突出煤层区域防突关键技术及应用PPT课件

中国矿业大学煤矿瓦斯治理国家工程研究中心俞启香教授、博士生导师煤巷掘进打钻突出事故及区域性防突技术*讲座提纲一、突出灾害及煤巷打钻突出的严重性与现状二、《防突规定》的总体技术思路三、区域性瓦斯治理技术四、结束语*一、煤与瓦斯突出的严重性与现状灾害（一）煤与瓦斯突出灾害的严重性（二）煤与瓦斯突出灾害现状(三)煤巷施工防突钻孔引发突出事故实例（四）焦作九里山矿煤巷采取“四位一体”防突措施中“8.23”特大型突出*（一）煤与瓦斯突出灾害的严重性煤与瓦斯突出是煤层中存储的瓦斯能和应力能的突然失稳释放，表现为在极短的时间内向工作面空间抛出大量煤岩和瓦斯。抛出煤岩从几吨到上万吨瓦斯从几百到上百万立方米，并可能引发瓦斯爆炸。煤与瓦斯突出（简称突出）*（一）煤与瓦斯突出灾害的严重性煤与瓦斯突出（简称突出）截止到2009年底，我国已累计发生突出一万七千余次，占世界总突出次数的40%以上，而且，每年还要增加100多次。煤矿有约50对矿井开采深度达到800～1200m，每年以20～50m的速度向深部延伸，地应力及瓦斯压力不断增加，突出灾害日趋严重。*●突出矿区分布示意图2008年全国有754处突出矿井（国有煤矿255处）比2007年增加55处，每年因突出灾害死亡超过300人。（一）煤与瓦斯突出灾害的严重性*（二）煤与瓦斯突出现状2006～2008年我国煤矿较大瓦斯事故按类型统计分析2006年2007年2008年*（二）煤与瓦斯突出现状2006～2008年我国煤矿重大以上瓦斯事故按类型统计分析2006年2007年2008年*（三）煤巷施工防突钻孔引发突出事故实例1、2001年1月4日，松藻矿务局打通二矿+150水平N2801工作面运输顺槽在施工直径86mm排放钻孔时发生煤与瓦斯突出，突出煤量695t，瓦斯量41000m3，煤炭抛出距离160m左右，瓦斯逆流700m以上，死亡6人，造成重大经济和财产损失。*（三）煤巷施工防突钻孔引发突出事故实例2、2002年3月23日，湖南涟邵矿务局蛇形山煤矿瓦斯工程队在实施超前钻孔防突措施过程中，发现瓦斯异常并立即撤退时，发生煤与瓦斯突出事故，死亡3人。3、2004年8月14日沈阳红菱煤矿在-780米水平南二石门顺槽施工防突排放瓦斯钻孔期间发生突出事故死亡5人。8月14日南翼-780中石门南十二煤运输顺槽掘进工作面前一个防突掘进循环（防突措施孔孔径90mm，20个，孔深12m）已经干完，在留有5m措施孔超前距的情况下进行下一个循环措施孔的打钻工作，该事故班为第一个打钻班，在打第4个钻孔时，发生煤与瓦斯突出事故，造成5人窒息死亡。经现场勘查，突出煤量701t、瓦斯量66226m3。*突出卡片编号突出时间突出煤量/t瓦斯量/万m3突出点是否在7#煤柱范围内136130117100988804-08-1401-12-1198-12-2497-04-0997-03-0196-06-20701125264516837353906.84.481.011.40.542.0是，距断层约20m是，断层处是，是，是，火成岩侵入是，（三）煤巷施工防突钻孔引发突出事故实例红菱煤矿“8.14”突出事故技术原因分析：1）“8.14”事故点正处于上方70m远的7#煤层煤柱的集中应力区内，即在7#层留有煤柱的12#突出危险煤层不仅突出点密集而且突出强度巨大，从124次突出中随机抽取6次突出卡片，它们全部都位于7#煤层开采留下的煤柱内或煤柱边缘，如下表。2）突出点距断层20m。3）突出点埋深800m。4）瓦斯含量22m3/t。5）瓦斯压力7MPa。*（三）煤巷施工防突钻孔引发突出事故实例4、2006年2月25日，湖南邵阳市隆回县大园煤矿3352机巷掘进，在中班实施防突措施打切槽时发生煤与瓦斯突出。