中国煤矿瓦斯抽采技术发展现状与前景
煤矿瓦斯抽采技术的创新与发展
煤矿瓦斯抽采技术的创新与发展煤矿瓦斯抽采技术是保障煤矿安全生产和资源利用的重要手段之一。
随着中国煤炭产业的快速发展和对煤矿瓦斯抽采技术要求的不断提高，瓦斯抽采技术得到了广泛的应用和研究。
本文将探讨煤矿瓦斯抽采技术的创新与发展。
一、煤矿瓦斯抽采技术的现状目前，中国煤矿瓦斯抽采技术基本上处于成熟阶段。
通过井下抽采设备，将瓦斯抽出到地面，有效控制瓦斯浓度，降低煤矿瓦斯爆炸的风险。
瓦斯抽采技术的主要方法包括抽瓦斯井、沉降区瓦斯抽采、钻孔瓦斯抽采等。
这些技术在煤矿安全生产中发挥了重要作用。
然而，目前的煤矿瓦斯抽采技术也存在一些问题。
首先，由于煤矿地质条件的复杂性，现有的瓦斯抽采技术在适应性上有待提高。
其次，由于瓦斯抽采设备的限制，瓦斯抽采效率有限。
此外，由于监测和数据分析手段的不足，瓦斯抽采过程中存在隐患，安全风险不能得到有效的控制。
二、煤矿瓦斯抽采技术的创新点为了解决上述问题，煤矿瓦斯抽采技术需要不断创新。
以下是几个主要的创新点：1. 井下智能监测系统的应用通过引入现代化的传感器、数据采集和通信技术，建立起井下智能监测系统，能够实时监测煤矿瓦斯浓度、温度、湿度等参数，提供准确的数据支持。
该系统可以将实时数据传输到地面控制中心，实现对瓦斯抽采过程的全面监控和实时预警，提升瓦斯抽采的安全性和效率。
2. 瓦斯抽采设备的优化改进针对现有设备的限制，可以进行优化改进。
例如，改进抽瓦斯井的结构和材料，提高抽采效率；在沉降区瓦斯抽采过程中引入新型抽采设备，提高抽采效果；采用新型钻孔瓦斯抽采装置，提高钻孔效率。
通过技术改进，能够更好地适应不同地质条件下的瓦斯抽采需求，提高瓦斯抽采效率。
3. 瓦斯利用技术的创新传统的瓦斯抽采技术主要将瓦斯释放到大气中，造成了资源浪费。
因此，瓦斯利用技术的创新是瓦斯抽采技术发展的重要方向之一。
可以通过瓦斯发电、煤矿瓦斯化工等技术，将瓦斯转化为电能或其他有价值的化学品，实现瓦斯资源的高效利用。
我国煤矿瓦斯抽采与利用的现状及问题
我国煤矿瓦斯抽采与利用的现状及问题煤矿瓦斯抽采与利用是指通过煤矿瓦斯抽采技术，将煤层中释放的瓦斯抽采出来，并利用这些瓦斯资源进行发电、供热、以及化工原料等多种领域。
煤矿瓦斯抽采与利用不仅可以减少矿井的事故风险，还可以实现资源的有效利用，减少环境污染，是一项十分重要的工作。
目前我国煤矿瓦斯抽采与利用仍面临着一些问题。
一方面，在煤矿瓦斯抽采方面，技术设备水平相对较低，抽采效率不高；在瓦斯利用方面，存在着部分煤矿瓦斯无法得到充分利用的情况，导致资源浪费。
当前煤矿瓦斯抽采与利用仍需要进一步完善。
我们来看我国煤矿瓦斯抽采与利用的现状。
目前，我国煤矿瓦斯抽采技术设备相对落后，且在一些小型、散矿矿井中，甚至没有进行瓦斯抽采的设备。
全国煤矿瓦斯抽采设备普及率不高，许多中小型煤矿甚至没有进行瓦斯抽采。
在瓦斯利用方面，我国在瓦斯发电、城市燃气利用等方面也仍存在一定的困难。
我国煤矿瓦斯抽采与利用仍存在一定的难题与问题。
我们需要看到煤矿瓦斯抽采与利用的问题。
首先是技术设备水平的问题。
我国煤矿瓦斯抽采设备普及率不高，设备水平相对较低，抽采效率不高。
是瓦斯利用的问题。
目前，我国在瓦斯发电、城市燃气利用等方面也仍存在一定的困难。
再者是资源浪费问题。
部分煤矿瓦斯无法得到充分利用，导致资源浪费，同时增加了矿井的安全风险。
最后是环境保护问题。
