礦井瓦斯的概念

1、礦井瓦斯的概念:廣義的礦井瓦斯是指井下有害氣體的總稱。狹義的礦井瓦斯是指甲烷。 瓦斯流動(dòng)場.瓦斯在煤層中由高壓流向低壓，在煤層中即形成一定的流動(dòng)范圍瓦斯 流動(dòng)場。瓦斯抽的目的:1預(yù)防瓦斯超限與確保礦井安全生產(chǎn)。2無保護(hù)層可采的礦井， 預(yù)抽瓦斯可作為區(qū)域性或局部防突措施來使用。3.開采保護(hù)層并具有抽放瓦斯系統(tǒng)的礦 井才抽放被保護(hù)層的卸壓瓦斯。4.開發(fā)利用瓦斯資源變害為利. 瓦斯抽放的意義:1. 瓦斯抽放是消除煤礦重大瓦斯事故的治本措施.2.瓦斯抽放能夠解決礦井僅靠通風(fēng)難以 解決的問題.降低礦井通風(fēng)成本.3.瓦斯抽放能夠利用寶貴的瓦斯資源。瓦斯抽放的條件:1-個(gè)采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/m

2、in或一個(gè)掘進(jìn)工作面的瓦 斯涌出量大于3m3 / min,用通風(fēng)方法解決瓦斯問題不合理的。2.礦井絕對瓦斯涌出量 達(dá)到以下條件 大于或等于40m3/min ; 年產(chǎn)量1.01.5Mt的礦井，大于30m3/ min : 年產(chǎn)量0.61.0Mt的礦井，大于25m3/min : 年產(chǎn)量0.40.6Mt的礦井， 大于20m3/min : 年產(chǎn)量小于或等于0.4Mt的礦井，大于15 m3/min。3.開采保護(hù) 層時(shí)應(yīng)考慮抽放被保護(hù)層瓦斯。4開采有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層的。應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)1）突出煤層工作面采掘作業(yè)前必須將控制范圍內(nèi)煤層的瓦斯含量降到煤 層始突深度的瓦斯含量以下或?qū)⑼咚箟毫档矫簩邮纪簧疃鹊耐咚?/p>

3、壓力以下。若沒有能 考察出煤層始突深度的瓦斯含量或壓力，必須將煤層瓦斯含量降到8m3/t以下下：2）瓦斯涌出量主要來自于鄰近層或圍巖的采煤工作面瓦斯抽采率應(yīng)滿足表1規(guī)定， 瓦斯涌出量主要來自于開采層的采煤工作面前方20m以上范圍內(nèi)煤的可解吸瓦斯量應(yīng) 滿足表2規(guī)定。3采掘工作面風(fēng)速不得超過4m/s，風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔坏贸^1%4 ）礦 井瓦斯抽采率確保礦井正常通風(fēng)能力足以滿足要求、限制不合理地增加礦井風(fēng)量。瓦斯 抽放方法:1按抽放瓦斯來源分類本煤層瓦斯抽放鄰近層瓦斯抽放采空區(qū)瓦 斯抽放2.按抽放與采掘時(shí)間關(guān)系分類采前抽放：預(yù)抽采中抽放：采后抽放：采 空區(qū)抽故3.按抽放工藝分類巷道抽放法鉆孔抽放法：

4、巷道、鉆孔混合抽放法 4.按煤層卸壓因素分類未卸壓抽放卸壓抽放本煤層瓦斯抽放的分類本煤層未卸壓抽采決定未卸壓煤層抽采效果的關(guān)鍵性因素，是煤層的自然透氣性系數(shù)。鉆孔綜合法本煤層 卸壓抽采在受回采或掘進(jìn)的采動(dòng)影響下，引起煤層和圍巖的應(yīng)力重新分布，形成卸壓區(qū) 和應(yīng)力集中區(qū)。在卸壓區(qū)內(nèi)煤層膨脹變形，透氣性系數(shù)增加，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)打鉆抽采瓦 斯，可以提高抽采量，并阻截瓦斯流向工作空間。本煤層瓦斯抽放就是在煤層開采之前 或采掘的同時(shí)，用鉆孔或巷道進(jìn)行該煤層的抽放工作。煤層回采前的抽放屬于未卸壓抽 放，在受到采掘工作面影響范圍內(nèi)的抽放，屬于卸壓抽放。提高本煤層瓦斯抽放量的 途徑增大鉆孔直徑目前各國的抽放鉆孔直