当时井下共有24人作业，造成18人死亡，2人轻伤。5、2006年4月9日，重庆松藻煤电有限责任公司石壕煤矿，在掘进工作面防突钻孔施工过程中，发生煤与瓦斯突出事故，造成1人死亡，2人失踪。*（三）煤巷施工防突钻孔引发突出事故实例6、2007年4月6日，甘肃窑街煤电公司金河煤业公司南采区16203运输顺槽煤巷综掘工作面在施防突措施效果检验、发现有突出危险性后，准备实施深孔松动爆破，在施工钻孔过程中诱发了煤与二氧化碳突出，造成9人死亡。导致事故发生的原因是，顺槽掘进工作面发现有小断层，在防突措施效果检验时、发现有突出危险，准备采取深孔松动爆破措施，在施工钻孔过程中诱发了煤与二氧化碳突出。煤巷突出300t，堆煤长度49.6m，分选明显，CO239271m3,CH46233m3,合计45505m3,吨煤涌出CO2130.9m3/t，吨煤涌出CH420.8m3/t。*（三）煤巷施工防突钻孔引发突出事故实例7、2007年7月20日，重庆南桐矿业集团鱼田堡煤矿3504E2机巷在打防突预抽钻孔时，发生煤与瓦斯突出事故，造成4人下落不明。8、2008年8月1日1时03分，河南平煤集团平禹煤电公司四矿二1煤层12190机巷掘进工作面，施工防突措施钻孔时发生煤与瓦斯突出事故，突出煤量2500余t，瓦斯量26万m3，抛煤距离328m，造成23人死亡。*（三）煤巷施工防突钻孔引发突出事故实例2008年8月1日1时03分,河南平煤集团平禹煤电公司（许昌禹州市）四矿（简称平禹四矿）二1煤层12190机巷978m位置施工瓦斯预抽钻孔时诱发煤与瓦斯突出事故。1：02通风调度发现12190机巷瓦斯异常，瓦斯浓度瞬间达到40%以上。1：05在12160采煤工作面出现风流逆转。1：06调度室报告各级领导发生了突出事故。*（三）煤巷施工防突钻孔引发突出事故实例平禹四矿根据瓦斯突出应急预案的要求，即时启动突出应急专项预案，构建了应急救援运行组织体系，明确各部门职责，形成矩阵式事故应急救援组织保障系统，组织矿山救护队积极进行井下侦察和救援。通过现场侦察获得应急救援信息，抢险救灾指挥部制定了救援 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 和安全技术措施。救援人员依据安全救援方案和安全技术措施，首先检查并维修了通风设施，保证矿井通风系统稳定，排放发生突出巷道的瓦斯，为抢险救援创造条件。*（三）煤巷施工防突钻孔引发突出事故实例8月2日5时37分救援人员进到避难硐室内，将被困的2名矿工成功救出。救援人员严格落实清理突出巷道堆积物的安全技术措施，采取洒水降尘，分层、分段清理突出堆积物，控制瓦斯浓度超限。根据矿山救护队的侦察数据和瓦斯突出特征，采取科学的应急救援技术措施，在救援工作中避免了瓦斯爆炸等次生事故的发生，达到了事故救援的最佳效果。到8月11日20时55分，23名遇难矿工全部搜救出来，最大程度降低了事故损失。*（三）煤巷施工防突钻孔引发突出事故实例突出瓦斯量26万m3，突出煤量2500t，抛运距离328m。事故造成25人遇险，在12190机巷695m以里9人被埋，12190机巷以里750m处避难硐室有2人被困，与地面保持联系，在12160工作面和其他地方有14名矿工遇难。当班下井50人，其中27人安全升井，经过全力搜救，截止到10日20时55分，23名遇难者全部找到。*（三）煤巷施工防突钻孔引发突出事故实例9、2010年6月13日10时35分，平煤集团公司十三矿掘进四队施工的己15-17-11111机巷低位瓦斯抽采巷，在打钻过程中发生煤与瓦斯突出事故。该区域当班出勤29人，已安全升井21人，5人窒息死亡，3人被突出煤埋没。发生事故后，公司立即启动了应急救援预案。