未能有效抽采和利用瓦斯会导致大量瓦斯排放，对环境造成污染，增加地表及地下瓦斯爆炸事故的风险。
针对上述问题，我们应当采取措施加以解决。
需要提高煤矿瓦斯抽采技术设备水平。
加大对煤矿瓦斯抽采技术设备的投入，提高抽采效率，减少煤矿瓦斯的排放。
应大力发展瓦斯利用工程，鼓励企业进行瓦斯利用，在煤矿瓦斯充分利用方面加大政策扶持力度。
建立健全煤矿瓦斯抽采与利用的法律法规，在保证煤矿安全的前提下，鼓励和规范煤矿瓦斯的抽采与利用，保护环境，促进资源综合利用。
鼓励科研机构加大煤矿瓦斯抽采与利用技术的研发，提高煤矿瓦斯抽采与利用技术水平。
矿井瓦斯抽采技术的研究现状及前景
矿井瓦斯抽采技术的研究现状及前景矿井瓦斯抽采技术是指通过一定的方法将煤矿中产生的瓦斯抽采出来，以减少矿井事故的发生，保障矿工的生命安全和矿井的安全生产。
随着煤矿深度和采煤量的增加，瓦斯抽采技术的研究成为了煤矿安全的重点之一。
本文将从矿井瓦斯抽采技术的研究现状和前景两个方面进行探讨。
一、矿井瓦斯抽采技术的研究现状1.传统瓦斯抽采技术传统的瓦斯抽采技术包括巷道抽采、钻孔抽采和井下瓦斯抽放等方法。
这些方法在一定程度上可以满足矿井瓦斯抽采的需求，但是存在着瓦斯抽采效率低、成本高和安全隐患大等问题。
而且随着煤矿深度的增加，传统的瓦斯抽采技术已经不能满足煤矿安全生产的需求。
2.新型瓦斯抽采技术为了解决传统瓦斯抽采技术存在的问题，煤矿安全领域的科研人员不断探索新型的瓦斯抽采技术。
利用煤矿风井的瓦斯提取技术、沉降管道法、压缩空气充填法等新型的瓦斯抽采技术被广泛研究和应用。
这些新型技术在提高瓦斯抽采效率、降低成本和减少安全隐患等方面具有显著的优势，受到了煤矿企业和科研机构的重视和支持。
3.智能化瓦斯抽采技术随着信息技术的迅猛发展，智能化瓦斯抽采技术成为了现代煤矿安全领域的研究热点。
智能化瓦斯抽采技术是指利用传感器、通信技术和自动控制技术等手段，实现对矿井瓦斯抽采过程的实时监测、远程控制和智能化管理。
这种技术能够提高瓦斯抽采的精细化程度，降低人为操作的风险，提高抽采效率和安全性，是矿井瓦斯抽采技术的发展方向之一。
4.研究成果示范应用矿井瓦斯抽采技术的研究不仅停留在实验室阶段，还得到了一些企业和研究机构的示范应用。
某煤矿引进了一套智能化瓦斯抽采设备，在矿井深部进行了试点工程，取得了良好的效果，为其他煤矿的瓦斯抽采技术改造和提升提供了宝贵的经验。
二、矿井瓦斯抽采技术的前景1.技术发展趋势从矿井瓦斯抽采技术的研究现状来看，可以看出未来的发展趋势有以下几个方面：一是智能化技术将成为矿井瓦斯抽采的发展方向，通过智能化手段实现对矿井瓦斯抽采过程的实时监测、远程控制和智能化管理；二是新型能源技术将对矿井瓦斯抽采技术的发展产生积极影响，例如利用瓦斯发电技术，将煤矿瓦斯资源转化为清洁能源，既可以减少对环境的污染，又可以提高矿井的经济效益；三是传统抽采技术将得到改造和提升，例如巷道抽采和钻孔抽采技术将通过新材料和新工艺的应用，提高抽采效率和安全性。
矿井瓦斯抽采技术的研究现状及前景
矿井瓦斯抽采技术的研究现状及前景矿井瓦斯抽采技术是一种保证矿井安全生产的重要手段，也是提高煤矿利用率和清洁能源利用率的重要途径。
随着煤矿资源的日益减少和对清洁能源的追求，矿井瓦斯抽采技术正逐渐受到重视，并取得了一定的研究进展。
本文将从矿井瓦斯抽采技术的研究现状和前景两个方面进行分析。
瓦斯抽采技术的先进性得到了充分体现。
