<15m3/min的5个,占8.6%,这 类矿井多属于突出矿井;也就是说一些突出矿井涌出 量不大,抽瓦斯效果也不好,但不能有效控制突出, 对这类矿井强化瓦斯抽采是非常必要的。 不满足表3规定的36个矿井通过调整采掘部署、 加大抽采力度等措施,可以达到标准规定的指标。
确保工作面风速不超、瓦斯浓度不超。
三、瓦斯抽采基本指标
突出煤层的抽采指标
突出煤层工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层 的瓦斯含量降到煤层始突深度的瓦斯含量以下或将瓦斯 压力降到煤层始突深度的煤层瓦斯压力以下。若没能考 察出煤层始突深度的煤层瓦斯含量或压力,则必须将煤 层瓦斯含量降到8m3/t以下,或将煤层瓦斯压力降到0.74 MPa(表压)以下。
三、瓦斯抽采基本指标
高瓦斯煤层的抽采指标
解释:
选择表1和表2如何量化界定,实际上只是导向性的。表1 和表2能满足其中之一就行,企业可以根据自己情况进行选择, 没有特殊要求指定选某一个表。但本标准如果只用一个表,难 以满足不同条件的煤矿,因此设置了两个表,企业可任选。为 避免盲目选择,给出一个导向性意见。
3) 原苏联和我国突出矿井统计资料表明,在煤层可燃 基瓦斯含量小于10m3/t时,基本上没有发生过突出,可燃基 瓦斯含量指标换算成原煤瓦斯含量,近似为8m3/t。
三、瓦斯抽采基本指标
突出煤层的抽采指标 理由:
4) 原西德和澳大利亚开采煤层煤质较坚硬,统计资料 表明,煤层可解吸瓦斯含量小于9m3/t时,基本上没有发生 过突出。但这些国家实际执行过程中普遍都将可解吸瓦斯 含量降低到6m3/t左右,换算成原煤瓦斯含量也与8m3/t 接 近。 5) 压力指标确定为0.74MPa,主要依据原有规定以及 统计资料和理论分析的结果。 6) 以上指标都是任选一,达到以上指标只能有效控制 突出事故,还不能说完全消除突出危险性。
三、瓦斯抽采基本指标
防治煤与瓦斯突出规定 煤矿瓦斯抽采基本指标
三、瓦斯抽采基本指标
总体原则
采掘作业前能通过瓦斯抽采达到消除突出危险性的目的; 采掘工作面抽采率应能确保正常通风能力可将风流中瓦斯 浓度稀释到规定的安全指标以内,不留瓦斯超限隐患;
矿井瓦斯抽采率应能确保矿井正常通风能力足以满足要求、 并限制不合理地增加矿井风量、鼓励提高抽采量。
一、瓦斯抽采历史沿革
1960年:中国有抚顺、阳泉、天府和北票等户 企业6座矿井抽瓦斯,中国瓦斯抽采量125Mm3 ; 1965年:新增中梁山、焦作、淮南、包头、松 藻、峰 峰等户企业抽采瓦斯,全国瓦斯抽采量 150 Mm3 ; 1970年:中国瓦斯抽采量170Mm3; 1980年:中国年瓦斯抽采量293Mm3 ; 1985年:中国年瓦斯抽采量328Mm3 ; 1990年:中国年瓦斯抽采量433Mm3 ; 1995年:中国年瓦斯抽采量600Mm3 ;
安全工程专业
矿井瓦斯防治
程远平 王亮
中 国 矿 业 大 学






煤矿瓦斯治理国家工程研究中心
第五讲
煤矿瓦斯抽采方法分类及 抽采指标
一、瓦斯抽采的沿革 二、抽采的目的和分类 三、抽采基本指标
一、瓦斯抽采历史沿革
中国古代煤窑瓦 斯引排方法
1637年: 宋应星 所著《天工开物》 记载“利用竹管引 排煤中瓦斯”的方 法。
三、瓦斯抽采基本指标
高瓦斯煤层的抽采指标
工作面瓦斯抽采应确保工作面风速不超、瓦斯浓度不超
采掘工作面风速不得超过4m/s,风流中瓦斯浓度不得超过
1%。 解释:
这一条实际上暗含了取消放限管理的规定,目的就是促使
企业强化瓦斯抽采。
三、瓦斯抽采基本指标
指标测定及计算方法 按AQ/T 1047-2007规定测定瓦斯压力
三、瓦斯抽采基本指标
突出煤层的抽采指标
理由: 1) 因为全国各煤矿差异性很大,用1-2个指标很难代 表各地情况,因此给予一定选择机会,但目的应能有效消 消除突出危险性。现有的大量统计资料表明:始突深度数 据以内发生瓦斯突出的可能性较小,即使发生也不会是以 瓦斯为主导的突出,因此瓦斯抽采所能控制的程度以此为 宜。考虑到许多矿井没有这一历史数据,因此增加具体含 量和压力指标。

