淮北矿业集团芦岭煤矿特厚强突出煤层瓦斯灾害综合治理技术课件.pptx

1、淮北矿业集团芦岭煤矿淮北矿业集团芦岭煤矿特厚强突出煤层瓦斯灾害特厚强突出煤层瓦斯灾害综合治理技术综合治理技术汇报人：蔡祥雷汇报人：蔡祥雷 汇汇 报报 提提 纲纲一、矿井基本概况一、矿井基本概况二、瓦斯治理总体框架二、瓦斯治理总体框架三、瓦斯治理技术体系三、瓦斯治理技术体系四、瓦斯治理保障体系四、瓦斯治理保障体系五、矿井瓦斯治理与利用成果五、矿井瓦斯治理与利用成果一、矿井基本概况一、矿井基本概况（一）芦岭煤矿煤层赋存（一）芦岭煤矿煤层赋存（二）芦岭煤矿瓦斯赋存（二）芦岭煤矿瓦斯赋存（三）芦岭煤矿瓦斯事故（三）芦岭煤矿瓦斯事故（四）煤层与瓦斯灾害特征（四）煤层与瓦斯灾害特征（一）淮北矿业集团概况（

2、一）淮北矿业集团概况许疃祁南刘店刘店涡北涡北海孜海孜青东青东袁店袁店临涣临涣童亭童亭杨柳杨柳孙疃孙疃桃园桃园朱仙庄朱仙庄芦岭芦岭朔里朔里石台石台岱河岱河双龙双龙袁庄袁庄朱庄朱庄杨庄杨庄共有共有2020对生产矿井，年产量对生产矿井，年产量33003300万吨，以优质配焦煤为主万吨，以优质配焦煤为主 矿区地质条件复杂，突出灾害严矿区地质条件复杂，突出灾害严重，突出矿井产量占重，突出矿井产量占2/32/3（二）芦岭煤矿瓦斯赋存（二）芦岭煤矿瓦斯赋存构造：受宿北断裂、西寺构造：受宿北断裂、西寺坡断裂和宿东向斜影响，坡断裂和宿东向斜影响，地质条件十分复杂地质条件十分复杂应力：最大水平主应力应力：最大水平

3、主应力SESE方向，为垂直应力方向，为垂直应力2.52.5倍倍芦岭 西寺坡断裂宿北断裂宿东向斜p 地质构造地质构造（一）芦岭煤矿煤层赋存（一）芦岭煤矿煤层赋存柱状图7820m89100.29-2.221.198.962.7203.2m1.9265100m0-4.300.3-17.750.0-9.82煤层编号 煤层间距煤层厚度芦岭煤矿1960年建井经改扩建后生产能力为230万t/a主采主采8 8、9 9、1010煤层，煤层，均为煤与瓦斯均为煤与瓦斯突出煤层突出煤层8 8煤厚煤厚8.96m8.96m，9 9煤厚煤厚2.72m2.72m，局部合，局部合层厚度层厚度15m15m以上以上1010煤厚煤厚

4、1.92m1.92m，局部分层为，局部分层为1010-1-1和和1010-2-2两层两层平均间距80mp 开采煤层开采煤层 （一）芦岭煤矿煤层赋存（一）芦岭煤矿煤层赋存采用立井采用立井集中大巷集中大巷分区石门开拓方式分区石门开拓方式8、9煤层联合布置，煤层联合布置，10煤层单独布置煤层单独布置多水平生产的复杂布局多水平生产的复杂布局一水平一水平二水平二水平三水平三水平-400m-400m-590m-590m-800m-800m 回采完毕回采完毕正在开采，剩余储量正在开采，剩余储量41404140万万t t正在开采，剩余储量正在开采，剩余储量50305030万万t t储备区域，储量储备区域，储量