传统的瓦斯抽采技术主要是通过井下巷道中的瓦斯抽采站点进行瓦斯的抽采和处理，存在抽采效果不佳、能耗大、维护成本高等诸多问题。
而现代瓦斯抽采技术已经实现了自动化和智能化，可以实现对瓦斯的实时监测和控制，从而更加高效地抽采瓦斯。
瓦斯抽采技术还与矿井通风系统相结合，实现了瓦斯抽采与矿井通风的一体化管理，能够更加有效地控制瓦斯爆炸的危险。
瓦斯抽采技术的安全性得到了不断提高。
由于瓦斯是煤矿井下最大的安全隐患之一，因此研究人员一直在致力于提高瓦斯抽采技术的安全性。
近年来，通过采用先进的瓦斯抽采设备和技术，如瓦斯抽采管道的材料改进、瓦斯抽采设备的结构优化等，可以有效地降低瓦斯抽采过程中的安全风险，从而提高矿井的生产安全性。
瓦斯抽采技术的有效性得到了进一步验证。
瓦斯抽采技术的研究和实践表明，通过合理的瓦斯抽采方案和技术手段，可以大幅度降低矿井中的瓦斯浓度，减少瓦斯的危害，提高矿工的工作环境，进而提高煤矿的生产效益。
一些实际案例表明，瓦斯抽采技术的应用能够兼顾矿井的经济效益和环境效益，并且获得了良好的社会和经济效益。
对于矿井瓦斯抽采技术的前景，可以从以下几个方面进行展望：随着煤矿资源的不断减少和对清洁能源的追求，矿井瓦斯抽采技术将会越来越受到重视。
瓦斯是一种潜在的清洁能源，通过对煤矿瓦斯进行抽采和利用，可以将其转化为电能、热能等清洁能源，从而减少对传统能源的依赖，实现矿井能源的循环利用。
矿井瓦斯抽采技术的发展将会与智能化技术相结合。
随着信息技术和通信技术的发展，瓦斯抽采设备将逐渐实现智能化，通过互联网、物联网等技术手段与矿井生产管理系统相连接，实现对瓦斯抽采的实时监测、远程控制和智能化管理，从而进一步提高瓦斯抽采技术的效果和安全性。
矿井瓦斯抽采技术的研究现状及前景
矿井瓦斯抽采技术的研究现状及前景1. 引言1.1 矿井瓦斯抽采技术的重要性矿井瓦斯是煤矿井下产生的一种有毒有害气体，含有可燃气体成分，一旦发生瓦斯爆炸事故，将给矿工的生命和矿井设施造成严重威胁。
开展矿井瓦斯抽采技术研究及应用至关重要。
矿井瓦斯抽采技术可以有效减少瓦斯的积聚，降低矿井瓦斯浓度，减少瓦斯爆炸的潜在危险，保障煤矿生产安全。
瓦斯是一种重要的能源资源，通过抽采瓦斯并进行利用，不仅可以减少煤矿排放的温室气体，还可以节约能源资源，实现绿色发展和可持续利用。
矿井瓦斯抽采技术的研究和应用对于提高煤炭开采效率、保障矿工生命安全、保护环境等方面都具有重要意义。
通过不断改进完善矿井瓦斯抽采技术，促进煤矿安全生产，提高矿井生产效率，实现资源的有效开采与利用，这些都是当前研究矿井瓦斯抽采技术的重要目标和意义。
1.2 研究意义矿井瓦斯抽采技术的研究意义在于提高矿井安全生产水平，减少瓦斯爆炸事故的发生，保障矿工的生命安全和财产安全。
瓦斯是煤矿生产中常见的有害气体之一，过量的瓦斯积聚会导致爆炸事故，给煤矿生产带来严重危害。
瓦斯抽采技术的研究可以有效地将瓦斯从矿井中抽出，降低瓦斯浓度，减少爆炸风险，提高矿井的安全性。
瓦斯抽采技术的研究还可以提高煤矿的资源利用效率，将瓦斯转化为可利用的能源，减少能源浪费，实现资源循环利用。
瓦斯抽采技术的研究还可以促进煤矿的可持续发展，推动煤矿生产向绿色、低碳、环保的方向发展，符合现代社会对于环保和可持续发展的要求。
瓦斯抽采技术的研究意义重大，对于煤矿产业的发展和矿工的生命安全都具有重要意义。
2. 正文2.1 矿井瓦斯抽采技术的现状矿井瓦斯抽采技术是指利用各种方法将矿井中积聚的瓦斯抽出，以减轻瓦斯对矿井安全生产的影响。
