煤科总院沈阳院安全技术及装备.ppt

四、 矿井瓦斯预测技术及装备 五、 矿井瓦斯抽放技术及装备 我国抽放瓦斯是从本煤层预抽逐步发展到邻近层卸压抽放（边采边抽）及综合抽放的过程。数十年来与现场协作，结合矿井的地质开采条件，试验成功多种抽放瓦斯方法，并确定了合理的抽放瓦斯参数。在低透气性煤层抽放瓦斯方面，先后试验了高、中压注水、密集钻孔、水力割缝、水力压裂、松动爆破、大直径钻孔、穿层网格布孔、顺层交叉布孔和控制卸压爆破等多种提高预抽瓦斯效果的措施。在邻近层抽放瓦斯方面，试验成功了顶板长钻孔、高抽巷、高位钻孔、大直径定向钻孔等抽放邻近层瓦斯的方法。由于综采放顶煤的推广应用，特别是厚及特厚煤层分层综放开采时采空区瓦斯大量增加，开放式采空区抽放瓦斯也应运而生，并成为治理瓦斯的主要措施之一。 五、 矿井瓦斯抽放技术及装备 （6）水力化处理强化抽放：对钻孔采用压裂、割缝、扩孔等水力化处理，提高瓦斯抽放效果的预抽方式。 （7）控制爆破强化抽放：采用控制爆破松动煤体处理钻孔，提高瓦斯抽放效果的预抽方式。 （8）目前正在进行发改委专项“煤矿瓦斯综合治理与利用重大关键技术研发与装备研制”研究,采用“空气弹”造穴和水封爆破等技术工艺,以使低透气性煤层瓦斯抽采率提高40%～50％。 对宣东煤矿和段王煤化低透气性煤层瓦斯抽采问题提出针对性的工艺技术措施，提高煤层瓦斯抽采率。 五、 矿井瓦斯抽放技术及装备 五、 矿井瓦斯抽放技术及装备 采空区瓦斯抽放 （1）封闭式采空区抽放： 向采空区内打钻或埋管，实施负压抽放。 （2）开放式采空区瓦斯抽放： 向采空区内打钻或埋管，但由于采空区与矿井大气相连通，因此在抽放过程中要通过有效地控制抽放量和抽放负压，来控制抽放系统的瓦斯浓度。 （3）综放面利用矿井通风系统均压引导抽放采空区瓦斯： 对高瓦斯综放工作面，通过调整系统风压，保证工作面风压始终高于采空区风压，使瓦斯不向工作面涌入而流向采空区，从而被矿井抽放系统抽走。 2、工作面突出危险性预测 （1）指标法： 选择与突出三因素有直接关系且简单易测的指标来进行工作面突出危险性预测。 ① 煤钻屑瓦斯解吸指标△h2、K1：主要与瓦斯压力和煤自身的瓦斯放散特性有关。 △h2≥200Pa，K1≥0.5(干煤) ， △h2≥160Pa，K1≥0.4（湿煤）， 有突出危险性。 ② 钻屑量S：主要与地应力和煤体强度有关，S≥6kg/m 或 S≥5.4L/m有突出危险； ③ 钻孔瓦斯涌出初速度q：主要与瓦斯压力（含量）、煤的瓦斯放散特性和煤层透气性有关。 q ≥qm 有突出危险。 判断突出危险性的钻孔瓦斯涌出初速度临界值（ qm ） ④ R值法：主要与地应力、瓦斯压力（含量）、煤体强度、煤的放散特性和煤层透气性有关。 R=（Smax–1.8）（qmax –4） Smax—每个钻孔沿孔长最大钻屑量，L/m； qmax —每个钻孔沿孔长最大瓦斯涌出初速度，L/m·min； R≥6，有突出危险（细则）。 （2）声发射法工作面突出危险性预测 依据煤体破坏前要发生一定量的声响，在工作面连续监测前方的声响情况，利用监测到的单位时间内发生声响的事件数、最大振幅等与突出危险性的关系来进行预测。 （3）电磁辐射法预测突出 依据含瓦斯煤体变形破坏过程中要有电磁辐射产生，利用监测到的电磁辐射强度等与突出危险性的关系来进行预测。 （4）瓦斯涌出动态法预测突出：利用掘进工作面放炮后瓦斯涌出量变化来预测突出。 3、煤与瓦斯突出防治技术措施 1）区域性防突技术措施 （1）大面积预抽瓦斯：大面积范围内通过预抽瓦斯，降低瓦斯压力和含量，同时引起煤层收缩变形、地应力下降、透气性增高、地应力和瓦斯压力梯度降低、煤体强度增加，消除突出危险。（网格式钻孔和顺煤层长钻孔） 措施有效性指标： ① 预抽后瓦斯残存量小于始突深度瓦斯含量； ② 抽放率大于25%，但采掘作业时应对防突效果经常检验复查。 （2）开采保护层：使上、下煤层发生变形、位移、卸压、透气性增大，瓦斯排放、含量、压力下降，煤体变硬，突出危险性消失。 保护层的保护范围：上、下、倾向、走向，《规程》有具体规定。 2）石门防突措施 （1）石门大直径卸煤配合金属骨架措施：石门上方架设金属骨架，岩柱内?150mm钻孔，煤层内?500mm卸煤钻。 （2）高压水射流扩孔：采用高压水细射流环缝卸压，排放瓦斯。 （3）排放钻孔：在石门工作面一