创新瓦斯治理理念 实现煤与瓦斯共采.docx

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创新瓦斯治理理念实现煤与瓦斯共采

创新瓦斯治理理念实现煤与瓦斯共采,一、科学开采是煤炭工业发展的必由之路

二、理念创新引领煤矿瓦斯综合治理

三、技术创新是实现煤与瓦斯共采的关键

四、管理创新是推进瓦斯治本的保障科学开采是煤炭工业

科学开采是煤炭工业发展的必由之路国家《能源中长期发展规划纲要(2004~2020年)》中已经确定,中国将“坚持以煤炭为主体、油气和新能源全面发展的能源战略”;中国工程院《国家能源发展战略2030~2050》煤炭2030年需求高达38亿吨。

显然,在相当长的时期内,煤炭作为我国的主导能源不可替代。

2050年我国能源才能将煤炭调整为基础能源,但仍需30亿吨,比例达40%左右;未来30年80%左右为燃煤发电、年消耗煤炭占煤炭总产量的50%~70%左右的格局难以改变;

煤炭相对石油、天然气、水电、核电、风电等能源建设,有投资强度较低、周期较短、效率较高、技术更为成熟等特点,是最为易得的大规模一次能源;

立足国内是煤炭能源最为重要的特征,且主要煤炭基地在我国中西部,在国际局势出现动荡时,煤炭能源可以保障国内能源的基本供应。

煤炭科学产能的制约因素分析

深部煤炭开发的资源制约。

我国煤炭资源总量5.57万亿t,其中埋深在1000米以下的为2.95万亿t,占煤炭资源总量的53%;

煤炭开发基地西移中的生态环境及长距离输送制约。

由于东部资源逐渐减少,煤炭开发的战略西移摆在人们面前;

安全高效生产能力制约。

我国煤田地质构造复杂、开采深度大、条件差、难度大;由于多期地质作用的影响,煤层软、透气性差,瓦斯含量高,煤层顶板条件差异大,煤与瓦斯突出、冲击地压危害严重;煤层自然发火期短,煤尘爆炸危险性大,特别是北方煤田下部煤层受底部奥陶系灰岩水的严重威胁等,都制约我国煤炭工业的科学产能、安全生产和持续发展;资源回收率制约。

煤炭资源回采率低,资源浪费严重。

目前,我国国有大型煤矿资源回采率低于50%,乡镇煤矿资源回收率在20%左右;

环境容量制约。

煤炭的产能、利用受环境容量的限制。

煤炭利用导致的环境污染问题日益受到国内外广泛关注。

近年来,我国燃煤电站烟尘排放总量基本控制在300万t左右、燃煤C02排放量约50亿t/年,居世界第二位,约是美国的90%。

瓦斯抽采利用率低。

2010年,全国煤层气(煤矿瓦斯)抽采量88亿m3(其中井下瓦斯抽采量73.5亿m3,地面煤层气产量14.5亿m3),利用量36亿m3,利用率40%。

全国煤矿瓦斯实际抽采率仅为30.6%,而美国、澳大利亚等主要产煤国家均在50%以上。

我国煤矿安全生产情况

我国煤矿地质条件极其复杂

95%以上为井工开采,国有重点煤矿70%以上是高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井,大部分为低透气性煤层(渗透率<1)

低透气性煤层瓦斯治理是世界性难题,长期以来没有解决,此类煤矿瓦斯爆炸事故多发、生产效率低下,安全高效开采难以实现。

我国煤矿安全形势严峻

近年来我国煤炭科技管理进步加快,国有重点煤矿安全高效矿井建设成绩显著:

安全程度比其它矿井高60~70倍;

特大型瓦斯事故仍然频发,瓦斯事故由地质条件特别复杂的西南地区(20世纪60~70年代的云贵川)向较为复杂的东部、中部(20世纪80年代~90年代中期的江西、安徽、河南)和相对简单的东北、西北地区(20世纪90年代~21世纪初期的辽宁、黑龙江、陕西、新疆)转移;