综上众多突出实例表明，目前我国煤巷突出的危险性已经严重到在实施“四位一体”的局部防突措施过程中不仅不能保证该煤巷施工人员安全的程度而且突出的瓦斯逆流到达邻近的采煤工作面造成群死众伤，即这一技术在严重突出危险区域已无防突效果，必须创新理念，研究与采用新的安全可靠有效的新技术体系。*二、总体技术思路（一）突出煤层→低瓦斯煤层开采（二）传统技术途径（三）区域防突措施先行（四）技术难点与技术关键（五）总体目标*突出煤层（一）突出煤层开采高瓦斯煤层低瓦斯煤层重大危险源我国开采煤层必须首先消除突出危险预抽煤层瓦斯*传统技术途径：局部瓦斯治理技术（二）传统技术途径突出煤层防突工程煤层巷道重大危险源突出预测防突措施效果检验安全防护问题：矿工时刻都在突出煤层突出危险环境中作业，任一工程工艺环节都可能发生突出甚至是特大突出事故，并波及邻区乃至矿井安全，造成人员伤亡。*（三）区域防突措施先行从安全区域先向突出煤层的危险区域施工防突工程区域性消突指标达标确认消除突出危险在无突出危险区域中验证确无危险，保障开掘采安全区域防突措施：区域性瓦斯治理技术底板岩巷安全区域抽采钻孔重大危险源*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。未按要求采取区域综合防突措施的，严禁进行采掘活动。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。《防治煤与瓦斯突出规定》第六条*是单一突出煤层区域性瓦斯治理技术抽采被保护层卸压瓦斯并达标煤层群开采保护层区域性增透强化抽采瓦斯并达标低瓦斯煤层保护层突出否否*技术难点（四）难点与技术关键地应力高瓦斯压力大煤层透气性低瓦斯抽采困难突出灾害严重技术关键大面积增加煤层透气性和钻孔密度提高封孔质量和抽采时间降低突出能量区域性消除突出危险*将突出煤层转变为低瓦斯煤层，实现突出煤层安全高效开采。总体目标（五）总体目标*区域防突措施先行，局部防突措施补充不掘突出头、不采突出面区域综合防突措施区域突出危险性预测区域防突措施区域措施效果检验区域验证局部综合防突措施工作面危险性预测工作面防突措施工作面措施效果检验安全防护措施（一）瓦斯治理的理念无危险区内有危险点*（二）《防突规定》的工作程序突出煤层开拓前区域预测突出危险区无突出危险区局部综合防突措施区域综合防突措施由“已知推测未知”，根据已知的技术 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 科学外推，获得未知区域的技术资料用途：指导新水平新采区的设计和新水平、新采区开拓工程的揭煤作业*（三）《防突规定》的工作程序突出煤层开拓后区域预测突出危险区无突出危险区每掘采10~50m至少连续2次做工作面预测进行区域验证区域综合防突措施并进行区域措施效果检验增加了煤层瓦斯参数实测资料，验证开拓前区域预测用途：指导工作面的设计和采掘生产作业达标不达标*（四）《防突规定》的工作程序突出危险区被保护层卸压并抽瓦斯区域防突措施保护层开采预抽煤层瓦斯区域措施效果检验突出危险区无突出危险区本煤层预抽瓦斯防突技术保护层开采及卸压瓦斯预抽技术实测或者测算残余瓦斯压力和含量每掘采10~50m至少连续2次做工作面预测进行区域验证继续进行或补充实施区域防突措施*（五）《防突规定》的工作程序无突出危险区工作面预测突出危险工作面无突出危险工作面工作面预测方法安全防护措施，并保留足够超前距工作面防突措施*四、区域性瓦斯治理技术（一）保护层开采及卸压瓦斯抽采技术（二）单一煤层增透及瓦斯抽采技术（三）区域措施效果检验（四）瓦斯治理时空保障及管理技术*复杂地质条件下，被保护层卸压程度低，卸压和增透效果有限；卸压瓦斯解吸流动特性及汇聚规律不清楚；瓦斯抽采方法和技术参数难于确定。