5、78807880万万t t（深部区域）（深部区域）-1000m-1000mp 生产布局生产布局 （二）芦岭煤矿瓦斯赋存（二）芦岭煤矿瓦斯赋存8 8、9 9煤层瓦斯压力赋存规律煤层瓦斯压力赋存规律标高-880m，实测最大瓦斯压力5.0MPa；标高-500m时，瓦斯压力3.0MPa，瓦斯含量20m3/t；推测标高-1000m时，瓦斯压力7.5MPa，瓦斯含量26.3m3/tp 8、9煤层煤层 （二）芦岭煤矿瓦斯赋存（二）芦岭煤矿瓦斯赋存0.00822.1084PH 1010煤层瓦斯压力赋存规律煤层瓦斯压力赋存规律标高-680m，实测最大瓦斯压力3.5MPa；标高-600m时，瓦斯压力2.8MPa，

6、瓦斯含量8.0m3/t；推测标高-1000m时，瓦斯压力6.1MPa，瓦斯含量12.2m3/tp 10煤层煤层矿井瓦斯涌出量矿井瓦斯涌出量p 矿井瓦斯涌出特征矿井瓦斯涌出特征（二）芦岭煤矿瓦斯赋存（二）芦岭煤矿瓦斯赋存年度绝对涌出量/m3/min相对涌出量/m3/t2010119.2734.022011117.2227.032012106.9826.16201395.1024.09201492.9419.37201593.7219.502016100.5026.73201791.3025.91201870.2130.1126万吨级（三）矿井瓦斯灾害（三）矿井瓦斯灾害p 瓦斯灾害分析瓦斯灾害分析

7、煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出（四）煤层与瓦斯灾害特征（四）煤层与瓦斯灾害特征特特 厚厚 极松软极松软 低渗透性低渗透性 强突出危险强突出危险 9m9m，合层，合层 厚厚15m15mf=0.11-0.46 f=0.11-0.46 平均平均0.260.260.0007mD 万吨级的万吨级的 煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出 二、瓦斯治理总体框架二、瓦斯治理总体框架（一）总体思路（一）总体思路（二）总体布局（二）总体布局（三）总体目标（三）总体目标（一）总体思路（一）总体思路规范与标准规范与标准国家、省级、国家、省级、企业级、矿级企业级、矿级客观条件客观条件煤层与瓦斯煤层与瓦斯赋存特征赋存特征理论与实践理论与实

8、践预抽瓦斯预抽瓦斯 保护层开采保护层开采 瓦斯治理总体布局瓦斯治理技术体系瓦斯治理保障体系效果途径瓦斯利用技术抽采瓦斯利用最大化强突出煤层低瓦斯状态生产消除突出灾害抽采最大化系统集成（二）总体布局（二）总体布局8 8煤煤9 9煤煤10-110-110-210-2煤层、瓦斯赋存的规律煤层、瓦斯赋存的规律采掘部署的实际采掘部署的实际时间时间空间空间现有技术现有技术技术进步技术进步瓦斯治理总体布局瓦斯治理总体布局强突出强突出煤层群煤层群（二）总体布局（二）总体布局8、9煤层瓦斯灾害特征与采掘安排二水平预抽瓦斯三级瓦斯强化预抽深部区域压裂采气密集穿层钻孔预抽穿层钻孔水力冲孔（）密集顺层钻孔抽采软岩或1

9、0煤保护层开采地面钻井卸压抽采密集顺层钻孔卸压抽采地面钻井水力压裂煤层顶板水平井压裂三水平保护层开采两级卸压瓦斯抽采目标：瓦斯含量由12-18m3/t降至2-3m3/t，预抽率85%以上，实现综采放顶煤开采目标：超前10年以上开采煤层气，削弱突出危险，为井下瓦斯防治创造条件目标：瓦斯含量由20-22m3/t降至2-3m3/t，瓦斯抽采率90%左右，实现综采放顶煤开采（二）总体布局（二）总体布局8、9煤层瓦斯灾害特征与采掘安排三级瓦斯强化预抽地面水力压裂构建技术体系，满足二水平开采需要构建技术体系，满足三水平大规模应用需要技术储备，适应将来瓦斯治理需要保护层开采由底板穿层孔预抽，转向保护层开采；

