中国矿大煤矿瓦斯抽采技术

瓦斯抽采课件

中国煤矿瓦斯抽采

中国煤矿瓦斯抽采技术程远平 中 国 矿 教授 业 大 学

煤矿瓦斯治理国家工程研究中心

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报告提纲一、中国煤矿瓦斯抽采技术发展 二、中国煤矿瓦斯抽采与煤矿安全

三、中国煤矿瓦斯赋存与灾害程度四、煤矿瓦斯抽采技术原理 五、中国煤矿瓦斯抽采方法实例

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中国煤矿瓦斯抽采技术发展

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中国古代煤窑瓦 斯引排方法

1637年: 宋应星 所著《天工开物》 记载“利用竹管引 排煤中瓦斯”的方 法。

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中国煤矿瓦斯抽采技术的沿革 1938年：抚顺龙凤矿开始利用机械设备抽井下巷道积聚 瓦斯； 1940 年：抚顺龙凤矿在地面建立瓦斯抽采泵站和容积为 100m3的瓦斯储罐，瓦斯抽采流量10m3/min ,瓦斯浓度 30~40%,实现民用； 1952年：抚顺龙凤矿采用煤层巷道法预抽本煤层瓦斯获 得成功。全国瓦斯抽采量20Mm3; 1954年：抚顺龙凤矿试验成功钻孔法预抽本煤层瓦斯； 1956年：全国瓦斯抽采量48.7Mm3; 1957年：阳泉四矿试验成功钻孔法抽采上邻近层卸压瓦 斯；

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中国煤矿瓦斯抽采技术的沿革 1960年：中国有抚顺、阳泉、天府和北票等企业6座矿 井抽瓦斯，中国瓦斯抽采量125Mm3 ; 1965年：新增中梁山、焦作、淮南、包头、松藻、峰 峰等企业抽采瓦斯，全国瓦斯抽采量150 Mm3 ;

1970年：中国瓦斯抽采量170Mm3; 1980年：中国年瓦斯抽采量293Mm3; 1985年：中国年瓦斯抽采量328Mm3; 1990年：中国年瓦斯抽采量433Mm3; 1995年：中国年瓦斯抽采量600Mm3;

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中国煤矿瓦斯抽采技术的沿革 2000 年:中国共有141座矿井在地面建立瓦斯抽采泵 站， 年瓦斯抽采量为866.6Mm3。

2002年:中国共有53户企业的193座矿井在地面建立瓦 斯抽采泵站，年瓦斯抽采量1146.1Mm3。 2003年：中国年瓦斯抽采量1300Mm3;

2005年: ①中国年瓦斯抽采量达到2300Mm3;②利用量超过1000Mm3;

③阳泉、晋城、淮南、松藻、盘江、水城和抚 顺7个矿业集团的年瓦斯抽采量超过100 Mm3。

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中国煤矿瓦斯抽采技术的沿革 2006年: ①中国年瓦斯抽采量达到3000Mm3;②利用量达到1200Mm3; ③阳泉、晋城、淮南、松藻、盘江、水城、抚 顺、淮北等10个矿业集团的年瓦斯抽采量超过100Mm3; ④地面抽采量为130Mm3,新打地面钻井约800 口，地面钻井总数约1400口；

⑤发电装机容量12×104kW,建设中的装机容 量达34×104kW。

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中国煤矿瓦斯抽采与煤矿安全

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2006年全国煤炭产量

乡镇煤矿 8.92, 38%

2006年全国煤炭产量23.25亿吨 其中95%以上为井工开采

国有地方 3.09, 13%

国有重点 11.25, 49%

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1976年以来全国煤炭产量与死亡人数10000 8000 25 20 154826 4805 4942 13.74 9.99 4.83 4746

死亡人数6877

产量7016

23.2

5 6995

死亡人数/人

6000 4000 2000

10 5

0 1976

1981

1986

1991 1996 时间/年

2001

0 2006

年产量/亿吨

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全国煤矿百万吨死亡率5.87 全国煤矿 乡镇煤矿 国有地方 3.85 3.08 2.77 2.81 1.94 2.04 0.93 0.96 1.98 0.63 2006年 国有重点

5.53

2004年

2005年

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中国煤矿瓦斯抽采量的增长情况3500瓦斯抽采量/Mm 3

3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1965150

阳泉、淮南、水城、盘江、松藻、 晋城、抚顺 、淮北等10个矿业集团 年抽采量超过1亿立方米

3000

600 328

1985

1995

2006

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中国煤矿瓦斯赋存与灾害程度

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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。 中国煤矿地质构造条件复杂。

中国煤矿开采深度大，华东地区平均开采深度 达到650m,且每年以20~50m的速度下延。

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全国煤矿瓦斯灾害分布

高瓦斯及煤 与瓦斯突出

低瓦斯

国有煤矿高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井约占50%

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透气 性系 数/ m 2 /MP a 2 .d100 200 300 400 0抚顺龙凤 晋城寺河 鹤壁六矿 焦作朱村 红卫坦家冲 涟绍蛇形山 六枝地宗 重庆中梁山 北票冠山 天府磨心坡 淮北芦岭 阳泉北斗嘴 淮南潘一矿 美国J a n S u a n 盆地煤层

中国煤层透气性与美国对比

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45户重点监控国有煤矿企业 煤与瓦斯突出矿井情况汇总矿井类别 数量/处 产量/万t 矿井数量 比例/% 矿井产量 比例/% 矿井产量占 全国产量 比例/%

矿井总数 高瓦斯及煤 与瓦斯突出 矿井 煤与瓦斯突 出矿井

415 234 142 34

50200

100 56.4

100

27.5

15831 1945

34.2 8.0

31.5 3.9

8.1 0.99

特大型突出 矿井

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特大型煤与瓦斯突出矿井数量分布

45户重点监控国有煤炭企业共34 对矿井发生过千吨级以上的特大型煤 与瓦斯突出，分布于10个省市，最大 突出煤岩量12780t,最大突出瓦斯量 350万m3。5 4 4 3 2

11

2 1 1 1

江西

湖南

安徽

河南

贵州

重庆

四川

甘肃

辽宁

陕西

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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。

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煤矿瓦斯抽采技术原理

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