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2013年5月华能云南滇东能源有限责任公司矿业分公司矿井瓦斯抽采技术华能云南滇东矿业分公司基本情况华能滇东矿业分公司是华能滇东能源公司的分支机构，成立于2008年，对华能云南境内所属煤矿进行专业化管理。目前负责对滇东能源公司老厂矿区内煤矿进行管理，矿区建设方案调整后有5对矿井，即白龙山煤矿一井（300万吨/年），白龙山煤矿二井（180万吨/年），白龙山煤矿三井（300万吨/年），雨汪煤矿一井（300万吨/年），雨汪煤矿二井（180万吨/年），总规模1260万吨/年。矿区面积130.89平方公里，地质总储量26.43亿吨，可采储量13.67亿吨，是长江以南最大的整装煤田，以无烟煤为主，发热量均在6000大卡左右。矿区总工程量是24.4万米，总投资194亿元，达产后可盈利40亿元以上，可安排劳动力1.2万人，我公司发展前景和效益可观，全面建设的条件基本具备。矿区通风瓦斯抽放系统基本情况（一）矿井通风系统情况白龙山煤矿通风系统采用分区通风，通风方式为抽出式，一号回风井已经形成，已安装BDK618-10-№38高效节能矿用隔爆对旋式轴流通风机（电机功率2×800kW）2台，1台工作，1台备用，实现双电源供电。目前矿井总风量12212m3/min。掘进工作面均采用局部通风机进行供风，全部实现双风机、双电源和自动切换。瓦斯抽放系统情况矿井形成了永久瓦斯抽放系统，安装了两台2BE3720-2BY4和两台2BEC72水环式真空泵，电机功率均为630KW，单台额定流量均为500m3/min，主管路为DN820mm，支管路为为DN315mm，二采区井下安装了两台2BE1-303移动抽放泵，电机功率为110KW，额定流量为60m3/min，瓦斯抽放管路均布置到各抽放工作面。一.瓦斯抽放相关法令：“十二字方针”2002年8月，国家煤矿安全监察局和中国煤炭协会，为贯彻落实国务院关于安全生产的一系列重要指示和国务院《关于黑龙江省鸡西矿业集团公司“6.20”特大瓦斯事故的通报》精神，召开了全国煤矿瓦斯防治现场会议，在这次会议上作出了向全国煤矿贯彻落实“先抽后采、以风定产、监测监控”瓦斯治理十二字方针的重要决定。“先抽后采”是瓦斯治理的源头治本措施。先抽后采以风定产监测监控瓦斯抽放相关法令：《煤矿安全规程》《规程》145条。有以下情况之一的矿井，必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统：（一）1个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m³/min或1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。（二）矿井绝对涌出量达到以下条件的：1.大于或等于40m³/min；2.年产量1.0~1.5Mt的矿井，大于30m³/min；3.年产量0.6~1.0Mt的矿井，大于25m³/min；4.年产量0.4~0.6Mt的矿井，大于20m³/min；5.年产量小于或等于0.4Mt的矿井，大于15m³/min。（三）开采有煤与瓦斯危险煤层的。《煤矿安全规程》、《矿井瓦斯抽放管理规范》、“十二字方针”等国家政令将瓦斯抽放法制化：高瓦斯高突煤矿抽与不抽瓦斯是守法与违法的问题。二.瓦斯抽放的目的和意义■目的：（1）预防瓦斯超限、确保矿井安全生产。（2）开采保护层并具有抽放瓦斯系统的矿井，应抽放被保护层的卸压瓦斯。（3）无保护层可采的矿井，预抽瓦斯可作为区域性或局部防突措施来使用。（4）开发利用资源，变害为利。瓦斯抽采的必要性确保安全生产实现安全生产目标的重点是：控制瓦斯爆炸、瓦斯煤尘爆炸和煤与瓦斯突出防治瓦斯灾害的治本措施—抽采瓦斯全面贯彻瓦斯治理的12字方针—先抽后采，监测监控，以风定产■意义：(1)瓦斯抽放是消除煤矿重大瓦斯事故的治本措施。(2)瓦斯抽放能够解决矿井仅靠通风难以解决的难题，降低矿井通风成本。(3)瓦斯抽放能够利用宝贵的瓦斯资源。