（一）保护层开采及卸压瓦斯抽采技术技术难点*技术原理上被保护层下被保护层保护层原始煤体卸压煤体m+△m地应力m保护层开采过程，顶底板及煤体产生移动被保护层地应力降低、发生膨胀变形（一）保护层开采及卸压瓦斯抽采技术*（一）保护层开采及卸压瓦斯抽采技术煤层相对变形测定深部基点法示意图卸压煤层变形测量钻抽放钻场直径10mm钢筋顶板钢楔底板钢楔直径15mm钢管顶底板深部基点是由钢楔对（Φ75mm钢管斜切断后，缺口端焊接相应尺寸的铁板）及其焊接上长度用千分表或卡尺测定两根固定顶底板钢筋的位移*‰被保护层相对膨胀变形被保护层透气性增加被保护层透气性增加几百～几千倍技术原理相对变形相对变形3～40‰（一）保护层开采及卸压瓦斯抽采技术*被保护层钻孔瓦斯抽采量被保护层瓦斯压力瓦斯抽采量显著增加单孔流量达1m3/min经抽采瓦斯压力降低到0.5MPa以下技术原理（一）保护层开采及卸压瓦斯抽采技术*（一）保护层开采及卸压瓦斯抽采技术断裂带垮落带弯曲带底鼓变形带底鼓裂隙带卸压区应力集中区应力集中区保护层远距离被保护层超远距离被保护层下被保护层穿层钻孔高抽巷地面钻井关键技术配套的卸压瓦斯抽采方法和技术参数*高抽巷被保护层保护层136m应用实例1底板岩巷穿层钻孔层间距136m超远距离保护层开采底板岩巷网格式穿层钻孔和高抽巷抽采法（一）保护层开采及卸压瓦斯抽采技术*穿层钻孔底板岩巷被保护层保护层100～110m③①②层间距100～110m远距离保护层开采底板岩巷网格式穿层钻孔抽采法（一）保护层开采及卸压瓦斯抽采技术应用实例2*被保护层组保护层地面钻井钻井位置100～110m远距离保护层开采（100～110m）地面钻井抽采法（一）保护层开采及卸压瓦斯抽采技术应用实例3*下被保护层16m50m上被保护层保护层（一）保护层开采及卸压瓦斯抽采技术厚度0.4m极薄关键保护层开采上下底板岩巷网格式穿层钻孔抽采法穿层钻孔底板岩巷穿层钻孔底板岩巷应用实例4*组合上保护层被保护层30～50m穿层钻孔底板岩巷保护层1保护层2不稳定薄煤层组合保护层开采及卸压瓦斯抽采（一）保护层开采及卸压瓦斯抽采技术应用实例5*坚厚顶板极薄下保护层开采及卸压瓦斯抽采（一）保护层开采及卸压瓦斯抽采技术应用实例6在极薄一7煤层开采中，对7m厚硬石灰岩顶板采用缓慢下沉法可行、有效。开采一7煤层同时抽采二1煤层卸压瓦斯，可使二1煤层西翼瓦斯压力由1.74MPa降低到0.5MPa;东翼由1.29MPa降低到0.4MPa，都低于0.74MPa；并使二1煤层瓦斯抽采率达到50%以上，煤层瓦斯含量由11.93m3/t煤降低到6.38m3/t煤，低于8m3/t煤要求。*硬厚顶板极薄下保护层开采及瓦斯抽采试验研究一7煤厚==0.5～0.7m一7～二1层间距==18～22mL7石灰岩层厚度=7.0～7.5m采深==360m二1煤层瓦斯含量=13m3/t（一）保护层开采及卸压瓦斯抽采技术应用实例6*硬厚顶板极薄下保护层开采及瓦斯抽采试验研究1708工作面切眼剖面图一7煤风巷东四水平大巷参数考察及抽卸压瓦斯巷一7煤运输巷保护下边界保护上边界二1煤应用实例6*硬厚顶板极薄下保护层开采及瓦斯抽采试验研究二1煤层瓦斯含量根据朗格缪尔吸附方程、二1煤样瓦斯吸附常数a、b值、工业分析结果平均值（挥发分12.6%，灰分15%，水分0.98%）和试验区瓦斯压力测定结果得出试验区二1煤层原始瓦斯含量和经过抽采卸压瓦斯后的残余瓦斯含量及瓦斯抽排率如下。西翼1708试验区：二1煤层原始瓦斯含量X0=Xy+Xx=1.23+11.8=13.03m3/t煤；二1煤层残余瓦斯含量Xc=Xy+Xx=0.21+6.17=6.38<8m3/t煤；煤层瓦斯抽采率η=（13.03-6.38）/13.03=51>30%。