煤矿瓦斯抽采与利用
煤矿瓦斯抽采与利用技术
煤矿瓦斯抽采与利用技术煤矿瓦斯是在煤炭开采过程中产生的一种可燃性气体，它不仅对矿工的生命安全构成威胁，还对环境造成严重污染。
为了有效地抽采和利用煤矿瓦斯，降低矿井事故风险，煤矿瓦斯抽采与利用技术应运而生。
本文将介绍一些常用的煤矿瓦斯抽采与利用技术。
1. 瓦斯抽采技术煤矿瓦斯抽采技术旨在有效地将瓦斯从煤矿井中抽出，以降低矿井内瓦斯浓度，预防矿井事故的发生。
常用的瓦斯抽采技术包括排放抽采技术和综合利用技术。
排放抽采技术是将煤矿瓦斯直接排放到大气中，通过瓦斯抽采系统将瓦斯从井下引入到地面进行排放。
这种技术具有较低的投资成本，但对环境造成了严重的瓦斯排放污染。
综合利用技术将煤矿瓦斯利用为能源，同时减少瓦斯排放对环境的影响。
目前较为常见的综合利用技术包括瓦斯发电、瓦斯制气和瓦斯液化等。
这些技术能够将瓦斯中的甲烷等有价值的成分进行回收利用，实现能源的高效利用。
2. 瓦斯利用技术煤矿瓦斯利用技术是将瓦斯抽采后的煤矿瓦斯有效地利用起来，实现能源的高效利用和减少瓦斯排放对环境的影响。
常用的瓦斯利用技术包括瓦斯发电、瓦斯制气和瓦斯液化等。
瓦斯发电是通过瓦斯发电机组将瓦斯产生的热能进行转化，进而发电。
这种技术具有高效利用瓦斯能源的特点，能够满足矿井的用电需求，减少对传统能源的依赖。
瓦斯制气是将瓦斯中的甲烷进行分离，得到高纯度的甲烷气体，可供各种工业用途。
这种技术通过分离、净化和压缩等工艺过程，最大限度地回收利用煤矿瓦斯中的甲烷资源。
瓦斯液化是将瓦斯中的甲烷进行液化处理，得到液态天然气（LNG），可广泛应用于交通运输和工业用途。
瓦斯液化技术不仅能够高效利用瓦斯能源，还能够减少瓦斯排放对环境的影响。
3. 瓦斯抽采与利用的优势与挑战煤矿瓦斯抽采与利用技术的应用，既有显著的优势，也面临一些挑战。
首先，煤矿瓦斯抽采与利用技术能够有效地降低矿井事故的发生概率，保障矿工的生命安全。
瓦斯排放抽采可减少矿井内瓦斯积聚，提高矿井的通风条件；瓦斯综合利用则能够降低矿井瓦斯浓度，减少矿井爆炸事故的风险。
煤矿开采的瓦斯利用
瓦斯照明
利用瓦斯燃烧产生的光源，提供照明服务，减少对电力的依赖。
04
瓦斯利用的挑战与解 决方案
技ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ难题与解决方案
技术难题
瓦斯抽采浓度低、抽采纯度不稳定、抽采效率低下等。
解决方案
采用高效抽采技术，如地面钻孔、井下瓦斯抽采等，提高瓦斯抽采浓度和纯度，同时加强瓦斯抽采效率监测，确 保抽采效果。
安全问题与解决方案
瓦斯特性
瓦斯具有强烈的温室效应，是一种清 洁能源，同时也是煤矿开采中的主要 安全隐患。
瓦斯利用的历史与现状
历史回顾
早期的瓦斯主要用于矿井内照明和加热，随着科技的发展，瓦斯逐渐被用于发电、供暖和化工等领域 。
现状分析
目前，全球瓦斯年排放量巨大，但利用率仅为10%左右，大部分瓦斯被直接排放到大气中，加剧了全 球气候变化。
提高能源安全
发展瓦斯利用有助于减少对化石燃料的依赖 ，提高能源安全。
促进可持续发展
瓦斯利用符合可持续发展的理念，有助于经 济社会环境的协调发展。