安全经济环保瓦斯治理的发展导向战略坚持可保尽保，应抽尽抽，先抽后采，以用促抽，煤气共采原则高投入，高素质，严管理，强技术，重责任思路以抽定产，以风定产，工程先行，技术突破，装备升级，管理创新，全面提高树立“瓦斯是资源、是优质清洁能源”的意识坚持煤与瓦斯共采，实现采煤采气一体化目的通过瓦斯治理与利用，构建本质安全型矿井，解放生产力，保护生命，保护资源，保护环境树立“瓦斯是资源、是优质清洁能源”的意识坚持煤与瓦斯共采，实现采煤采气一体化目的通过瓦斯治理与利用，构建本质安全型矿井，解放生产力，保护生命，保护资源，保护环境三.抽放瓦斯难易程度及效果评价指标煤层抽放瓦斯难以程度主要针对预抽方法而言，主要有钻孔流量衰减系数和煤层透气性系数两项指标，是用来衡量开采层瓦斯抽放难易程度的重要参数。根据这两项指标将未卸压原始煤层的抽放难以程度划分为三类，即容易抽放、可以抽放和较难抽放。钻孔瓦斯流量衰减系数钻孔流量衰减系数表示钻孔瓦斯流量随时间延长呈衰减变化的系数。钻孔瓦斯流量与时间呈负指数分布。值越大，流量衰减越快，可抽性越差。煤层抽放瓦斯难以程度主要针对预抽方法而言，主要有钻孔流量衰减系数和煤层透气性系数两项指标，是用来衡量开采层瓦斯抽放难易程度的重要参数。根据这两项指标将未卸压原始煤层的抽放难以程度划分为三类，即容易抽放、可以抽放和较难抽放。煤层透气性系数煤层透气性系数是反映煤层瓦斯流动难以程度的标志，其物理意义是1m长的煤体上，其压力平方差为1MPa2时，通过1㎡煤体断面，1昼夜流过的瓦斯量m³。单位：㎡/(MPa2·d)1㎡/(MPa2·d)=0.025mD（毫达西）1m1㎡AB煤层抽放瓦斯难以程度主要针对预抽方法而言，主要有钻孔瓦斯流量衰减系数和煤层透气性系数两项指标，是用来衡量开采层瓦斯抽放难易程度的重要参数。根据这两项指标将未卸压原始煤层的抽放难以程度划分为三类，即容易抽放、可以抽放和较难抽放。类别钻孔瓦斯流量衰减系数d-1煤层透气性系数m2·MPa-2·d-1容易抽放＜0.003＞10可以抽放0.003~0.0510~0.1较难抽放＞0.05＜0.1先抽后采，到底抽到什么程度才可以进行采掘作业？一般用抽放率指标来衡量。根据《矿井瓦斯抽放管理规范》和《防治煤与瓦斯突出规定》，抽放率指标应符合以下规定：（1）预抽煤层瓦斯的矿井：矿井瓦斯抽放率应不小于20%，回采工作面瓦斯抽放率应不小于25%；（2）邻近层卸压瓦斯抽放的矿井：矿井瓦斯抽放率应不小于35%，回采工作面应不小于45%；（3）采用综合抽放方法的矿井：矿井瓦斯抽放率应不小于30%。（4）煤与瓦斯突出矿井：预抽煤层瓦斯后，突出煤层含量应小于该煤层始突深度的原始煤层瓦斯含量，无相关数据则必须把煤层瓦斯含量降到8m³/t以下或将瓦斯压力降到0.74MPa（表压）以下。四.矿井瓦斯抽放方法的选择（一）瓦斯抽放的原则瓦斯抽放应具有明确的目的性减小风流瓦斯，消除工作面瓦斯超限抽放被保护层卸压瓦斯预抽瓦斯消突开发利用瓦斯抽放要有针对性本煤层瓦斯涌出临近层瓦斯涌出围岩和采空区瓦斯涌出做好抽放设计、施工和管理（二）坚持“多打钻孔、打好钻孔、增透卸压、系统严密、综合抽采”原则。施工大直径长钻孔，增加钻孔施工工程量;采取多种技术提高煤层透气性，改较难抽采煤层为可抽采煤层;严密封孔，优化系统;多措并举，应抽尽抽。（三）选择矿井瓦斯抽放方法应根据矿井煤层赋存条件、瓦斯基础参数、瓦斯来源、巷道布置、抽放瓦斯目的及利用要求等因素确定，并遵循以下原则：1.选择的抽放瓦斯方法应适合煤层赋存状况、巷道布置、地质条件和开采技术条件。2．应根据矿井瓦斯涌出来源及涌出量构成分析，有针对性地选择抽放瓦斯方法，以提高瓦斯抽放效果。3．抽放方法在满足矿井安全开采的前提下，还需满足开发、利用瓦斯的需要。4．巷道布置在满足瓦斯抽放的前提下，应尽可能利用生产巷道，以减少抽放工程量。5．选择的抽放方法应有利于抽放巷道的布置和维护。6．选择的抽放方法应有利于提高瓦斯抽放效果，降低瓦斯抽放成本。7．抽放方法应有利于钻场、钻孔的施工和抽放系统管网的设计，有利于增加钻孔的抽放时间。