瓦斯抽采地质分析技术及应用(宋志敏等著)思维导图

二、瓦斯抽放系统的组成
抽放站
8、井下移动瓦斯抽放泵站应安装在瓦斯抽放地点附近的新鲜风流中，抽出 的瓦斯必须引排到地面、总回风道或分区回风道；
9、已建永久抽放系统的矿井，移动泵站抽出的瓦斯可直接送至矿井抽放系 统的管道内，但矿井抽放系统的瓦斯浓度不低于30%或25%；
10、井下移动瓦斯抽放泵站必须实行“三专”供电．即专用变压器、专用 开关、专用线路；
3、储气罐调节 A、当储气罐达到预先设定的高度时，打开排空阀门，关闭罐进气阀门； B、当储气罐低于预先设定的高度时，打开罐进气阀门，关闭排空阀门；
4、气体浓度控制 当气体的浓度低于预先设定值时，关闭罐进气阀门，打开排空阀门。
2、站房建筑必须采用不然性材料，耐火等级为二级；站房周围必须设置栅 栏或围墙，周围20m范围内禁止有明火；
3、抽放站采暖与通风应符合《煤炭工业矿井设计规范》有关规定，废水、 噪声、对空排放瓦斯应符合有关工业卫生规定；
4、抽放站应有双回供电线路，泵房内电气设备、照明和其他电气检测仪表 均应为矿用防爆型；
2、矿井可抽瓦斯量 矿井瓦斯储量中在当前技术水平下能被抽出来的最大瓦斯量；
3、瓦斯抽放率 抽放瓦斯量占抽排瓦斯总量的百分比。
4、瓦斯年抽放量及抽放年限
一、瓦斯抽放概述
瓦斯抽放方法
1、本煤层抽放
2、邻近层抽放 抽放受采动影响的上、下邻近煤/岩层；
3、采空区抽放 现采空区抽放、老采空区抽放
4、综合瓦斯抽放
二、瓦斯抽放系统的组成
抽放站
5、抽放站应有防雷电、防火灾、防洪涝、防冻等设施；
6、站房附近管道应设置放水器及防爆、防回火、防回水装置；设置放空管 及压力、流量、浓度测量装置，并应设置采样孔、阀门等附属装置；

6995
20
6000
4000 4826
4805
4942
13.74 9.99
15
4746
10
2000
5
4.83
0 1976
1981
1986 1991 1996 时间/年
2001
0 2006
•中国煤矿瓦斯抽采技术课件
•10
全国煤矿百万吨死亡率
5.87 5.53
3.85
3.08
2.77 2.81
1.94 2.04 1.98
卸压煤层 70m
开采煤层
抽放钻孔
底板瓦斯抽放巷
弯曲下沉带 裂隙带 冒落带
中国煤矿瓦斯抽采技术课件
44
淮南谢一矿保护层开采 上、下邻近层瓦斯综合抽采方法
方法：开采层顶板走向钻孔抽卸压瓦斯法；
开采层B9b采空区埋管法； B10底板网格式穿层孔抽卸压瓦斯法； B6底板网格式穿层钻孔抽卸压瓦斯法；
上部卸压边界
中国煤矿瓦斯抽采实践证明
➢ 除沁水煤田等少数矿区外，中国绝大多数矿区 不易采用地面钻井、压裂抽采技术。
➢ 中国煤矿瓦斯抽采主要技术方向应以井下和地 面抽采相结合，预抽和采动卸压抽采相结合。
➢ 现阶段中国煤矿瓦斯抽采的目标应保证煤矿安 全生产，同时兼顾煤层气的开发和利用。
•中国煤矿瓦斯抽采技术课件
•19
600 328
1985
1995
•中国煤矿瓦斯抽采技术课件
3000
2006
•12
中国煤矿瓦斯赋存 与灾害程度
中国煤矿瓦斯抽采技术课件
13
影响中国煤矿瓦斯灾害的主要技术因素
➢ 煤层瓦斯压力大、瓦斯含量高、煤质松软、透 气性低，不易在采前抽采；开采过程过程中放 散速度快，易发生煤与瓦斯突出现象，并诱发 瓦斯爆炸。

