瓦斯抽采钻井（精选十篇）
瓦斯抽采钻井 篇1
1 地面钻井卸压瓦斯抽采原理
地面钻井只适用于对上被保护层的瓦斯抽采,而不适用于下被保护层的瓦斯抽采[5]。保护层开采后,顶底板煤岩层发生移动变形,应力场和裂隙场重新分布。顶底板内裂隙发育,地应力下降,但随着向顶底板深部的延伸,其影响作用逐渐减小。根据裂隙的发育特征,将顶板煤岩层从下至上分为垮落带、断裂带和弯曲带[6]。处于垮落带内的煤层由于开采条件受到破坏无法开采。处于断裂带和弯曲带内的突出煤层能够获得良好的卸压增透效果,在保护层的保护范围内,突出煤层地应力降低、裂隙发育,煤层瓦斯具有良好的卸压流动条件。地面钻井抽采卸压瓦斯原理如图1所示,在煤层瓦斯压力及抽采负压的作用下,被保护层内的卸压瓦斯经煤层裂隙及岩层裂隙向地面钻井流动,通过钻井抽出,其抽采半径可达100～150 m。通过地面钻井的抽采,被保护层煤层瓦斯含量下降,进而彻底消除突出煤层的危险性,实现突出煤层的安全高效回采。
2 地面钻井的布置及施工
2.1 工作面概况
淮北芦岭煤矿为双突矿井,建矿以来共发生多次煤与瓦斯突出事故。保护层试验工作面——Ⅱ1048工作面位于Ⅱ104采区西翼,工作面上限标高-548～-570 m,下限标高-566～-582 m,工作面走向长310 m,开切眼面长220 m,收作线面长100 m,倾角5°～7°,煤层厚度2.3～2.6 m。煤层顶板以中粒砂岩为主,工作面及地面钻井布置如图2所示。对应的中组煤上被保护层8煤、9煤层瓦斯压力为3.2 MPa,瓦斯含量为18.2 m3/t,地面钻井抽采的中组煤总厚度达13 m,煤层瓦斯储量丰富。
2.2 地面钻井的设计及施工
根据保护层工作面的开采位置,设计地面钻井平面坐标为(X=371 278,Y=39 514 959),钻井深度为587 m。地面钻井结构如图3所示,一般分为3段:第1段为表土段,钻井穿过表土进入坚硬基岩,下套管,进行表土段固井;第2段为基岩段,钻井钻进至目标层(卸压瓦斯抽采煤层或煤层群)顶板20～40 m,下套管,进行基岩段固井(套管长度为第1段与第2段之和,固井至地面);第3段为目标段,钻井钻进至保护层顶板5～10 m(取决于保护层开采高度),下筛孔管,不固井。钻井结束后对其进行测斜、测井、洗井等工作,并对钻井口进行处理。
2.2.1 表土段
第四系表土层采用Φ311 mm牙轮钻头钻进至基岩,钻井深度为256.09 m,并取芯验证后,安设Φ273 mm×9 mm护壁套管,套管丝扣连接,并外焊2～3块50 mm×300 mm×6 mm钢板,以防止地层采动后套管于丝扣处断脱。套管与井壁外环间隙用42.5#硅酸盐高强水泥进行全井封闭,直至井口返出纯水泥浆,共用水泥10 t、三乙醇胺50 kg、食盐50 kg。
2.2.2 基岩段
基岩部分原设计Φ273 mm钻头钻进至7煤顶板5.5 m,即462.5 m。施工中通过取芯验证,7煤顶板为29 m厚的泥岩和粉砂岩,托不住Φ177.8 mm套管,最后将Φ216 mm的孔深改为436.28 m,全井安设Φ177.8 mm×9.17 mm石油地质套管,材质为N80,套管外接箍丝扣连接。套管与井壁及Φ273 mm管内壁的环状间隙全部用42.5#硅酸盐高强水泥浆进行封闭,直至井口返出纯水泥浆,共用水泥12.0 t,加入三乙醇胺6 kg、食盐60 kg。
2.2.3 目标段
筛孔管层段用Φ152 mm钻头钻进至10煤层顶板4.5 m,即574.65 m。安设Φ139.7 mm×9.17 mm筛孔管,总长142.16 m。
3 瓦斯抽采效果考察及分析
3.1 地面钻井抽采卸压瓦斯变化规律
地面钻井瓦斯抽采始于1月21日,截至12月8日,历时近10个月,累计抽采纯甲烷量为248.4万m3。地面钻井瓦斯抽采浓度及抽采流量的变化情况见图4。
由图4知,地面钻井瓦斯抽采可分为3个阶段:
第1阶段为瓦斯抽采增长期,共计15 d(前15天),工作面2月6日过钻井。开始抽采时工作面距钻井尚有18 m,当时发现井口已有漏气声响,随即进行负压抽采。第1阶段共产气20.04万m3,该阶段平均日产3 360 m3,抽采负压16～18 kPa,瓦斯浓度由开始时36%逐步上升到84.8%,混合流量17.6～21 m3/min,抽采纯甲烷流量从7.5 m3/min上升到18 m3/min,出现第1次产气高峰,2月5日当天产气25 771.7 m3,初步显现出保护层开采的煤层瓦斯卸压效果。
第2阶段为产气高峰期,自2月6日至5月30日,历时约4个月,共计118 d(第16天—133天),月产甲烷气量40万～55万m3,累计产气量180.15万m3,平均抽采流量为10.6 m3/min,平均日产甲烷量15 267 m3。期间共出现4次产气高峰,其中5月9日—19日为最大一次产气高峰,最大抽采流量为32.2 m3/min,累计产气量33.52万m3,平均日产量达30 474 m3,最高一天(第117天),日产气量曾达到46 656 m3,出现在工作面采过钻井120 m的位置,工作面于5月31日收作。
第3阶段为瓦斯抽采衰减期,自6月1日至11月8日(第134天—246天),为工作面收作后的产气阶段,日产气量随抽采时间的延长而逐步衰减,混合气浓度逐渐降低。衰减期历时5个多月(共计158 d),累计产气量46.95万m3,平均日产气量2 972 m3,又可分为2个小阶段:
① 6月1日—8月14日(共73 d),产气量缓慢下降,至8月14日累计产气37.75万m3,平均日产气量5 171 m3,8月13,14日两天日产气量还达到3 600～4 320 m3,但在15日—18日停止抽采后再恢复时,产气量大幅下降。
② 8月19日—11月8日(共81 d)为产气量大幅下降阶段,该阶段累计产气9.2万m3,平均日产气量仅1 136 m3,关井前的11月8日产气量仅有576 m3,混合气流量减至2 m3/min,甲烷浓度仅20.46%,日产气量已减至1 000 m3以下,抽采浓度达不到利用标准,为此关井停止抽采。
3.2 地面钻井瓦斯抽采的影响因素
3.2.1 工作面推进速度对抽采量的影响
钻井抽采量与工作面推进速度、开采面积成正比例关系,推进速度快,保护层开采面积大,则上覆中组煤卸压范围大,卸压瓦斯量也相应较大,可抽瓦斯量就大。如2月份工作面推进了40.5 m,回采面积7 220 m2,当月抽采量达到52.6万m3;5月份工作面推进了86 m,回采面积7 880 m2,该月钻井抽采量达到55.2万m3。单位面积产气量为69.3～75.6 m3/m2,单位煤炭产量产气量为24.2～26.4 m3/t。
3.2.2 老顶周期断裂垮落对钻井抽采量的影响
工作面周期性来压,老顶周期性断裂,导致上覆岩层周期性产生裂隙,造成钻井抽采出现周期性产气高峰。据统计,共出现5次产气高峰,但高峰产气量大小不一,高峰产气时间间隔约1个月。最大产气量出现在5月15日,瓦斯抽采流量达32.2 m3/min,当天产气量为46 363 m3,出现在工作面推过钻孔120 m处。
3.2.3 工作面断裂构造对瓦斯抽采量的影响
工作面内断裂构造是沟通中组煤卸压瓦斯的通道,当工作面通过断裂构造前后时,卸压瓦斯经构造裂隙沟通采动裂隙,从而使卸压瓦斯流入钻井,抽采量增大。如3月受构造影响,工作面过断裂构造,推进速度减慢,月进度仅为28～33 m,面积5 462 m2,但由于断裂沟通卸压瓦斯,钻井抽采量仍然较大,达到41万m3。
3.2.4 钻井与工作面相对位置对抽采量的影响
当工作面位置在钻井前方时,处于开始抽采阶段,抽采量偏小。钻孔开始抽采时工作面位于钻井前方18 m,开始抽采后到采至钻井位置,10 d抽采瓦斯11.7万m3。当工作面采过钻井以后,连续抽采4个月,月产气量均在40万～55万m3,抽采至工作面收作时,采面已距钻井178 m,但钻井抽采量仍达到55万m3/月。
3.2.5 抽采负压对瓦斯抽采量的影响
地面钻井抽采负压在开始抽采期及正常抽采期大约在12～18 kPa,一直保持到7月10日左右,7月10日以后负压为5～6 kPa,正常抽采期负压值为衰减期负压的2～3倍,这是由于正常抽采期卸压瓦斯量充足,瓦斯抽采浓度高,抽采负压较高。而在衰减期,卸压瓦斯量供应不充足,瓦斯浓度较低,必须降低负压,用低负压进行抽采,以避免高负压使大量空气进入煤层,引起煤炭自然发火。为防意外,还应定期采样,测定CO含量,以便及时采取措施。
3.3 中组煤瓦斯抽采率
Ⅱ1048工作面开采过程中,采取了地面钻井和井下底板岩巷穿层钻孔2种方式抽采中组煤卸压瓦斯,地面钻井共抽采248.4万m3,井下底板岩巷穿层钻孔共抽采278.4万m3,合计抽采卸压瓦斯526.8万m3。根据Ⅱ1048工作面的开采面积和卸压角确定出,保护范围内中组煤瓦斯储量为745.9万m3,则中组煤的瓦斯抽采率为70.6%,残余瓦斯含量降为5.2 m3/t,残余瓦斯压力降为0.53 MPa,彻底消除了中组煤8煤、9煤层突出危险性,突出煤层具备了安全高效开采的条件。
4 结论
1) 在上被保护层为多个煤层、煤层瓦斯储量大的条件下,采用地面钻井抽采被保护层卸压瓦斯,可获得良好的瓦斯抽采效果。
2) 地面钻井抽采过程中,分为瓦斯抽采增长期、产气高峰期和瓦斯抽采衰减期3个阶段。经过近10个月的抽采,彻底消除了中组煤8煤、9煤层突出危险性,使突出煤层具备了安全高效开采的条件。
3) 地面钻井抽采效果受到保护层工作面推进速度、老顶周期性垮落断裂、地质构造、钻井与保护层工作面的相对位置、抽采负压等多个因素的影响。
参考文献
[1]程远平,俞启香,周红星,等.煤矿瓦斯治理“先抽后采”的实践与作用[J].采矿与安全工程学报,2006,23(1):12-18.