应用实例6*硬厚顶板极薄下保护层开采及瓦斯抽采试验研究二1煤层变形西翼8#钻场变形孔煤厚8.1m，实测的最大膨胀变形量为222-179=43mm,最大膨胀变形率43/8100=5.307‰。最大膨胀变形发生在工作面采过20~25m处。西翼8#钻场测得的二1煤层变形量与1708工作面距离关系如图所示。应用实例6*硬厚顶板极薄下保护层开采及瓦斯抽采试验研究二1煤层透气性系数变化■在东三岩石平巷打穿层钻孔测得二1煤层在垂深298m（+244m）原始透气性系数为（4.022~5.64）×10-3m2/(MPa2d）。■在西翼1708工作面试验区在西四岩石大巷测得二1煤层在垂深357m（标高+202m）处原始煤层透气性系数为0.014m2/(MPa2d）。■在下保护层1708工作面回采后，受到保护区域内二1煤层透气性系数增加到12.3m2/(MPa2d），增高880倍。应用实例6*硬厚顶板极薄下保护层开采及瓦斯抽采试验研究应用实例6*硬厚顶板极薄下保护层开采及瓦斯抽采试验研究二1煤层钻孔瓦斯流量与钻场瓦斯抽采量钻场各孔流量与1708工作面推进距离关系西翼保护层1708工作面试验区第27钻场有5个抽采瓦斯钻孔，各钻孔瓦斯抽采量与1708工作面推进距离的关系曲线如图所示（孔间距20～25m，钻场间距20m）。应用实例6*坚厚顶板极薄下保护层开采及卸压瓦斯抽采（一）保护层开采及卸压瓦斯抽采技术应用实例6开采一7煤层同时抽采二1煤层卸压瓦斯，可使二1煤层掘进速度由60-70m/月提高到85-120m/月；掘进巷道瓦斯涌出量由1.28-1.49m3/min，降低到0.19—0.53m3/min；回采工作面推进速度由28.6m/月提高到35-50m/月；绝对瓦斯涌出量由6.99-7.55m3/min降低到3.45-3.75m3/min；相对瓦斯涌出量由14.8-16.87m3/t煤降低到7.39-8.77m3/t煤；回采工作面回风流平均瓦斯浓度由0.85-0.95%降低到0.5%以下，消除了瓦斯浓度超限现象。*各种倾角保护层开采及卸压瓦斯抽采近水平煤层倾斜煤层急倾斜煤层（一）保护层开采及卸压瓦斯抽采技术应用实例7*1、被保护层透气性增加450～3700倍瓦斯抽采率达65%以上；2、瓦斯压力降到0.5MPa以下，瓦斯含量降到6m3/t以下；3、煤巷月掘进300m以上，工作面日产量达到5000～10000t。应用效果（一）保护层开采及卸压瓦斯抽采技术*（二）单一煤层增透及瓦斯抽采技术1、区域性增透及安全施工2、突出煤层竖井及石门安全揭煤3、有效的瓦斯抽采方法和技术参数技术难点对于无保护层开采的单一突出煤层防突难度大，要实现区域性消除突出危险，存在以下技术难点：*原始煤层瓦斯径向流动模型钻孔瓦斯煤层穿层孔单孔瓦斯抽采流量随时间的变化技术原理穿层钻孔瓦斯流动模型可简化为径向流动；由于突出煤层透气性低，瓦斯流速和流量小，有效抽采半径短，欲达标，抽采周期长。（二）单一煤层的增透及瓦斯抽采技术*水力诱导孔群增透瓦斯混合流动模型煤层裂隙增透后瓦斯抽采量随时间的变化关系图孔洞钻孔水力诱导提高喷孔效果，孔周产生不规则洞缝和流变由径向流动转变为流向裂隙、再流向钻孔复杂混合流动。