煤矿瓦斯抽采和突出防治技术-重庆院(董钢锋)

1、2煤矿瓦斯治理的基本原则u“先抽后采、监测监控、以风定先抽后采、监测监控、以风定产产”的瓦斯治理十二字方针的瓦斯治理十二字方针 u“可保尽保、应抽尽抽、先抽后采、可保尽保、应抽尽抽、先抽后采、煤气共采煤气共采”的瓦斯综合治理战略的瓦斯综合治理战略 u“煤矿瓦斯抽采基本指标煤矿瓦斯抽采基本指标”（AQ1026-2006AQ1026-2006）3煤矿瓦斯治理的总体思路n形成以区域性措施（瓦斯抽采和形成以区域性措施（瓦斯抽采和开采保护层）为主，局部措施为开采保护层）为主，局部措施为辅的综合治理体系辅的综合治理体系n试验应用瓦斯治理新技术和新装试验应用瓦斯治理新技术和新装备，提高总体技术水平备，提高总

2、体技术水平4提纲提纲保护层开采保护层开采瓦斯抽采技术瓦斯抽采技术瓦斯治理新技术瓦斯治理新技术技术发展思路技术发展思路6一、开采保护层的基本理论一、开采保护层的基本理论二、开采保护层瓦斯综合治理二、开采保护层瓦斯综合治理三、开采保护层实践三、开采保护层实践7一、开采保护层的基本理论一、开采保护层的基本理论1 1、保护层的概念；保护层的概念；2 2、开采保护层防治煤与瓦斯突出机理；开采保护层防治煤与瓦斯突出机理；3 3、保护效果及保护参数考察；保护效果及保护参数考察；4 4、开采、开采保护层应注意的问题。保护层应注意的问题。8一、开采保护层基本理论一、开采保护层基本理论1 1、保护层的概念、保护层

3、的概念 所谓保护层，通常是指在煤层群开采中，所谓保护层，通常是指在煤层群开采中，某部分煤层具有煤与瓦斯突出或冲击地压等动某部分煤层具有煤与瓦斯突出或冲击地压等动力显现特点，而另一部分煤层不具有这种动力力显现特点，而另一部分煤层不具有这种动力显现特点或动力显现特点不明显，这时，根据显现特点或动力显现特点不明显，这时，根据赋存关系，选择某一层不具有动力显现特点或赋存关系，选择某一层不具有动力显现特点或动力显现特点不明显的煤层先行开采，而具有动力显现特点不明显的煤层先行开采，而具有动力显现特点的煤层在其邻近层开采后再开采。动力显现特点的煤层在其邻近层开采后再开采。先行开采的煤层称为保护层，后开采的煤

4、层称先行开采的煤层称为保护层，后开采的煤层称为被保护层，保护层位于被保护层上方的称为为被保护层，保护层位于被保护层上方的称为上保护层，反之称为下保护层。上保护层，反之称为下保护层。9一、开采保护层基本理论一、开采保护层基本理论2、开采保护层防治突出作用机理、开采保护层防治突出作用机理 保护层开采后，被保护层的应力变形状态、煤结构和瓦斯动力参保护层开采后，被保护层的应力变形状态、煤结构和瓦斯动力参数发生显著变化，从发生变化的时间看，卸压作用是最先出现的，数发生显著变化，从发生变化的时间看，卸压作用是最先出现的，有些卸压过程甚至在保护层工作面前方有些卸压过程甚至在保护层工作面前方10102020m

5、m处开始，一般在工处开始，一般在工作面后方，当膨胀变形速度加快时，瓦斯动力参数才发生显著变化。作面后方，当膨胀变形速度加快时，瓦斯动力参数才发生显著变化。保护层防治煤和瓦斯突出的原理可用框图表示。保护层防治煤和瓦斯突出的原理可用框图表示。消除（或降低）煤与瓦斯突出危险激发突出的作用减少瓦斯压力梯度降低发展突出的瓦斯作用减少煤体抵抗破坏能力增加煤体强度增高瓦斯排放透气性增加应力降低、煤层卸压10一、开采保护层基本理论一、开采保护层基本理论3、保护效果及保护参数考察、保护效果及保护参数考察 (1)保护层的有效保护层间距 保护层的保护作用随层间距的增大而减小，达到某一临界距离时，保护作用已不明显，该