目前，矿井瓦斯抽采技术已经取得了一定的成果，但仍存在一些问题和挑战。
瓦斯抽采技术的抽采效率不高是一个普遍存在的问题。
部分矿井瓦斯抽采设备老化，运行效率较低，导致瓦斯抽出不及时，增加了矿井的安全隐患。
矿井瓦斯抽采技术的研究现状及前景
矿井瓦斯抽采技术的研究现状及前景矿井瓦斯抽采技术是指对煤矿井下的瓦斯进行抽采处理，以防止瓦斯爆炸事故的发生，同时也可以利用瓦斯资源进行能源开发。
随着我国煤矿生产规模的不断扩大，矿井瓦斯抽采技术在煤矿安全生产中的地位日益重要。
本文将对矿井瓦斯抽采技术的研究现状及前景进行探讨。
一、研究现状1. 瓦斯抽采技术的发展历程瓦斯抽采技术的发展经历了多个阶段，最初是简单的自然通风和机械通风抽采方式，后来发展出了稀释瓦斯、吸附瓦斯、水封、地面抽采等技术。
随着科技的发展，现在还涌现出了更加先进的抽采技术，如超高压水射流技术、地下煤层气回采技术等。
2. 研究领域及热点目前，国内外矿井瓦斯抽采技术的研究主要集中在以下几个领域：（1）瓦斯抽采新技术的研究，包括新型瓦斯抽采设备的开发与应用、新型瓦斯抽采工艺的探索等；（2）瓦斯抽采理论研究，包括瓦斯涌出规律、瓦斯抽采效果评价、瓦斯抽采参数优化等；（3）瓦斯资源综合利用技术的研究，包括瓦斯发电、瓦斯化学利用、瓦斯制氢等方面的研究。
3. 技术应用情况目前，国内外矿井瓦斯抽采技术已经得到了广泛的应用，各种抽采设备和工艺在煤矿生产中得到了推广。
在我国，随着《煤矿安全规程》的不断修订和完善，矿井瓦斯抽采技术得到了更加重视，很多煤矿都配备了先进的瓦斯抽采设备，实现了瓦斯的高效抽采和综合利用。
二、前景分析随着煤矿开采深度的不断加深和瓦斯含量的增加，瓦斯抽采技术将朝着更加安全、高效、节能、环保的方向发展。
未来，瓦斯抽采技术的发展趋势将主要包括以下几个方面：（1）智能化：瓦斯抽采设备将更加智能化，实现自动化控制和远程监控，提高抽采的稳定性和安全性；（2）节能减排：瓦斯抽采过程中的能源消耗和废气排放将大大减少，达到节能减排的目标；（3）多元化利用：瓦斯资源将不仅仅用于防治瓦斯爆炸，还将更多地用于能源开发和化学利用。
3. 技术发展挑战在矿井瓦斯抽采技术的发展过程中，也面临着一些挑战，主要包括以下几个方面：（1）深部矿井瓦斯抽采技术的难点：随着煤矿深部开采的加速，深部矿井瓦斯抽采技术将面临更大的挑战，如瓦斯渗透规律、瓦斯抽采设备的适应性等问题；（3）瓦斯综合利用技术的突破：虽然瓦斯综合利用技术已经取得了一定进展，但如何将瓦斯资源更好地转化为清洁能源和化工原料，仍然需要进一步的研究和突破。
矿井瓦斯抽采技术的研究现状及前景
矿井瓦斯抽采技术的研究现状及前景矿井瓦斯抽采技术是一项重要的煤矿安全技术，旨在通过有效地抽采矿井瓦斯，减少矿井瓦斯积聚，达到防治矿井瓦斯突出和煤矿瓦斯爆炸事故的目的。
本文将介绍矿井瓦斯抽采技术的研究现状及前景。
矿井瓦斯是煤矿开采过程中产生的一种有害气体，主要成分是甲烷，具有易燃、易爆的特性。
如果未经有效控制，矿井瓦斯积聚就会成为煤矿瓦斯爆炸事故的隐患。
矿井瓦斯抽采技术的研究和应用对于煤矿安全具有至关重要的意义。
矿井瓦斯抽采技术主要包括钻孔抽采法、钻孔瓦斯抽采法、巷道风流抽采法和井下瓦斯抽采法等。
钻孔抽采法是将钻孔直接连接到矿井瓦斯层，通过钻孔抽采装置将瓦斯引至地面。
钻孔瓦斯抽采法则是在开采过程中遇到瓦斯突出的地层进行钻孔瓦斯抽采。
巷道风流抽采法是通过改变矿井通风系统的工作方式，将矿井瓦斯抽出。