东一石门 副石门 中央石门 IV
±0
IV
19
21 22
57
瓦斯 突出带
56
55
突出点 0 80 160m
预测瓦斯 突出危险带
图 6-4
萍乡青山煤矿硬子槽瓦斯地质图
萍乡青山煤矿硬子槽瓦斯地质图
平 顶 山 十 矿 己15 煤 层 瓦 斯 地 质 图
第六章
(2)矿区瓦斯地质图
瓦斯地质图
底图：矿区主采煤层底板等高线图，比例尺1:1-1:5万。 内容：与矿井瓦斯地质图基本相似。 各矿井进行瓦斯等级分别区划； 基建井要进行瓦斯等级和突出危险性预测 不同变质煤按高、中、低进行圈定范围； 适当删减一些地质因素； 增等值线差值；
利民矿一采区1134运输巷突出点剖面图
梅田一矿突出点剖面图
第六章
瓦斯地质图
(2)瓦斯地质剖面图 底图：地质剖面图。 内容：反映某一剖面瓦斯地质特征及邻近瓦斯资料 并附剖面上瓦斯参数变化曲线。 F
5
H=20m± 煤 层
7 0 2 4 6m
1977.11.5 21 48t
8
1977.11.9 21 8t
底图：煤系综合柱状图
内容：一般地质内容以 外、包括瓦斯特 征和煤系地层透 气性。
古 生 界
P1
2
121.0
K4 中细粒砂岩 砂岩，砂质泥岩 1# 2#
#
山 西 组
上三尺煤 砂质泥岩，中—粗粒砂岩
P1 P1 P1 s 53.0
石 上 太 炭 统 原 组 系
C3 C3 t 88.5 中 本 统 溪 组 C2 C2 b 23.20 中 峰 统 峰 组 O2 O2 f
砂岩，砂质泥岩
P1 P1 P1 s 53.0

它的缺点是价格高，效率低；两台瓦斯泵 并联运转效率较差。
它适用于瓦斯抽出量大(20~1200m³∕min)、 管道阻力不高(4~5kpa)的瓦斯抽放矿井
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21
4、回转式瓦斯泵的特点是管道阻力变化时，瓦 斯泵的流量几乎不变。
所以它的优点是不受阻力变化的影响，运转稳 定，供气均匀、效率较高，便于维护保养，价格便 宜、经济合理。
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6、采煤工作面过钻场时拆除管路的措施有那些？
答：措施有以下：
(1)回采工作面在距钻场30m时，生产单位负责 在钻场内打两个木垛、木垛必须接顶接实有劲，以 保护钻孔，减少变形量。
(2)通风部门要加强钻场瓦斯检查，并打上栅栏， 揭示警标，发现有瓦斯积聚，必须及时采取有效措 施处理。
K
0.063 0.068 0.071 0.072
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12
⑷局部阻力一般不进行个别计算，而是以 管道总摩擦阻力的10%~15%作为局部阻力。
管道的总阻力为： hr＝﹙1.1~1.2﹚Σhfi
hfi是该段管道的摩擦阻力，Pa.
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4、瓦斯抽放管路的连接
(1)抽放瓦斯管路与钻孔可用高压胶皮软 管通过抽放多通连接。
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4
2、抽放瓦斯的目的是什么？
答：抽放瓦斯的目的是：
(1)预防瓦斯超限、确保矿井安全生产。〔光靠通风方法 将瓦斯冲淡到规程规定的浓度在技术上不可能、或虽然可能 但经济上不合理时，应考虑抽放瓦斯〕。
(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。〔抽放近距离保护层的瓦斯可减少卸压瓦 斯涌入保护层工作面和采空区，保证保护层安全顺利地回采； 抽放远距离被保护层的瓦斯，可以扩大保护范围与程度，并 于事后在被保护层内进行掘进和回采时，瓦斯涌出量会显著 减少〕。

43
（1）根据《防治煤与瓦斯突出细则》第26 条的规定，当煤层瓦斯压力小于0.74MPa时， 煤层无突出危险性。 （2）根据原苏联和我国突出矿井的统计资 料分析，在煤层可燃基瓦斯含量小于10m3/t时， 基本上没有发生过突出，可燃基瓦斯含量指标 换算成原煤瓦斯含量，近似为8m3/t。原西德 和澳大利亚开采煤层煤质较坚硬，统计资料表 明，煤层可解吸瓦斯含量小于9m3/t时，基本 上没有发生过突出。但这些国家实际执行过程 中普遍都将可解吸瓦斯含量降低到6m3/t左右。
5、抽放率
1）矿井（或采区）抽放率：矿井（或采区） 抽放率是指矿井（或采区）的抽出瓦斯量占其风 排瓦斯量与抽放瓦斯量之和的百分比。 ％ 2）工作面本开采层的抽放率：开采层的抽 放率是指从开采层抽出的瓦斯量占开采层涌出及 其抽出瓦斯量的百分比。 ％ 3）工作面邻近层的抽放率：邻近层的抽放 率是指从邻近层抽出的瓦斯量占邻近层涌出及其 抽出量之百分比。％
8
• 第一章 瓦斯抽放基本知识
•
• •
第一节 瓦斯抽放系统 第二节 瓦斯抽放基本参数 第三节 瓦斯抽采基本指标
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第一章
第一节
瓦斯抽放基础知识
瓦斯抽放系统
一、瓦斯抽放的目的意义及条件 （一）、抽放瓦斯的目的意义 矿井瓦斯抽放是为了减少和解除瓦斯对煤 矿安全生产的威胁，利用机械设备（抽放泵） 和专用管道（抽放管路）造成的负压，将煤岩 层中存在或释放出来的瓦斯抽出来，输送到地 面或其它安全地点并加以利用。 抽放的目的就是通过抽放降低风流中的瓦 斯浓度，来改善矿井的安全生产条件和安全状 况。
第一节瓦斯抽放系统第二节瓦斯抽放基本参数第三节瓦斯抽采基本指标第一节开采层瓦斯抽放第二节邻近层瓦斯抽放第三节采空区瓦斯抽放2012175500m3min20085000m32006102007500gfrw20082500kw一瓦斯抽放的目的意义及条件一抽放瓦斯的目的意义矿井瓦斯抽放是为了减少和解除瓦斯对煤矿安全生产的威胁利用机械设备抽放泵和专用管道抽放管路造成的负压将煤岩层中存在或释放出来的瓦斯抽出来输送到地面或其它安全地点并加以利用