10、由井下治理，转向井上下并重，最终转向地面为主。时空发展（三）总体目标（三）总体目标特厚极松软低透气性强突出危险煤层特厚极松软低透气性强突出危险煤层低瓦斯状态下的安全高效开采低瓦斯状态下的安全高效开采三、矿井瓦斯治理技术体系三、矿井瓦斯治理技术体系（一）底板穿层钻孔与三级强化预抽技术（一）底板穿层钻孔与三级强化预抽技术（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采技术（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采技术（三）地面钻井压裂抽采技术（探索）（三）地面钻井压裂抽采技术（探索）（一）底板穿层钻孔与三级瓦斯预抽技术（一）底板穿层钻孔与三级瓦斯预抽技术p 基本流程基本流程一级双底板岩巷，密集底板穿层钻孔，间距5m5m

11、（以煤层中厚线为准），抽采时间12月，含量降至4-5m3/t。二级水力冲孔排煤、卸压，间距10m10m（以顶板为准），单孔冲出煤量3-6吨，冲煤率3以上以上，瓦斯含量降至3.0-4.5m3/t。三级密集顺层钻孔排煤、卸压、抽采，钻孔间距走向2m、垂向2m抽采1个月，含量降至2.0-3.5m3/t。区域性消除突出危险综采放顶煤开采的条件强突出煤层低瓦斯状态下安全高效生产（一）底板穿层钻孔与三级瓦斯预抽技术（一）底板穿层钻孔与三级瓦斯预抽技术p密集穿层钻孔强化预抽（第一级）密集穿层钻孔强化预抽（第一级）钻孔煤层中厚线间距不超5m 排煤率1.5左右 全程下花管维持钻孔空间 预抽时间12月以上 残余瓦

12、斯含量降至4.0-5m3/t 区域性消除煤层的突出危险8煤层煤层9煤层煤层钻孔直径钻孔直径113mm，间排距，间排距5m区段轨道巷区段轨道巷区段集中巷区段集中巷密集钻孔密集钻孔机巷机巷风巷风巷喷孔现象，研发防喷喷孔现象，研发防喷+除尘一体机除尘一体机（一）底板穿层钻孔与三级瓦斯预抽技术（一）底板穿层钻孔与三级瓦斯预抽技术p底板穿层钻孔预抽后效果底板穿层钻孔预抽后效果885综放工作面区域指标0.5MPa区域指标5m3/t（一）底板穿层钻孔与三级瓦斯预抽技术（一）底板穿层钻孔与三级瓦斯预抽技术p水力冲煤钻孔（第二级）水力冲煤钻孔（第二级）钻孔顶板间距10m 冲孔水压58MPa 单孔出煤量3-6吨

13、冲煤率3以上 残余瓦斯含量降至3.0-4.2m3/t 进一步降低煤层瓦斯含量，具备放顶煤开采条件8煤层煤层9煤层煤层水力冲孔，间排距水力冲孔，间排距10m区段轨道巷区段轨道巷区段集中巷区段集中巷冲煤钻孔冲煤钻孔机巷机巷风巷风巷（一）底板穿层钻孔与三级瓦斯预抽技术（一）底板穿层钻孔与三级瓦斯预抽技术p冲煤效果冲煤效果885综放工作面8煤厚1.1-14.79m，平均8.3m；9煤厚0-4.86m，平均2.2m标高-414m，原始瓦斯压力3.5MPa，瓦斯含量16.3m3/t4个评价单元，两级抽采后，统计残存量34.2m3/t,反算瓦斯压力0.27-0.41MPa单元一单元一，抽采1184-1670