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瓦斯燃气轮机发电
利用燃气轮机将瓦斯燃烧产生的 热能转化为机械能，再驱动发电 机发电。
瓦斯联合循环发电
将燃气轮机和蒸汽轮机联合使用 ，通过瓦斯燃烧产生热能，分别 驱动燃气轮机和蒸汽轮机，最终 驱动发电机发电。
瓦斯民用技术
瓦斯供暖
利用瓦斯为居民和工业设施提供供暖服务，减 少对化石燃料的依赖。
瓦斯热水
利用瓦斯加热产生热水，提供洗澡、洗衣等生 活热水服务。
瓦斯提纯技术
瓦斯提纯技术
通过物理或化学方法，将煤矿中的瓦斯进行提纯，去 除其中的杂质和有害气体，得到高纯度的瓦斯。
瓦斯液化技术
煤矿瓦斯抽采、利用方案(一)
煤矿瓦斯抽采、利用方案一、实施背景随着全球环境问题的日益突出，煤矿瓦斯的抽采和利用成为了煤矿安全生产和环境保护的重要课题。
煤矿瓦斯是一种有害气体，不仅对矿工的生命安全造成威胁，还是温室气体的重要组成部分，对全球气候变化产生不良影响。
因此，通过煤矿瓦斯抽采和利用，既能保障矿工的安全，又能减少温室气体的排放，具有重要的经济和环境价值。
二、工作原理煤矿瓦斯抽采和利用方案主要包括瓦斯抽采系统和瓦斯利用系统两部分。
瓦斯抽采系统通过井下瓦斯抽采设备将煤矿瓦斯抽采到地面，然后通过瓦斯利用系统将瓦斯进行处理和利用。
1. 瓦斯抽采系统：瓦斯抽采系统主要包括瓦斯抽采井、瓦斯抽采设备和瓦斯抽采管道。
瓦斯抽采井通过钻孔等方式将地下瓦斯抽采到地面，然后通过瓦斯抽采设备将瓦斯抽出。
瓦斯抽采管道将抽出的瓦斯输送到地面的瓦斯利用系统。
2. 瓦斯利用系统：瓦斯利用系统主要包括瓦斯处理设备和瓦斯利用设备。
瓦斯处理设备主要用于去除瓦斯中的杂质，如水分、硫化物等。
瓦斯利用设备主要用于将处理后的瓦斯转化为可利用的能源，如发电、热能等。
三、实施计划步骤1. 前期准备阶段：确定瓦斯抽采和利用的目标和需求，制定详细的实施计划和时间表，组织相关人员进行培训和技术交流。
2. 设备采购和安装阶段：根据实施计划，采购瓦斯抽采设备、瓦斯处理设备和瓦斯利用设备，并进行安装和调试。
3. 运行和维护阶段：确保瓦斯抽采和利用设备的正常运行，定期进行设备检修和维护，及时处理设备故障和异常情况。
4. 监测和评估阶段：建立瓦斯抽采和利用的监测系统，定期对瓦斯抽采和利用效果进行评估和改进。
四、适用范围煤矿瓦斯抽采和利用方案适用于各类煤矿，特别是高瓦斯矿井和煤层气井。
同时，该方案也适用于其他瓦斯资源的抽采和利用，如油田瓦斯、城市垃圾填埋气等。
五、创新要点1. 技术创新：引进先进的瓦斯抽采和利用技术，提高瓦斯抽采和利用效率和安全性。
2. 管理创新：建立完善的瓦斯抽采和利用管理体系，加强对瓦斯抽采和利用过程的监控和控制。
煤矿瓦斯治理与利用技术
煤矿瓦斯治理与利用技术概述：煤矿瓦斯是指在煤炭开采中释放出的可燃气体，它既是一种有害气体，也是一种重要的能源资源。
煤矿瓦斯治理与利用技术的发展对于提高煤矿安全生产水平和实现能源资源的可持续利用具有重要意义。
本文将从瓦斯治理与利用的基础知识、现有技术及其应用、发展趋势等方面进行分析。