6、临界距离称之为有效层间距。我国根据大量试验资料统计分析认为，在采深小于550m，回采面长度小于120m条件下，保护层的有效保护层间垂距为：急倾斜煤层上保护层60m，下保护层80m，缓倾斜和倾斜煤层上保护层50m，下保护层100m。选择保护层时应根据保护层厚度、顶板管理方法，回采工作面长度和开采深度等因素确定有效垂距。11一、开采保护层基本理论一、开采保护层基本理论3、被保护层有效保护范围确定、被保护层有效保护范围确定 (2)(2)保护层沿走向的合理超前距保护层沿走向的合理超前距 七十年代前苏联的研究认为：以被保护层变形七十年代前苏联的研究认为：以被保护层变形值等于最大膨胀变形值值等于最大膨胀变

7、形值80%80%为标准，则上保护层超前为标准，则上保护层超前于被保护层不应小于于被保护层不应小于1 1倍层间距，下保护层超前于被保倍层间距，下保护层超前于被保护层不应小于护层不应小于0.60.6倍层间距。我国部分矿井的试验也证倍层间距。我国部分矿井的试验也证实了上述的结论。考虑到瓦斯排放和抽放，使被保护实了上述的结论。考虑到瓦斯排放和抽放，使被保护层不仅能充分卸压，并能充分排放或抽放瓦斯，认为层不仅能充分卸压，并能充分排放或抽放瓦斯，认为保护层超前被保护层的距离不应小于保护层超前被保护层的距离不应小于2 2倍层间距，并不倍层间距，并不得小于得小于4040mm，实践证明，按照这一原则布置，对防治

8、实践证明，按照这一原则布置，对防治煤与瓦斯突出和治理瓦斯是有效的。煤与瓦斯突出和治理瓦斯是有效的。12一、开采保护层基本理论一、开采保护层基本理论3、被保护层有效保护范围确定、被保护层有效保护范围确定 (3) (3)保护层沿走向的卸压保护角保护层沿走向的卸压保护角 在保护层工作面的始采线与停采线处，由于地压在保护层工作面的始采线与停采线处，由于地压的传递作用的传递作用, ,使得被保护层的有效保护范围应小于保护使得被保护层的有效保护范围应小于保护层的开采范围，被保护层的始采线与停采线应以保护层的开采范围，被保护层的始采线与停采线应以保护层始采线和停采线内退一定距离，该距离与层间垂距层始采线和停采

9、线内退一定距离，该距离与层间垂距有关，根据试验表明，对上保护层为有关，根据试验表明，对上保护层为0.550.550.670.67倍层倍层间垂距为宜，也即保护卸压角为间垂距为宜，也即保护卸压角为56566161为宜，具为宜，具体数据应实际考察。但被保护层进入到距保护层始采体数据应实际考察。但被保护层进入到距保护层始采线与停采线线与停采线4040mm以内时，保护层开采应超前以内时，保护层开采应超前3 3个月以上。个月以上。13一、开采保护层基本理论一、开采保护层基本理论3、被保护层有效保护范围确定、被保护层有效保护范围确定 (4)(4)保护层沿倾向的卸压保护角保护层沿倾向的卸压保护角 沿倾斜方向保

10、护范围可按卸压角划定。卸压角大沿倾斜方向保护范围可按卸压角划定。卸压角大小与煤层倾角，开采深度，层间岩性等因素有关，各小与煤层倾角，开采深度，层间岩性等因素有关，各种条件下的卸压角最好通过实地考察确定，前苏联矿种条件下的卸压角最好通过实地考察确定，前苏联矿山测量科学研究所通过现场测定和实验室模拟资料分山测量科学研究所通过现场测定和实验室模拟资料分析 得析 得 1 = 1 8 0 1 = 1 8 0 ( ( + + Q O + 1 0Q O + 1 0 ) ) ， 2 = 2 = + +QOQO 1010，式中式中11、22分别为下保护层上山方向分别为下保护层上山方向和下山方向卸压角，为煤层倾角