14、天，抽采瓦斯量280.79万m3抽采率74.2%，残余4.2m3/t单元三单元三，抽采1135-1605天，抽采量340.4万m3，抽采率80.1%，残余3.2m3/t单元四单元四，抽采440-583天，抽采瓦斯20.38万m3，抽采率79.3%，残余3.4m3/t单元二单元二，抽采539-698天，抽采瓦斯91.76万m3，抽采率81.8%，残余3.0m3/t（一）底板穿层钻孔与三级瓦斯预抽技术（一）底板穿层钻孔与三级瓦斯预抽技术p密集顺层钻孔预抽（第三级）密集顺层钻孔预抽（第三级）钻孔走向间距2m，垂距2-3m（终孔）全程下花管以维持钻孔空间抽采时间2月以上残余瓦斯含量降至2.0-3.5m

15、3/t实现高瓦斯强突出煤层的低瓦斯状态生产8煤层煤层9煤层煤层区段轨道巷区段轨道巷区段集中巷区段集中巷机巷机巷风巷风巷密集顺层钻孔密集顺层钻孔（一）底板穿层钻孔与三级瓦斯预抽技术（一）底板穿层钻孔与三级瓦斯预抽技术p三级瓦斯预抽效果三级瓦斯预抽效果885综放工作面综放工作面开采过程的瓦斯涌出最大为4.5m/min，回风流瓦斯浓度在0.2%以下。开采过程中循环预测指标，Smax最大值为2.6kg/m，h2最大值为80pa，均远小于防突规定临界值等。实测残余瓦斯含量3.5m3/t以下；实测残余瓦斯压力0.30MPa以下。（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采 p 保护

16、层选择保护层选择突出煤层群条件，10煤突出危险性小，可作为保护层10煤层需要预抽消突，大面积穿层钻孔抽采时间6个月，预抽率80%以上，残余量降至45m3/t；消突后，进入煤层，掘进煤巷；再补充顺层钻孔抽煤层瓦斯,降低保护层回采瓦斯涌出。柱状图8煤煤9煤煤10煤煤平均平均23m平均平均59m8煤煤9煤煤10煤煤钻井间距钻井间距110-160mp 保护层选择保护层选择在1采区10煤层赋存不稳定，有些分叉严重，连续性差，强行开采需要多次揭煤9-10煤层间软岩可作为保护层开采软岩为厚3.07.0m、平均5.1m的泥岩硬度f=1.94.6，平均3.73抗压强度平均25.3 MPa，抗拉强度2.26MPa

17、。柱状图软岩软岩8煤煤9煤煤10煤煤平均平均23m平均平均59m（二）保护层开采与（二）保护层开采与三级（二级）三级（二级）卸压瓦斯抽采卸压瓦斯抽采 p 二级卸压瓦斯抽采二级卸压瓦斯抽采（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采 一级卸压抽采地面采动井，间距110-160m（8+9煤）上向拦截钻孔，间距20m倾向拦截钻孔，间距20m底板岩巷穿层钻孔，间距30m（10煤层）二级卸压抽采被保护层工作面机巷、风巷中施工顺层钻孔，钻孔间距5m，一组2-3个立体抽采，区域性消除突出危险具备综放开采的条件（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采 p 一

18、级卸压瓦斯抽采（立体抽采）一级卸压瓦斯抽采（立体抽采）8煤煤9煤煤10煤煤软岩软岩地面钻井高位上向拦截钻孔抽放巷抽放巷倾向拦截钻孔10煤底煤底板穿层板穿层钻孔钻孔地面采动井地面采动井高位走高位走向拦截向拦截钻孔钻孔倾向拦倾向拦截钻孔截钻孔地面钻井+高位走向拦截钻孔+倾向拦截钻孔+10煤穿层钻孔立体抽采，消除8、9、10煤的突出危险性p 一级卸压瓦斯立体抽采之一级卸压瓦斯立体抽采之地面钻井抽采地面钻井抽采采动井走向间距110-160m；单采动井流量可达60万m3/月，浓度多在30%以上。（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采 瓦斯抽采流量瓦斯抽采浓度软岩软岩p 一级