一、瓦斯治理与利用的基本概念煤矿瓦斯治理与利用是指采取一系列的技术措施对煤矿瓦斯进行有效的收集、处理和利用，以达到保护煤矿工作环境和提高能源利用率的目的。
瓦斯治理与利用的关键在于瓦斯收集技术、瓦斯处理技术和瓦斯利用技术的有效结合。
二、瓦斯治理与利用的现有技术及其应用1. 瓦斯预排放技术瓦斯预排放技术是通过在煤矿开采过程中将瓦斯提前排放到安全地带，有效降低了煤矿瓦斯浓度和压力，减少了瓦斯爆炸的风险。
该技术已在国内外许多煤矿得到应用。
2. 瓦斯抽采技术瓦斯抽采技术是指利用煤矿井下的通风系统将瓦斯抽采到地面进行处理或利用。
常见的瓦斯抽采技术包括排放管抽采法、深孔抽放法等。
这些抽采技术已得到广泛应用，并取得了显著的效果。
3. 瓦斯处理技术瓦斯处理技术是指对收集到的瓦斯进行脱除杂质、降低甲烷含量等处理过程，以提高瓦斯的利用价值和安全性。
常见的瓦斯处理技术包括低温分离法、膜分离法、吸附法等。
4. 瓦斯利用技术瓦斯利用技术是指将处理后的瓦斯转化为电力、热能等能源资源的过程。
常见的瓦斯利用技术包括瓦斯发电、瓦斯热利用等。
这些技术可以将瓦斯资源有效利用，实现能源的可持续利用。
三、瓦斯治理与利用技术的发展趋势1. 技术集成化未来的瓦斯治理与利用技术将趋向于集成化，通过多种技术的综合应用，实现瓦斯的高效收集、处理和利用。
例如，将瓦斯预排放技术与瓦斯抽采技术相结合，可以更加有效地控制瓦斯的浓度和压力。
2. 利用多元化为实现更高效的瓦斯利用，未来将通过利用多种能源技术来综合利用瓦斯。
除了传统的瓦斯发电和瓦斯热利用，还可以考虑将瓦斯转化为氢能源或制备合成气等新型利用方式。
煤矿瓦斯高效抽采和利用方案(一)
煤矿瓦斯高效抽采和利用方案一、实施背景煤矿瓦斯是一种主要源自煤矿井下的有害气体，其主要成分为甲烷。
在煤矿开采过程中，瓦斯容易引发爆炸和燃烧，对矿工生命安全和煤矿生产安全构成严重威胁。
因此，开展煤矿瓦斯高效抽采和利用工作，对于保障矿工生命安全、促进煤矿安全生产、提高资源利用率、推进能源结构调整均具有重要意义。
二、工作原理煤矿瓦斯高效抽采和利用方案主要基于以下工作原理：1. 预抽采：在煤矿井下巷道形成之前，通过地面钻孔的方式对煤层进行预抽采，以降低煤层中的瓦斯含量，降低开采过程中的瓦斯涌出量。
2. 边采边抽：在煤矿开采过程中，利用井下巷道或钻孔对工作面进行瓦斯抽采，以降低工作面及其周边区域的瓦斯浓度，保障工作面安全推进。
3. 瓦斯利用：将抽采出的瓦斯进行提纯、压缩、液化等处理，制成高品位的瓦斯气体，用于民用燃气、工业燃料、汽车燃料等领域。
同时，将瓦斯废气进行氧化处理，生成二氧化碳和水，实现二氧化碳的资源化利用。
三、实施计划步骤1. 建立瓦斯抽采系统：在煤矿井下建立瓦斯抽采管网和抽采泵站，实现对煤层中瓦斯的抽采。
2. 瓦斯抽采监测：在井下设置瓦斯传感器和监控摄像头等设备，对瓦斯抽采过程进行实时监测，及时发现和解决安全隐患。
3. 瓦斯利用工程建设：在矿区内建设瓦斯利用工程，包括瓦斯液化、提纯、压缩等装置，将瓦斯转化为高品位的气体燃料或液体燃料。
4. 瓦斯安全管理：制定和实施严格的瓦斯安全管理制度和操作规程，确保瓦斯抽采和利用过程中的安全。
5. 人员培训与资质认证：对从事瓦斯抽采和利用的工作人员进行专业技能培训和资质认证，提高员工的业务水平和管理能力。