井下瓦斯抽采法是在矿井下开设抽采巷道，通过抽采巷道将瓦斯抽回井下。
这些抽采方法各有优劣，需根据具体矿区的情况选择合适的技术方案。
目前，矿井瓦斯抽采技术已经取得了一定的成果。
在国内，矿井瓦斯抽采技术已经应用于多个煤矿，有效地控制了矿井瓦斯积聚和爆炸事故的发生。
国内研究者也在不断探索和研究新的抽采技术。
基于数值模拟的瓦斯抽采技术研究已经广泛展开，通过分析矿井瓦斯运移规律和矿井参数对瓦斯抽采效果的影响，优化瓦斯抽采方案。
还有一些新型的瓦斯抽采设备和技术在煤矿实际应用中取得了良好效果，如新型瓦斯抽采装置、瓦斯发电技术等。
未来，矿井瓦斯抽采技术有望继续取得进一步的发展。
一方面，随着煤矿深层开采的加剧，矿井瓦斯积聚的问题将更加突出，对瓦斯抽采技术提出更高的要求。
随着科技的进步和研究的深入，瓦斯抽采技术将得到更好的改进和创新。
基于无人机和人工智能的瓦斯抽采技术可能得到广泛应用，通过无人机巡检和智能分析，实现矿井瓦斯抽采的自动化和智能化。
矿井瓦斯抽采技术的研究现状已经取得了一定的成果，但仍需不断创新和突破。
未来，随着煤矿深层开采的需要和科技的进步，矿井瓦斯抽采技术有望继续取得进一步的发展，为煤矿安全和高效开采做出更大贡献。
矿井瓦斯抽采技术的研究现状及前景
矿井瓦斯抽采技术的研究现状及前景矿井瓦斯抽采技术是一种通过抽采地下煤矿中的瓦斯，以达到减少瓦斯危险、保护矿工安全、提高能源利用效率的技术。
目前，矿井瓦斯抽采技术在中国已经取得了一定的研究成果和应用案例，但仍然存在许多挑战和问题，需要进一步开展研究。
一、抽采设备技术：矿井瓦斯抽采的关键是设计和制造高效、可靠的抽采设备。
目前，国内外已经研发出多种抽采设备，例如旋风式瓦斯抽采机、水封式抽放法等。
这些设备在不同条件下可以实现较好的瓦斯抽采效果，但仍然存在一些问题，如设备寿命短、运行成本高等。
二、瓦斯抽采理论：瓦斯抽采涉及到多学科的知识，需要在地质学、矿井通风学、煤层气动力学等方面进行研究。
目前，已经研发出了一些瓦斯抽采理论模型，但仍然存在一些问题，如模型过于简化、不够准确等。
三、瓦斯抽采管理技术：有效管理瓦斯抽采工作是保证抽采效果的关键。
目前，已经提出了一些瓦斯抽采管理技术，如抽采工艺优化、抽采效果评估等。
这些技术在实际应用中已经取得了一定的效果，但仍然需要进一步完善。
四、瓦斯利用技术：瓦斯抽采后需要进行处理和利用，以达到环境保护和能源利用的目的。
目前，已经研发出了一些瓦斯利用技术，如瓦斯发电、瓦斯液化等。
这些技术在一定程度上解决了瓦斯排放的问题，但仍然需要进一步提高利用效率。
矿井瓦斯抽采技术的研究前景是非常广阔的。
随着国内外对能源安全和环境保护的要求越来越高，瓦斯抽采技术的需求将会越来越大。
瓦斯是一种可再生能源，通过抽采和利用，可以减少对传统能源的依赖。
中国是世界上煤矿资源最丰富的国家之一，瓦斯抽采技术的研究对于中国煤矿安全和煤炭产业的发展具有重要意义。
矿井瓦斯抽采技术的研究仍然存在一些挑战和问题。
瓦斯抽采技术需要针对不同的矿井条件进行调整和优化，因此研究工作需要大量的实地调研和数据支持。
瓦斯抽采技术在设计和制造方面还存在一些不足，需要进一步研究和改进。
瓦斯抽采技术的应用推广也需要充分考虑矿井的实际情况和运行成本。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