19、卸压瓦斯立体抽采之一级卸压瓦斯立体抽采之高位走向钻孔高位走向钻孔每130m一个钻场，施工拦截钻孔，钻孔终点至9煤层底板下方5m要求当前一组钻孔在进入工作面冒落带前，后一组钻孔必须实现正常抽采钻孔间距20m20m，压茬长度40m，钻孔直径不小于113mm平面图剖面图（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采 p 一级卸压瓦斯立体抽采之一级卸压瓦斯立体抽采之倾斜拦截钻孔倾斜拦截钻孔在邻近煤层底板岩巷施工倾向拦截钻孔，拦截钻孔终孔位于9煤底板下方5m钻孔间距20m20m，钻孔直径大于113mm平面图剖面图（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采

20、地面钻井向上抽，走向、倾向钻孔下拦截，保障软岩保护层工作面开采安全p 一级卸压瓦斯立体抽采之一级卸压瓦斯立体抽采之10煤底板穿层钻孔煤底板穿层钻孔10煤层底板岩石巷道施工网格式上向穿层钻孔钻孔穿透10煤，进入煤层顶板1m钻孔间距30m30m，钻孔直径113mm剖面图平面图（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采 减少10煤层卸压瓦斯向保护层工作面运移，保障软岩工作面开采安全p卸压瓦斯强化抽采卸压瓦斯强化抽采被保护煤层底板施工专用抽采巷，巷道选择在动压影响范围外钻孔施工时间选择在保护层开采上覆岩层基本稳定后钻孔穿透8煤层，进入顶板1m钻孔覆盖整个被保护层，间距20m2

21、0m，进一步降低瓦斯含量，具备放顶煤开采条件（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采p 保护层开采后瓦斯治理效果保护层开采后瓦斯治理效果（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采 保护层开采后，被保护层消突，残余瓦斯压力由5.0MPa降至0.35MPa以下，残余瓦斯含量由22m/t降至4.5m/t以下。地面采动井抽采效果最好，抽采量占总量近2/3，抽采浓度达90%以上。通过立体、高效抽采被保护层卸压瓦斯，确保了保护层工作面安全回采，回采期间回风瓦斯控制在0.1%以下。被保护层工作面掘进时，循环预测指标Smax最大3.2kg/m，h2最大90

22、Pa，均远小于防突规定临界值等。抽采方法瓦斯量（m3/min）浓度%百分比%地面采动井21.59065高位拦截孔8.24025其他 2.5107风排瓦斯0.80.13总计331008煤层煤层机巷机巷风巷风巷密集顺层钻孔密集顺层钻孔9煤层煤层p 二级卸压瓦斯强化抽采二级卸压瓦斯强化抽采（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采 工作面煤巷掘进后进行施工钻孔走向间距5m，垂距5m（终孔）抽采时间2月以上残余瓦斯含量降至2.5-3.5m3/t实现高瓦斯强突出煤层的低瓦斯状态生产（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采 p 被保护层工作面开采回采期

23、间瓦斯抽采图被保护层工作面开采回采期间瓦斯抽采图高位钻场高位钻场老塘埋管老塘埋管高位定向长钻孔高位定向长钻孔顺层钻孔顺层钻孔斜交钻孔斜交钻孔811机巷机巷811风巷风巷（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采 811综放面瓦斯抽采统计表矿井抽采地点抽采井编号累计抽采量（万m3)拦截孔顺层孔其他瓦斯治理方式累计抽采量（万m3）瓦斯储量（万m3)瓦斯抽采量（万m3)抽采率（%）芦岭煤矿11软岩面采动井1号井202.45617.7109.07141.32436.92号井158.823号井73.624号井166.355号井112.926号井173.317号井390.81 8

24、号井152.94 13软岩面采动井1号井538.33 9153483.72号井81.21 3号井492.10 4号井47.30 5号井113.40 6号井596.76 累计3300.32 1532.70 109.07 141.35920.65083.39 85.86 p 瓦斯治理效果瓦斯治理效果（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采（二）保护层开采与二级卸压瓦斯抽采 被保护区域原始瓦斯储量5920.6万m3，被保护层瓦斯抽采量达5089.25万m3，预抽率达85.96%。被保护层瓦斯压力由5.0MPa降至0.3MPa以下，瓦斯含量由22m/t降至3.5m/t以下。被保护层综放工作面开采过程中，回风