（二）单一煤层增透及瓦斯抽采技术技术原理*‰透气性增加100～300倍抽采流量增加4倍相对喷出煤量相对喷出煤量1～3%（二）单一煤层增透及瓦斯抽采技术技术原理*安全施工安全导喷钻进装置,实现诱导喷孔过程中煤、水、瓦斯分离（二）单一煤层增透及瓦斯抽采技术*底板岩巷孔群增透穿层钻孔与顺层钻孔相结合瓦斯抽采方法（二）单一煤层增透及瓦斯抽采技术应用实例1*淮北祁南矿底板巷穿层钻孔条带掩护巷道掘进+顺层钻孔瓦斯抽采*（二）单一煤层增透及瓦斯抽采技术双底板岩巷孔群增透穿层钻孔瓦斯抽采方法7m应用实例2*（二）单一煤层增透及瓦斯抽采技术下向顺层长钻孔递进掩护区域性瓦斯抽采方法应用实例3*（二）单一煤层增透及瓦斯抽采技术特厚突出煤层六步法（区域预抽、安设骨架、煤体固化、拦截瓦斯、注水和排放瓦斯）石门揭煤方法安全控制井巷周界外12m应用实例4*12m12m深井突出煤层竖井三步法揭煤方法安全控制井筒周界外12m（二）单一煤层增透及瓦斯抽采技术应用实例5*1、突出煤层透气性增加100～300倍2、瓦斯压力降到0.74MPa以下，瓦斯含量降到8m3/t以下3、月掘进200m以上，日产量3000t以上4、竖井和石门揭煤工期降为1.5～2个月应用效果（二）单一煤层增透及瓦斯抽采技术*（二）单一煤层增透及瓦斯抽采技术立体交叉钻孔布孔增透技术国内外矿井试验与应用结果表明，立体交叉钻孔预抽能提高瓦斯抽采量、抽采率和煤层透气性系数。不同地质条件下，最优交叉钻孔的间距不同。1）交叉钻孔布孔增流提透原理：①钻孔交叉点及其邻区塑性与流变范围增大，即卸压范围加大与卸压程度加深，卸压提透增流；②各孔之间互通成网，其任一孔不会出现像平行孔的单一孔那样：某点垮孔或被堵，整个钻孔瓦斯都转化为难流出状态，形成断流或微流③由于工作面推进，从斜向孔孔底最先进入卸压增透区获得卸压流起，一直延续到孔口被回采止，比平行孔在边采边抽卸压带中的时间长，况且在现场软煤中的孔位看不到孔洞，斜孔出露端基本不形成漏气与短路。*（二）单一煤层增透及瓦斯抽采技术立体交叉钻孔布孔增透技术立体交叉钻孔布孔示意图*（二）单一煤层增透及瓦斯抽采技术立体交叉钻孔布孔增透技术2）焦作九里山矿现场试验研究成果1994～1995，抚顺院与焦作局合作，在九里山矿13051面进行了交叉孔与平行孔预抽本煤层瓦斯对比的试验研究，平行孔和交叉孔分段分别布置，钻孔直径Φ65mm，钻孔平均长L63.8m，孔间距D2.35～3.0m，斜向孔与平行孔夹角15～20°封孔管内径25mm聚氨酯封堵长1m，封孔深6m,煤均厚m5.2m、倾角17o、瓦斯含量X=16.9m3/t、坚固性系数f=0.2~0.35、煤容重γ=1.3t/m3。结果表明，在同一工作面相同钻孔工程量条件下，交叉孔较传统的平行孔增加瓦斯抽放量0.46～1.02倍。布孔方式钻孔自然涌出量m3/min.hm钻孔瓦斯抽采量m3/min.hm百m孔t天累计瓦斯量m3/hm单孔瓦斯抽采率交叉钻孔q=0.0309e-0.016tq=0.064e-0.0063tQhm=14629(1-e-0.0063t)η=14629(1-e-0.0063t)/XγmLD=1.19(1-e-0.0063t）/D平行钻孔q=0.0116e-0.026tq=0.04e-0.0081tQhm=7111(1-e-0.0081t)η=0.58(1-e-0.0081t）/D九里山矿交叉孔与平行孔瓦斯涌出与抽采规律比较表*（二）单一煤层增透及瓦斯抽采技术立体交叉钻孔布孔增透技术九里山矿13051面交叉孔与平行孔预抽本煤层瓦斯分段布置图*（二）单一煤层增透及瓦斯抽采技术立体交叉钻孔布孔增透技术3）推广实例①某矿试验采面斜长168m，煤层总厚4.2m，上分层1.3-1.4m，下分层2.6-2.8m，夹矸厚0.1-0.4m。倾角11-17˚，采深620-750m，瓦斯含量11.4m3／t，渗透率0.01375md。在走向200m试验段布置90个交叉钻孔（45个平行孔，45个斜向孔），钻孔总长7368m。分三组每组30孔，其孔间距分别为2.0m，2.5m，3.0m。孔径75mm，平行孔开孔距底板0.8m，方向垂直风巷，孔长80-90m；斜向孔开孔距底板1.2m，方向与风巷夹角73˚，孔长85-95m，聚氨脂封孔，封孔长1.0m，封孔深度5.0m。