四、适用范围本方案适用于各种类型的煤矿，特别是高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井。
同时，本方案也适用于将瓦斯作为清洁能源进行利用的领域，如城市燃气、工业燃料、汽车燃料等。
五、创新要点1. 综合利用：将煤矿瓦斯的抽采与利用相结合，实现了资源的综合利用，提高了资源利用率和经济效益。
煤矿矿井瓦斯抽采与利用技术的创新
煤矿矿井瓦斯抽采与利用技术的创新煤矿矿井瓦斯是一种常见的矿井危险气体，不仅容易引发煤矿事故，还对环境造成严重污染。
因此，研发、创新煤矿矿井瓦斯抽采与利用技术，成为煤矿行业的重要课题之一。
本文将从瓦斯抽采技术和瓦斯利用技术两个方面，论述煤矿矿井瓦斯抽采与利用技术的创新。
一、瓦斯抽采技术的创新瓦斯抽采技术是有效预防瓦斯事故和减少瓦斯排放的重要手段。
传统的瓦斯抽采技术主要包括通风抽放、孔喷放和吸收等方法。
然而，这些方法存在损耗大、效率低等问题，亟需进行技术创新。
近年来，瓦斯抽采技术在我国煤矿行业取得了长足的进步。
首先，新型瓦斯抽采装备的研发和应用推动了技术的发展。
例如，引进和改进了高效、节能的瓦斯抽采设备，如瓦斯抽采机、抽采风机等，大大提高了瓦斯抽采效率。
其次，发展了新型瓦斯抽采工艺和系统。
比如，利用压力差驱动瓦斯流动的原理，开发了瓦斯抽采系统。
这种系统不仅能够提高瓦斯抽采的效率，还能够将瓦斯输送到地面进行利用。
此外，智能化技术在瓦斯抽采中的应用也为创新提供了新思路。
通过引入人工智能、互联网和传感器技术，可以对瓦斯抽采过程进行实时监测和控制，及时发现问题并采取相应措施。
这种智能化的瓦斯抽采技术不仅提高了工作效率，还减少了人员的风险。
二、瓦斯利用技术的创新瓦斯利用技术是将煤矿矿井瓦斯转化为可利用能源的过程，通过瓦斯利用不仅能够减少矿井瓦斯的排放，还能够提供可再生能源，实现资源的高效利用。
在瓦斯利用技术方面，我国也进行了多项创新研究。
首先，开展了瓦斯发电技术的研发和应用。
瓦斯发电是将矿井瓦斯中的甲烷转化为电能的过程。
通过采用高效发电设备，可以将瓦斯转化为清洁能源，满足煤矿生产和周边社会的能源需求。
其次，开发了瓦斯液化和瓦斯化学品利用技术。
瓦斯液化技术将瓦斯转化为液态能源，便于储存和运输；瓦斯化学品利用技术则将瓦斯转化为化学品，如甲醇、乙烯等，实现资源的综合利用。
此外，瓦斯利用技术的创新还涉及到瓦斯高效利用的研究。
煤矿瓦斯抽采、利用方案(二)
煤矿瓦斯抽采、利用方案一、实施背景煤矿瓦斯是一种有害气体，不仅对矿工的生命安全构成威胁，还对环境造成严重污染。
在中国，煤矿瓦斯事故频发，给社会带来了巨大的损失。
为了改善煤矿瓦斯治理状况，减少矿井瓦斯爆炸事故的发生，提高煤矿安全生产水平，需要进行煤矿瓦斯抽采和利用。
二、工作原理煤矿瓦斯抽采利用方案的工作原理是通过矿井的瓦斯抽采系统将瓦斯从矿井中抽出，然后进行处理和利用。
具体来说，瓦斯抽采系统由瓦斯抽采管道、瓦斯抽采机械设备、瓦斯抽采站和瓦斯处理设备等组成。
瓦斯抽采机械设备通过煤矿井下的瓦斯抽采管道将瓦斯抽出，然后通过瓦斯抽采站将瓦斯送至地面的瓦斯处理设备进行处理，最后利用瓦斯发电或者其他方式进行能源利用。