二、瓦斯抽采目的及分类
瓦斯抽采方法分类





按瓦斯源分类——可分为开采煤层瓦斯抽放、邻近煤层(包 括围岩、不可采煤层)瓦斯抽放及围岩瓦斯抽放。采空区瓦 斯仍是来源于开采煤层的丢煤及邻近层和围岩瓦斯的涌出, 采空区瓦斯应属于二次瓦斯积聚源。 按与煤层开采的时间关系分类——可分为开采煤层瓦斯预抽、 边采(掘)边抽和采后抽采。 按抽放瓦斯的原理分类——可分为未卸压煤层瓦斯抽放、卸 压煤层瓦斯抽放及强化(或人为卸压)抽放瓦斯等。 按抽放瓦斯的工艺方式分类——可分为钻孔(井下钻孔、地 面钻孔等)抽放瓦斯、巷道(顶底板岩巷、煤巷等)抽放瓦 斯、钻巷结合抽放瓦斯及插(埋)管抽放瓦斯等。 此外,还有按煤层赋存条件、开采技术条件及装备条件来命 名的各种抽放瓦斯方法。如急倾斜煤层群瓦斯抽放、单一煤 层瓦斯抽放、开采保护层瓦斯抽放、综放工作面瓦斯抽放和 井下移动泵站瓦斯抽放等。
瓦斯抽采方法分类比较
由于《煤矿瓦斯抽采细则》颁布的时间较早,内容主 要结合前苏联各煤层赋存及开采技术条件(如急倾斜、煤 层群、前进式采煤法等)编制的,因此对近期我国新发展 的开采工艺技术(如特厚煤层的综合机械化采放顶煤开采 等)、对高产高效工作面的高瓦斯涌出量进行有效抽采等 涉及内容较少;而井下水力破裂(或压裂)抽采瓦斯方法, 由于工艺装备复杂,也没有获得大量推广应用。
二、瓦斯抽采目的与分类
二、瓦斯抽采目的及分类
瓦斯抽采的目的

减少瓦斯涌出、预防瓦斯超限、降低瓦斯积聚, 为矿井通风创造有利的条件; 降低煤层中存储的瓦斯能量、提高煤体强度, 防治煤与瓦斯突出; 开发利用高效洁净的能源; 降低对环境的污染。
二、瓦斯抽采目的及分类
瓦斯抽采系统建立的条件
三、瓦斯抽采基本指标
高瓦斯煤层的抽采指标
解释:
瓦斯涌出量主要来自于邻近层或围岩的采煤工作面主要 抽采邻近层和围岩中的瓦斯,采用工作面瓦斯抽采率来描述 瓦斯抽采效果比较合理直观;而瓦斯涌出量主要来自于本煤 层时,关键是要控制本煤层瓦斯含量,如果采用工作面瓦斯 抽采率则不容易界定计算范围;采取本煤层剩余瓦斯含量指 标比较直观。
三、瓦斯抽采基本指标
其他要求 矿井必须综合抽采瓦斯,并且提前3—5年制定抽采瓦斯规划, 每年年底前编制下年度的抽采瓦斯计划,以确保抽采瓦斯工 作面的正常衔接,做到“抽、掘、采”平衡。 低瓦斯矿井新水平、新采区应测定煤层原始瓦斯含量和压力, 高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井每个采区垂深每增加50m应测定煤 层原始瓦斯含量和压力。
按MT/T 77 规定测定瓦斯含量 绝对瓦斯涌出量的测定和计算方法按新制定的AQ 10252006(矿井瓦斯等级鉴定规范)执行。 工作面和矿井瓦斯抽采率计算时,计算时间内工作面或矿井 范围内地面钻井、固定系统和移动系统抽出的瓦斯都可算作 抽出量,抽出量与抽出量、风排量之和的比值即为抽出率。
一、瓦斯抽采历史沿革 2000 年:中国共有141座矿井在地面建立瓦斯抽 采泵 站,年瓦斯抽采量为866.6Mm3。 2002年:中国共有53户企业的193座矿井在地面 建立瓦斯抽采泵站,年瓦斯抽采量1146.1Mm3。 2003年:中国年瓦斯抽采量1300Mm3 2005年: ①中国年瓦斯抽采量达到2300Mm3; ②利用量超过1000Mm3; ③阳泉、晋城、淮南、松藻、盘江、 水城和抚顺矿业集团的年瓦斯抽采量都超过100 Mm3。 2010年:全国共抽采瓦斯88亿m3,其中井下 73.5亿m3,地面14.5亿m3。





中国《煤矿安全规程》第一百四十五条和《煤矿瓦斯抽采基 本指标》第三节规定,有下列情况的矿井,必须建立地面永久 抽采瓦斯系统或井下临时抽采瓦斯系统: 一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或一个掘进工作面 瓦斯涌出量大于3m3/min,用通风方法解决瓦斯问题不合理的; 矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的: ——大于或等于≥40m3/min; ——年产量1.0~1.5Mt的矿井,大于30m3/min; ——年产量0.6~1.0Mt的矿井,大于25m3/min; ——年产量0.4~0.6Mt的矿井,大于20m3/min; ——年产量小于或等于0.4Mt的矿井,大于15m3/min。 (3)开采有煤与瓦斯突出危险的煤层。
一、瓦斯抽采历史沿革 1938年:抚顺龙凤矿开始利用机械设备抽井下巷 道积聚瓦斯; 1940 年:抚顺龙凤矿在地面建立瓦斯抽采泵站和 容积为100m3的储瓦斯罐,瓦斯抽采流量 10m3/min ,瓦斯浓度30~40%,实现民用; 1952年:抚顺龙凤矿采用煤层巷道法预抽本煤层 瓦斯获得成功。全国瓦斯抽采量20Mm3; 1954年:抚顺龙凤矿试验成功钻孔法预抽本煤层 瓦斯; 1956年:全国瓦斯抽采量48.7Mm3; 1957年:阳泉四矿试验成功钻孔法抽采上邻近层 卸压瓦斯;
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