25、流瓦斯浓度0.2%左右。开采过程中循环预测指标Smax最大2.6kg/m，h2最大80Pa，均远小于防突规定临界值等。被保护层综放工作面日产5500吨左右。软岩保护层开采模式，丰富了瓦斯治理实践，拓宽了保护层设计思路，解决了芦岭煤矿三水平开采所面临的瓦斯问题，对淮北矿区乃至全国范围内深部矿井复杂地质条件下的瓦斯治理具有指导意义。（三）地面水力压力增透增流技术（三）地面水力压力增透增流技术p 芦岭矿一直探索研究地面瓦斯治理新技术。p 2007年在1采区施工7口地面压裂直井，2008年9月21日，日产气量达到最大6706m3。p 2010年在2采区施工5口地面压裂直井，2011年5月7日，5口井单

26、井日均产气量突破800m3，5月9日突破1000m3，最高时达到1200m3。p 2015年在2采区施工1口地面水平压裂井，2016年1月1日气产量10038m/d，突破1万方，目前累计产气652万m；2019年在4采区正在施工第2口地面水平压裂井。p 水力压裂增透增流技术近年研究成果水力压裂增透增流技术近年研究成果n 地面压裂井预抽煤层瓦斯是一种瓦斯治理新技术，该技术用于脆性煤体煤层解突、瓦斯抽采。直井压裂施工中先后试验了陶粒支撑剂、CO2和N2伴注、投球分层压裂等压裂新材料和新工艺技术。n 前期压裂井用于10煤层瓦斯抽采、解突，后期开采下保护层10煤时抽采8、9煤采动区瓦斯，最后采8、9煤

27、时抽采空区瓦斯，实现压裂井采动区井采空区井，一井三用。n 地面压裂井不仅预抽了煤层瓦斯而且使顶板压力发生变化造成裂隙发育，为以后井下系统的抽采提供了良好的条件。（三）地面水力压力增透增流技术（三）地面水力压力增透增流技术p 水力压裂直井增透增流技术优势水力压裂直井增透增流技术优势（三）地面水力压力增透增流技术（探索）（三）地面水力压力增透增流技术（探索）p 水力压裂水平井增透增流技术优势水力压裂水平井增透增流技术优势p 地面水平压裂井首次采地面水平压裂井首次采用煤层顶板岩层分段压用煤层顶板岩层分段压裂水平井的抽采模式，裂水平井的抽采模式，实现了碎软、低渗煤层实现了碎软、低渗煤层地面煤层气高效抽

28、采技地面煤层气高效抽采技术的突破。为煤层气地术的突破。为煤层气地面抽采提供了新思路、面抽采提供了新思路、新技术和新方法。新技术和新方法。p 这项技术的推广应用，这项技术的推广应用，将为我国碎软、低渗煤将为我国碎软、低渗煤层地面煤层气安全高效层地面煤层气安全高效抽采提供有效手段；为抽采提供有效手段；为煤矿煤巷掘进条带快速煤矿煤巷掘进条带快速预抽、煤层瓦斯消突提预抽、煤层瓦斯消突提供有效手段。供有效手段。p 水力压裂增透增流技术效果对比水力压裂增透增流技术效果对比（三）（三）地面地面水力压力增透增流技术水力压力增透增流技术两种形式的水力压裂钻井，地面竖直井和地面水平井竖直井直接对8/9/10煤层进

29、行水力压裂水平井通过对8煤层顶板碎软突出煤层顶板进行分段压裂地面压裂竖直井示意图地面压裂水平井示意图p 水力压裂增透增流技术之水力压裂增透增流技术之地面竖直井压裂地面竖直井压裂（三）地面水力压力增透增流技术（三）地面水力压力增透增流技术 1采区7口地面压裂竖直井，产气量长期保持在4500m3/d；在井网间距150m的条件下，预计开采15年，瓦斯预抽率可达70%以上，能显著降低煤层瓦斯含量，为井下瓦斯治理创造安全条件。地面竖直压裂钻井瓦斯抽采量地面竖直压裂钻井瓦斯抽采抽采预测p 水力压裂增透增流技术之水力压裂增透增流技术之地面竖直井压裂地面竖直井压裂（三）地面水力压力增透增流技术（三）地面水力压