参数下：部B卸1压1突边出界危险煤层瓦斯压力4.5MPa,瓦斯含量14m3/t,
23o
B7、B8煤层瓦斯压力1.1MPa,瓦斯含量8m3/t。
层间距：B11~B9b 70m;B9a~B9b 5.6m;B9a~B9b 5.6m
B8~B9b 9.0m;B7~B9b 20.5m;B6~B9b 35.0m
淮南新庄孜煤矿煤层群多重上保护层开采
抽采卸压瓦斯
沈阳红菱矿极薄上保护层开采瓦斯抽采方法
铁法晓南矿顶板走向穿层钻孔抽采卸压瓦斯方法
顶板走 向穿层 钻孔抽 采卸压 瓦斯方 法
钻孔长度： 170~200m 钻场间距： 130m
焦作本煤层顺层钻孔预抽瓦斯方法
钻孔施工
地面瓦斯抽采效果
淮南潘一矿远距离下保护层开采 底板巷道网格式上向穿层钻孔卸压瓦斯抽采方法
卸压煤层 70m
开采煤层
抽放钻孔
底板瓦斯抽放巷
弯曲下沉带 裂隙带 冒落带
淮南谢一矿保护层开采 上、下邻近层瓦斯综合抽采方法
方法：开采层顶板走向钻孔抽卸压瓦斯法；
开采层B9b采空区埋管法； B10底板网格式穿层孔抽卸压瓦斯法； B6底板网格式穿层钻孔抽卸压瓦斯法；
底板巷上向穿层钻孔卸压瓦斯抽采方法
回风巷 开采层B8
底板卸压区域
下卸压层B7 下卸压层B6
底板岩石巷
进风巷 抽放钻孔
淮南矿业集团远距离下保护 层及被保护层瓦斯治理方法
顶板高位抽放巷
13#煤层
进风巷
被保护层
回风巷 卸压瓦斯抽放钻孔
底板瓦斯抽放巷
保护层瓦斯抽放钻孔
进风巷
11#煤层
回风巷 保护层
淮南矿业集团上保护层及 被保护层瓦斯治理方法

矿井瓦斯抽采的意义
保障矿工生命安全
降低瓦斯浓度，减少矿难事故发生。
提高煤炭开采效率
开发利用清洁能源
将瓦斯转化为能源，减少温室气体排 放。
降低瓦斯压力，减少矿井通风能耗。
矿井瓦斯抽采技术的发展历程
初始阶段
20世纪50年代以前，主要采用自然排放和巷 道抽放方式。
发展阶段
20世纪50年代至80年代，开始采用地面钻孔 抽放方式。
成熟阶段
20世纪80年代至今，采用多种方式联合抽放 ，技术逐渐成熟。
02
矿井瓦斯抽采技术
瓦斯抽采方法
地面钻井抽采
通过地面钻井将瓦斯抽至地面， 适用于煤层瓦斯含量高、地面条
件允许的矿井。
井下钻孔抽采
在煤层中钻孔，通过瓦斯泵将瓦斯 抽出，适用于煤层瓦斯含量较高、 瓦斯压力较大的矿井。
巷道抽采
在煤层附近的巷道中设置瓦斯抽采 管道，将瓦斯抽出，适用于煤层瓦 斯含量较高、瓦斯压力较大的矿井 。
矿井瓦斯抽采-培训课件
目录
• 矿井瓦斯抽采概述 • 矿井瓦斯抽采技术 • 矿井瓦斯抽采安全管理 • 矿井瓦斯抽采案例分析 • 矿井瓦斯抽采未来展望
01
矿井瓦斯抽采概述
矿井瓦斯定义与特性
矿井瓦斯
矿井中以甲烷为主要成分的有害 气体，常称为煤层气。
特性
无色、无味、易燃易爆，具有强 烈的温室效应，对空气有严重的 污染。
定期对瓦斯抽采设施、设备、 作业环境等进行检查，及时发 现和消除安全隐患。
04
瓦斯抽采安全培训制度
加强员工的安全培训和教育， 提高员工的安全意识和操作技 能。
瓦斯抽采安全风险评估
风险评估
对辨识出的危险源进行风险评估 ，确定风险的等级和影响程度。