5、徑都有增大的趨勢增大煤層透氣性地面 鉆孔水力壓裂水力破裂水力割縫交叉鉆孔提高抽放負(fù)壓提高抽放負(fù)壓是否能顯著 增加抽放量還存在著不同的看法綜合瓦斯抽放法就是采用鄰近層抽放、開采層抽放或 空區(qū)抽放等多種抽放方法相結(jié)合的抽放方法。煤層瓦斯壓力賦在煤層孔隙中的游離瓦斯 所表現(xiàn)出的氣體壓力.煤層瓦斯含量主要決定因素:1.煤的變質(zhì)程度2煤層圍巖性質(zhì)3.煤 層賦存條件地質(zhì)構(gòu)造地層的地質(zhì)史根據(jù)煤層瓦斯壓力和煤的吸附等溫線確定煤的瓦斯 含量礦井瓦斯的來源掘進(jìn)區(qū)瓦斯煤壁瓦斯落煤瓦斯采空區(qū)瓦斯采煤區(qū)瓦斯開采層瓦斯煤壁瓦斯落煤瓦斯.2 鄰近層瓦斯3采空區(qū)瓦斯礦井瓦斯涌出量絕對瓦斯涌出量：礦井在單位時(shí)間內(nèi)涌出的 瓦斯體

6、積，單位是m3/min或m3/d。QCH4 = QfxC相對瓦斯涌出量積礦井正常生 產(chǎn)條件下平均每采一噸煤所涌出的瓦斯體積,單位是m3/t.qCH4 = QCH4/T分源預(yù)測 法的原始資料：各煤層瓦斯含量測定資料、瓦斯風(fēng)化帶深度以及瓦斯含量等值線圖；地 層剖面和柱狀圖，圖上應(yīng)標(biāo)明各煤層和煤夾層的厚度、層間距離和巖性；煤的工業(yè)分析(灰分、水分、揮發(fā)分和密度)和煤質(zhì)牌號開拓和開采系統(tǒng)圖，應(yīng)有煤層開采順序、采煤方法、通風(fēng)方式等煤層透氣性系數(shù)及其影響因素1煤的孔隙結(jié)構(gòu)2煤的裂隙3地應(yīng)力4煤的水分瓦斯抽放的可行性類別 鉆孔流量衰減系數(shù)(d-1)煤層透氣性系數(shù)(m2/Mpa2.d)容易抽放10可以抽方攵0

7、.0030.05100.l較難抽放 0.05 0.1在容易抽放”的煤層中抽放瓦斯，往往可以獲得較大的抽出量，取得較好的抽放效果。 如撫順各礦的預(yù)抽煤層瓦斯。在可以抽放”的煤層中抽放瓦斯，雖能取得一定的效果， 但需要較長的抽放時(shí)間和較多的鉆孔工程量才能達(dá)到頂定的效果如焦作、鶴壁等礦區(qū)。 屬于較難抽放”的煤層，采用一般的抽放方法已經(jīng)失去作用，需采取特殊措施方可收 到一定的抽放效果。研究報(bào)告主要內(nèi)容包括：礦井地質(zhì)與煤層賦存資料、開拓方式與采煤方法、通風(fēng)與瓦斯 涌出情況、瓦斯儲(chǔ)量與可抽量、抽放規(guī)模與服務(wù)年限、所需設(shè)備、投資概算和社會(huì)經(jīng)濟(jì) 效益等。一）礦井概況主要包括：礦井煤炭儲(chǔ)量及勘探程度、煤層賦存條