11、，和下山方向卸压角，为煤层倾角，QOQO为最大下沉角，为最大下沉角，可从地表移动观测得到，也可按细则表可从地表移动观测得到，也可按细则表1717数值确数值确定，表中定，表中33、44为上保护层上山及下山方向卸压角。为上保护层上山及下山方向卸压角。14一、开采保护层基本理论一、开采保护层基本理论4、开采保护层应注意的问题、开采保护层应注意的问题 开采保护层时，尽量不留煤柱或尽量留小煤柱开采保护层时，尽量不留煤柱或尽量留小煤柱（4 4 6 6mm）。）。不得已留煤柱时须在采掘工程平面图上标不得已留煤柱时须在采掘工程平面图上标记，以便划定保护范围。在煤柱影响带，突出危险性记，以便划定保护范围。在煤柱

12、影响带，突出危险性比原始状态更大；比原始状态更大；被保护层采掘工作面尽量布置在保护范围内，减少其被保护层采掘工作面尽量布置在保护范围内，减少其突出危险性；突出危险性；对不同矿井、不同保护层和被保护层，保护层的保护对不同矿井、不同保护层和被保护层，保护层的保护参数及保护效果应进行实地考察，根据考察结果指导参数及保护效果应进行实地考察，根据考察结果指导下一步采掘和防突设计。下一步采掘和防突设计。15二、开采保护层瓦斯综合治理二、开采保护层瓦斯综合治理1 1、范围、范围 保护层（首采层）工作面和被保护层工作面瓦斯保护层（首采层）工作面和被保护层工作面瓦斯治理，其中首采层工作面瓦斯治理是关键所在。治理

13、，其中首采层工作面瓦斯治理是关键所在。2 2、目的、目的 一是减少保护层开采时的瓦斯涌出量，同时也加一是减少保护层开采时的瓦斯涌出量，同时也加大了对被保护层的保护效果。大了对被保护层的保护效果。3 3、技术途径、技术途径 可采用底板穿层钻孔抽放、顶板走向钻孔抽放、可采用底板穿层钻孔抽放、顶板走向钻孔抽放、高抽巷、沿空留巷抽排、风流排放等技术措施进行首高抽巷、沿空留巷抽排、风流排放等技术措施进行首采层瓦斯综合治理。采层瓦斯综合治理。16三、开采保护层的实践与经验三、开采保护层的实践与经验典型工程：典型工程：1 1、新庄孜矿煤层群多重开采上保护层项目、新庄孜矿煤层群多重开采上保护层项目2 2、潘三

14、矿远距离开采下保护层项目、潘三矿远距离开采下保护层项目171 1、新庄孜矿煤层群多重开采上保护层、新庄孜矿煤层群多重开采上保护层以非突出煤层以非突出煤层B8B8作为首采保护层，依次开采作为首采保护层，依次开采B7aB7a、B7b B7b 煤层，最后煤层，最后开采受到上保护层采动卸压保护的开采受到上保护层采动卸压保护的B6B6、B4B4突出煤层。突出煤层。B8B8煤层开采的煤层开采的同时，在同时，在B6B6、B4B4煤层底板施工抽放巷，分别向煤层底板施工抽放巷，分别向B6B6、B7aB7a、B7bB7b和和B4B4施工穿层钻孔，抽放并拦截煤层卸压瓦斯。施工穿层钻孔，抽放并拦截煤层卸压瓦斯。根据卸

15、压层的不同卸压效果，选择抽放方式、确定钻孔布置参数和根据卸压层的不同卸压效果，选择抽放方式、确定钻孔布置参数和抽放时机。现场测定，多重开采抽放时机。现场测定，多重开采B8B8、B7aB7a、B7b B7b 保护层，突出煤层保护层，突出煤层B6B6、B4B4透气性增大透气性增大570570倍，单孔抽放量增大倍，单孔抽放量增大4040倍。在消除突出威胁倍。在消除突出威胁的同时，较好地解决了的同时，较好地解决了B8B8煤层回采时的瓦斯治理问题。保护层工作煤层回采时的瓦斯治理问题。保护层工作面单产提高面单产提高33%33%，突出煤层掘进月单进由，突出煤层掘进月单进由30m30m提高到提高到90m90m