中国煤矿瓦斯抽采技术发展现状与前景王魁军 张兴华(煤炭科学研究总院抚顺分院,辽宁抚顺 113001)摘 要:文章简要回顾了中国煤矿瓦斯抽采技术的发展历程,介绍了近年来煤矿瓦斯抽采新技术的发展,较详细地阐述了适合于中国煤层瓦斯赋存条件的几种典型抽采方法,并对中国的瓦斯抽采技术的发展趋势做出了展望。
关键词:矿井瓦斯 抽采技术 装备Current Status and Prospects of CMM Drainage Technologies in ChinaWang Kuijun and Zhang Xinghua(Coal Science Research Institute at Fushun,Liaoning 113001)Abstract:The history of C MM drainage technologies in China is briefly revie wed 1The new C MM draina ge technologies developed in recent years are introduced 1Several typical drainage methods suitable for the occur -rence conditions of coal seam gas in China are detailed 1The future trend of CMM drainage technologies in Ch-i na is forecast.Keywords:C MM;drainage technology;equipment1 概述我国煤矿瓦斯抽采有较长的历史,早在1938年我国就首次在抚顺矿务局龙凤矿利用抽采泵进行采空区抽采,50年代在抚顺、阳泉、天府和北票局开展矿井抽采瓦斯,50年代末瓦斯抽采量约为100Mm 3。
60年代又相继在中梁山、焦作、淮南、包头、松藻、峰峰等局的矿井开展了抽采瓦斯工作,抽采瓦斯量达到170Mm 3。
70年代至90年代末期,抽采矿井数和抽采量都稳步增加。
近五年来,随着煤炭工业的发展,矿井数量及煤炭产量迅速增加,矿井向深部延伸过程中,一些低瓦斯矿井变为高瓦斯矿井和突出矿井,因此需要抽采瓦斯的矿井越来越多,由此带动了中国煤矿瓦斯抽采技术的迅速发展,目前瓦斯抽采技术在煤矿生产中得到了普遍的推广应用。
到2000年我国国有重点煤矿中共有141对矿井建立了地面永久瓦斯泵站进行瓦斯抽采,年抽采量达8167亿m 3,2002年抽采矿井数193对,年抽采量11146亿m 3,2004年全国重点煤矿抽采矿井数达到221对,年抽采量达到19126亿m 3,1952~2004年抽采瓦斯矿井数和抽采瓦斯量的变化动态见图1。
在瓦斯抽采方法方面,各专业研究单位和有关高等院校与煤矿现场协作,结合我国矿井的地质和作者简介 王魁军,男,1957年生,研究员,博士生导师,现任抚顺分院总工程师、抚顺分院安全科学技术研究中心主任。
多年来一直从事煤矿瓦斯防治方面的科研工作。
第3卷第1期 中国煤层气 Vo113No 11 2006年1月 C HINA COALBED ME THANE Jan.2006图1抽采瓦斯矿井数和年抽采量变化动态开采条件,研究和试验成功了本煤层、邻近层、采空区多种抽采瓦斯方法。
主要包括穿层钻孔、平行钻孔、交叉布孔、穿层网格式钻孔、深孔预裂爆破、水力割缝、水力压裂、水力钻(扩)孔等本煤层瓦斯抽采方法;顶(底)板穿层钻孔、顶(底)板巷道、顶板水平长钻孔等邻近层瓦斯抽采;高冒带钻孔、埋管抽采、地面抽采等采空区瓦斯抽采方法。