抗静电阻燃塑料封孔管径25mm。不同密度交叉钻孔预抽率与时间关系曲线η——瓦斯抽采率，%；Qct——t天钻孔百米抽放总量m3；S——平均单孔长度，m；N——布孔方式系数，回风巷或进风巷单向布孔时，N＝1，双向布孔时，N＝2；Q0——煤层原始瓦斯含量，取11.38m3/t；M——煤层厚度，取4.2m；C——孔间距，m；L——工作面长度，m；d——巷道预排瓦斯等值宽度，取20m；r——煤的密度，取1.30t/m3。*②不同孔间距交叉钻孔自然瓦斯涌出量与时间的关系孔间距2.0m百米交叉孔瓦斯涌出曲线孔间距2.5m百米交叉孔瓦斯涌出曲线孔间距3.0m百米交叉孔瓦斯涌出曲线孔间距/m初始流量m3/min.hm衰减系数d-1极限流量m32.00.04680.011757602.50.03740.012443433.00.02940.02942713（二）单一煤层增透及瓦斯抽采技术立体交叉钻孔布孔增透技术*（二）单一煤层增透及瓦斯抽采技术立体交叉钻孔布孔增透技术不同孔间距交叉钻孔瓦斯抽采量与时间的关系孔间距2.0m百米交叉孔抽放量与时间关系孔间距2.5m百米交叉孔抽放量与时间关系孔间距3.0m百米交叉孔瓦斯抽放与时间关系孔间距/m初始流量m3/min.hm衰减系数d-1极限流量m32.00.04070.011451412.50.03850.015939883.00.03370.01922527*（二）单一煤层增透及瓦斯抽采技术立体交叉钻孔增透，预抽瓦斯方法应用实例（洛阳新安煤矿）煤层倾角2°~10°，平均煤厚3.35m。瓦斯压力0.29~1.51MPa，瓦斯含量4.02～12.19m3/t，平均7.22m3/t，本煤层钻孔量0.198m/t煤，钻孔直径89mm，残余瓦斯含量0.596~3.561m3/t。义安公司新安矿本层交叉网状钻孔预抽瓦斯示意图*（二）单一煤层增透及瓦斯抽采技术立体交叉钻孔增透技术---大湾煤矿煤巷掘进的应用实例水城大湾煤矿11号煤层为焦煤，全区稳定可采，平均厚度为3.37m，平均倾角13°，具有突出危险性，平均瓦斯含量为14.52m3/t，最大瓦斯压力为2.66Mpa，煤层坚固性系数为0.16～0.29，矿井地质构造复杂，在煤巷掘进过程中，曾发生过多次突出事故，瓦斯涌出量大，瓦斯浓度频频超限。煤巷掘进区域防突采用“条带迈步交叉钻孔预抽”，例如为了预抽111105机巷巷道两帮外10m以及掘进巷道前方80m范围煤体内的煤体瓦斯，在巷道两帮每隔30m交替施工钻场，上帮钻场的规格为长×深×高=4m×4m×2.75m，下帮钻场的规格为长×深×高=4m×4m×2.25m。平面布置：两帮钻场内分别施工10个预抽钻孔，钻孔分两排布置，同一排钻孔相邻开孔间距为0.5m，1#-5#孔的终孔间距为1.0m，终孔点落在巷道轮廓线内；6-10#孔的终孔间距为2m，终孔点落在巷道轮廓线外10m范围内。立面布置：上帮钻场第一排钻孔开孔位置距巷道底顶0.8m，第二排钻孔开孔位置距巷道底板1.5m，下帮钻场第一排钻孔开孔位置距巷道底顶0.6m，第二排钻孔开孔位置距巷道底板1.2m。设计的孔深一般为80m，如果钻机的性能好，现场施工条件比较好的话可以适当增加孔深。如果在施工过程当中遇到前方有构造，应该及时调整或修改设计。*（二）单一煤层增透及瓦斯抽采技术立体交叉钻孔布孔增透，预抽瓦斯方法在煤巷掘进应用实例（水城大湾煤矿）111105机巷交叉钻孔平面设计图钻孔施工剖面图15m*（二）单一煤层增透及瓦斯抽采技术立体交叉钻孔布孔增透，预抽瓦斯方法在煤巷掘进应用实例（水城大湾煤矿）■111105机巷25#及26#钻场相距15m，现场采用施工完成一个钻孔，立即接抽该钻孔，1#-5#孔、6#-10#孔各为一组分别计量瓦斯抽采量，当抽采浓度小于5%时，将支管关闭停抽。