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矿井瓦斯抽采标准224 篇2
为进一步规范公司瓦斯抽采管理，推进瓦斯抽采钻孔封孔、联孔标准化工作的精细化水平，特制定本标准。
1．矿井瓦斯抽采系统
1．1根据瓦斯涌出预测情况，对矿井瓦斯抽采系统进行委托设计，并上报审批。
1．2矿井抽采系统原则建立地面固定式抽采泵系统，系统具有预抽和采空区抽采功能，且能互通、互换。
1．3瓦斯抽采系统中运行抽采泵能力与备用泵台数能力一致。
1．4瓦斯抽采泵站必须安设抽采参数监测系统，主要监测数据接入矿井安全监控系统。
1．5瓦斯抽采泵站进气管路必须同时安装人工和自动检测流量、压力、浓度、温度的装臵。
1．5．1每1h对自动检测数据进行一次检测和记录，每7d人工检测一次，对自动检测数据进行校正。
1．5．2矿井抽采量报表以泵站人工检测数据校准值为准。1．6井下瓦斯抽采主要大巷主管、盘区干管、顺槽支（分）管及专用抽采巷道必须按装设标准要求安装流量、浓度、压力、温度自动检测计量或人工检测计量装臵。计量装臵安装在巷道口50m范围以内。
1．7每个瓦斯抽采钻场和抽采评价单元必须装设流量、浓度、压力、浓度人工检测计量装臵。1．8瓦斯抽采钻孔应装设浓度、压力人工检测装臵。1．9安设检测、计量装臵的地点应设臵观测牌板和管理牌板。
1．10井下瓦斯抽采管路检测计量装臵要求计量可靠，检测及时。
1．11瓦斯抽采管路系统和抽采钻孔参数每7d至少检测一次，检测结果记入现场管理牌板，并汇总汇报。
1．12瓦斯抽采管路系统和瓦斯抽采钻孔应安排人员定期进行巡回检查、放水、除渣，发现问题及时处理。
1．13应根据瓦斯抽采管路系统和抽采钻孔参数检测分析结果，及时对瓦斯抽采系统和抽采钻孔进行调整或调节，保证高效抽采。
2．矿井瓦斯抽采管路
2．1敷设瓦斯抽采管路应根据井下巷道的布臵、抽采地点的分布、矿井的发展规划以及瓦斯利用的要求等因素统筹确定，避免或减少主干管路的频繁变动，确保管道运输、安装和维护方便。
2．2瓦斯抽采管路的材质必须符合煤矿使用要求，严禁使用玻璃钢管路。安装使用5年以上的抽采管路复用至其它地点时，必须重新进行性能检验合格后方可使用。
2．3瓦斯抽采管路要保持通用性，变径连接时要设过渡节。
2．4敷设在运输巷道内的瓦斯抽采管路，其高度满足通车需要。2．5瓦斯抽采管路安装必须吊挂或垫高，每根吊挂（支撑）不少于2处，沿巷道底板支撑敷设时，支撑高度不得小于300mm，吊挂(支撑)材料强度不得小于管路重量的5倍。使用导电材质吊挂（支撑）时，导电材质与管路接触处应垫非导电材料。
2．6瓦斯抽采管路通过通风设施时，必须设臵防止压挤管路的装臵，设施两端封堵严密不漏风。
2．7在有瓦斯抽采管路的巷道内，风、水等管路和缆线必须避开抽采钻孔开孔位臵。电缆（包括通信、信号电缆）必须与抽采管路分挂在巷道两侧，并不得与瓦斯抽采管路及连接附属装臵接触。
2．7．1瓦斯抽采管路与风、水等管路布设在巷道同一侧时，瓦斯抽采管路与风、水等管路的法线间距不得小于300mm；若在相同高度水平敷设时，水平间距不得小于300mm。
2．7．2瓦斯抽采管路与电缆线、其他管路交叉通过时，其间距不小于300mm，或垫非导电材料隔开。
2．8瓦斯抽采管路应设臵明显的具有反光性能警示标志，采用不同颜色箭头标明进、出气流方向。
2．8．1矿井抽采主管路、盘区管路、采掘工作面（抽采区域）抽采管路（封连孔管路除外）上，应每隔200m至少设臵一处明显的警示标志，不足200m时，至少设臵2处。巷道拐弯处及管路分叉处应设臵警示标志。
2．8．2警示统一使用长箭头标志，箭尾部分明显标识“瓦斯抽采管路严禁碰撞”字样，整个标志采用红底白字，标志高 度不小于10cm。
2．9瓦斯抽采管路上的控制阀门必须编号管理，阀门开启角度、方向标识清楚。主要阀门角度调节实行挂牌管理，非操作人员不得随意调整。
2．10瓦斯抽采管路连接必须可靠严密，直径φ400mm及以上的抽采管路或抽采时间超过半年，均不得采用快速接头连接。
2．11瓦斯抽采管路附属装臵设臵
2．11．1瓦斯抽采主、干、支管路每200m～500m设臵一处放水器，管路拐弯、低洼、温度突变处应设臵放水器。
2．11．2钻孔可单个设臵放水器，也可根据钻孔涌水情况分组设臵放水器。
2．11．3优选功能完善可靠的自动式放水器，放水器容量根据水量大小和放水间隔设定。
2．11．4瓦斯抽采钻孔和抽采管路应设臵除煤粉(渣)装臵，定期进行除排渣，防止钻孔或管路堵塞。
2．11．5在温差变化较大的地点，应设臵防止抽采管路热胀冷缩的伸缩装臵。
2．12金属瓦斯抽采管路不得作为采空区埋、插管抽采使用。
3．瓦斯抽采钻孔工程
3．1矿井、区域、采掘工作面等抽采地点的瓦斯抽采钻孔或专用瓦斯抽采巷道工程必须根据煤层原始含量、可抽采时间、抽采系统能力、衰减系数、煤层透气性、抽采半径、地质 等参数情况，进行专门抽采设计，瓦斯抽采设计经矿有关部门审查，报矿总工程师审批后实施。
3．2瓦斯抽采工程设计图应悬挂在施工现场。3．3采煤工作面顺煤层瓦斯抽采钻孔单向布臵时，终孔位臵距另一侧应在10～15m范围内；双向布臵时，钻孔长度交叉重叠长度不少于20m。
3．4巷帮、联络巷及掘进工作面正前顺煤层密集瓦斯抽采钻孔应分层布臵，覆盖全断面。
3．5区域瓦斯抽采钻孔施工推广采用定向钻机，补充钻孔可采用普通钻机。
3．6所有瓦斯抽采工程都必须严格按设计施工。瓦斯抽采钻孔施工过程中，必须记录钻孔情况。达不到设计要求时，及时报告相关部门。
3．7瓦斯抽采工程施工过程中的出现异常情况（如喷孔、卡钻、掉钻杆等）等时，应及时汇报，并在现场标明。
3．8瓦斯抽采钻孔完工后，可在孔口或钻场分别或集中悬挂管理牌板，填写钻孔参数等情况。
3．9矿井建立抽采工程竣工验收制度，由专门部门对抽采工程进行验收并绘制抽采工程竣工图。竣工验收资料应有相关责任人签字。
3．10瓦斯抽采钻孔全部施工结束后，编制瓦斯抽采钻孔工程竣工报告，报送相关部门。
4．瓦斯抽采钻孔封孔
4．1瓦斯抽采钻孔施工完毕后应及时封孔抽采，并在钻 孔管理牌内准确记录开始抽采时间。
4．2瓦斯抽采钻孔封孔必须封堵严密，一般采取充填式封孔。定向长钻孔应采用水泥砂浆封孔，普通钻孔可采用聚胺脂或其它工艺封孔。
4．3瓦斯抽采钻孔封孔管及内臵筛孔管一般不得采用金属材质，并具有一定抗压强度。不影响采掘作业的顶板岩石抽采钻孔封孔时，孔口段可采用金属管路。
4．4瓦斯抽采钻孔的封孔深度和封孔段长度应根据煤岩强度、卸压带宽度、裂隙发育程度、负压等确定。各矿应根据自身条件，按《煤矿瓦斯抽放规范》AQ-1027-2006标准制定本单位封孔标准。定向钻机长钻孔的封孔长度为8m～25 m。
4．5煤层瓦斯抽采钻孔封孔管外露长度在100mm～300mm之间；岩石钻孔封孔管外露长度不得大于500mm。
4．6瓦斯抽采钻孔封孔封孔后外部不得留有空洞，否则应用砂浆或黄泥填实。
4．7普通瓦斯抽采钻孔封孔管直径不小于φ50 mm，定向长钻孔封孔管直径不小于φ108 mm。特殊钻孔封孔管直径由本单位自行制定标准。
5．瓦斯抽采钻孔联孔
5．1瓦斯抽采钻孔封联孔应采用符合煤矿使用的合格材料。
5．2瓦斯抽采钻孔应采用联孔装臵进行联孔，特殊情况下可采用符合煤矿井下使用的其它管路进行联接。
5．3抽采钻孔可以单个或多个并入汇流管后接入主、干、分支管路，接入前必须向下通过放水器，再向上连入主、干管路或分支管路，连接处必须接阀门。
5．4抽采钻孔连接管应保持水平并略低于孔口位臵至少100 mm，接入放水器及抽采系统管路的连接管保持竖直或水平，不得出现存水的弯曲段。
5．5主管路或分支管路连接抽采钻孔的三通应设臵在管路的正下方或外侧，不得设臵在管路中心线上方。
5．6采用多个钻孔并入汇流管联接方式时，应根据百米钻孔流量计算确定汇流管直径，但不得小于封孔管直径。
6．本标准规定内容检查代入通风质量标准化检查进行扣分。
7．其他未尽事宜执行《煤矿瓦斯抽放设计规范》、《煤矿瓦斯抽采基本指标》和《煤矿瓦斯抽放规范》等规定。
演礼煤业瓦斯抽采管理考核办法
顶板抽采巷瓦斯抽采影响因素研究 篇3
摘要：通过对谢桥矿1151(3)顶板高抽巷瓦斯抽采效果的观测，考察了瓦斯抽采量、瓦斯抽采率和抽采瓦斯浓度随顶板高抽巷的位置、工作面推进速度、工作面距离开切眼的位置等的变化关系，得到了一些有一有益的结论，对今后的瓦斯抽采具有指导意义。
关键词：瓦斯顶板高抽巷影响因素
0引言
谢桥矿位于淮南潘谢矿区，是一座设计年产400万吨的特大型现代化矿井。矿井现开采第一水平－610m，上、下山开采，下山下界-标高－720m。采用走向长壁综采一次采全高和放顶煤开采。随着开采深度的增加，瓦斯含量和瓦斯涌出量亦明显增大，矿井的瓦斯防治问题日益突出，为解决这一问题，谢桥矿在1151(3)工作面第一次设计施工了顶板高抽巷，以提高采面瓦斯抽采率，提高采面单产。
1基本概括
1151(3)工作面位于13-1煤层-720m水平，东一采区。走向长1674m，倾斜长231.8m，煤层平均厚度约5.4m，煤层平均倾角12.8°，煤容重为1.34t/m3，回采率93％，可采储量2689210t。工作面顶板为粉、细砂岩，并见裂隙节理，直接顶岩石f=9.0，直接底岩石f=7.0，工作面地质构造简单。将该工作面煤样送试验室进行相关瓦斯参数测定，软分层煤样的瓦斯放散初速度AP和煤的坚固性系数f分别为12和0.49，并根据间接法计算得到煤层瓦斯压力1.03MPo全断面煤样在试验室测定的工业性分析指标。孔隙率和瓦斯吸附常数a、b等测定结果如表1所示。并综合现场分析和试验测定，确定C13煤层的原始瓦斯含量为5.79m3/t。
1151(3)综放工作面高抽巷内错回风顺槽，距回风顺槽平距22m，以3％坡度施工至距切眼56m处，巷道底板距13-1煤层顶板法距21－31m，净断面7.4m2，是该矿首个长距离抽采巷。工作面回采前，在抽采巷里敷设一趟8寸抽采管与矿井永久抽采系统合茬，并距迎头300m处封闭，以防止抽采巷抽采效果不理想时在抽采巷内施工钻孔分段封闭抽采，8寸抽采管深入封闭墙以里1m。为考虑抽采巷抽采效果，谢桥矿抽采队工程技术人员从工作面回采之日起即对该面抽采效果进行跟踪考察。
2考察方法
此次考察主要是通过定期测定抽采巷瓦斯抽采量、工作面回采距离、日产量、风排瓦斯量等参数，以定期了解这些参数之间的内在联系。抽采巷瓦斯抽采量考察途径主要通过以下两种：①利用地面抽采泵房瓦斯抽采自动监控装置考察：②利用CDLU型智能涡街气体流量计配合100％瓦斯机、抽气筒、负压表考察。
3抽采影响因素分析
根据对1151(3)综放工作面回采过程的跟踪考察，发现高抽巷的抽采效果与高抽巷距离C13煤顶板距离、工作面距开切眼距离及工作面产量有密切的关系，在实验过程中还发现，抽采泵的抽采能力对抽采效果也有一定的影响。