（四）防突规定中的六种方法1、地面井预抽煤层瓦斯2、穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯3、穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯4、顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯5、穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯6、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯五、矿井瓦斯抽放方法的选择（1）抽放瓦斯的方法分类抽放方法适用条件工作面抽放率%开采层抽采瓦斯未卸压抽放由岩巷向煤层打穿层钻孔突出危险煤层30~60煤巷工作面打超前钻孔高瓦斯煤层20~60由开采层机巷、风巷或煤门等上向、下向打顺层钻孔有预抽时间的高瓦斯煤层，突出煤层20~60由石门、岩巷、邻近层煤巷向开采层打穿层钻孔属“勉强抽放”煤层20，个别超过50地面钻孔高瓦斯“容易抽放”煤层20~30密封开采巷道瓦斯“容易抽放煤层”20~30（2）抽放瓦斯的方法分类抽放方法适用条件工作面抽放率%开采层抽采瓦斯卸压抽放边掘边抽放高瓦斯煤层20~30边采边抽放高瓦斯煤层20~30人为卸压抽放（水力割缝、松动爆破、水力压裂、控制爆破等）高瓦斯“难以抽放”煤层20~30＜30（3）抽放瓦斯的方法分类抽放方法适用条件工作面抽放率%邻近层抽放瓦斯卸压抽放由开采层机巷、风巷、中巷或岩巷等向邻近层打钻邻近层瓦斯涌出量大，影响开采层安全时40~80由开采层机巷、风巷、中巷等向采空区方向打斜交钻孔40~80由煤门打沿邻近层钻孔40~80在邻近层掘汇集瓦斯巷道邻近层瓦斯涌出量大，钻孔的通过能力满足不了抽放要求时40~80从地面打钻孔地面打钻优于井下时30~70（3）抽放瓦斯的方法分类抽放方法适用条件工作面抽放率%采空区抽放围岩瓦斯抽放密封采空区插管抽放无自燃危险或采取防火措施时现采采空区设密闭墙插管或向采空区打钻抽采、预埋管抽放由岩巷两侧或正前向溶洞或裂隙带打钻、密闭岩巷进行抽放、封堵岩巷喷瓦斯区并插管抽放围岩有瓦斯喷出危险，瓦斯涌出量大或溶洞。裂隙带储存高压瓦斯时（4）抽放方法的选择依据抽放瓦斯方法选择主要根据矿井（或采区）瓦斯来源、煤层赋存状况、采掘布置、开采技术条件等综合确定。其原则为：①瓦斯主要来源于开采层，则既可用钻孔抽放，也可以用巷道预抽，多数采用钻孔预抽法。②瓦斯主要来源于顶、底板邻近煤层，则可在开采层打穿层钻孔，或在邻近层巷道打钻孔抽放。③采空区涌出瓦斯较大，可用钻孔或密闭巷道抽放采空区瓦斯。（4）抽放方法的选择依据抽放瓦斯方法选择主要根据矿井（或采区）瓦斯来源、煤层赋存状况、采掘布置、开采技术条件等综合确定。其原则为：④煤层透气性差不易抽放时，则需采用卸压抽放（采掘卸压、人工卸压）方法。⑤掘进巷道遇到大量瓦斯涌出，而用通风方法难以解决，则可视其瓦斯来源预抽或边掘边抽煤（岩）层瓦斯。⑥煤层赋存较浅（小于400m），地面平坦，也可考虑垂直钻孔抽放开采层、邻近层或采空区的瓦斯。六.本煤层瓦斯抽放本煤层瓦斯抽放又称“开采煤层瓦斯抽放”，是指在煤层开采之前或采掘的同时，用钻孔或巷道进行该煤层的抽放工作，以减少煤层的瓦斯含量和回风流中的瓦斯浓度，确保煤层开采过程中的安全生产。（1）适用条件①本煤层瓦斯含量较大，通风方法难以解决。②煤层透气性系数一般大于0.23㎡/(MPa2·d)，而单孔瓦斯流量也大于0.1m³/min，中厚煤层的预抽效果较好。③在采掘部署上，能保证抽放瓦斯的工程施工和2~5年的抽采时间。（2）分类本煤层瓦斯抽放未卸压抽放巷道抽放钻孔抽放顺层钻孔穿层钻孔卸压抽放边抽边掘先抽后掘边采边抽强化抽放①穿层钻孔穿层钻孔抽放瓦斯示意图1-煤层；2-钻孔；3-钻场；4-运输大巷；5-封闭墙；6-瓦斯管路每隔30m掘一10m的钻场，每一钻场向煤层打3~5孔，呈扇形布置，中孔微仰，两侧平孔。孔间距小于于极限抽放半径，一般30~50m，钻孔直径70~100mm，穿层后进入顶板0.5~1m。抽放负压不超过14KPa。钻场封闭或插管封闭。穿层钻孔抽放率约20%（个别大于30%）。优点：施工方便，