16、，安全和安全和经济效益显著。经济效益显著。 18 开采层开采层B8回风巷回风巷进风巷进风巷下卸压层下卸压层B7下卸压层下卸压层B6底板岩石巷底板岩石巷抽放钻孔抽放钻孔底板卸压区域底板卸压区域1 1、新庄孜矿煤层群多重开采上保护层、新庄孜矿煤层群多重开采上保护层192 2、潘三矿远距离下保护层开采技术、潘三矿远距离下保护层开采技术开采近水平煤层远距离下保护层上向卸压，低抽巷网格式钻孔抽放开采近水平煤层远距离下保护层上向卸压，低抽巷网格式钻孔抽放瓦斯技术。潘三矿瓦斯技术。潘三矿13-113-1突出煤层与下伏的突出煤层与下伏的11-211-2层间距平均为层间距平均为77m77m，煤煤层倾角平均为层倾

17、角平均为7 7。11-211-2煤层厚度平均为煤层厚度平均为1.8m1.8m，13-113-1煤层厚度平均煤层厚度平均4.2m4.2m。保护层开采在考虑对被保护层保护效果同时，也要解决保护层自身保护层开采在考虑对被保护层保护效果同时，也要解决保护层自身开采时的瓦斯治理方法。潘三矿开采时的瓦斯治理方法。潘三矿11-211-2保护层开采，在保护层开采，在13-113-1煤层底板煤层底板25m25m左右布置专用瓦斯抽放岩巷，抽放巷内每间隔左右布置专用瓦斯抽放岩巷，抽放巷内每间隔30m30m施工一个抽施工一个抽放钻场，每个钻场布置放钻场，每个钻场布置5 5个穿层钻孔，钻孔孔底间距个穿层钻孔，钻孔孔底间

18、距30m30m，扇形布置。扇形布置。在在11-211-2保护层回采同时，抽放保护层回采同时，抽放13-113-1卸压瓦斯。现场考察结果：卸压瓦斯。现场考察结果：11-211-2煤煤层回采后，被保护层层回采后，被保护层13-113-1煤层透气性增大煤层透气性增大28802880倍，钻孔抽放量增大倍，钻孔抽放量增大160160倍，煤体瓦斯压力基本测不出来。倍，煤体瓦斯压力基本测不出来。 202 2、潘三矿远距离下保护层开采技术、潘三矿远距离下保护层开采技术弯曲下沉带弯曲下沉带裂隙带裂隙带冒落带冒落带底板瓦斯抽放巷底板瓦斯抽放巷抽放钻孔抽放钻孔开采煤层开采煤层卸压煤层卸压煤层70m22煤层瓦斯综合抽

19、采技术n开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采n邻近层瓦斯抽采邻近层瓦斯抽采n采空区瓦斯抽采采空区瓦斯抽采231.开采层瓦斯抽采大面积预抽瓦斯的基本模式大面积预抽瓦斯的基本模式n穿层网格顶抽煤层瓦斯综合抽采技术241.开采层瓦斯抽采大面积预抽瓦斯的基本模式大面积预抽瓦斯的基本模式n顺层长钻孔顶抽煤层瓦斯综合抽采技术251.开采层瓦斯抽采大面积预抽瓦斯的基本模式大面积预抽瓦斯的基本模式n穿层条带平行钻孔预抽煤层瓦斯综合抽采技术261.开采层瓦斯抽采大面积预抽瓦斯的基本模式大面积预抽瓦斯的基本模式n穿层条带平行钻孔预抽穿层条带平行钻孔预抽( (芙蓉白皎煤矿芙蓉白皎煤矿) )煤层瓦斯综合抽采技术271.开采层

20、瓦斯抽采大面积预抽瓦斯的基本模式大面积预抽瓦斯的基本模式n模块抽采(晋城寺河矿)煤层瓦斯综合抽采技术281.开采层瓦斯抽采提高煤层预抽瓦斯效果的技术途径提高预抽瓦斯效果最根本的措施提高煤层透气性提高煤层透气性国内外试验和运用过的方法有：水力化措施水力化措施水力压裂、水力疏松、水力割裂、水力冲孔等孔内爆破孔内爆破化学处理化学处理应用前景较好的方法深孔控制预裂爆破高压水射流扩孔煤层瓦斯综合抽采技术291.开采层瓦斯抽采提高煤层预抽瓦斯效果的技术途径n高压水射流扩孔原理 在已施工的煤孔中，采用旋转的高压水射 流， 对钻孔周围煤体进行切割 钻孔直径扩大数倍 增大煤体暴露面积 扩大钻孔卸压范围 增加钻孔