3.1工作面产量与抽采量、抽放浓度、抽采率的关系从现场考察数据来看，瓦斯涌出量与工作面产量几乎成正比关系，且随着工作面单产的提高，工作面瓦斯涌出量也有大幅度的提高，瓦斯抽采量与瓦斯涌出量随产量的增加其增长规律是一致的。但瓦斯抽采率并没有随着产量的大幅度提高而快速上升，也就是说，一旦提高综放工作面的产量势，必引起风排瓦斯的压力。由此可见，提高工作面单产不仅耍在瓦斯抽采技术上加强科研攻关，提高瓦斯抽采率，同时也需研究合理的工作面通风方法，才能有效治理提高工作面单产而带来瓦斯威胁问题。
3.2高抽巷位置与抽采量、抽采浓度、抽采率的关系抽采巷层位直接关系到抽采流量的大小。根据现场考察结果，1151(3)抽采巷抽采期间，层位在一定的高度范围内抽采效果较好，如层位在30—31m时抽采巷纯流量28.0—40.12m3／min，平均33.9m3／min，浓度平均达到36.8％，完全能满足发电需要；而层位在20-21m时，抽采巷抽采纯流量947-23 1m3／min，平均14m3／min，浓度平均只有15.1％。另外，在工作面回采超过首道封闭墙后，通过对设置在该密闭墙上的抽采管抽放效果考察结果，也证明了该面抽采巷层位23m以下时已出于冒落带范围内，表现在该抽采管内瓦斯浓度呈规律性忽大忽小，最大时达36％，而最小时仅有9％，并且该管内出现了52ppm的CO。
3.3工作面位置与抽采量、抽采浓度、抽采率的关系从现场考察数据可看出，在工作面刚开始推挤的25m范围内，几乎抽不到瓦斯，根据实测11 51(3)工作面初次来压步距为21.5m，因此，在前21.5m左右高抽巷并没有发挥作用。而当工作面顶板跨落后，采空区蓄积的大量瓦斯很快得到了泻排，表现为在25—50m左右时，瓦斯抽采浓度较高，基本在60％—70％之间。之后，随着工作面的正常推进瓦斯抽采纯量和抽采率有规律的波动，瓦斯浓度维持在20％—30％之间。另外还可以看出瓦斯的抽采量与工作面的推进速度的表现一致，瓦斯抽采量的高峰比工作面的推进速度高峰稍微滞后一段时间，这主要是回采速度刚开始下降时，采空区抽采范围内仍有大量的瓦斯。
4结论
瓦斯抽采钻井 篇4
1 卸压瓦斯抽采原理和地面井井位选择
淮北矿区煤层具有瓦斯含量高、瓦斯压力大, 煤层透气性低, 预抽效果较差等特点, 很容易诱发煤与瓦斯突出事故。因此选择合理有效的瓦斯抽采方法才是现阶段消除瓦斯灾害最经济最实用的技术手段。近年来国内外的实践表明, 通过开采保护层的卸压作用, 可以使上覆煤岩体产生显著的卸压增流效应, 其透气性相对卸压前可增加数千倍。因此, 通过保护层开采的卸压作用进行地面井抽采, 可以取得很好的效果[2], 矿井得以安全高效开采。
根据矿山岩石力学理论, 刘天泉院士提出:保护层开采后, 采场上覆岩层冒落、下沉、移动变形, 沿煤层顶板垂向上不同岩层的裂隙发育程度不同, 采空区上方形成三带:即冒落带, 裂隙带和弯曲下沉带[3]。由于顶板岩层的垮落、移动, 产生大量层间裂隙, 上覆被保护煤层中的瓦斯卸压解吸后, 由吸附状态变成游离状态。由于游离瓦斯具有易上浮移动和渗流特性, 使采空区上方环形裂隙区内汇集大量瓦斯, 因此在环形裂隙区内布置地面抽采钻孔, 能够获得最理想的抽采效果[4]。
地面钻井位置选择应遵循两点:一是能够大面积、高浓度地进行抽采瓦斯, 因此地面井的布置应在卸压范围内, 卸压区瓦斯会在浓度差和压力差的作用下流向钻井, 在抽采负压作用下, 能实现很好的抽采效果。二是为保证瓦斯抽采稳定长效, 避免井孔受影响而破坏, 应优化井位的选择和井管的设计方案。然而, 在抽采实践中, 卸压地面井抽采瓦斯面临严重的井孔稳定性问题, 这甚至是影响地面井抽采效果的决定性因素。以往对地面井的井位部署而使井孔过早破坏而停止产气。针对该问题, 文章讨论了保护层开采后卸压范围及其控制的卸压瓦斯抽采地面井位部署, 在实现高透气性高效抽采的同时, 实现瓦斯的持续抽采[5]。
以往的研究表明, 工作面中部是地面钻井布置的合理位置, 因为工作面中部离层裂隙发育最早, 煤层透气性最好, 最易于瓦斯抽采, 然而这一观点忽略了在采动影响下, 工作面中部水平位移量最先达到最大, 膨胀变形量和沉降速度也最大, 钻井最易受到破坏;相反在倾向上近回风巷的煤层卸压程度虽小于工作面中部, 但其膨胀变形相对变小, 水平位移量较晚达到最大, 因此在布靠近工作面回风侧置钻井稳定性较好, 钻井服务时间长。此外由于采空区卸压瓦斯的运移和流动, 使得靠近回风巷处的瓦斯更易积聚和富集。因此结合地面井布置实践经验, 地面井应布置在倾向上近工作面回风巷50~70米之间的位置, 走向上距离始采线40米以外, 从而实现瓦斯高效、持续、稳定的抽采。
2 钻井结构
一开地面至冲积层下30m (基岩风化带下) , 孔径φ311mm, 下入φ244.5×11.03mm护壁套管, 护壁管外空间用水泥浆封固。
二开地面至6煤层顶板3~5m, 孔径为φ216mm, 下入φ177.8×9.19mm套管。套管外壁空间用水泥浆封固。
三开至10煤顶板上10m, 用直径φ152mm钻头钻进, 下花管φ139×9.17mm, 煤层段花管孔径φ14mm, 岩石段花管孔径φ18mm, 孔间距100×100mm, 花管与二开重叠8m, 一开、二开套管连接用外接箍。
三开下, 用直径φ94mm钻头钻进, 进入10煤层不少于2m, 并下φ95mm木塞;套管钢级为N80。钻井结构示意图如图1所示。
3 钻进工艺
孔口一开采用φ311mm牙轮钻头钻至基岩风化带下, 见稳定岩层后, 测井, 下入φ245mm护壁套管, 待固井、候凝, 止水检查合格后, 二开钻进。二开采用φ216mm潜孔锤钻进, 钻进至63煤层项板3~5m处, 测井, 下入φ177.8mm护壁套管、固井、候凝, 止水检查合格后, 三开钻进。三开采用φ152mm潜孔锤钻进, 钻至10煤顶板10m处, 测井, 然后用φ94mm钻头扫孔至10煤底板下2m, 测井, 下φ95mm木塞, 然后, 下入φ139mm花管, 不固井, 花管底口不封闭。
3.1 钻具组合及钻进参数
立轴+φ89mm钻杆+φ159mm钻铤+φ178mm钻铤+φ311mm (φ216mm、φ152mm、φ94mm) 钻头。
3.2 管材的下入及洗井
套管在空气中的自重均小于30吨, TSJ-2000钻机提升能力可达40吨, 能满足下管要求, 可直接将前二路套管下到设计位置。对于下入的φ139mm花管和φ95mm木塞, 可用钻具将其送入孔内设计层位。
下入φ95mm木塞封堵四开井段后, 用焦磷酸钠溶液浸泡洗井。
4 关键环节及施工要点
4.1 泥浆的选用
由于瓦斯井孔径大, 施工地层冲积层厚, 岩层不稳定, 护壁至关重要, 因此选用优质PHP-HPAN泥浆进行护壁, 该泥浆具有失水量小、流变性好、护壁能力强等特点。
泥浆性能:密度1.03~1.08, 粘度20~24秒, 失水量小于12~15ml/30min, PH值8~9。视地层情况可随时调整泥浆性能。在漏失层中可以加入惰性材料。
4.2 防斜、纠斜管理
瓦斯钻井要求最大偏斜≤5‰, 孔底水平位移≤2.5m, 钻孔防斜必须遵循“以防为主, 纠偏为辅”的方针。
第一、钻孔测量定位后, 将地盘夯实, 车载钻机就位找平, 保证安装质量, 开孔前认真找正“三点一线”。把好开孔、换径关, 开孔使用的粗径钻具要直, 连接后应同心, 扩孔时应采用带导向的塔式钻具组合。
第二、采用合理的钻具结构和正规的操作程序规程。采用钻铤加压, 钻铤重量应大于井底所需钻压, 中和点应落在钻铤上, 使钻杆柱处于拉直状态;正常情况下, 三班的操作参数要保持一致, 压力要均匀, 换层时要减压钻进, 扩孔时要用钻具作引导, 导向钻具与扩孔钻具连接后要保持同心。
钻进中及时测斜是预防钻孔弯曲的有效手段, 要求每钻进30~50米测斜一次, 每次测斜要认真做好记录, 绘制井身轨迹图。
发生孔斜时要及时纠斜, 新地层钻进出现钻孔顶角上漂, 使用钟摆钻具, 使钻孔下垂。钻孔偏斜过大时, 使用螺杆钻具进行纠斜, 定向纠斜钻具组合为:钻头+螺杆钻具+无磁钻铤+钻铤+钻杆+立轴。
纠斜前, 首先对螺杆钻具进行检查, 调试, 一切正常方可入井;纠斜过程中, 转盘传动轴要锁紧, 非定向技术人员不能随意转动;纠斜钻进过程中, 每钻进一至二个单根测斜一次, 了解顶角和方位角的变化, 适时做出调整。
4.3 固井作业及木塞下入
一开和二开固井作业, 一是为了护壁和减小采动对钻井的破坏, 同时为了隔绝冲击层及煤层顶板各含水层的水涌入钻井内, 影响瓦斯抽采效果和井下安全生产。
固井设备为TBW850/60泥浆泵一台, 清水泵1台, 10m3搅拌桶, 水灰混合器。固井前应对固井设备进行检查, 确保固井工作顺利进行。固井采用425#水泥, 水泥、水和替浆量要准确计算。
下入φ245mm、φ177.8mm套管至孔底后, 用稀泥浆冲孔, 至孔内泥浆比重降为1.05左右为止。固井浆液水灰比为0.56, 由人工下灰于水灰混合器漏斗, 开动清水泵闸阀, 使水、灰同步进入混合器, 混合器的浆液流入储浆池, 开动搅拌机, 取浆测定比重, 使比重为1.45~1.7, 固管期间连续测试比重。当搅拌浆液比重达到要求, 即可放浆入泵浆池, 开动泥浆泵将水泥浆注入孔内, 灌注时中间不能停顿, 直到水泥浆由井口返出, 即可停泵。泵浆完成后进行替浆, 准确计算替浆量;固井完, 待水泥凝72小时, 并且查看水泥浆样品符合硬度要求时, 换泥浆钻进到层位, 观测管内水位变化, 评定固井止水效果。
三开以下用94mm钻头钻进到煤层内2米, 因三开花管不固结, 故缩径造台阶预防花管坠入井下, 用钻具下入木塞至目的层位10煤层内2米, 木塞直径95mm, 总长不少于12m, 下入木塞的目的一是为了防止煤系地层顶底板水大量涌入井下采煤工作面, 二是为了在确保采煤作业时能及时发现钻井的准确位置, 保证安全回采。
5 地面钻井抽采效果评价
地面钻井抽采卸压区瓦斯浓度高, 流量大, 是一种行之有效的瓦斯综合治理方式, 因其安全高效, 已被越来越多的煤与瓦斯突出矿井和高瓦斯矿井所采用。
图2为淮北杨柳煤矿瓦斯抽采监测曲线, 平均抽采瓦斯浓度85%, 最大抽采瓦斯浓度92.25%, 混合瓦斯流量平均24m3/min, 最大混合瓦斯流量28.07m3/min, 纯瓦斯流量20.4m3/min, 高浓度高流量瓦斯确保地面瓦斯电厂发电, 经济效益、社会效益和安全效益显著, 研究结果对瓦斯高效、持续、稳定的抽采和煤与瓦斯共采意义重大。
参考文献
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[3]刘天泉.矿山岩体采动影响与控制工程学及其应用[J].煤炭学报, 1995, 20 (1) :1-5.