乡镇煤矿产量占39%,死亡数量占72%~77%;南方十省产量占17%~19%,死亡人数占54%~58%;百万吨死亡率是北方九省的10~20倍;

事故原因表明:

80%以上重特大事故都是因为地质情况不清,灾害威胁不明,均存在重大技术难题没有解决、安全投入欠账、人才匮乏严重,现场管理不到位等重大问题,却盲目超能力甚至扩大能力生产;

按目前我国的保证安全生产的科技水平,煤炭产能只能是现有产量的1/3,即8~10亿吨,其水平与美国相当。

2010年全国煤矿瓦斯事故死亡人数下降到623人,百万吨死亡率下降到0.749,但与世界先进水平差距仍然较大(2008年美国0.028,俄罗斯0.41,波兰0.25,印度0.32),我国煤矿安全生产要实现根本好转,任重而道远。

煤炭开采面临科学问题、存在重大技术难题,瓦斯治理任务艰巨,科学开采势在必行

随着国家能源需求与大部分煤炭资源转入深部,开采难度加大的矛盾越来越突出,国家对煤炭安全开采的要求越来越高。

煤矿安全开采基础研究不够,采场内构造场、应力场、裂隙场和瓦斯场不清楚,煤矿技术措施和现场管理带有盲目性。

长期研究及工程实践发现,我国煤矿瓦斯地质赋存条件复杂,靠引进煤层气开采技术不能解决大部分矿区瓦斯治理难题,遏制不了瓦斯事故发生!

煤炭行业及煤矿企业必须创新理念,走科学开采——煤与瓦斯共采、安全、绿色开采的路子!

国家安全监督总局颁布的19号令恰逢其时。

2、理念创新引领煤矿瓦斯综合治理

淮南矿区是我国高瓦斯复杂地质条件的典型代表高瓦斯(10~36m3/t)、低透气性(0.0011mD,标准规定<1mD为低渗透率)煤层群(8~15层)开采条件,瓦斯压力高达6.4MPa(浅部为2~3MPa);

地质构造复杂、煤层埋藏深(-800~-1500m)、煤岩松软,原煤炭部专家组评价:

淮南是我国煤矿瓦斯治理等开采条件最复杂的矿区之一;

淮南矿区的典型性和特殊性是:

地质构造极为复杂:

淮南煤田成煤于石炭二迭纪,位于华北板块与扬子板块结合处,南邻秦岭—大别山构造带,开采煤层由于构造运动经历了多次变质运动,探明断层2970条。

地压大、煤岩松软:

开采深度达1000m,最大主应力达26.8MPa。

探明煤炭资源量500亿吨,煤层气近7000亿m3,是我国东部最大的整装煤田;1982年4月至8月,著名数学家华罗庚率专家组三下淮南矿区进行考察和咨询,为潘谢新区建设提供科学论证,国家规划将淮南煤田建设成为“东方的鲁尔”

邻近江浙沪经济发达区,距上海、杭州直线距离不到500公里,铁路、水路、公路直达长三角经济发达区,是华东重要的煤电生产基地;

1998年以前,由于重大技术难题没有解决,淮南矿区瓦斯爆炸事故频繁发生,曾是煤炭部认定的全国瓦斯事故重灾区,1980~1997年间逢单年必爆炸,发生瓦斯事故17起,死亡近400人,百万吨死亡率高达4.01人!

受到瓦斯灾害的制约,矿区几十年煤炭产量一直徘徊在1000万吨左右,资源和区位优势长期得不到发挥,企业生产经营十分困难,几乎到了破产的边缘。

淮南煤矿被瓦斯爆炸炸怕了,炸醒了,十多年来横下决心,坚持进行全面综合的瓦斯治理,坚持理念创新引领煤矿瓦斯治理,并形成了系统的治理理念:

1、瓦斯不治,矿无宁日

企业和煤矿主要负责人具有强烈的瓦斯意识和对职工生命安全高度负责的政治责任感。

企业和煤矿主要负责人切实履行瓦斯综合治理的职责。

按规定及时足额提取安全费用,建立瓦斯综合治理专项基金,专款专用,投入到位。

总工程师应是企业及煤矿党委委员、第一行政副职。

企业及煤矿应设置专职通风副总工程师,突出矿井设置专职地质副总工程师。

企业及煤矿应设置瓦斯、地质管理机构,配足配齐专业人员。

专门从事瓦斯治理技术和管理人员配备标准:

大型及以上的矿井不少于25人,中小型矿井不少于15人。

专门从事地质技术及管理人员配备标准:

大型及以上的矿井不少于15人,中小型矿井不少于8人。

矿井应大力推进装备现代化,系统自动化,管理信息化。

建立保护层开采、瓦斯抽采及利用、技术创新奖罚制。

对瓦斯综合治理失职、渎职者,给与严厉处罚。

2、瓦斯超限就是事故

众所周知,瓦斯爆炸是由5%~16%浓度的瓦斯参与、足够的氧含量及外因火源共同作用的结果。

高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井瓦斯治理不到位,采掘工作面等场所积聚瓦斯是动态的、变化的、不可控的,发生瓦斯爆炸是必然的。

(淮南矿区1998年以前年均瓦斯超限达3000~5000次不等)

根据统计,80%的瓦斯爆炸事故发生在高瓦斯矿井低瓦斯区域和低瓦斯煤层(矿井)。

因此,预防瓦斯升级是所有矿井应高度关注的重要措施。

(淮南矿区1998年以前瓦斯爆炸事故均发生在上述区域)

2002年以来,发生1%以上瓦斯超限按事故对待,矿长在集团公司安全生产会上作检查,并宣布处理相关责任人。

2010年以来,集团公司瓦斯涌出量近1500m3/min,7对矿井实现了瓦斯零超限。

3、瓦斯爆炸事故是可以预防和避免的

事故原因的统计分析表明,所有事故96%的原因是人的不安全行为造成的,4%的原因是不安全的工作环境造成的,归根到底还有由人的不安全行为造成的。

这里的人是指事故发生单位最高领导、领导集体、管理部门和具体操作员工的总体。

从根本上讲,煤矿瓦斯事故是瓦斯治理理念落后、技术滞后、管理粗放,生产力水平低,职工收入低,缺少人才等综合因素造成的。

淮南瓦斯事故多发阶段,充分证明了这一点。

淮南矿区1998年以来,经过长期坚持不懈地综合治理,连续14年杜绝了瓦斯爆炸事故,改变了近20年的恶性安全管理周期。

实践证明,瓦斯爆炸事故是可以预防和避免的。

4、安全与生产的矛盾可以统一于先进生产力

煤炭行业先进生产力的基本内涵是:

高安全度、高可靠性、高效率、高素质人才队伍、高回收率。

也就是煤炭开采要遵循科学规律,要实现科学开采。

因此,煤矿的安全与生产不是一对不可调和的矛盾,在先进生产力面前,保护生命和提高产量目的可以同时实现。

10多年来,淮南矿区加大安全生产技术、瓦斯治理、科研等方面的投入,对生产矿井全面进行技术改造,简化系统,装备升级,大量吸引高素质人才,重视科技进步,发展了先进生产力,从根本上提高矿井的抗灾能力,实现了安全生产。