21、抽采瓦斯半径 提高预抽瓦斯效果煤层瓦斯综合抽采技术301.开采层瓦斯抽采n提高煤层预抽瓦斯效果的技术途径提高煤层预抽瓦斯效果的技术途径n高压水射流扩孔高压水射流扩孔n效果图效果图煤层瓦斯综合抽采技术311.开采层瓦斯抽采提高煤层预抽瓦斯效果的技术途径n高压水射流扩孔装备SKP型高水射流扩孔器由高压水射流扩孔头、高压水泵、高压钻杆等组成煤层瓦斯综合抽采技术321.开采层瓦斯抽采提高煤层预抽瓦斯效果的技术途径n高压水射流扩孔效果 在中梁山、芙蓉和松藻等矿务局的试验和应用表明：穿层钻孔：n孔径扩大2.55.7倍n钻孔瓦斯抽采量提高2倍以上煤层瓦斯综合抽采技术332.邻近层瓦斯抽采原理n在开采层的下部

22、煤岩层，承受的自重应力大大降低，由压缩状态转为膨胀状态下部卸压区下部卸压区 在卸压区内的煤层，吸附瓦斯解吸形成的游离瓦斯充满层间空隙，并通过层间裂隙涌入回采空间和采空区，这种层间空隙和裂隙不仅是卸压瓦斯的储存地点，也是良好的流动通道。因此，钻孔穿入或透过这些层间空隙裂隙就能取得较好的抽采瓦斯效果。因为卸压瓦斯通过钻孔抽出要比通过层间的纵向裂隙涌向开采空间和采空区容易得多。这就是利用钻孔抽采这就是利用钻孔抽采邻近层瓦斯的基本原理邻近层瓦斯的基本原理。煤层瓦斯综合抽采技术342.邻近层瓦斯抽采巷道抽采巷道抽采n顶板岩石走向高抽巷抽采上邻近瓦斯顶板岩石走向高抽巷抽采上邻近瓦斯l基本情况基本情况 阳煤

23、集团综采放顶煤开采阳煤集团综采放顶煤开采1515号煤层，工作号煤层，工作面瓦斯涌出量一般在面瓦斯涌出量一般在16.2665.16m16.2665.16m3 3/min/min之间，之间，最大高达最大高达108m108m3 3/min/min。工作面瓦斯涌出量。工作面瓦斯涌出量90%90%以上来自邻近层和围岩以上来自邻近层和围岩煤层瓦斯综合抽采技术352.邻近层瓦斯抽采l走向高抽巷布置走向高抽巷布置层位确定层位确定原则原则n上邻近层瓦斯涌出密集区上邻近层瓦斯涌出密集区8 8号、号、9 9号、号、1010号、号、11 11号和号和K4K4灰岩灰岩n处于有效瓦斯排放范围内处于有效瓦斯排放范围内冒落带

24、上部冒落带上部充分离层层位，水平通道连通性好充分离层层位，水平通道连通性好n工作面采过后不很快破坏工作面采过后不很快破坏超过冒落带超过冒落带高度高度11.511.5倍采高倍采高层位层位 自顶板以上自顶板以上4768m4768m，约，约710710倍采高倍采高层位层位煤层瓦斯综合抽采技术362.邻近层瓦斯抽采l走向高抽巷布置走向高抽巷布置水平位置水平位置原则原则n处于充分卸压的裂隙带范围处于充分卸压的裂隙带范围n考虑矿井通风负压影响考虑矿井通风负压影响水平距水平距距回风巷外帮水平投影长度距回风巷外帮水平投影长度52m52m，约工作面采长，约工作面采长1/31/3距离距离l抽采效果抽采效果n抽采瓦

25、斯浓度一般抽采瓦斯浓度一般60%95%60%95%，平均，平均78%78%n抽采率为抽采率为86.34%93.44%86.34%93.44%，平均，平均90.87%90.87%n工作面抽采瓦斯量工作面抽采瓦斯量5060m5060m3 3/min/min煤层瓦斯综合抽采技术372.邻近层瓦斯抽采n顶板岩石倾斜高抽巷抽采上顶板岩石倾斜高抽巷抽采上邻近层瓦斯邻近层瓦斯l高抽巷布置高抽巷布置n层位：垂高层位：垂高5060m5060m，裂隙带，裂隙带的中下部的中下部n伸入工作面距离：伸入工作面距离：52m52m，水平，水平投长度投长度43m43m充分进入到卸压带充分进入到卸压带n高抽巷间距：高抽巷间距：