[4]武杰, 桑树勋.淮南矿区保护层开采卸压范围及瓦斯抽采地面井部署[J].煤田地质与勘探, 2010, 38 (3) :13.
省瓦斯抽采汇报材料 篇5
汇
报
材
料
尊敬的各位领导、各位专家：
大家好！
首先，我谨代表山西煤业有限公司全体员工对各位领导、各位专家的莅临指导工作表示热烈的欢迎和衷心的感谢！
下面由我就山西煤业有限公司通风瓦斯抽采情况做以下汇报：
一、矿井基本情况：山西煤业有限公司现开采*号煤层，设计规模为120万t/a，井田面积为*.7851 km2。根据《山西煤业有限公司*号煤层瓦斯涌出量预测报告》，跃进煤业有限公司120万t/a达产时，矿井相对瓦斯涌出量最大为*.40m3/t，绝对瓦斯涌出量最大为*.31m3/min，属高瓦斯矿井。需建立抽采系统。为确保矿井安全、高效生产，委托煤炭科学研究总院对我公司*号煤层瓦斯抽采工程进行初步设计，并经山西煤炭工业厅晋煤瓦发【2011】*号文件《关于山西煤业有限公司瓦斯抽采工程初步设计的批复》进行了批复。我公司根据瓦斯抽采工程初步设计要求，进行了抽采工程的建设，于201*年11月20号建成并投入试运行。瓦斯抽采工程投资共计900余万元。其中土建、采暖、给排水投入130万元，机电及相关设备投入420万元，管路及附属设施投入 350万元。
二、矿井通风系统
矿井通风方式为中央并列式，通风方法为机械抽出式。共布置主斜井、副斜井和回风斜井三支井筒。回风斜井安装FBCDZ-№20/B型轴流式通风机两台（一用一备），功率2×220KW，采用双回路供电。矿井总进风量4522m3/min，总回风量4620m3/min，负压1000pa。回采工作面采用U+I型通风系统。掘进工作面采用对旋局扇风机，型号为：FBDNo6.0-2x15 KW（一用一备），对掘进巷道进行压入式供风。井下各用风地点配风情况为：*502综放工作面风量为1379 m3/min，*503备用综放工作面风量为812 m3/min，西采区运输巷风量为591 m3/min，西采区轨道巷风量为595 m3/min，其他硐室用风量总计690 m3/min。矿井通风系统可靠、设施完好、风量充足，满足设计要求，通风能力核定为145万吨/a。矿井通风系统能够满足安全生产需要。
三、瓦斯储量情况：根据山西煤业有限公司《*号煤层瓦斯涌出量预测报告》及《*号煤层瓦斯抽采工程初步设计》：矿井瓦斯储量22734万m3、可抽量为7957万m3，年抽采量为635万m3，理论抽采服务时间12.53年，能满足10年的抽采时间的要求。煤层瓦斯压力0.14Mpa,煤层最大瓦斯含量4.50m3/t，回采工作面瓦斯可涌出量预测3.04m3/t.,邻近层瓦斯可涌出量预测3.68m3/t，掘进巷道煤壁与落煤瓦斯可涌出量合计1.97m3/t。故主要针对本煤层与上邻近层瓦斯进行抽采，掘进工作面无需进行抽采。最终确定的抽采方法为：邻近层抽采、本煤层抽采、半封闭采空区抽采、全封闭采空区抽采。
四、抽采系统概况：我公司建立高、低负压两套抽采系统。高负压系统对本煤层进行抽采，抽采泵型号为2BEA—303，一用一备，瓦斯泵流量60 m3/min,功率为90KW。高负压系统管路：从地面瓦斯泵站开始，经回风斜井、回风大巷、到采区回风巷，为直径273mm的主管路，管路长度为2350米，到*502、*503回风顺槽为直径219mm的支管路，管路长度1000米。
低负压系统对邻近层、半封闭、全封闭采空区进行抽采，抽采泵型号为2BEC 42，一用一备，瓦斯泵流量128 m3/min,功率为132KW。低负压抽采系统管路从地面瓦斯泵站开始，经回风斜井、回风大巷、到采区回风巷，为直径406mm的主管路，管路长度为2150米，到*502回风顺槽、*503运输顺槽为直径273mm的支管路，管路长度1000米。所有瓦斯管路及相关附属设施均已全部安装到位。
五、抽采工艺参数：
抽采钻孔设备使用ZDY-4000LP(A)型钻机2台，钻杆直径Φ75mm；ZYJ-1200/320型钻机4台，钻杆直径Φ63mm钻机，使用金钢钻头进行钻孔施工。邻近层钻孔是在*503运输顺槽内向*502综采工作面上邻近层，布置顶板穿层高位钻孔，每15米一个钻孔，钻孔直径193mm，钻孔深度90米，覆盖*502综采工作面上邻近层。为增加邻近层瓦斯抽采效果，另在*502综采工作面的回风顺槽内向工作面上邻近层布置一套扇形抽采钻孔，从工作面切眼开始每隔20m设置一个钻场，每个钻场4个钻孔，钻孔直径75mm。覆盖*502综采工作面上邻近层。*号煤层属较难抽采煤层，所以本煤层钻孔使用顺层斜交的方式，从工作面切眼处开始，每5m布置一钻孔，每隔三个顺层孔,布置一个斜交孔，钻孔直径75mm。半封闭式采空区钻孔采用从*503运输顺槽向*502工作面回风顺槽冒落拱打钻孔的方式抽采冒落拱内瓦斯。钻孔长度30m,钻孔直径113mm。全封闭式采空区抽采在采区回风巷向*501采空区内插管，与上邻近层高位钻孔连接，抽采采空区上方裂隙带内瓦斯。
六、监测监控系统:
1、矿井安装一套KJN矿用安全监控系统，在地面瓦斯抽采泵站设置2个KJF型分站，接入监控系统，实时上传、统一管理。所设置的传感器有：管道甲烷传感器、管道流量传感器、管道温度传感器、管道负压传感器、水位传感器、设备开停传感器等。
2、抽采管道及钻孔监测：井下各管路及钻孔均装设参数测量装置，配用CJZ70型管道综合参数测定仪，能对管道及钻孔的温度、流量、瓦斯浓度、负压等参数进行测量，及时掌握各处瓦斯抽采情况。
3、抽采泵房管理：瓦斯抽放泵站司机6人持证上岗，对瓦斯抽采泵的运行、及泵站数据进行每半小时一次记录。
七、矿井通风瓦斯抽采系统运行情况
（一）、公司建立了以总工程师为首，通风副总工程师、技术员组成的“一通三防”技术管理体系；成立了以安全副总经理、总工程师为首，技术、安全、通风、调度、机电、地测部门组成的抽采达标自评价体系。根据实际生产需要配齐、配足了通风瓦斯管理人员和特殊工种操作人员，保证了通风瓦斯管理工作的正常运行；加强“一通三防”培训工作，每年开展一次“人人都是通风员”的专题活动，提高认识，增强能力。
（二）、建立和完善各种管理制度，加大考核力度
公司制定和完善矿井各级领导和职工“一通三防”和瓦斯治理岗位责任制、矿井“一通三防”管理制度，质量标准化管理考核制度、瓦斯超限责任追究制度等；制定瓦斯治理达标规划；联合调度、安全、企管、财务等部门加大对瓦斯治理方面的综合考核，并与工资奖金挂钩，提高瓦斯管理能力。
（三）、加强通风瓦斯管理，实现抽采达标
我公司加强通风瓦斯管理，严格按照有关规定构筑通风设施、配足通风人员、合理高效供风，保证通风系统的正常运行；制定抽采达标管理制度和实施细则。严格按照抽采达标规定全面实现矿井抽采达标、回采工作面抽采达标。做到不达标不生产。抽采系统投入运行以来，稳定可靠，邻近层抽采效果良好。工作面瓦斯抽采率达到50%以上，有效解决了工作面的瓦斯问题。由于本煤层瓦斯可解析量低，所以本煤层瓦斯抽采浓度及流量较低。
（四）、引进先进技术
我公司积极引进瓦斯治理先进技术、装备，提高通风、瓦斯治理能力，使公司瓦斯治理水平逐步提高。目前引进的邻近层穿层扇形钻孔抽采技术，取得了良好的抽采效果。
以上是我公司通风瓦斯抽采系统运行情况简述，恳请各位领导各位专家批评指正。
谢谢大家
特厚煤层瓦斯抽采参数优化研究 篇6
关键词：特厚煤层；高位钻孔；高位巷；抽采参数；数值模拟
中图分类号：TD712 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）23-0091-03
特厚煤层为厚度大于8m的煤层，近年来，大同矿区的侏罗系煤层资源逐渐枯竭，大部分矿井向下延伸开采石炭二叠系煤层，煤层厚度在1.63～29.41m之间，平均煤厚为15.72m。由于埋深增加、煤层较厚且开采强度增大（工作面年产量达到1000万吨），瓦斯超限成为制约矿井安全生产的瓶颈。本文通过研究同忻煤矿开采石炭系3～5号合并煤层的瓦斯涌出情况，利用现场实测、模拟研究等手段分析研究不同瓦斯治理方法对治理效果的影响，选择适合同忻煤矿特厚煤层开采所需的瓦斯治理方法，并得优选后的瓦斯治理方法进行抽采参数优化，使瓦斯治理的效率最
大化。
同忻煤矿是同煤集团2006年兴建的千万吨级现代化矿井，矿井主采煤层3～5号煤层的厚度为0～35.31m，平均13.67m，采煤方法为长壁式采煤法，全部陷落法管理顶板，回采工艺为综采放顶煤，单面产量约为4.5Mt/a左右。工作面的推进速度在6m/d的情况下，瓦斯涌出量达40m3/min，矿井现有的抽采系统最大抽采能力可达1000m3/min，可利用现有的抽采系统，试验抽采方法。
1 瓦斯抽采方法优选
矿井的瓦斯抽采方法直接决定着瓦斯抽采效果，对瓦斯治理工作有着直接的影响。由于工作面瓦斯主要来源为采空区瓦斯涌出，针对工作面的瓦斯涌出情况，设计了钻孔抽采和高位巷道抽采两种方法采空区瓦斯，并分别进行了试验。
1.1 钻孔抽采方法治理工作面瓦斯
钻孔抽采瓦斯的方法是在工作面回风巷内设置钻场，间距为40～50m，在各钻场内迎着工作面推进方向打双排扇形钻孔，每个钻场内打6个扇形钻孔，钻孔的终孔点位置距回风巷的水平距离为8～32m，距煤层顶板的垂直距离为55m，利用钻孔将采空区高顶的高浓度瓦斯抽出，降低上隅角区域的瓦斯涌出量，达到治理效果。钻孔的布置示意图如图1所示：
钻孔施工完成后，将钻孔连接到瓦斯抽采系统，并连续观测抽采数据，以此为基础分析钻孔抽采方法的治理效果。
表1中的数据为抽采效果最好的一个钻孔连续6天的抽采数据。其中抽采的混合流量最大为1.78m3/min，最大纯量为0.57m3/min。1个钻场共6个钻孔，最大的抽采纯量为3.42m3/min，对减少采空区瓦斯涌出会有一定的效果，但对工作面上隅角与回风流的瓦斯超限起不到明显作用。在遇见较大地质构造或煤层瓦斯含量增大时，可采用高位钻孔抽放措施。