5、发展先进生产力,保护生命,保护资源,保护环境

治理瓦斯,要害是提高生产力水平,用先进生产力保证煤矿安全。

淮南建设新型能源基地的特征就是“一先进三保护”,即发展先进生产力,保护生命,保护资源,保护环境。

达到安全状况好、煤炭资源回采率高、环境保护好、效率高。

实现“三个转变”,即从劳动密集型向技术密集型转变,从粗壮劳动力向高素质员工队伍转变,从粗放管理向科学管理转变。

6、可保必保、应抽尽抽

煤矿瓦斯治理必须选择首采卸压层卸压开采,国内外经验表明,煤与瓦斯共采是对低透气性高瓦斯、煤与瓦斯突出煤层进行治理最有效、最可靠,也是最经济的方法。

可保必保就是对具备条件的必须首采卸压煤层,甚至开采煤线和岩层。

应抽尽抽就是给足卸压抽采时间和空间,实现瓦斯抽采最大化。

7、治理瓦斯,打钻、岩巷必须先行

打钻和岩巷是煤矿瓦斯治理的第一要务,着力建设一流的打钻和岩巷队伍、一流的打钻和岩巷装备、一流的打钻和岩巷管理,努力实现瓦斯治本。

组建专业化打钻、岩巷队伍。

现有专业化打钻队伍19支,2661人;专业化岩巷队伍51支,5323人;以青工技校生为主,每队配备大中专毕业生担任专职技术人员,主要承担打钻和岩巷关键工程。

岩巷的根本出路在于机械化,近年来,集团公司加大投入,引进先进岩巷设备,提高岩巷掘进机械化水平,建成了岩巷装备大局。

8、只有打不到位的钻孔,没有卸不了压的瓦斯

瓦斯治标治本都离不开打钻。

实现专业化打钻队伍“全覆盖”。

立足打大钻、打长钻、打高技术钻、打有效钻,给足打钻时间和空间,实现抽采卸压最大化。

用准军事化、专业化、精细化手段管理打钻队伍。

9、瓦斯是害也是宝。

变抽放为抽采,煤与瓦斯共采,治理与利用并重。

瓦斯有两重属性。

治理了瓦斯,利用了瓦斯就变废为宝。

变被动的瓦斯抽放为主动的抽采和利用。

以抽保用,以用促抽,实现煤与瓦斯共采。

淮南矿业集团计划投入100亿元,用于发展瓦斯综合利用等循环经济项目,构建循环经济产业链。

三、技术创新是实现煤与瓦斯共采的关键

长期探索研究及工程实践发现,煤炭开采存在重大科学问题,瓦斯治理和巷道围岩控制是困扰淮南矿区安全开采的两大技术难题!

为此,几十年来开展了大量探索研究:

在瓦斯治理方面:

加大通风量降低开采中瓦斯浓度;

引进美国地面开采煤层气技术;

引进大钻机井下煤层抽放瓦斯。

在巷道围岩控制方面:

试用多种传统支护技术;

引进欧洲新的支护技术。

由于瓦斯地质的特殊性,引进技术不能解决矿区难题,遏制不了瓦斯爆炸事故的发生!

必须走自主创新、科学开采的路子!

1、传统技术存在的主要问题:

瓦斯治理以风排为主,瓦斯含量大于5m3/t时,配风量大、风流不稳定、风速超限,严重违反国家《煤矿安全规程》;

传统保护层开采只卸压不抽取瓦斯;大于30倍采高的保护煤层,被保护层中90%的瓦斯仍然存留在煤层中没有被释放,瓦斯问题没有解决;小于30倍采高的保护层,被保护煤层中的瓦斯大量涌入保护层工作面,构成了重大安全威胁;

传统巷道围岩控制以被动支护为主,支护强度和结构不适应,巷道变形通风困难,瓦斯经常达到爆炸浓度。

突破传统技术的关键是增加煤层透气性、开采前把瓦斯抽出来!

煤体是原生裂隙体,在地应力作用下煤体裂隙处于压实状态,必须找出松动煤体、解除应力和增加透气性方法。

2、研究矿区地应力与瓦斯压力、煤层透气性系数之间的关系及岩层移动时空规律

3、开展低透气性煤层增透的实验室研究:

首先开展了煤的瓦斯解吸研究:

淮南煤为高吸附性(吸附瓦斯占90%),发现卸压法能明显增加煤层透气性,且透气性系数与地应力有强相关性;

发现煤层压力从5MPa降低至0.74

MPa以下,淮南煤中90%的吸附瓦斯解吸为游离瓦斯,透气性大大增加。

4、1996年根据实践及试验研究结果,提出了瓦斯治理的新构想提出走煤与瓦斯共采、先抽瓦斯后采煤的路子!