8、件、礦井生產(chǎn)能力、巷道布置、開拓及開采方法、通風(fēng)狀態(tài)、礦井瓦斯涌出量、瓦斯來源分析、特殊瓦斯涌出情況、瓦斯影響礦井安全生產(chǎn)的嚴(yán)重程度等。（二）瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)主要包括：煤層瓦斯含量、礦井瓦斯儲(chǔ)量、可抽瓦斯量、抽放率、煤層透氣性系數(shù)、百米鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)等。1）礦井瓦斯抽放設(shè)計(jì)的原則編制礦井抽放瓦斯設(shè)計(jì)要以上級批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書和經(jīng)審批的礦井瓦斯抽放可行 性研究報(bào)告提供的瓦斯基礎(chǔ)資料為依據(jù)。確定抽放規(guī)模與抽放能力時(shí)、應(yīng)能適應(yīng)礦井生產(chǎn)能力和服務(wù)年限的需要，并應(yīng)滿足礦 井生產(chǎn)期間最大抽放瓦斯量的要求。設(shè)計(jì)抽放系統(tǒng)與抽放方法時(shí)，要有利于多抽瓦斯、保證礦井安全生產(chǎn)，應(yīng)結(jié)合礦井 及煤層的具體地質(zhì)開采條件，礦

9、井及采區(qū)主要瓦斯來源，以選擇適宜的抽放方法：要有 適宜打抽放瓦斯鉆孔的地點(diǎn)及充足的施工和抽放時(shí)間；抽放瓦斯鉆孔的孔口應(yīng)有足夠的 抽放負(fù)壓，要配備一定的抽放瓦斯專業(yè)人員和裝備以實(shí)施抽放瓦斯工程和進(jìn)行維護(hù)管理 工作。抽放瓦斯泵站的位置，應(yīng)考慮利用瓦斯的方便。一般應(yīng)設(shè)在用戶集中區(qū)附近.并考 慮到地面敷設(shè)輸送瓦斯管路的可能性和經(jīng)濟(jì)上的合理性。新建抽故系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，報(bào)礦務(wù)局批準(zhǔn)，并報(bào)?。▍^(qū)）煤炭局備案。經(jīng)批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)。 不得隨意變更，如有重大修改，須重新審批。礦井瓦斯儲(chǔ)量W瓦斯儲(chǔ)量一般系指煤田開發(fā)過程中能夠向礦井排放瓦斯的煤層（包括不可采煤層）及圍 巖所賦存的瓦斯總量，其計(jì)算公式為： 瓦斯抽放有效性系數(shù)K瓦

10、斯抽放有效性系數(shù)是指抽放瓦斯后較抽放瓦斯前回風(fēng)流中瓦斯涌出量的減少程度。1）礦井瓦斯抽放設(shè)計(jì)的原則編制礦井抽放瓦斯設(shè)計(jì)要以上級批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書和經(jīng)審批的礦井瓦斯抽放可行 性研究報(bào)告提供的瓦斯基礎(chǔ)資料為依據(jù)。確定抽放規(guī)模與抽放能力時(shí)、應(yīng)能適應(yīng)礦井生產(chǎn)能力和服務(wù)年限的需要，并應(yīng)滿足礦 井生產(chǎn)期間最大抽放瓦斯量的要求。設(shè)計(jì)抽放系統(tǒng)與抽放方法時(shí)，要有利于多抽瓦斯、保證礦井安全生產(chǎn)，應(yīng)結(jié)合礦井 及煤層的具體地質(zhì)開采條件，礦井及采區(qū)主要瓦斯來源，以選擇適宜的抽放方法：要有 適宜打抽放瓦斯鉆孔的地點(diǎn)及充足的施工和抽放時(shí)間；抽放瓦斯鉆孔的孔口應(yīng)有足夠的 抽放負(fù)壓，要配備一定的抽放瓦斯專業(yè)人員和裝備以實(shí)施抽放瓦

11、斯工程和進(jìn)行維護(hù)管理 工作。抽放瓦斯泵站的位置，應(yīng)考慮利用瓦斯的方便。一般應(yīng)設(shè)在用戶集中區(qū)附近.并考 慮到地面敷設(shè)輸送瓦斯管路的可能性和經(jīng)濟(jì)上的合理性。新建抽故系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，報(bào)礦務(wù)局批準(zhǔn)，并報(bào)省(區(qū))煤炭局備案。經(jīng)批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)。 不得隨意變更，如有重大修改，須重新審批。2)礦井瓦斯抽放設(shè)計(jì)的內(nèi)容抽放瓦斯設(shè)計(jì)主要包括抽放瓦斯工程設(shè)計(jì)說明書、抽放瓦斯工程機(jī)電設(shè)備與器材清冊、 抽放瓦斯工程設(shè)計(jì)概算書、施工圖紙等四個(gè)部分。抽放瓦斯工程設(shè)計(jì)說明書包括：礦井概況，抽放瓦斯，瓦斯泵站，供 電系統(tǒng)及設(shè)備，勞動(dòng)組織和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)抽放瓦斯工程機(jī)電設(shè)備與器材清冊應(yīng)詳列整個(gè)抽放瓦斯工程所需要的設(shè)備和器 材的名稱、型號、規(guī)