钻孔瓦斯浓度低、流量小，是单孔抽采量不高的主要原因，这也表明采空区高冒空间内的瓦斯浓度在15%～20%之间，传统的小流量、高浓度的钻孔抽采治理方法不能适应并解决同忻煤矿特厚煤层工作面的瓦斯超限问题。
1.2 高位巷抽采方法治理瓦斯
总结出钻孔抽采试验失败的原因主要是抽采总流量小，因此矿方决定试验大流量的高位巷抽采。高位巷沿2号煤底板布置，内错20m，距回风巷顶板10～20m，这个位置正处在采空区冒落带内。将高位巷密闭并埋入抽采管路，通过抽采系统将采空区冒落带内的瓦斯抽出，截流涌向上隅角和回风流的瓦斯，高位巷的布置示意图如图2所示：
高位巷密闭抽放后，抽采系统以最大能力工作，抽采量维持在900～1000m3/min之间，工作面瓦斯超限问题得以解决。对高位巷的治理效果进行了6个月的观测，观测的部分数据如图3和图4所示：
从图中可以看出，高位巷抽出的纯瓦斯量为25～60m3/min，平均抽放瓦斯量38m3/min。工作面上隅角瓦斯浓度控制在0.3～0.7%之间；工作面回风瓦斯浓度控制在0.4%以下；工作面120～130号支架之间后溜通道放煤时瓦斯浓度降到0.5%以下，消除了放煤时瓦斯超限的现象。表现出高位巷道密闭采空区瓦斯具有明显效果，能够解决采空区瓦斯涌出造成工作面上隅角和回风流瓦斯超限问题。
综合以上论述，对比钻孔抽采方法与高位巷抽采方法可以看出，在工作面瓦斯涌出量较大的情况下，钻孔的单孔抽采量过小，钻孔数量严重不足是钻孔抽采达不到治理效果的主要原因。由于综放工作面的推进度在4～6m/d之间，钻孔的抽采有效期仅能达到8～10d，钻孔的施工周期被严重压缩，造成了抽放钻孔数量严重不足，总抽采量达不到瓦斯治理的要求。因此试验了抽采较大的高位巷的抽采方法，并取得了预期的效果。
2 高位巷抽采方法抽采参数的优化研究
高位巷抽采方法在治理瓦斯超限方面取得了较好的效果，其抽采参数尚存在可以优化的地方，以达到提高抽采效率，节能降耗的效果。
2.1 高位巷抽采方法的模拟研究
高位巷抽采的瓦斯主要是采空区内高顶处的瓦斯，采空区内部的抽采和瓦斯参数无法直接测定，只能间接地根据抽采系统瓦斯参数、工作面瓦斯参数推算出抽采系统影响半径、抽采区域瓦斯浓度分布、流场等情况。为了更直观地观测到采空区内的瓦斯情况，利用数值模拟的手段，模拟出整个采空区内的瓦斯分面情况并对抽采效果进行定性评价，同时为抽采参数的优化提供依据。
工作面不采取抽采措施时的采空区模型参数见表2：
通过数值计算，得到末采取抽采措施下的采空区气体浓度分布，如图5所示：
根据模拟结果可以看出，采空区内的漏风和气体分布与采空区内冒落岩石的压实程度有关。临近工作面的采空区内，垮落岩体未受或只受到很小的岩石应力影响，孔隙空间较大，漏风量大，瓦斯的稀释和运移程度较高，浓度小于5%，离工作面较近的地方大约在3%左右；远离工作面的区域受载荷影响，空隙空间受到压挤，瓦斯浓度逐渐增大，一般在5%～15%之间；压实稳定区瓦斯浓度最高达到90%以上。
采用高位巷抽采时的数据模拟基本参数与以上相同，区别是在工作面设置内错式高位巷，并设置了高位巷的抽采量为1000m3/min。通过计算得出了高位巷抽采时的气体浓度分布图，如图6所示：
根据模拟结果可以看出，由于高位巷抽采的的泄排和引流作用，使抽排口附近区域的瓦斯稀释、运移程度增大，瓦斯浓度相比较低，最高只有2%，一般在1%左右，离工作面较近的地方瓦斯浓度小于1%；远离工作面的载荷影响区受到的影响较小，瓦斯浓度不大，一般在3%～12%之间；压实稳定区域基本不受抽采的影响，瓦斯浓度基本不发生变化。
2.2 瓦斯抽采参数的优化研究
从瓦斯抽采的目标来看，只要抽采系统能保证上隅角和回风流瓦斯在正常生产期间不超限，就达到了瓦斯抽采的目的，并不是抽采量越大越安全，抽采的同时会增大采空区的漏风风量，在容易自燃煤层会有很大的安全隐患，因此合理确定瓦斯的抽采参数，不仅可以节能降耗，还能降低煤层自燃发火的发生概率。
从数值模拟的结果可以看出，只要抽采影响半径将上隅角区域包围，就可以将流向上隅角区域的瓦斯通过高位巷道分流到抽采系统中。由于抽采影响半径包括的范围大部分在采空区内部无法直接测得，因此通过对工作面上隅角区域、后遛尾、回风流的瓦斯进行测定，间接的分析出抽采影响半径：抽采量在500～1000m3/min之间时，抽采影响半径大于等于20m；抽采量在400～500m3/min之间时，抽采影响半径约为15m；抽采量300m3/min时，抽采影响半径约为10m。
正常开采的情况下（工作面非周期来压）工作面瓦斯增大范围是工作面上隅角区域向进风流方向延伸60m，其中40m范围是瓦斯易超限范围，如引排负压影响范围到达20m，就可以解决工作面瓦斯超限问题，因此抽采量达到500m3/min就可以满足工作面正常生产时瓦斯不超限。
为了验证对抽采半径的推算，将抽采系统的抽采量调整为500～550m3/min，并观测29天的时候。期间抽采量平均为530m3/min，上隅角瓦斯浓度维持在0.16%～0.3%之间，平均为0.22%；回风流瓦斯维持在0.12%～0.23%之间，平均为0.17%。完全可以保证工作面的瓦斯不超限。观测数据的曲线如图7所示：
3 结语
（1）同忻煤矿高瓦斯涌出量工作面的瓦斯治理工作应以大流量抽采为指导思想，在此基础上采取措施尝试提高抽采浓度。
（2）通过现场数据实测与数值模拟研究认为，高位巷抽采是适合同忻煤矿的瓦斯治理手段，应进一步开展研究工作，使高位巷抽采的参数更加合理。
（3）本文仅仅是间接地推算出采空区内抽采半径的影响范围，待观测手段成熟时应实际测量出不同抽采流量对应的影响半径，使抽采工作进一步合理化。
参考文献
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高瓦斯矿井瓦斯抽采系统优化研究 篇7
1 矿井介绍
该矿位于山西省西山煤田西段, 井田含煤地层主要为太原组和山西组, 共发育11层煤, 总体厚度为155.35 m;可采煤层4层, 总体厚度为12.95 m, 含煤系数8.34%。主要煤种为焦煤, 井田为单斜构造, 大小断层分布其中, 地层倾角为3°~8°。2#、4#、8#、9#为主采煤层, 厚度平均为1.55, 1.68, 3.87, 2.99 m。
矿井在产量为5.0 Mt/a时相对瓦斯涌出量最大为46.64 m3/t, 绝对瓦斯涌出量最大为449.80m3/min, 为高瓦斯矿井。同一矿井, 煤层瓦斯含量随开采深度增加而增加。各煤层相对瓦斯含量如下:2#煤层平均6.89 m3/t, 最大19.38 m3/t;4#煤层平均5.04 m3/t, 最大13.00 m3/t;8#煤层平均5.21m3/t, 最大16.98 m3/t;9#煤层平均9.27 m3/t, 最大18.71 m3/t。
目前该矿有4个正在回采的工作面, 分别是LW28204、LW14216、LW12507和LW19109工作面, 采用了多种方式对瓦斯进行综合治理。现有高浓、低浓2套瓦斯抽采系统, 实行分源抽采, 抽采流量约17 m3/min, 不能达到矿方的设计要求。
2 高抽巷预抽技术优化设计
高抽巷是治理邻近层瓦斯涌出的主要技术手段。高抽巷应该采取与采空区相似的负压管理规律, 但采空区负压管理是阶段性调整, 而高抽巷负压管理是连续抽采。根据抽采经验和相关单位调研确定高抽巷密闭管理负压是3~5 k Pa, 高抽巷瓦斯抽采滞后工作面30~50 m。同时需要定期监测CO含量, 取样分析。针对该矿28204高抽巷密闭墙埋管边缘有漏气现象, 和矿方相关技术人员探讨, 提出2个方案: (1) 对高抽巷上方的采空区适当负压抽采, 以平衡采空区和回采区域的压力平衡。因为裂隙发育不规律, 该方案不太容易实施。 (2) 在高抽巷内向两侧施工钻孔, 钻孔的套管长度适当加大 (至少20m) , 该钻孔连接到支管上 (图1) 。届时, 高抽巷内就有密闭墙埋管和支管连接钻孔2种方式。通过对比分析2种方式的数据, 可更加直观判断出该方法的可行性及效果。
3 本煤层钻孔预抽技术优化设计
本煤层钻孔预抽瓦斯技术是治理工作面瓦斯超限的重要手段[2]。因此, 提高钻孔预抽率是衡量抽放技术是否可行的关键指标。在抽采过程中, 钻孔设计的位置、孔径、长度、围岩致密性、施工过程管理、封孔技术、抽采负压等都是影响瓦斯抽采效率的因素[3,4]。同时, 在设计抽放钻孔时需考虑钻孔的有效抽放半径, 对于钻孔预抽时间长短、预抽钻孔密度等有很大影响, 依据钻孔瓦斯流量衰减规律的经验公式, 建立钻孔布置有效间距的理论方程式, 以粗略估算瓦斯抽放钻孔间距, 具体数值由矿井的实际抽采条件确定[5,6], 通过测算, 钻孔间距可由目前的5m缩小为3 m进行实验, 并且加长套管 (即封孔的长度到20 m) , 条件允许的情况下实验2排钻孔。抽采负压受钻孔施工完成后孔内积水、封孔参数和煤体裂隙发育程度影响。通过对该矿的验证分析以及结合国内外抽采经验, 确定本煤层单孔合适负压为10 k Pa (±3 k Pa) 。钻孔在成孔后要验证钻孔的成孔率和完整性, 如是否达到钻孔的终孔设计位置, 套管是否完好等。提高封孔质量, 使用带有密封垫组的套管, 确保注浆管合理位置。
4 底抽巷钻孔预抽技术优化设计
开采远距离下保护层工作面一段时间后会导致煤岩层中的天然裂隙和大孔隙膨胀张开, 并且又会产生许多新增裂隙。瓦斯在这些裂隙中能够自由流动, 从而提高了瓦斯解吸能力以及排放能力。为了使底抽巷中的钻孔能最大限度地抽放卸压层的瓦斯, 自身又不会大面积的破坏而影响与采面的正常生产, 应将底抽巷布置在开采层有效保护范围内、煤岩层最大断裂带高度以上的硬岩层中[7]。底抽巷的钻孔管理类似于本煤层钻孔和顶板钻孔的复合管理规律 (图2) 。在底抽巷内除了布置本煤层钻孔, 还要布置顶板裂隙钻孔 (图3) 。