2煤矿瓦斯抽采技术的发展随着煤炭工业技术的发展,瓦斯抽采技术也得到了不断地提高和发展,我国煤矿瓦斯抽采技术大致经历了四个发展阶段。
(1)高透气性煤层瓦斯抽采阶段50年代初期,在抚顺高透气性特厚煤层中首次采用井下钻孔预抽煤层瓦斯,获得了成功,解决了抚顺矿区向深部发展过程中的瓦斯安全问题,而且抽出的瓦斯还被作为民用燃料进行利用。
(2)邻近层卸压瓦斯抽采阶段50年代中期,在开采煤层群的矿井中,采用穿层钻孔抽采上邻近层瓦斯的试验在阳泉矿区首先获得成功,解决了煤层群开采中首采工作面瓦斯涌出量大的问题。
此后在阳泉又试验成功利用顶板收集瓦斯巷(高抽巷)技术抽采上邻近层瓦斯,抽采率达60~70%。
到了60年代以后,邻近层卸压瓦斯抽采技术在我国得到了广泛的推广应用。
(3)低透气性煤层强化抽采瓦斯阶段由于在我国一些透气性较差的高瓦斯煤层及有突出危险的煤层采用通常的布孔方式预抽采瓦斯的效果不理想、难以解除煤层开采时的瓦斯威胁,为此,从60年代开始,试验研究了多种强化抽采开采煤层瓦斯的方法,如煤层注水,水力压裂,水力割缝,松动爆破,大直径(扩孔)钻孔,网格式密集布孔,预裂控制爆破,交叉布孔等。
在这些方法中,多数方法在试验区取得了提高瓦斯抽采量的效果,但仍处于试验阶段,没有大范围推广应用。
(4)综合抽采瓦斯阶段所谓综合抽采瓦斯就是把开采煤层瓦斯采前预抽、卸压邻近层瓦斯边采边抽及采空区瓦斯采后抽等多种方法在一个采区内综合使用,使瓦斯抽采量及抽采率达到最高。
从80年代开始随着机采、综采和综放采煤技术的发展和应用,采区巷道布置方式有了新的改变,采掘推进速度加快、开采强度增大,使工作面绝对瓦斯涌出量大幅度增加,尤其是有邻近层的工作面,其瓦斯涌出量的增长幅度更大。
为了解决高产高效工作面瓦斯涌出源多、瓦斯涌出量大的问题,必须结合矿井的地质条件,实施瓦斯综合抽采。
3适合我国瓦斯赋存条件的抽采方法抽采瓦斯方法的选择,主要是根据矿井瓦斯来源、煤层赋存状况、采掘布置、开采程序以及开采地质条件等因素进行综合考虑。
我国煤层的主要特点是煤层透气性低、瓦斯含量高、煤层突出危险严重、煤层群开采、地质构造复杂,我国的煤层赋存条件决定了我国的瓦斯抽采应以卸压抽采为主,由于矿井数量众多,且煤层赋存条件复杂多样,因此几乎所有的瓦斯抽采方法在我国都进行过试验和应用,下面仅介绍几种典型的瓦斯抽采方法。
311顺层密集长钻孔抽采本层瓦斯顺层密集长钻孔用于区域性抽采,用于综放面或综采面降低煤层瓦斯含量或解决工作面消突问题,一般钻孔深80m以上,孔间距3~5m,预抽时间半年以上。
为提高抽采效果,在布孔时往往采用斜向孔及交叉钻孔,斜向布孔有利于边采边抽,交叉式布孔可在不增加任何工程量的条件下,提高本煤层瓦斯抽采的效果。
经在焦作矿区及平顶山矿区开展顺层交叉钻孔抽采突出煤层瓦斯的试验,证明交叉布孔可避免由于钻孔坍塌、堵孔等影响抽采效果的现象发生,比平行钻孔抽采效果提高115倍。
顺层密集长钻孔及交叉钻孔预抽本层瓦斯见图2。
312网格式穿层钻孔抽采本层瓦斯网格式穿层钻孔的优点是可解决突出煤层打顺层孔时钻喷孔、塌孔问题。
网格式穿层钻孔大面积14中国煤层气第1期图2 顺层密集长钻孔及交叉布孔预抽本层瓦斯示意图抽采瓦斯首先是在北票台吉矿10号煤层进行的,该煤层是我国透气性极低的松软突出煤层之一,大面积网格式穿层钻孔预抽试验表明,低透气性煤层尽管预抽瓦斯极为困难,但在合理布置钻孔、保证预抽时间等技术条件下,完全能够达到预期的抽采效果,瓦斯抽采率可达到30%以上。