三、实施计划步骤1. 设立瓦斯抽采站和瓦斯处理设备：根据矿井的规模和瓦斯产量确定瓦斯抽采站和瓦斯处理设备的数量和规格。
2. 建设瓦斯抽采管道：根据矿井的地质条件和瓦斯产量确定瓦斯抽采管道的布置和规格。
3. 安装瓦斯抽采机械设备：根据矿井的具体情况选择合适的瓦斯抽采机械设备，并进行安装和调试。
4. 进行瓦斯抽采和处理试运行：在矿井的正常生产过程中，逐步启动瓦斯抽采和处理设备，并进行试运行，确保设备的正常运行和瓦斯的有效处理。
5. 实施瓦斯利用方案：根据瓦斯的产量和质量，选择合适的瓦斯利用方式，如瓦斯发电、瓦斯制氢等。
四、适用范围煤矿瓦斯抽采利用方案适用于煤矿瓦斯丰富的地区，特别是那些煤矿瓦斯爆炸事故频发的地区。
此外，该方案也适用于煤矿瓦斯资源丰富的地区，可以将瓦斯转化为可再生能源，提高能源利用效率。
五、创新要点1. 采用先进的瓦斯抽采机械设备：选择高效、安全的瓦斯抽采机械设备，提高瓦斯抽采效率和安全性。
2. 进行瓦斯处理和利用：将抽采出的瓦斯进行处理，去除有害成分，然后利用瓦斯发电或者进行其他能源利用，实现资源的有效利用。
六、预期效果1. 提高煤矿安全生产水平：通过瓦斯抽采和利用，减少煤矿瓦斯积聚，降低矿井瓦斯爆炸事故的发生概率，提高煤矿安全生产水平。
煤矿瓦斯抽采与利用技术
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井下抽采技术主要包括顺层孔抽采和 穿层孔抽采两种方式，可根据矿区实 际情况选择。顺层孔抽采适用于煤层 厚度较大、埋藏较浅的情况，穿层孔 抽采则适用于煤层厚度较小、埋藏较 深的情况。
煤层注水抽采技术
煤层注水抽采技术是指在煤层中注入适量的 水，通过水的压力和渗透作用将煤层中的瓦 斯排出，并利用排水泵将水抽出。该技术适 用于煤层瓦斯含量较低、需要降低瓦斯浓度 的矿区，具有降低瓦斯浓度、提高安全性、 降低能耗等优点。
煤矿瓦斯抽采与利用有利于 推动我国能源结构的调整， 减少对化石能源的依赖，促
进清洁能源的发展。
提高能源利用效率
瓦斯是一种清洁能源，通过 抽采和利用，可以提高能源 的利用效率，减少能源浪费
。
带动相关产业发展
煤矿瓦斯抽采与利用技术的 发展将带动相关产业的发展 ，如装备制造、技术服务等 ，增加就业机会和经济发展 动力。
减少温室气体排放
瓦斯是一种温室气体，瓦斯抽采 并利用技术能够减少其排放，有 助于减缓全球气候变化。
优化能源结构
瓦斯是一种清洁能源，瓦斯抽采 并利用技术能够提供可再生能源 ，优化能源结构，促进可持续发 展。
瓦斯抽采技术的发展历程
01
初始阶段
早期的瓦斯抽采技术主要依靠自 然排放和简单的机械抽取，效率 低下。
地面钻井抽采技术主要包括垂直钻井和斜交钻井两种方式，可根据矿区实际情况选择。垂直钻井适用 于煤层厚度较大、埋藏较浅的情况，斜交钻井则适用于煤层厚度较小、埋藏较深的情况。
井下抽采技术
井下抽采技术是指在矿井内部进行瓦 斯抽采，通过在煤层或岩层中布置抽 采孔，将瓦斯抽出并输送到地面或直 接利用。该技术适用于煤层瓦斯含量 较高、矿井内部条件允许的矿区，具 有灵活性强、适用范围广的优点。