5 现采采空区瓦斯抽采技术优化设计
现采采空区的主要特点是随着采面的推进自身空间不断扩大。由于工作面通风系统与采空区连通, 在通风压差的作用下, 采空区瓦斯随着风流流入工作面, 并经由回风流排出, 导致工作面上隅角或回风流中瓦斯超限[8,9,10,11]。研究矿井为近距离煤层群开采且煤层不易自燃, 采空区设计采用埋管抽采的方法, 在瓦斯尾巷钻场中向工作面顶板岩层中打扇形钻孔, 终孔位置大部分落在采空区瓦斯富集区。对管路负压的选择要根据实际测量的瓦斯浓度确定, 大致分为3个阶段: (1) 瓦斯浓度低, 管路完全关闭; (2) 打开钻孔, 根据瓦斯抽采浓度和抽采纯量调节适当的负压; (3) 根据实际测量的瓦斯浓度进行负压调节, 浓度保持在35%以上, 上隅角瓦斯浓度不超过1%。
6 效果分析
6.1 地面高、低浓泵站抽采效果分析
地面高浓泵站抽采系统优化后的监测数据如图4所示, 瓦斯浓度大部分时间在35%以上, 抽采流量维持在30 m3/min。
地面低浓抽采泵站在优化后监测数据如图5所示。由此可看出, 泵站的浓度、负压、流量均比较稳定, 抽采浓度基本稳定在4%以下, 满足《矿井瓦斯抽放管理规范》对低浓泵站的安全运行要求[12]。
6.2 井下气源抽采效果分析
井下抽采高浓气源位置有工作面LW18408、LW28202、LW28204、LW28206、LW28804、LW28808、+806 m东翼胶带大巷、28806轨道运输巷、4采边界回风巷本煤层, 低浓气源位置有12507轨道运输巷本煤层、12505采空区、12507尾巷采空区、12507胶带运输巷、12509尾巷断裂带、12220、14216上邻近层采空区、12415采空区。抽采系统优化之前发现12506尾巷断裂带 (断裂带+底抽巷) 支管的抽采浓度为10.6%, 处于爆炸极限范围;28802移动泵站抽采浓度为9.5%, 处于爆炸极限范围。通过采用合理的负压调节和改善封孔质量, 此问题得到了有效解决, 实现矿井地面抽采浓度80%时间稳定在32%以上, 瓦斯抽采效率达到52%。
6.3 LW28204工作面抽采效果分析
LW28204工作面采用了本煤层钻孔、高抽巷、底抽巷等综合抽采技术, 但在运行过程中效果不甚理想。本煤层胶带巷钻孔由于存在漏气现象, 目前仅有一个钻场抽采瓦斯;高抽巷的密闭墙有漏气现象;底抽巷负压与实际测量负压差别较大, 密闭墙有漏气现象。通过对钻孔、高抽巷、底抽巷的位置、抽采方法进行优化设计, 抽采效果达到《矿井瓦斯抽放管理规范》的要求。工作面、上隅角未出现瓦斯超限现象, 回风巷瓦斯体积分数在0.15%~0.25% (图6) 。
7 结论
(1) 通过对该矿井瓦斯抽采系统进行优化设计, 有效降低了煤层瓦斯含量, 解决了先前抽采系统难以解决的问题, 提高了全矿井的瓦斯抽采效率和地面泵站的瓦斯浓度, 地面瓦斯抽采系统抽采浓度80%时间稳定在32%以上, 瓦斯抽采效率达到52%, 确保了煤与瓦斯工作面共采的安全高效运行。
(2) 所有抽采源都应根据不同的瓦斯涌出规律和抽采机理, 进行合理负压动态调节, 提高封孔质量。LW28204工作面巷瓦斯抽采量由6~8 m3/min增至15~18 m3/min, 工作面回风巷瓦斯体积分数稳定在0.15%~0.25%。
(3) 高抽巷、底抽巷都受到附近采空区影响。高抽巷上方的采空区进行适当负压抽采, 底抽巷的位置应根据地质状况进行合理布置。本煤层钻孔进行定期泄漏测试, 定期抽样检查本煤层钻孔的成孔率与完整性, 及时将无法实现有效处理的钻孔与抽采管路隔离。
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煤矿瓦斯抽采必要性及抽采方法探讨 篇8
煤矿企业在原有瓦斯抽采技术上存在一定弊端,导致抽采过程中出现大量瓦斯的泄漏,造成人员伤亡事故。现如今通过改进抽采工艺,不但保证抽采施工的安全性,并且显著提高设备运行效率[1]。
1煤矿瓦斯抽采必要性分析
1.1确保煤矿作业施工安全
瓦斯主要成分是CH4和CO,该混合气体与明火反应发生爆炸。CO与人体血液中的血红蛋白结合,导致人体窒息,最终因脑部缺氧而死亡,所以在抽采过程中应控制CH4和CO含量,当采煤工作面瓦斯涌出量大于5 m3/min或掘进工作面瓦斯涌出量大于5 m3/min,该煤层便会涌出大量的CH4和CO气体,使其排放至周围空气中,所以采用通风方法解决瓦斯问题不合理。当矿井绝对瓦斯涌出量达到一定条件时,必须建立地面永久抽放系统或井下临时抽放系统,能够有效抑制CH4和CO气体大量涌出,使其在保证有效时间内排出瓦斯,减少对施工人员的危害[2]。
1.2有利于减少环境污染
瓦斯含有大量温室气体,其温室效应是CO2的20倍。根据现有煤矿行业分析,每年中国大约开采煤矿数量约10 000多个,产出煤量约4×108t,每吨排放出的瓦斯气体含量为30 m3,会产生120×108m3的瓦斯气体,产生的热量便会高达几兆焦耳,这些热量散失在空气中,会产生大量热量,导致温室效应。通过煤矿瓦斯抽采系统,会吸收大部分瓦斯气体,有利于减少空气污染。
1.3有利于瓦斯能源综合利用
瓦斯含有的杂质气体成分较少,燃烧后不会产生过多的污染物,瓦斯燃烧后的气体可充作肥料,有利于植物生长和光合作用。在中国西北地区藏有丰富的瓦斯资源,在地表2 000 m的深度,瓦斯的含量超过了30×108m3,其燃烧后的热值大约是2×108t煤炭放出的热量,根据现有资源来看,瓦斯能源综合利用能够全面促进国内经济发展。
2中国瓦斯抽采技术发展阶段
中国瓦斯抽采技术共经历三个发展阶段:邻近层卸压瓦斯抽采、低透气性瓦斯抽采及综合瓦斯抽采。
2.1邻近层卸压瓦斯抽采阶段
邻近层卸压瓦斯抽采在山西阳泉首次使用,在切割煤层过程中,单一煤层切割厚度达2.3 cm~3.2 cm,有效保证了切割煤层的单一厚度。煤层面工作长度为160 cm~240 cm,采用低透性U+L开采方式,在通风系统中建立一进两出的通风巷道,系统包括:进风巷、回风巷、尾巷、抽采钻孔及倾斜抽采巷,这种设计构造能够有效保证施工现场实际通风需求,具体规划设计如图1,外部空气流通过进风巷进入,将质量低密度较低的杂质气体通过回风巷和尾巷有序排除[3]。
2.2低透气性瓦斯抽采阶段
低透气性瓦斯抽采阶段在中国早期有所应用,主要用于通气性较差环境的开采。抽采过程中需要规划设计钻孔尺寸及布设方式,钻孔裂缝及裂缝也需有效处理,使其保证抽采工艺完整。钻孔尺寸大小直接关系瓦斯抽采率,若钻孔直径超过原有比例的20%,便增大了钻孔与煤层的接触面积,破坏煤层结构,增大钻孔直径还会使煤层抽采周围卸压圈增大,导致回风口通风量增加,对瓦斯的抽采有一定影响。通过调节钻孔比例大小对瓦斯抽采纯度对比,见表1,可知要保证调整钻孔大小要在一定调节比例范围内。
2.3综合瓦斯抽采阶段
采空区抽采试点检查保证后期抽采利用率在一定允许范围内。按照时间流程可将综合瓦斯的抽采分为:采前瓦斯抽采阶段、采中瓦斯抽采阶段及采后瓦斯抽采阶段;按照空间分布结构,可将综合瓦斯抽采范围分为:井下瓦斯抽采阶段和地面瓦斯抽采阶段;按照抽采对象可将煤矿综合瓦斯抽采分为:邻近层、本煤层及采空区瓦斯抽采阶段。每个阶段抽采过程,能够使综合瓦斯抽采效率达到最佳状态[4]。
3中国瓦斯抽采的主要方式
现阶段中国瓦斯抽采方式包括:顺层密集长钻孔抽采、网格式穿层钻孔抽采及顶板走向长钻孔抽采。
3.1顺层密集长钻孔抽采
顺层密集长钻孔适用于局域性瓦斯的抽采,一般在抽采过程中要求钻孔深度根据施工条件和施工能力确定,保证钻孔间隔在3 m~4 m,顺层钻孔应与煤层走向角度一致。钻孔在85 m以下煤层深度内转子速率控制在3 000 r/min。布孔需采用斜向孔或交叉口,斜向孔能防止杂质进入,煤层中含有细砂杂质较多,且颗粒直径较大,选用斜向孔能够有效防止杂质进入;交叉式能够显著提高抽采瓦斯效率,交叉式钻孔随抽采瓦斯深度及煤层倾角增加,能够自动调节抽采方式,避免瓦斯抽采设备出现设备故障[5]。
3.2网格式穿层钻孔抽采
网格式穿层钻孔抽采可解决突出煤层打顺层孔时钻喷孔、塌孔问题,网格布局结构能支撑煤层地面结构,避免抽采过程中由于采空区大量抽采导致部分区域出现空洞,造成抽采区域出现坍塌现象。喷孔现象是抽采过程中较为常见的,主要是因为设备运行过程中,由于离心力不断增大,钻孔喷孔会发生大幅度偏离,导致瓦斯钻孔不能有效吻合相接。
3.3顶板走向长钻孔抽采
顶板走向长钻孔抽采要求在抽采工作区域设立钻场,钻场间隔保持在80 m范围内,每个钻场内部空隙部分要放置抽放孔,抽放孔位置要根据钻场钻孔大小而定,一般放置在4个~6个。钻孔安装完毕后,要调整瓦斯排放连接泵,抽采负压保证在200 k Pa~36 k Pa,抽采泵吸气量保证在3 000 m3/h~4 500 m3/h范围内,使顶板走向长钻孔抽采效率达到最高。一般顶板走向长钻孔设置在煤层顶板内,可以减少采空区瓦斯流向问题,采用移动泵对钻孔抽放,可以减少入口压力,防止出现钻孔内外层压力过大的现象。
4结语
通过探究分析煤矿瓦斯抽采必要性及抽采方法,希望相关工作者对抽采方法有更深刻认知。通过针对不同工作面的位置环境,采用不同抽采技术,运用不同类型抽采方式不但能够有效抑制瓦斯涌出量,并且能有效保障瓦斯抽采纯度,可以减少不必要的设备维护管理流程,提高设备运行效率,带动煤矿企业经济全面发展。
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大力推进煤矿瓦斯抽采利用 篇9
煤矿瓦斯抽采利用意义重大