变传统瓦斯治理“风排”为主为高效“抽采”瓦斯的新构想,关键技术是让煤体松动卸压,增加透气性,实现卸压开采抽采瓦斯。

5、根据新构想,提出了“煤与瓦斯共采”的技术路线

利用淮南矿区煤层群赋存的有利条件,打破传统自上而下的煤层开采程序,设计了制造煤体松动卸压的开采方案,提出了“煤与瓦斯共采”的技术路线在煤层群中选择安全可靠的煤层首先开采,造成上下煤岩层膨胀变形、松动卸压,增加煤层透气性;

研究清楚并调动首采层开采后应力场、裂隙场及其形成的应力降低区和裂隙发育区,为构建卸压解吸瓦斯流动通道、形成瓦斯富集区创造条件;

6、开展大尺度的煤与瓦斯共采基础理论研究

以淮南矿区顾桥煤矿1115

(1)工作面为实验点,综合运用国际先进的岩层应力、位移、孔隙流压等实时监测手段,围岩变形与水气耦合的COSFLOW数值模拟技术以及研究采动区流场特征的CFD模拟技术。

系统研究深部煤层开采过程中围岩应力场、裂隙场以及瓦斯流动场之间的动态变化规律。

首次提出煤层群瓦斯高效抽采的“高位环形体”理论根据煤与瓦斯共采的特点,高流量、高浓度的高效瓦斯抽采应在高瓦斯解吸程度、高水平渗透率和高浓度瓦斯分布的范围内进行。

根据采动覆岩卸压、渗透率分布以及瓦斯抽采动态运移的基本模型,可建立三维空间内高效瓦斯抽采范围的基本几何特征,它在形状上表现为在采空区一定高度之上、具有一定宽度、并按一定角度往高度方向延展的一个“环形体”结构,称之为瓦斯高效抽采的“高位环形体”。

布置巷道和钻孔对瓦斯富集区进行充分抽采;实现被卸压煤层瓦斯含量、瓦斯压力分别抽采降低到国家规定的8m3/t和0.74MPa以下。

把瓦斯作为资源,在开采煤炭的同时建立井上下瓦斯抽采系统,把瓦斯集中“抽采”至地面,变害为宝加以利用。

淮南矿区形成了井上下立体的缷压开采抽采瓦斯、煤与瓦斯共采的工程技术新格局!

煤与瓦斯共采必须依靠技术创新。

为此,在200多个工作面开展了试验、验证系统研究,调整开拓布局和开采程序,施工巷道百万余米,成功地解决了淮南矿区瓦斯治理和安全开采技术难题。

应用这些成果,连续14年避免了瓦斯爆炸事故,百万吨死亡率从4.01降低到近5年0.1左右的国际先进水平;安全有了保障,企业得到发展,年产量从1000万吨增加到6700多万吨。

煤与瓦斯共采技术创新主要内容:

1、低透气性煤层群卸压开采抽采瓦斯技术

2、无煤柱煤与瓦斯共采技术

3、地质保障技术

4、贯彻19号令关键技术

5、防突预测预报指标体系

1、工程技术方法预先在首采保护层工作面形成的应力降低区和裂隙发育区内布置瓦斯抽采工程,待首采层卸压开采后抽采采空区卸压解吸瓦斯的工程技术方法。

需要突破的关键技术研究首采保护层工作面开采后应力及裂隙分布和演化规律;

确定不同瓦斯地质条件下煤层的卸压范围、卸压瓦斯富集区和瓦斯抽采巷道工程的合理层位,研究抽采缷压瓦斯技术。

瓦斯压力由4~6MPa下降到0.2~0.5MPa;瓦斯含量由13~36m3/t降为5m3/t左右,煤层膨胀变形达到26.33%,抽采瓦斯后被卸压煤层卸压角,与传统保护层相比扩大了17~20度。

透气性系数大大提高:

煤层透气性系数由0.01135m2/(MPa.d)增加到32.687m2/(MPa.d),增加了2880倍。

发现上向卸压流动存在一个活跃期,为80天左右。

煤层硬度f值由0.5提高到了2.5。

开发成功松软煤岩巷道围岩控制技术为改善围岩条件,解决淮南矿区松软围岩巷道控制难题,满足煤与瓦斯共采技术预先在采动影响区布置瓦斯抽采工程和维护巷道的需要,先后开发成功:

高应力极软岩工程锚注支护技术

1、高应力极软岩工程锚注支护技术揭示了淮南矿区巷道围岩锚注浆液流动规律;研究成功适合矿区围岩特点的“锚杆注浆、锚杆封孔一体化”支护技术。

2)淮南矿区推广应用效果

2、修复控制30多万米巷道,解决了矿区软岩巷道支护难题;

3、巷道断面保证了缷压开采(巷道最大下沉量达1.56m,保持有效长度达220~260m、抽采瓦斯80~100天)抽采瓦斯要求。

开发成功煤矿极易离层破碎型顶板预应力控制技术

4、提出了利用围岩自身强度并采用“楔形加固区”预应力桁架支护整体控制围岩的技术路线,开发成功煤矿极易离层破碎型顶板预应力控制技术。

研究实现了2个方面的重大进展揭示了矿区极易离层破碎型顶板渐次垮冒的失稳规律实测水平应力是垂直应力的1.1~1.7倍,结合岩层结构,对矿区煤层顶板稳定性进行了分类。

5、开发了极易离层破碎型顶板预应力巷道支护技术提出了利用巷道肩角稳定区域岩石作为内锚固支撑点、利用围岩自身强度、采用“楔形加固区”桁架支护整体控制围岩的技术原理,开发成功极易离层破碎顶板煤层巷道支护技术;

6、现场验证效果显著:

巷道变形率控制在5%左右,保证了卸压开采抽采瓦斯和通风安全,实现了安全开采。

3、2004年提出了无煤柱煤与瓦斯共采新构想:

鉴于首采保护层工作面的瓦斯只能采用风排为主的方法,随着开采深度增加和保护层瓦斯升级,面临瓦斯抽采工程量大、成本高,U型通风上隅角瓦斯难治理等问题,必须优化煤与瓦斯共采技术,确保首采保护层工作面安全开采是关键;

研究发现改变通风流场,将空气压力场能位和瓦斯场流动运移向采空区后方挪移,可以消除上隅角瓦斯的安全威胁。

提出了采用Y型通风、采空区护巷、在留巷内布置钻孔连续抽采采空区卸压解吸瓦斯的新思路。

获得的新认识及工程技术新方法首次提出了在煤层群中选择瓦斯含量低、安全可靠的薄煤层(0.4~1.0m)首先开采,采用Y型通风改变通风流场,形成首采保护层工作面前部采煤、后部在采空区护巷并抽采卸压解吸瓦斯的煤与瓦斯共采工程技术新方法。

需要研究解决的关键技术:

首采层采场内应力场、裂隙场及瓦斯场分布和演化规律;

采空区护巷围岩控制技术;

留巷钻孔连续抽采采空区瓦斯技术。

研究实现了4个方面的重大进展:

第一:

研究并揭示了首采保护层采场内应力场、裂隙场分布及演化规律,为布置抽采瓦斯钻孔提供了依据增压区位于首采保护层工作面前方0~30m,应力集中系数为2~3倍;采空区300~500m以外为卸压稳定区;

裂隙发展期为首采保护层工作面后方0~50m;活跃期位于50~500m;衰减期为500m以后且呈楔形偏向采空区发展。

第二:

发现了首采层开采后顶底板不同层位存在4个瓦斯富集区,揭示了Y型通风采空区顶板瓦斯浓度及瓦斯场分布规律

揭示了Y型通风采空区流场及瓦斯分布规律:

(1)Y型通风留巷未端是系统能位最低点,为采空区瓦斯汇,采空区瓦斯不向工作空间扩散;上隅角处于进风流,无瓦斯积聚。

(2)现场实测研究发现了瓦斯浓度分布规律:

留巷采空区顶板向上5~40m,后部50m瓦斯浓度超过10%、100m位置瓦斯浓度超过20%、300m位置采空区瓦斯浓度达到40%。

第三:

开发了适合国情及淮南矿区煤岩特点的无煤柱护巷围岩控制关键技术,并获得2项国家发明专利(ZL20071002609

6.9、ZL200710026095.4)开发出主动整体强化锚索网注支护(P1)、抗强采动巷内自移辅助加强支架(P2)、巷旁充填墙体支护(P3)三位一体的围岩控制技术(国家发明专利:

ZL200710026096.9);

研制出高承载性能的巷旁充填墙体支护材料(国家发明专利:

ZL200710026095.4):

具有早强、终强(28MPa)、可缩(5%)的性能,可满足井下远距离泵送充填要求。

研制成功巷旁充填一体化快速构筑模板支架,满足了综采工作面日推进10m以上快速推进的要求;

实现900m深井护巷断面8~10m2,长度达2900m的世界纪录,是国外的2~3倍,成本仅为欧洲的1/3。

第四:

开发成功无煤柱(护巷)Y型通风留巷钻孔法抽采瓦斯关键技术,并获得国家发明专利(ZL200710024859.6)

(1)首采层采空区留巷钻孔法抽采瓦斯技术,现场试验效果:

抽采瓦斯浓度10~40%,首采层采空区瓦斯抽采率70%以上,连续抽采最高达90%。

(2)留巷钻孔法上向钻孔抽采卸压煤层瓦斯技术。

现场试验效果:

抽采瓦斯浓度达60~95%,单孔抽采流量0.25~1.50m3/min;上向被卸压煤层瓦斯抽采率72%以上;被卸压煤层吨煤瓦斯含量由30m3降至8m3以下,达到安全开采标准。

(3)留巷钻孔法下向钻孔抽采卸压煤层瓦斯技术现场试验效果:

抽采瓦斯浓度85%~100%,单孔抽采流量0.12~0.98m3/min;采一层被卸压煤层瓦斯抽采率46%以上,多层开采后可达70%以上;被卸压煤层吨煤瓦斯含量降至8m3以下,达到了安全开采标准。

为适应先抽瓦斯后采煤,2000年提出了高瓦斯矿井应遵循的设计原则,并在全国高瓦斯矿井设计中推广应用:

卸压开采抽采瓦斯、煤与瓦斯共采理论与技术取得成功后,发现传统矿井设计难以实现卸压开采抽采瓦斯。

创新高瓦斯矿井设计理念势在必行,系统研究提出了:

井筒安全开采半径设计原则:

淮南井筒安全开采半径应不大于4Km;

矿井预留富余系统能力设计原则:

淮南应预留高于规范系数的50%~80%;

煤层群开采程序设计原则:

安全开采、循环卸压、卸压效果最大化。

新井建设工期由原来8~13年缩短到3年左右。

生产矿井采煤工作面个数由66个减少到30个。

实现了合理集中生产和安全高效开采

4、地质保障的主要内容:

地质保障的主要内容是通过精细勘探,查明细微地质构造、地质异常体、瓦斯富集区域,研究地质构造与瓦斯赋存及活动的关系,经过现场研究实测获得的瓦斯地质信息是重要基础资料。

地质保障的主要内容是通过精细勘探,查明细微地质构造、地质异常体、瓦斯富集区域,研究地质构造与瓦斯赋存及活动的关系,经过现场研究实测获得的瓦斯地质信息是重要基础资料。

地质是尖兵,是瓦斯治理技术的重要支撑。

地质不过关,矿区永不安。

地质保障的创新重点创新重点是三维地震精细解释(地面地质“CT”)、井下综合物探(井下地质“CT”)、地测、防治水信息化及预警、地球化学识别(地质“DNA”)、出水水源快速判别、瓦斯地质等关键性技术。

创新方法:

可借鉴石油三维地震精细勘探技术进行三维地震精细勘探观测系统设计、数据采集、资料处理及解释,形成煤矿复杂地质条件下三维地震勘探数据处理及解释方法。

加强地测信息化管理,实现地质信息资源共享。

在建立地测数据库基础上,建成地质管理及图形系统、测量管理及图形系统、资源管理信息系统、勘探管理系统、地表变形与预计系统等子系统,构建矿区地测信息化管理平台。

面对深部开展钻探、地球物理、地球化学等综合探测技

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