26、200200多多mm煤层瓦斯综合抽采技术382.邻近层瓦斯抽采n顶板岩石倾斜高抽巷抽采上邻近层瓦斯顶板岩石倾斜高抽巷抽采上邻近层瓦斯l效果效果n浓度：浓度：75%99%75%99%，平均，平均85.77%85.77%n抽采量：抽采量：17.0870.59%17.0870.59%，平均，平均35.35m3/min35.35m3/minn抽采率：抽采率：58%90.17%58%90.17%，平均，平均75.03%75.03%煤层瓦斯综合抽采技术392.邻近层瓦斯抽采n顶板水平长钻孔抽采上邻近层瓦斯l钻孔位置n层位距开采层26m，6.5m厚的灰色砂岩中n钻孔距回风巷的水平距离，0.20.3倍工作面长

27、度煤层瓦斯综合抽采技术402.邻近层瓦斯抽采n顶板水平长钻孔抽采上邻近层瓦斯顶板水平长钻孔抽采上邻近层瓦斯l成孔工艺成孔工艺 600m600m钻机，普通回转不取芯钻进，以清水作清洗液。钻机，普通回转不取芯钻进，以清水作清洗液。开孔直径开孔直径200mm200mm，终孔直径，终孔直径150mm150mm，钻进了，钻进了2 2个长度个长度分别为分别为508m508m、603.5m603.5m的长钻孔的长钻孔l抽采效果抽采效果n1 1号孔孔内垮塌未出瓦斯，号孔孔内垮塌未出瓦斯，2 2号孔初始抽采量号孔初始抽采量10.67m10.67m3 3/min/min，最大为，最大为23.92m23.92m3

28、3/min/min，平均，平均20.3m20.3m3 3/min/min。n瓦斯浓度最高瓦斯浓度最高90%90%，平均，平均60%60%煤层瓦斯综合抽采技术413.采空区瓦斯抽采n全封闭抽取法(六枝局化处矿)布置效果 解决相邻回采工作面上隅角及回风流瓦斯超限，效果明显，方法简单、可行（二）煤层瓦斯综合抽采技术423.采空区瓦斯抽采l向冒落拱上方打钻向冒落拱上方打钻a沿走向打水平钻孔沿走向打水平钻孔煤层瓦斯综合抽采技术433.采空区瓦斯抽采n上隅角埋管抽采法煤层瓦斯综合抽采技术443.采空区瓦斯抽采n上隅角埋管抽采法煤层瓦斯综合抽采技术瓦斯治理新技术瓦斯治理新技术46瓦斯治理新技术瓦斯治理新技术

29、n瓦斯含量直接测定技术瓦斯含量直接测定技术n煤矿灾害预警技术煤矿灾害预警技术n瓦斯抽采新技术瓦斯抽采新技术瓦斯含量直接测定技术瓦斯含量直接测定技术48一、测定方法一、测定方法 DGCDGC瓦斯含量直接测定装置是在我瓦斯含量直接测定装置是在我国原有地质勘探期间瓦斯含量测定技术国原有地质勘探期间瓦斯含量测定技术的基础上，通过国家的基础上，通过国家“十五十五”科技攻关，科技攻关，开发出的国内独有专利技术。开发出的国内独有专利技术。 DGCDGC瓦斯含量直接测定装置瓦斯含量直接测定装置49一、测定方法一、测定方法 qtDGCDGC瓦斯含量直接测定装置瓦斯含量直接测定装置50一、测定方法一、测定方法 （

30、1 1）向煤层施工钻孔取芯；）向煤层施工钻孔取芯； （2 2）井下测量煤芯的瓦斯解吸速度及解吸）井下测量煤芯的瓦斯解吸速度及解吸量量QQ1 1，并以此来计算瓦斯损失量，并以此来计算瓦斯损失量QQ0 0； （3 3）实验室继续测量煤芯的瓦斯解吸量）实验室继续测量煤芯的瓦斯解吸量QQ2 2； （4 4）将部分煤样装入密封粉碎系统粉碎，）将部分煤样装入密封粉碎系统粉碎，测量其在常压下的瓦斯解吸量并以此计算粉碎测量其在常压下的瓦斯解吸量并以此计算粉碎瓦斯解吸量瓦斯解吸量QQ3 3； DGCDGC瓦斯含量直接测定装置瓦斯含量直接测定装置51一、测定方法一、测定方法 （5 5）可解吸瓦斯含量）可解吸瓦斯含