25#、26#钻场抽采量统计如下表所示。■瓦斯抽采率=控制范围内煤体瓦斯抽采总量/控制范围内煤体瓦斯总量×100%控制范围内煤体瓦斯抽采总量=22976m3+18089m3=41065m3控制范围内煤体瓦斯总量=控制范围内煤体体积×煤的容重×吨煤瓦斯含量=2527.5×1.39×14.52=51012m3■按瓦斯抽采量计算瓦斯抽采率=41065÷51012×100%=80.5%利用DGC型瓦斯含量仪直接测定掘进工作面迎头正前方抽采后的残余瓦斯含量为3.57m3/t，迎头前方巷道轮廓线外10m处瓦斯含量为5.28m3/t，均低于8m3/t。■按残余瓦斯含量计算瓦斯抽采率分别为10.95/14.52=75.4%和9.24/14.52=63.6%。25#钻场26#钻场钻孔号抽采期/d抽采瓦斯量/m3钻孔号抽采期/d抽采瓦斯量/m31~5#1681671~5#1466106~10#22148096~10#2011479*（二）单一煤层增透及瓦斯抽采技术立体交叉钻孔布孔增透，预抽瓦斯方法在煤巷掘进应用实例（水城大湾煤矿）25#钻场26#钻场钻孔号抽采期/d抽采瓦斯量/m3钻孔号抽采期/d抽采瓦斯量/m31~5#6~10#81671~5#1466106~10#22148096~10#201147925号钻场1~5#和6~10#两组钻孔瓦斯抽采浓度与抽放时间的关系曲线1~5#和6~10#两组钻孔瓦斯流量Q与抽采时间t的统计关系方程：1~5#孔：Q=1905e-0.1463t(m3/d)6~10#孔：Q=1803e-0.1673t(m3/d))*效果检验指标（三）区域措施效果检验残余压力P<0.74MPa，残余含量W<8m3/t需要实测P和W第五十一条开采保护层的保护效果检验第五十二条穿层钻孔、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯和穿层钻孔预抽石门（立、斜井）揭煤区域瓦斯的效果检验*为了保证瓦斯治理效果，需要完善的瓦斯治理规划、 管理制度 档案管理制度下载食品安全管理制度下载三类维修管理制度下载财务管理制度免费下载安全设施管理制度下载 和智能化跟踪预警与控制系统相配套，构成完整的技术体系，这方面国内外还没有成熟的模式。技术难点（四）瓦斯治理时空保障及管理技术。*技术原理（四）瓦斯治理时空保障及管理技术瓦斯治理总体规划瓦斯治理企业 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 跟踪预警控制系统实时跟踪，发现隐患及时预警，应急预案区域性治理技术体系提供 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 保障规范化，程序化确保时空条件“抽、掘、采”平衡*（四）瓦斯治理时空保障及管理技术明确提出区域性治理为主，局部治理为辅的瓦斯治理战略。落实一矿一策、一区一策、一面一策的瓦斯治理战术。瓦斯治理总体规划*企业技术标准（四）瓦斯治理时空保障及管理技术瓦斯治理企业技术标准体系和结构采掘工作面层次水平、采区层次矿井层次企业标准体系企业标准结构工程设计工程施工计量和检验确认方法报批程序*跟踪预警与控制系统煤矿瓦斯灾害智能化跟踪预警与控制系统（四）瓦斯治理时空保障及管理技术能够对瓦斯治理过程进行实时跟踪、监控工程进展和质量、及早发现工程缺陷和隐患，发出预警、并给出应急预案。*五、结束语*结束语（1）煤与瓦斯突出灾害日趋严重（2）区域性瓦斯治理技术体系是我国煤与瓦斯突出防治的根本出路（3）现阶段防治煤与瓦斯突出工作的重点是全面认真贯彻落实《防治煤与瓦斯突出规定》*感谢领导专家！敬请批评指正！*