煤矿瓦斯又称煤层气, 是赋存在煤层中的烃类气体, 和天然气一样, 主要成分是甲烷。瓦斯对煤矿安全生产是重大威胁, 但加以利用又是优质清洁能源。搞好煤矿瓦斯抽采利用, 就可以化害为利、变废为宝, 意义十分重大。
第一, 搞好煤矿瓦斯抽采利用是煤矿安全生产的治本之策。瓦斯易燃易爆, 当空气中瓦斯浓度在5%—16%时, 遇到火源就会爆炸, 瞬间形成高温高压冲击波, 并产生大量一氧化碳。煤矿一旦发生瓦斯爆炸或煤与瓦斯突出事故, 就会造成人员大量伤亡。我国煤层赋存条件复杂, 高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井约占1/3, 防治煤矿瓦斯事故始终是安全生产的重中之重。新中国成立以来, 全国共发生23起一次死亡百人以上的煤矿事故, 其中21起是瓦斯事故。近四年来, 煤矿重特大事故死亡人数近70%都是瓦斯事故造成的。搞好煤矿瓦斯抽采利用, 可以实现煤炭在低瓦斯状态下开采, 有效杜绝瓦斯事故发生, 是保障煤矿安全生产的根本措施和关键环节。
第二, 搞好煤矿瓦斯抽采利用是增加能源供给的有效措施。煤矿瓦斯中甲烷含量大于90%, 1立方米瓦斯发热量大于8000千卡, 是与天然气相当的优质清洁能源, 可广泛用于发电、工业窑炉、民用、汽车等方面燃料或生产化工产品。煤炭是我国的主体能源, 多年来在一次能源生产量和消费量中一直占70%左右, 而石油天然气资源十分短缺, 需要大量进口。搞好煤矿瓦斯抽采利用, 可以增加优质清洁能源供给, 改善能源供给结构。同时, 可以逐步减少对进口天然气的依赖, 有利于保障国家能源安全。
第三, 搞好煤矿瓦斯抽采利用是减少环境污染的重要举措。煤矿瓦斯的温室效应是二氧化碳的21倍。据计算, 每利用1亿立方米甲烷, 相当于减排150万吨二氧化碳。2008年, 我国利用煤矿瓦斯16亿立方米, 共减少排放二氧化碳2400万吨, 但煤层中绝大部分瓦斯还是直接排空了, 既浪费资源, 又污染环境。搞好瓦斯综合利用, 最大限度地控制瓦斯直接向大气中排放, 有利于减少空气污染, 保护生态环境。
第四, 煤矿瓦斯抽采利用是一个新的经济增长点。中央提出, 应对当前国际金融危机、促进经济长期持续发展的一个重要措施, 是加快培育新的经济增长点。实现煤矿瓦斯抽采规模化利用、产业化发展, 需要大量投资建设抽采利用工程和配套管网、生产抽采利用设备, 可以有效带动钢铁、建筑施工、装备制造、运输及相关服务业发展, 促进投资需求扩大和就业增加。比如, 2009年全国瓦斯抽采利用直接投资超过66亿元, 带动国内生产总值增加约120亿元, 提供就业岗位约12万个。我国埋深2000米以浅的煤层气地质资源量有36.8万亿立方米, 各产煤省逐步增加煤矿瓦斯抽采利用量, 将会形成一个从生产到服务的大产业, 成为新的经济增长点。各地和煤矿企业要看到煤矿瓦斯利用的巨大潜力, 把煤矿瓦斯这一丰富的资源尽快充分利用起来。
煤矿瓦斯抽采利用大有可为
国家十分重视煤矿瓦斯抽采利用, 近年来研究采取了一系列促进煤矿瓦斯抽采利用的重大政策措施, 各地区、各部门和煤矿企业按照国家的要求, 加大了煤矿瓦斯抽采利用工作力度, 煤矿瓦斯抽采利用取得了重要进展。2008年, 我国瓦斯抽采量达到58亿立方米, 比2005年增加150%;瓦斯利用量比2005年增长160%。2009年1~10月, 累计抽采量达50.2亿立方米, 利用量15.1亿立方米, 同比分别增长9.8%、10.2%。目前, 我国民用瓦斯用户约90万户, 瓦斯发电装机容量达92万千瓦。随着煤矿瓦斯抽采利用量的大幅增加, 瓦斯事故和死亡人数将会大幅下降, 瓦斯排放污染也将会大幅减少。2008年, 全国煤矿发生瓦斯事故起数和死亡人数分别比2005年下降56%和64%。2009年1~10月, 全国煤矿发生瓦斯事故127起, 死亡551人, 同比分别下降21.1%和22.0%, 共减少排放二氧化碳2100万吨。
但是也要看到, 当前我国煤矿瓦斯抽采利用还处在起步阶段, 存在较大差距。主要表现在煤矿瓦斯抽采总量还不大, 利用水平还比较低, 发展很不平衡。我国矿井瓦斯平均抽采率仅有23%, 而美国、澳大利亚等主要产煤国家的抽采率均在50%以上;目前我国抽采瓦斯总体利用率平均只有30%, 特别是地面抽采只有5亿立方米, 仅占“十一五”规划地面抽采目标的25%, 大量的井下抽采瓦斯没有得到有效利用。全国煤矿瓦斯抽采和利用量的85%集中在山西、辽宁、黑龙江、安徽、河南、贵州、重庆等7省 (市) , 其中山西就占到50%, 地区差异突出。瓦斯灾害仍然是我国煤矿安全生产的最大危害, 是威胁矿工生命的“第一杀手”。2009年1~10月, 全国煤矿发生重大以上瓦斯事故起数和死亡人数, 分别占煤矿重大以上事故的42.9%和64.7%。山西屯兰煤矿“2·22”、重庆同华煤矿“5·30”、河南平顶山新华四矿“9·8”特别重大事故都是瓦斯事故, 给人民群众生命财产造成巨大损失, 教训十分惨痛。
我国煤矿瓦斯抽采利用发展相对滞后, 一方面说明我们的工作还有差距, 另一方面也说明我国煤矿瓦斯抽采利用有着巨大的潜力。目前, 煤矿瓦斯抽采利用的技术已经成熟, 一些地方特别是煤矿瓦斯抽采利用示范煤矿已经探索了一些成功的经验, 国家支持煤矿瓦斯抽采利用的政策体系已经形成, 并且支持力度不断加大, 各地和企业的积极性空前高涨, 煤矿瓦斯抽采利用的政策环境、社会环境十分有利。只要我们高度重视, 把国家的政策落实好, 把工作做扎实, 煤矿瓦斯抽采利用前景十分广阔。
切实加大煤矿瓦斯抽采利用工作力度
做好煤矿瓦斯抽采利用工作, 必须深入贯彻落实科学发展观, 进一步贯彻落实中央关于煤矿瓦斯防治的决策部署, 提高认识, 加强领导, 科学规划, 抓紧理顺体制机制, 加大投入和技术研发推广力度, 落实完善支持煤矿瓦斯抽采利用的各项政策, 尽快把煤矿瓦斯抽采利用提高到新的水平。
(一) 认真编制和落实煤矿瓦斯抽采利用规划。促进煤矿瓦斯抽采利用, 必须坚持科学规划, 有序开发, 防止乱采乱抽、浪费资源。现在到2010年还有一年多时间, 完成“十一五”规划煤矿瓦斯抽采利用目标, 任务十分艰巨, 时间十分紧迫。从今年起, 要通过两年左右的努力, 争取全国瓦斯抽采量翻一番, 利用量翻两番, 减排指标同步达到规定标准要求, 重特大瓦斯事故切实得到有效遏制。有关部门要研究采取措施, 加强工作协调, 严格督促考核, 促进有关地区和企业完成既定目标。各地区和企业要加强瓦斯抽采利用生产组织协调, 确保完成本地区、本企业目标任务。要抓紧启动“十二五”期间煤矿瓦斯抽采利用规划编制工作, 明确目标、任务、标准、重点项目、资金投入、保障措施, 推进煤矿瓦斯有序有效开发。
(二) 抓紧理顺瓦斯抽采利用的体制机制。要坚持深化改革, 消除制约煤矿瓦斯抽采利用的体制机制性障碍。一是积极解决矿业权重叠问题。国家有关部门和地方主管部门要按照采煤采气一体化原则, 加强沟通和政策协调, 实行煤、气开发主体的统一。二是创新企业组织经营形式。鼓励成立瓦斯抽采利用专业公司, 瓦斯抽采利用企业一定要实行独立核算, 实行规模化利用, 产业化开发。鼓励组建股份制公司, 促进煤炭企业和瓦斯抽采企业的合作。三是加强对煤层气探矿权的监管。对不能完成年最低勘查投入和抽采量的, 要依法核减煤层气探矿权面积, 直至注销探矿权。决不能允许一面有气不让别的企业采, 一面向大气排放或导致瓦斯事故不断发生。四是完善瓦斯防治和抽采利用考核激励机制。要把瓦斯抽采利用作为考核地方和企业安全生产、节能减排、工作绩效的重要指标, 定期通报抽采利用情况并形成制度。要通过对项目核准、技术改造、装备投入、建设用地等实行差别性政策, 完善瓦斯抽采利用激励机制, 充分调动地方和企业的积极性, 加快煤层气抽采利用产业化、规模化发展。五是积极引入煤层气抽采合作竞争机制。支持大型煤炭企业参与煤层气勘探开采, 鼓励外商和民营企业利用先进技术和资金投资煤层气开发, 提高瓦斯抽采技术和管理水平。
(三) 进一步落实完善瓦斯抽采利用政策。目前, 影响煤矿瓦斯抽采利用的重要原因之一, 是国家鼓励支持抽采利用的政策没有得到很好落实, 有些政策还需要进一步完善。促进煤矿瓦斯抽采利用, 关键是要落实政策、完善政策。一是落实瓦斯抽采利用税费优惠政策。要严格落实瓦斯抽采企业增值税先征后返、进口设备税收优惠、设备加速折旧、免征企业所得税、抵扣纳税额, 以及提取生产安全费用用于瓦斯抽采等政策规定, 确保政策到位, 不打折扣, 提高瓦斯抽采企业的积极性。认真落实瓦斯开采企业探矿权和采矿权使用费减免政策, 促进扩大煤层气资源勘探量, 加快煤矿瓦斯前期开发利用。二是落实瓦斯抽采利用财政补贴政策。按照瓦斯发电自发自用、多余上网的原则, 认真落实瓦斯上网电价比照可再生能源电价政策。目前, 瓦斯上网电价标准偏低, 瓦斯发电企业没有积极性。国家将适度提高财政补贴标准, 鼓励瓦斯发电并网。电网企业要千方百计克服困难, 积极创造条件, 保证瓦斯发电优先上网。三是落实城乡居民使用煤层气的政策。有关地区和部门要积极推进煤层气输送管网建设, 或与天然气并网输送, 扩大民用地域范围。要落实国家有关价格政策, 实行煤层气与天然气同质同价或适度低价销售, 扩大民用和汽车燃料市场, 扩大瓦斯利用规模。四是完善瓦斯抽采利用标准。要借鉴国际标准, 加强研究, 加强沟通, 努力使瓦斯防治的安全生产标准、抽采利用标准、减少排放标准协调起来, 既确保煤矿安全生产, 又促进煤矿瓦斯资源的有效利用。五是研究制定参与“利用清洁发展机制”国际合作的相关政策。有关部门要进一步修订符合国际合作交易的标准和办法, 消除交易政策性壁垒, 扩大项目合作, 加快瓦斯利用。
大力推进煤矿瓦斯抽采利用 篇10
煤矿瓦斯抽采利用意义重大