31、量QQmm ； QQmm QQ0 0+ Q+ Q1 1QQ2 2QQ3 3。 （6 6）测定煤芯的常压吸附量）测定煤芯的常压吸附量QQa a，或计算煤，或计算煤芯的常压吸附量芯的常压吸附量QQa a煤层瓦斯含量煤层瓦斯含量QQQQmmQQa a。DGCDGC瓦斯含量直接测定装置瓦斯含量直接测定装置adaddaMMAbabQ31. 0111001001 . 011 . 052一、测定方法一、测定方法 关键技术：关键技术： （1 1）针对不同煤层及取芯条件的取芯装置，）针对不同煤层及取芯条件的取芯装置，保证煤芯的完整性、保质性和快速性。保证煤芯的完整性、保质性和快速性。 （2 2）根据煤芯的完整程

32、度及破碎情况，将）根据煤芯的完整程度及破碎情况，将煤芯分为煤芯分为5 5类类( (完整棒状、不完整棒状、块状、完整棒状、不完整棒状、块状、块粉混合状、粉状块粉混合状、粉状) )，选用不同的计算模型，选用不同的计算模型，以煤芯在煤样筒中的瓦斯解吸速度和解吸量为以煤芯在煤样筒中的瓦斯解吸速度和解吸量为基础数据，计算从钻孔取芯到装入煤样筒的瓦基础数据，计算从钻孔取芯到装入煤样筒的瓦斯损失量斯损失量QQ0 0。 DGCDGC瓦斯含量直接测定装置瓦斯含量直接测定装置53二、测定装置二、测定装置 （1 1）井下取芯装置）井下取芯装置井下取芯装置包括单层取芯、双层取芯装置。井下取芯装置包括单层取芯、双层取芯

33、装置。 DGCDGC瓦斯含量直接测定装置瓦斯含量直接测定装置54二、测定装置二、测定装置 （2 2）井下解吸装置）井下解吸装置DGCDGC瓦斯含量直接测定装置瓦斯含量直接测定装置55二、测定装置二、测定装置 （3 3）地面解吸装置）地面解吸装置DGCDGC瓦斯含量直接测定装置瓦斯含量直接测定装置56二、测定装置二、测定装置 （4 4）煤样粉碎装置）煤样粉碎装置水平粉碎水平粉碎垂直粉碎垂直粉碎DGCDGC瓦斯含量直接测定装置瓦斯含量直接测定装置57二、测定装置二、测定装置 （5 5）气体成分测定装置）气体成分测定装置气体成分测定装置包括：气相色谱仪、色谱分析载气、标气气体成分测定装置包括：气相色

34、谱仪、色谱分析载气、标气（O2O2、N2N2、CH4CH4、CO2CO2）、计算机与打印机等。）、计算机与打印机等。DGCDGC瓦斯含量直接测定装置瓦斯含量直接测定装置58二、测定装置二、测定装置 （6 6）数据处理软件）数据处理软件DGCDGC瓦斯含量直接测定装置瓦斯含量直接测定装置59二、测定装置二、测定装置 （7 7）辅助装置）辅助装置辅助装置包括电子天平、水分测定仪等。辅助装置包括电子天平、水分测定仪等。水分测定仪。水分测定仪。电子天平电子天平DGCDGC瓦斯含量直接测定装置瓦斯含量直接测定装置煤矿灾害预警技术煤矿灾害预警技术61一、基本思想一、基本思想 在事故理论和灾害防治理论的指导

35、下，结在事故理论和灾害防治理论的指导下，结合矿井灾害发生规律，充分利用和发挥现有煤合矿井灾害发生规律，充分利用和发挥现有煤矿安全监控系统、计算机网络技术、信息技术矿安全监控系统、计算机网络技术、信息技术和灾害防治技术的优势，实时、动态收集尽可和灾害防治技术的优势，实时、动态收集尽可能多的安全信息，并经过综合分析后，从系统能多的安全信息，并经过综合分析后，从系统论的观点，在时、空的连续性上，对井下各作论的观点，在时、空的连续性上，对井下各作业场所的安全状态和发展趋势进行超前的预测、业场所的安全状态和发展趋势进行超前的预测、评价和警示，并自动给出相应的防范措施建议。评价和警示，并自动给出相应的防范