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集输：井群间合理调配压力，减少相互干扰，达到 井群产气最大化
二、未采动区地面钻井抽瓦斯
2、适用条件
平均渗透率≥0.1md的煤层，且煤层总厚度、
煤层埋藏深度及煤层气含量满足下表要求
煤层埋深（m）
埋深≤500 m 埋深>500 m
煤层总厚度（m） 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 9.0 10.0 ≥10.0 8.0 10.0
四、未采动区井下钻孔抽瓦斯
2、旋转钻进钻机施工的顺煤层水平长钻孔
◆立体交叉钻孔布局抽瓦斯效果会更好 ◆适合于构造相对简单、赋存相对稳定、煤层坚固 性系数f≥1的中厚以上煤层。
钻孔
回风顺槽位 置
切 眼 位 置
运输顺槽位置
四、未采动区井下钻孔抽瓦斯
3、旋转钻进钻机施工的顺煤层倾斜长钻孔
◆立体交叉钻孔布局抽瓦斯效果会更好
1md相当于瓦斯界使用的38.69m2/Mpa2.d。
一、瓦斯流动
2、瓦斯扩散(不存在压差作用时) Fick定律
v=D(C2-C1)/L
C1
1m2
q=DA(C2-C1)/L
C2
q
q L 1m
D是扩散系数,单位是cm2/s；C2、C1为瓦斯浓度，%；
一、瓦斯流动
3、瓦斯流动（对多孔介质Re≥2.5） 通风方程 贝努力方程
回采布置工 作面煤体
1
1 2 3 4 5 6 7 8 10 15 14 13 12 11 9
回采布置工 作面煤体
8 10 9 15 14 13 12 11
2 3 4 5 6 7
连采机 多巷掘 进面
四、未采动区井下钻孔抽瓦斯
4、旋转钻进钻机施工的顺煤层钻孔 ◆适合于钻孔过程不发生突出的煤层。
钻场
边掘边抽钻孔
P2
1m2
1m
一、瓦斯流动
描述多孔介质渗流难易程度的物理量K称为渗透率;
渗透率K的单位是cm2或md（石油）；
对某一特定流体,考虑流体绝对粘度系数μ后,将 K/μ定 义为某一特定流体的渗透率,单位是m2/Mpa.d； 煤矿瓦斯界常用透气性系数λ =K/(2μP0),单位是 m2/Mpa2.d 或m2/atm2.d（=100 m2/Mpa2.d)。 1μm2 = 9.81*102md; 1md=1.019*10-3μm2
17.0 14.0 21.0 17.0
12.0 11.0 10.0 15.0 13.0 11.0
资料来源：结合国内外工程实践分析认为。
二、未采动区地面钻井抽瓦斯
3、技术进步
注CO2置换驱赶技术，适于不宜开采的煤层；
H2O CH4 CO2 H2O CH4
原理：煤对CO2 的吸附能力大于 煤对CH4的吸附 能力，因而注入 CO2置换CH4。
三、采动区地面钻井抽瓦斯
2、适用条件
对煤层群条件，尽可能选择下部煤层作
首采层，以利于钻井抽采上部煤层卸压 瓦斯和开采层采空区瓦斯；
对单一煤层主要用于抽开采层采煤工作
面卸压条带和采空区瓦斯。
三、采动区地面钻井抽瓦斯
3、注意事项
钻井布置要结 合采煤工作面 布置统筹考虑；
三、采动区地面钻井抽瓦斯
卸压线
抽瓦斯巷
首采层
底板抽瓦斯巷
图开采保护层抽卸压瓦斯
五、采动区井下抽瓦斯