煤矿瓦斯又称煤层气, 是赋存在煤层中的烃类气体, 和天然气一样, 主要成分是甲烷。瓦斯对煤矿安全生产是重大威胁, 但加以利用又是优质清洁能源。搞好煤矿瓦斯抽采利用, 就可以化害为利、变废为宝, 意义十分重大。
第一, 搞好煤矿瓦斯抽采利用是煤矿安全生产的治本之策。
瓦斯易燃易爆, 当空气中瓦斯浓度在5%—16%时, 遇到火源就会爆炸, 瞬间形成高温高压冲击波, 并产生大量一氧化碳。煤矿一旦发生瓦斯爆炸或煤与瓦斯突出事故, 就会造成人员大量伤亡。我国煤层赋存条件复杂, 高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井约占1/3, 防治煤矿瓦斯事故始终是安全生产的重中之重。新中国成立以来, 全国共发生23起一次死亡百人以上的煤矿事故, 其中21起是瓦斯事故。近四年来, 煤矿重特大事故死亡人数近70%都是瓦斯事故造成的。搞好煤矿瓦斯抽采利用, 可以实现煤炭在低瓦斯状态下开采, 有效杜绝瓦斯事故发生, 是保障煤矿安全生产的根本措施和关键环节。
第二, 搞好煤矿瓦斯抽采利用是增加能源供给的有效措施。
煤矿瓦斯中甲烷含量大于90%, 1立方米瓦斯发热量大于8 000千卡, 是与天然气相当的优质清洁能源, 可广泛用于发电、工业窑炉、民用、汽车等方面燃料或生产化工产品。煤炭是我国的主体能源, 多年来在一次能源生产量和消费量中一直占70%左右, 而石油天然气资源十分短缺, 需要大量进口。搞好煤矿瓦斯抽采利用, 可以增加优质清洁能源供给, 改善能源供给结构。同时, 可以逐步减少对进口天然气的依赖, 有利于保障国家能源安全。
第三, 搞好煤矿瓦斯抽采利用是减少环境污染的重要举措。
煤矿瓦斯的温室效应是二氧化碳的21倍。据计算, 每利用1亿立方米甲烷, 相当于减排150万吨二氧化碳。2008年, 我国利用煤矿瓦斯16亿立方米, 共减少排放二氧化碳2 400万吨, 但煤层中绝大部分瓦斯还是直接排空了, 既浪费资源, 又污染环境。搞好瓦斯综合利用, 最大限度地控制瓦斯直接向大气中排放, 有利于减少空气污染, 保护生态环境。
第四, 煤矿瓦斯抽采利用是一个新的经济增长点。
中央提出, 应对当前国际金融危机、促进经济长期持续发展的一个重要措施, 是加快培育新的经济增长点。实现煤矿瓦斯抽采规模化利用、产业化发展, 需要大量投资建设抽采利用工程和配套管网、生产抽采利用设备, 可以有效带动钢铁、建筑施工、装备制造、运输及相关服务业发展, 促进投资需求扩大和就业增加。比如, 2009年全国瓦斯抽采利用直接投资超过66亿元, 带动国内生产总值增加约120亿元, 提供就业岗位约12万个。我国埋深2 000米以浅的煤层气地质资源量有36.8万亿立方米, 各产煤省逐步增加煤矿瓦斯抽采利用量, 将会形成一个从生产到服务的大产业, 成为新的经济增长点。各地和煤矿企业要看到煤矿瓦斯利用的巨大潜力, 把煤矿瓦斯这一丰富的资源尽快充分利用起来。
煤矿瓦斯抽采利用大有可为
国家十分重视煤矿瓦斯抽采利用, 近年来研究采取了一系列促进煤矿瓦斯抽采利用的重大政策措施, 各地区、各部门和煤矿企业按照国家的要求, 加大了煤矿瓦斯抽采利用工作力度, 煤矿瓦斯抽采利用取得了重要进展。2008年, 我国瓦斯抽采量达到58亿立方米, 比2005年增加150%;瓦斯利用量比2005年增长160%。2009年1—10月, 累计抽采量达50.2亿立方米, 利用量15.1亿立方米, 同比分别增长9.8%、10.2%。目前, 我国民用瓦斯用户约90万户, 瓦斯发电装机容量达92万千瓦。随着煤矿瓦斯抽采利用量的大幅增加, 瓦斯事故和死亡人数将会大幅下降, 瓦斯排放污染也将会大幅减少。2008年, 全国煤矿发生瓦斯事故起数和死亡人数分别比2005年下降56%和64%。2009年1—10月, 全国煤矿发生瓦斯事故127起, 死亡551人, 同比分别下降21.1%和22.0%, 共减少排放二氧化碳2 100万吨。
但是也要看到, 当前我国煤矿瓦斯抽采利用还处在起步阶段, 存在较大差距。主要表现在煤矿瓦斯抽采总量还不大, 利用水平还比较低, 发展很不平衡。我国矿井瓦斯平均抽采率仅有23%, 而美国、澳大利亚等主要产煤国家的抽采率均在50%以上;目前我国抽采瓦斯总体利用率平均只有30%, 特别是地面抽采只有5亿立方米, 仅占“十一五”规划地面抽采目标的25%, 大量的井下抽采瓦斯没有得到有效利用。全国煤矿瓦斯抽采和利用量的85%集中在山西、辽宁、黑龙江、安徽、河南、贵州、重庆等7省 (市) , 其中山西就占到50%, 地区差异突出。瓦斯灾害仍然是我国煤矿安全生产的最大危害, 是威胁矿工生命的“第一杀手”。2009年1—10月, 全国煤矿发生重大以上瓦斯事故起数和死亡人数, 分别占煤矿重大以上事故的42.9%和64.7%。山西屯兰煤矿“2·22”、重庆同华煤矿“5·30”、河南平顶山新华四矿“9·8”特别重大事故都是瓦斯事故, 给人民群众生命财产造成巨大损失, 教训十分惨痛。
我国煤矿瓦斯抽采利用发展相对滞后, 一方面说明我们的工作还有差距, 另一方面也说明我国煤矿瓦斯抽采利用有着巨大的潜力。目前, 煤矿瓦斯抽采利用的技术已经成熟, 一些地方特别是煤矿瓦斯抽采利用示范煤矿已经探索了一些成功的经验, 国家支持煤矿瓦斯抽采利用的政策体系已经形成, 并且支持力度不断加大, 各地和企业的积极性空前高涨, 煤矿瓦斯抽采利用的政策环境、社会环境十分有利。只要我们高度重视, 把国家的政策落实好, 把工作做扎实, 煤矿瓦斯抽采利用前景十分广阔。
切实加大煤矿瓦斯抽采利用工作力度
做好煤矿瓦斯抽采利用工作, 必须深入贯彻落实科学发展观, 进一步贯彻落实中央关于煤矿瓦斯防治的决策部署, 提高认识, 加强领导, 科学规划, 抓紧理顺体制机制, 加大投入和技术研发推广力度, 落实完善支持煤矿瓦斯抽采利用的各项政策, 尽快把煤矿瓦斯抽采利用提高到新的水平。
(一) 认真编制和落实煤矿瓦斯抽采利用规划。
促进煤矿瓦斯抽采利用, 必须坚持科学规划, 有序开发, 防止乱采乱抽、浪费资源。现在到2010年还有一年多时间, 完成“十一五”规划煤矿瓦斯抽采利用目标, 任务十分艰巨, 时间十分紧迫。从今年起, 要通过两年左右的努力, 争取全国瓦斯抽采量翻一番, 利用量翻两番, 减排指标同步达到规定标准要求, 重特大瓦斯事故切实得到有效遏制。有关部门要研究采取措施, 加强工作协调, 严格督促考核, 促进有关地区和企业完成既定目标。各地区和企业要加强瓦斯抽采利用生产组织协调, 确保完成本地区、本企业目标任务。要抓紧启动“十二五”期间煤矿瓦斯抽采利用规划编制工作, 明确目标、任务、标准、重点项目、资金投入、保障措施, 推进煤矿瓦斯有序有效开发。
(二) 抓紧理顺瓦斯抽采利用的体制机制。
要坚持深化改革, 消除制约煤矿瓦斯抽采利用的体制机制性障碍。一是积极解决矿业权重叠问题。国家有关部门和地方主管部门要按照采煤采气一体化原则, 加强沟通和政策协调, 实行煤、气开发主体的统一。二是创新企业组织经营形式。鼓励成立瓦斯抽采利用专业公司, 瓦斯抽采利用企业一定要实行独立核算, 实行规模化利用, 产业化开发。鼓励组建股份制公司, 促进煤炭企业和瓦斯抽采企业的合作。三是加强对煤层气探矿权的监管。对不能完成年最低勘查投入和抽采量的, 要依法核减煤层气探矿权面积, 直至注销探矿权。决不能允许一面有气不让别的企业采, 一面向大气排放或导致瓦斯事故不断发生。四是完善瓦斯防治和抽采利用考核激励机制。要把瓦斯抽采利用作为考核地方和企业安全生产、节能减排、工作绩效的重要指标, 定期通报抽采利用情况并形成制度。要通过对项目核准、技术改造、装备投入、建设用地等实行差别性政策, 完善瓦斯抽采利用激励机制, 充分调动地方和企业的积极性, 加快煤层气抽采利用产业化、规模化发展。五是积极引入煤层气抽采合作竞争机制。支持大型煤炭企业参与煤层气勘探开采, 鼓励外商和民营企业利用先进技术和资金投资煤层气开发, 提高瓦斯抽采技术和管理水平。
(三) 进一步落实完善瓦斯抽采利用政策。
目前, 影响煤矿瓦斯抽采利用的重要原因之一, 是国家鼓励支持抽采利用的政策没有得到很好落实, 有些政策还需要进一步完善。促进煤矿瓦斯抽采利用, 关键是要落实政策、完善政策。一是落实瓦斯抽采利用税费优惠政策。要严格落实瓦斯抽采企业增值税先征后返、进口设备税收优惠、设备加速折旧、免征企业所得税、抵扣纳税额, 以及提取生产安全费用用于瓦斯抽采等政策规定, 确保政策到位, 不打折扣, 提高瓦斯抽采企业的积极性。认真落实瓦斯开采企业探矿权和采矿权使用费减免政策, 促进扩大煤层气资源勘探量, 加快煤矿瓦斯前期开发利用。二是落实瓦斯抽采利用财政补贴政策。按照瓦斯发电自发自用、多余上网的原则, 认真落实瓦斯上网电价比照可再生能源电价政策。目前, 瓦斯上网电价标准偏低, 瓦斯发电企业没有积极性。国家将适度提高财政补贴标准, 鼓励瓦斯发电并网。电网企业要千方百计克服困难, 积极创造条件, 保证瓦斯发电优先上网。三是落实城乡居民使用煤层气的政策。有关地区和部门要积极推进煤层气输送管网建设, 或与天然气并网输送, 扩大民用地域范围。要落实国家有关价格政策, 实行煤层气与天然气同质同价或适度低价销售, 扩大民用和汽车燃料市场, 扩大瓦斯利用规模。四是完善瓦斯抽采利用标准。要借鉴国际标准, 加强研究, 加强沟通, 努力使瓦斯防治的安全生产标准、抽采利用标准、减少排放标准协调起来, 既确保煤矿安全生产, 又促进煤矿瓦斯资源的有效利用。五是研究制定参与“利用清洁发展机制”国际合作的相关政策。有关部门要进一步修订符合国际合作交易的标准和办法, 消除交易政策性壁垒, 扩大项目合作, 加快瓦斯利用。
(四) 增强瓦斯抽采利用科技保障能力。