36、措施建议。煤矿灾害预警技术煤矿灾害预警技术 62二、系统基本框架二、系统基本框架 由监控系统、局域网、软件系统和用户构成。由监控系统、局域网、软件系统和用户构成。 煤矿安全监控系统：煤矿安全监控系统：实时、动态的采集井下的实时、动态的采集井下的安全监测信息；安全监测信息； 局域网：局域网：实现资源共享、各种安全信息的汇集、实现资源共享、各种安全信息的汇集、预警信息的发布等；预警信息的发布等； 软件系统：软件系统：安全信息的采集、综合分析、图件安全信息的采集、综合分析、图件绘制、综合预警等；绘制、综合预警等； 用户：用户：预警软件系统使用（预警指标和规则设预警软件系统使用（预警指标和规则设置、数

37、据维护、安全信息输入、输出、预警信息发置、数据维护、安全信息输入、输出、预警信息发布等）。布等）。煤矿灾害预警技术煤矿灾害预警技术 63三、系统硬件构成三、系统硬件构成 煤矿灾害预警技术煤矿灾害预警技术 64四、系统软件构成四、系统软件构成 煤矿灾害预警技术煤矿灾害预警技术 MSRP SDB(空间数据库 )MSRP Editor(矿图编辑系统)MSRP KJA(监控分析器 )MSRP View(图形浏览器 )MSRP EWS(灾害预警系统 )MSRP Console(控制台 )应用程序数据来源MSRP KBS(知识库系统 )MSRP SMS(灾害防治专家系统)MSRP PCES（安全管理系统）

38、65灾害预警系统的核心灾害预警系统的核心 煤与瓦斯突出预警煤与瓦斯突出预警 瓦斯煤尘爆炸预警瓦斯煤尘爆炸预警 火灾预警火灾预警 突水预警突水预警 冲击地压预警冲击地压预警 大面积冒顶预警大面积冒顶预警 日常安全管理预警日常安全管理预警 煤矿灾害预警技术煤矿灾害预警技术 MSRP EWS(灾害预警系统)66MSRP PCES（灾害防治专家系统） 瓦斯防治专家系统瓦斯防治专家系统 火灾防治专家系统火灾防治专家系统 水灾防治专家系统水灾防治专家系统 冲击地压防治专家系统冲击地压防治专家系统 顶板灾害防治专家系统顶板灾害防治专家系统 煤矿灾害预警技术煤矿灾害预警技术 67五、系统预警过程五、系统预警过

39、程 煤矿灾害预警技术煤矿灾害预警技术 预警系统初始化预警系统初始化预警基础信息预处理预警基础信息预处理动态安全信息获取动态安全信息获取危险源和隐患辨识危险源和隐患辨识危险预警发布危险预警发布防治建议防治建议防治专家系统防治专家系统预警模型选择与调整预警模型选择与调整安全信息综合分析安全信息综合分析68陕西某矿瓦斯地质图陕西某矿瓦斯地质图69重庆某矿突出区域预测图重庆某矿突出区域预测图70抽放效果分析图抽放效果分析图 71瓦斯抽采新技术瓦斯抽采新技术73一、合理抽掘采部署一、合理抽掘采部署瓦斯抽采新技术瓦斯抽采新技术74二、二、顺煤层枝状钻孔成孔工艺技术及装备顺煤层枝状钻孔成孔工艺技术及装备瓦斯抽采新技术瓦斯抽采新技术75大宁矿顺煤层千米钻机枝状长钻孔施工竣工图大宁矿顺煤层千米钻机枝状长钻孔施工竣工图二、二、顺煤层枝状钻孔成孔工艺技术及装备顺煤层枝状钻孔成孔工艺技术及装备瓦斯抽采新技术瓦斯抽采新技术76 国家发改委煤矿瓦斯综合治理与利用重大关键国家发改委煤矿瓦斯综合治理与利用重大关键技术研发与装备研制项目