12、格、數(shù)量等。（3）抽放瓦斯工程設(shè)計(jì)概算書，要詳列項(xiàng)目名稱和金額，包括工程費(fèi)、設(shè)備費(fèi)、主要 材料費(fèi)、安裝施工費(fèi)等，并適當(dāng)考慮備用費(fèi)和管理費(fèi)。（4）施工圖紙亦是抽放瓦斯工程設(shè)計(jì)的重要組成部分，應(yīng)包括泵房建筑、設(shè)備安裝、 供水、供電、采暖、抽放瓦斯的監(jiān)控、安全設(shè)施、管路安裝、抽放鉆孔布置及密封、巷 道和鉆孔的施工等圖紙。瓦斯泵的選型計(jì)算必須具備下列資料：抽放管路所經(jīng)過的巷道系統(tǒng)圖，并標(biāo)明巷道長度；預(yù)計(jì)的礦井抽放瓦斯總量和各個(gè)分區(qū)的抽放瓦斯量（純瓦斯）；礦井利用瓦斯時(shí)瓦斯?jié)舛炔坏陀?0%,利用瓦斯而又采用干式抽放泵時(shí)，應(yīng)不低于 25%;瓦斯綜合利用的待殊要求等。（二）管網(wǎng)阻力計(jì)算摩擦阻力（Hm）瓦斯抽

13、放率瓦斯抽放率通常是指礦井、采區(qū)或工作面等的抽出瓦斯量占瓦斯涌出總量 的百分?jǐn)?shù)。1）瓦斯泵站的設(shè)計(jì)原則泵房要用不燃性材料建筑；泵房內(nèi)的電氣設(shè)備和照明燈具均應(yīng)為防爆型.否則必須采取有效的隔離；泵房內(nèi)要有專門的供電系統(tǒng).采用獨(dú)立的雙回路電源，并有可靠的供水系統(tǒng)；抽放泵（真空泵或鼓風(fēng)機(jī)等）及其附屬設(shè)備至少要設(shè)置兩套，其中一套備用；泵房內(nèi)通風(fēng)、照明設(shè)施良好、房頂設(shè)天窗、冬季寒;令地區(qū)要有供熱取暖設(shè)施；泵房通訊設(shè)備完好，并有直通礦井調(diào)度室電話；泵房內(nèi)應(yīng)配備必要的檢測儀表，如正、負(fù)壓計(jì)，瓦斯?jié)舛葴y定儀、流量計(jì)、溫度 計(jì)或綜合參數(shù)測定儀等；機(jī)械室、電氣室和司機(jī)室都要有單獨(dú)房間，避免相互干擾，司機(jī)室的地面最好

14、略高于 機(jī)房地面，以便觀察；泵站應(yīng)設(shè)避雷裝置，避雷裝置要高于瓦斯放空管；泵房建筑面積要考慮更換設(shè)備或擴(kuò)建的可能性。（1）瓦斯泵的選型原則瓦斯泵的流量必須滿足礦井抽放期間預(yù)計(jì)最大瓦斯抽出量的要求；在抽放期間，瓦斯泵的負(fù)壓必須能克服管路系統(tǒng)的最大阻力；瓦斯泵要具備良好的氣密性。煤礦瓦斯抽采與利用方面存在的問題（1）高瓦斯礦區(qū)煤層瓦斯含量高、壓力大、透氣 性低、抽采難度大（2 ）煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)不健全，瓦斯治理不到位（3）科研經(jīng)費(fèi)和人才嚴(yán)重短缺，科研 體系尚未形成，瓦斯治理基礎(chǔ)研究和技術(shù)攻關(guān)尚未突破，現(xiàn)有技術(shù)難以滿足需要4）技 術(shù)人員匱乏，職工隊(duì)伍素質(zhì)較低煤礦技術(shù)人才數(shù)量嚴(yán)重不足，嚴(yán)重影響著煤礦的安

