矿井瓦斯防治技术与工程实践.ppt

1、矿井瓦斯防治技术与工程实践,煤矿瓦斯治理国家工程研究中心副主任中国矿业大学瓦斯防治与利用研究所所长,翟成 教授,主要内容,一、瓦斯治理背景二、低透气性煤层卸压增透技术三、高瓦斯突出煤层快速掘进技术四、煤与瓦斯突出危险性预测技术,瓦斯是煤的伴生物，是煤矿主要灾害源，也是不可再生资源（1m3瓦斯热值相当于1.13kg汽油，资源总量约36万亿m3，和天然气总量相当）和温室气体(温室效应是CO2的21倍)。我国煤矿瓦斯分布广，瓦斯灾害时有发生。国家瓦斯治理方针规定：高瓦斯矿必须先抽瓦斯后采煤。,我国煤矿瓦斯分布及事故情况,煤矿瓦斯爆炸事故,各类较大事故死亡人数比例图,背景及意义,矿井瓦斯的含义广义：井

2、下除正常空气的大气成份以外，涌向采矿空间的各种有毒、有害气体总称。狭义：煤矿生产过程中从煤、岩内涌出的，以甲烷为主要成份的混合气体总称。,甲烷及其同系物的性质,甲烷的化学分子式为CH4。它是无色、无味、无嗅、可以燃烧或爆炸的气体，对人呼吸的影响同氮气相似，可使人窒息。假如，甲烷涌入空气中，冲淡了空气中氧气浓度，当甲烷浓度为43%时，相应的氧气浓度被冲淡到12%，人即刻处于昏迷状态，出现死亡危险。,甲烷分子的直径为0.41nm，其密度为0.716kg/m3(标准状况下),为空气密度的0.5547倍(0OC)。它与空气混合形成气团时，该气团较周围气体的密度轻，它将边上浮边扩散。甲烷扩散速度是空气的

3、1.34倍,故它会很快地扩散到巷道各角落，由于它在空气中表现出强扩散性，所以它一经与空气均匀混合，就不会因其比重较空气轻而分离上浮、积聚。,当巷道无瓦斯涌出、风速较大呈紊流状态时，巷道内的甲烷浓度呈均匀分布；当有瓦斯涌出、风速较低呈层流状态时，甲烷浓度则呈不均匀分布，涌出处的瓦斯浓度最高，可形成瓦斯积聚云层。巷道顶板的裂隙因卸压而张开，其卸压瓦斯从中涌出，所以经常见到在巷道的顶部瓦斯浓度比较高。,甲烷微溶于水，在101.3kPa条件下、当温度20时，100L水可溶解3.31L甲烷。甲烷是温室气体的一种，一个甲烷分子的增强温室效应大约是一个二氧化碳分子的7.5倍，它在大气中因与羟基(OH)反应而

4、消失的平均寿命约为11年，比CO2的寿命要短得多。,贵州“86”重大煤与瓦斯突出事故,2018年8月6日贵州省梓木戛煤矿110102切眼掘进工作面违规采用顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯作为区域防突措施，瓦斯治理方案制定有缺陷、现场落实有差距，导致煤层突出危险性没有消除，作业过程中扰动煤体，诱发煤与瓦斯突出事故。（1）一是该矿1#煤层为突出煤层，开采范围内煤层坚固性系数为0.2299，采取施工顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯作为区域防突措施，违反煤矿安全规程第二百一十条中“煤层坚固性系数小于0.3的煤层，不得将施工顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯作为区域防突措施”的规定。（2）二是该矿没有按照矿井编制的工作面防突设计

5、布置巷帮钻场施工顺层钻孔连续抽放瓦斯，仅在掘进迎头布孔抽放，达不到瓦斯治理效果。,贵州“86”重大煤与瓦斯突出事故,（3）三是瓦斯抽采系统未按评价单元要求安装瓦斯抽采计量装置，无法统计单元瓦斯抽采量，瓦斯抽采效果评价结果不可靠。（4）四是采掘接续严重失调，事故前井下布置7个掘进工作面，没有回采工作面。五是110102切眼掘进工作面防突区域验证测点没有结合本煤层顺层抽采钻孔布置情况进行确定，造成验证结果不可靠。,一、掌握国家瓦斯防治政策、提前布局治理措施,瓦斯矿井的概念及瓦斯治理政策分析,进一步加强煤矿瓦斯防治工作若干意见的通知（国办发26号）关于加快煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用的若干意见（国办发

6、47号）关于进一步加强煤矿瓦斯治理工作的指导意见（安委办（200817号）防治煤与瓦斯突出规定（国家安全生产监督管理总局令第19号）国有煤矿瓦斯治理规定（国家安全生产监督管理局令 第21号）煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法的通知 2011煤矿瓦斯抽采达标暂行规定的通知 2011煤矿 瓦斯防治工作“十条禁令”的通知（安监总煤装182号）关于印发煤矿瓦斯等级鉴定办法的通知 煤安监技装20189号关于有效防范和遏制煤与瓦斯突出事故的通知 煤安监技装201813号防治煤与瓦斯突出细则国家煤矿安监局2019年10月1日.,1、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