目前网格式穿层钻孔成为我国单一松软低透严重突出煤层防突的主要方法,已在突出严重的白皖等矿区推广应用。
网格式穿层钻孔需要在煤层底板打岩巷,抽采成本较高。
网格式穿层钻孔布置见图3。
图3 网格式穿层钻孔布置示意图313 顶板走向长钻孔抽采邻近层瓦斯顶板走向水平长钻孔抽采邻近层瓦斯技术就是针对高瓦斯无煤柱综采或综放工作面的特点,为解决瓦斯超限问题,采用沿开采层顶板岩层走向布置迎面定向水平长钻孔代替顶板瓦斯巷抽采上邻近层瓦斯。
该抽采方法与顶板岩巷抽采法、顶板穿层短钻孔抽采法相比,技术和经济上具有显著的优越性,尤其对于采掘接续紧张的矿井,其优越性更为突出。
钻孔及钻场布置见图4。
顶板走向长钻孔抽采邻近层瓦斯技术在安徽淮南、重庆、河南平顶山、辽宁阜新和铁法等20多个矿区(160对矿井)推广应用,瓦斯抽采量和抽采率大幅度提高,该抽采方法为我国高瓦斯煤层群抽采探索出一条新路子,为煤炭生产实现安全高效提供了技术保障。
314 厚煤层开采下的采空区煤层气抽采对于厚煤层分层开采或综放开采时,采空区内丢煤较多,加上邻近层、围岩瓦斯的涌出,使采空区瓦斯涌出量较大,因此,进行采空区瓦斯抽采非常必要。
厚煤层半封闭采空区瓦斯抽采方法首先在抚顺矿区试验成功,主要在采空区后部采用埋管抽采或设引巷密闭插管抽采,埋管抽采法是将抽采瓦斯管埋设在采空区起采线附近,如图5所示,该方法在抚顺矿区普遍采用,工作面瓦斯抽采率可达80%。
图4 顶板走向长钻孔抽采邻近层瓦斯示意图工作面或采区回采结束后,还可对老塘进行全封闭瓦斯抽采。
抚顺老虎台矿于1954年开始采空15第1期 中国煤矿瓦斯抽采技术发展现状与前景图5 埋管抽采采空区瓦斯示意图区全封闭抽采,40多年来共抽出瓦斯总量4亿多m 3。
315 综合瓦斯抽采我国一些矿区的高产高效矿井在开采高瓦斯且有突出危险的煤层时,多采用综合抽采法,即在一个工作面或采区采用多种抽采方法进行抽采。
以淮南矿业集团公司潘一矿1541(3)综放工作面为例,该工作面开采煤层厚415m,煤层原始瓦斯含量10m 3/t 以上,煤层有突出性,工作面同时采用四种瓦斯抽采方法,见图6,顶板走向长钻孔用于抽采上邻近层瓦斯,工作面顺层水平长钻孔抽采用于消除煤层的突出危险性并降低煤层瓦斯含量,上隅角插管抽采用于消除局部瓦斯积聚,工作面初采段由于预抽时间有限,采用深孔控制预裂爆破强化抽采,提高瓦斯抽采率同时缩短抽采时间,工作面开采完毕后还要对采空区进行全封闭抽采。
淮南矿业集团公司张集煤矿应用综合抽采,2002年,矿井瓦斯抽采率达到70%,当年投产,当年达产,产煤507万t,盈利5亿元,创同类矿井最好水平。
目前瓦斯综合抽采已在全国范围内广泛应用。
图6 工作面综合抽采瓦斯示意图4 瓦斯抽采技术装备我国的瓦斯抽采装备随煤炭开采强度的增长而加强,抽采瓦斯规模扩大及科技水平发展而不断完善,由原来非专用、单一型号的,逐步发展成为专用的、系列的、具有现代科技水平的抽采瓦斯装备。
目前已有几十家专业厂家生产抽采钻机和抽采泵,为方便中小型煤矿使用,还开发了系列的井下移动式瓦斯抽采泵。
目前我国煤矿普遍采用聚氨酯作为封孔材料,该新型材料具有密封性好、硬化快、质量轻、膨胀性强的优点。
瓦斯抽采管路的管材也向多样化发展,除传统的铁管及钢管外,又研制了玻璃钢管、双抗塑料管、PVC 管及其它高分子材料制成的多种瓦斯抽采专用管,新型抽采管路具有重量轻、耐腐蚀、运输方便、安装费用低等优点。