1999 2000 死亡人数
2001 2002 2003 2004 2005
十亿吨死亡率
瓦斯抽采量
2006 2007 比率
0 2008
14
二、瓦斯抽采初见成效
2、一些瓦斯灾害严重矿区强化了瓦斯抽采，瓦斯灾害事 故显著减少。
瓦斯抽采量超过1亿m3的矿区
6 5 4 3 2 1 0
抚顺 阳泉 松藻 淮南 盘江 晋城 水城 鸡西 宁煤 淮北
①变高瓦斯突出危险煤层为低瓦斯无突出危险 煤层；
②使工作面风流中（进风、回风、上隅角、尾 巷）的瓦斯浓度不超限。
➢ 利用高效洁净能源
➢ 保护环境
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一、概 述
煤与瓦斯突出矿井
突出煤层
区域性瓦斯治理技术体系 （危险源）
瓦斯治理 总体规划
从安全区域向突出煤层 施工防突工程
大面积消除突出危险性
安全开采突出煤层
底板岩巷 （安全区域）
瓦斯治理 管理保障
瓦斯 抽采工程
09.11.2020
Hale Waihona Puke 13二、瓦斯抽采初见成效1、瓦斯抽采量与瓦斯事故死亡人数呈反比关系
7000
50
45 6000
40
5000
35
30 4000
25 3000
20
2000
15
10
1000 5
0 1997
09.11.2020
1998
09.11.2020
3
一、概 述
我国煤矿瓦斯抽采技术存在的问题 ➢ 我国煤层透气性差、预抽瓦斯难度大，缺乏效果好的 抽采技术； ➢ 松软突出煤层钻孔施工困难、缺乏钻进工艺技术和装 备； ➢ 定向长钻孔（1000m）钻进钻机与钻孔工艺缺乏； ➢ 未全面实现“先抽后采”，采抽比例失调，采掘部署 调整难度大； ➢ 低浓度瓦斯利用缺乏安全保障技术； ➢ 瓦斯抽放、利用成本较高，需要政策支持等等。

封孔质量检测
瓦斯抽采封孔技术
流量控制阀选择与设置
根据瓦斯流量和管道压力要求，选择合适的流量控制阀并进行合理设置，实现瓦斯流量的有效控制。
流量控制系统集成
将流量计和控制阀集成于一体，实现瓦斯流量的自动化控制，提高瓦斯抽采效率。
流量计选型与安装
根据瓦斯抽采流量和管道特性，选择合适的流量计并进行合理安装，确保流量计准确测量瓦斯流量。
安装管道时应遵循相关规范和标准，确保管道的安装质量和安全性。同时，定期对管道进行维护和检查，及时发现和处理潜在问题。
瓦斯抽采泵站主要由泵、电机、底座、底座基础、进出水管路、阀门等组成。
瓦斯抽采泵站的组成
根据矿井瓦斯抽采的需求和特点，选择适合的泵型，如离心泵、螺杆泵等，以确保泵的运行效率和可靠性。
泵型的选择
瓦斯抽采作业安全防护措施
05
矿井瓦斯抽采案例分析
效果评估
该矿井瓦斯抽采工程实施后，瓦斯抽采量大幅增加，矿井安全生产得到了有效保障，同时也为矿区周边经济发展提供了支持。
案例概述
某矿井在进行瓦斯抽采时，采用了多种技术和方法，包括地面钻井、井下抽采等，最终实现了瓦斯的高效利用和矿井的安全生产。
抽采方法
计量系统的安装和维护
03
安装计量系统时应遵循相关规范和标准，确保计量系统的安装质量和安全性。同时，定期对计量系统进行维护和检查，及时发现和处理潜在问题。
瓦斯抽采计量系统
03
矿井瓦斯抽采技术
根据矿井地质条件和瓦斯来源，设计合理的钻孔布局和参数，以达到最佳的瓦斯抽采效果。
瓦斯抽采钻孔设计
选择合适的钻孔施工设备，掌握钻孔施工工艺，确保钻孔施工质量，满足瓦斯抽采需求。
密闭式抽采
矿井瓦斯抽采的方法

瓦斯抽采新技术
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