15、全管理。由于煤礦工作環(huán)境 惡劣、職工收入低，煤炭類高校采礦及安全專業(yè)生源的數(shù)量和質(zhì)量都很難保證，企業(yè)難 以引進(jìn)并留住高校畢業(yè)生。目前國有煤礦大專以上的技術(shù)人員占職工總數(shù)的3%左右。 據(jù)了解，僅漣邵地區(qū)就缺2000多名技術(shù)人員。（5）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不配套（6）煤礦瓦斯 利用相對滯后（7）煤礦瓦斯治理與利用的政策不完善（8）煤礦瓦斯治理的監(jiān)管機(jī)制和 制度不健全，煤炭生產(chǎn)直接關(guān)系至U地方利益，在缺乏權(quán)力制約機(jī)制的情況下，行業(yè)監(jiān)管 失靈，有效的監(jiān)管機(jī)制和相應(yīng)的制度尚不健全。為了便于進(jìn)行瓦斯抽放工作的管理，需要建立相應(yīng)的合理的管理制度，這些制度包括：抽放瓦斯礦井必須搞好采、掘、抽平衡，要把抽放瓦斯工程計(jì)劃（包

16、括工程量、 材料、設(shè)備、勞動(dòng)力、抽放率、抽放量和瓦斯利用量等指標(biāo)）納入礦井年、季度生產(chǎn)建 設(shè)計(jì)劃，并按期完成。瓦斯泵、打鉆、封孔、鋪設(shè)管理以及瓦斯壓力、流量濃度等技術(shù)數(shù)據(jù)的測定, 都要建立工種操作規(guī)程，并嚴(yán)格貫徹執(zhí)行。要做到所有工種都能熟練掌握本工種操作技 術(shù)，及時(shí)、準(zhǔn)確、全面地完成本職工作。每個(gè)抽放系統(tǒng)（泵站、干支管路、鉆場）必須定期測定瓦斯流量、負(fù)壓與濃度、 測定次數(shù)由礦務(wù)局自定。打鉆要有設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中應(yīng)明確規(guī)定鉆孔的數(shù)量、位置、傾角、穿透與到達(dá)的層位以及封孔方法、封孔長度等，并要求嚴(yán)格按設(shè)計(jì)規(guī)定施工。瓦斯泵的停、開，要事先提出計(jì)劃與注意事項(xiàng)，經(jīng)主管部門批準(zhǔn)，并要提的將有關(guān)事 項(xiàng)通知瓦斯用戶

17、。管路安裝前要進(jìn)行防腐處理；安裝時(shí)要按設(shè)計(jì)施工.保證平、直、穩(wěn)、靠、嚴(yán)；安裝 后要進(jìn)行打壓試驗(yàn)。管路的低洼拐彎處，要設(shè)放水裝置。對管路系統(tǒng)要求經(jīng)常檢查，發(fā) 現(xiàn)問題，及時(shí)處理。各抽放系統(tǒng)都要建立瓦斯管路系統(tǒng)圖和泵站布置圖;以及鉆孔布置、鉆場和瓦斯密閉、 鉆孔（密閉）瓦斯觀測等牌板。所有抽放瓦斯工程，包括抽放站、管路系統(tǒng)、鉆場打鉆、封孔、密閉和安全設(shè)施等都 要建立質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢查評級辦法。并嚴(yán)格檢查驗(yàn)收。凡質(zhì)量不合格者要重新施工。工戶，.叫m炷土工.Y昨瞄明壞非!It：. ： *哺八胡茗-:口仆*:. 礦井安全.井 F汩 ；E IC-罰瑚世R M冷.匕四國a 土 即雍 * 移考. 審批噂謨爭W. Ur Fg &. XI留I：3fi善酒，增加i-卷jE 整，費(fèi)甌京箜fF的血皿廳少M(fèi)E I福9卜t-