2、回风巷高位钻孔抽采空区瓦斯
适合于采空区瓦斯涌出量大的条件，尤其对首 采层、邻近煤层多、采空区丢煤多的开采层
抽瓦斯钻孔 抽 瓦 斯巷
裂隙区
回风巷位置
采空区
采空区高冒带钻孔抽瓦斯方法
五、采动区井下抽瓦斯
平面布置模式如下：（Y型通风模式，双巷模式）
q
1m2
P1 Q
P2
L 1m
P2-P1=RQ2, R为流动阻力系数 mgh+1/2(mv2)+pAL=constant
二、未采动区地面钻井抽瓦斯
1、工艺流程
钻井→测井→
固井→完井→
压裂→排采→
集输。
地面压裂井筛管完井方式示意图
二、未采动区地面钻井抽瓦斯
钻井：定向钻井、排渣、减少煤层损害 测井：测定煤层渗透率、瓦斯压力含量等 固井：下套管并用水泥固定井壁和套管 完井：射孔、造穴等 压裂：高压水携带砂石压裂并支撑煤层 排采：排水采气，水压低于气压，控制压差预防 煤层损害
五、采动区井下抽瓦斯
平面布置模式如下：（Y型通风，沿空留巷模式）
五、采动区井下抽瓦斯
平面布置模式如下：（U型通风，双巷模式）
非 金 属 管
五、采动区井下抽瓦斯
煤矿瓦斯抽采利用及 监测监控
煤炭科学研究总院重庆研究院 胡千庭 2008年7月27日
一、瓦斯流动
1、描述瓦斯渗流的Darcy渗流定律 所谓渗流:是指流体在多孔介质内由于压力差 驱动形成的层流运动,即对多孔介质Re<0.25;
v=(k/μ)(P2-P1)/L； q=(k/μ)A(P2-P1)/L
P1 q q
◆适合于各种条件的煤层。
2000～2307采面区域
煤层采掘活动前模块式预抽示意图
500m
连采机 多巷掘进巷道
500m
3302及3303采面区域
四、未采动区井下钻孔抽瓦斯
4、旋转钻进钻机施工的顺煤层钻孔 ◆适合于巷道瓦斯涌出量大的非突出煤层。
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 I 1 I I 4 3 2 1
CH4 CO2 CO2
CH4
二、未采动区地面钻井抽瓦斯
3、技术进步
水平羽状钻孔；
原理：地面钻井一个 开孔位置，多个分支 进入煤层，使煤层钻 孔长度极大增加，加 大钻井控制范围和抽 瓦斯量。
三、采动区地面钻井抽瓦斯
1、原理
采动前布置并施
工好钻井，采动
下煤层时抽上煤
层卸压瓦斯，采
过钻井位置后， 还可继续抽开采 层采空区瓦斯。
3、注意事项
钻井结构要考虑 顶部岩层错动可 能带来的钻孔切
断（尤其是在岩
层性质差异大的 交界面附近）。
四、未采动区井下钻孔抽瓦斯
1、孔底马达钻机施 工的顺煤层枝状长钻 孔预抽煤层瓦斯方法
◆大宁矿实施案例(VLD 钻机)
◆适合于构造相对简单、 赋存相对稳定、煤层坚 固性系数f≥1的中厚以 上煤层。
掘进工作面 掘进工作面预抽和边掘边抽布孔方式
预 抽 钻孔
四、未采动区井下抽瓦斯
4、旋转钻进钻机施工的顺煤层钻孔 ◆适合于严重突出危险煤层。
未来煤 巷位置 底板岩石 巷道 底板岩石巷道穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯
五、采动区井下抽瓦斯
1、保护层开采时抽采卸压煤层瓦斯 适合于有保护层开采条件的煤层
顶 板 岩 石 钻孔