30、力增透增流技术 保护层、被保护层回采前保护层回采被保护层采前保护层采后被保护层采中压裂抽采卸压抽采采空区抽采采空区 地表保护层被保护层基岩基岩地面钻井的采前压裂抽采、采中卸压抽采和采后采空区抽采都取得了一定的成果，“一井三用”能够最大程度发挥钻井的作用。p 水力压裂增透增流技术之水力压裂增透增流技术之地面水平井压裂地面水平井压裂（三）地面水力压力增透增流技术（三）地面水力压力增透增流技术 LG01-H水平井轨迹地面压裂水平井位于煤层顶板以上1.5m范围桥塞位置射孔位置射孔、压裂选段目标区102采区p 水力压裂增透增流技术之水力压裂增透增流技术之地面水平井压裂地面水平井压裂（三）地面水力压力增透

31、增流技术（三）地面水力压力增透增流技术 102采区压裂井产气量102采区压裂井瓦斯浓度102采区试验5口地面压裂竖直井和1口水平井。从效果看，地面压裂水平井初期的产气量远高于竖直压裂井，日产气量甚至突破了10000m3。截止2019年6月，1#5#井产气量分别为198.7万、290.2万、306.9万、348.4万m3。而水平井产气量达652万m3且抽采时间更短，效率更高。依托科技进步，芦岭矿深部强突出煤层的突出灾害治理工作有望主要在地面进行。有效降低了煤层气含量，降低了煤矿井下瓦斯抽采的成本 2015年1月19日开始排采 2015年4月16日开始产气 2016年1月1日产气量10038m/d

32、;1月12日最高产气量10758m/d 2019年7月，产气55个月，累计气量652万m585m200m3.46m/t10mp 发电 652万m 煤层气发电652m2.6千瓦时/m=1695.2万千瓦时（三）地面水力压力增透增流技术（三）地面水力压力增透增流技术 p 水力压裂增透增流技术综合效益水力压裂增透增流技术综合效益四、瓦斯治理保障体系四、瓦斯治理保障体系（一）总体保障（一）总体保障（二）理念与制度保障（二）理念与制度保障（三）指标体系（三）指标体系（一）总体保障（一）总体保障p 总体保障总体保障淮北矿业瓦斯治理与利用淮北矿业瓦斯治理与利用 四大体系四大体系瓦斯治理与利用瓦斯治理与利用

33、规范、安全、高效规范、安全、高效 防控体系防控体系 管理体系管理体系 支撑体系支撑体系 保障体系保障体系 思想防范思想防范 制度保障制度保障 技术创新技术创新 长效机制长效机制 重视制定促进建立理念 人员资金材料工程 技术 制度 淮北矿业瓦斯治理与利用四大体系淮北矿业瓦斯治理与利用四大体系 瓦斯治理的每个关键节点都有相应的技术标准支撑瓦斯治理的每个关键节点都有相应的技术标准支撑 p 瓦斯治理多级标准瓦斯治理多级标准（一）总体保障（一）总体保障管理四位一体贯穿瓦斯治理的整个过程，通过对各过程的跟踪和各节点的控制，使瓦斯治理过程处于稳定的受控状态，进而达到预期的治理效果。（一）总体保障（一）总体保

34、障p 三个三个“四位一体四位一体”保障保障 瓦斯事故是可防、可控、可避免的；瓦斯事故是可防、可控、可避免的；只有不到位的措施，没有治不了的瓦斯。只有不到位的措施，没有治不了的瓦斯。p 瓦斯治理理念瓦斯治理理念（二）理念与制度（二）理念与制度p 瓦斯治理制度（瓦斯治理制度（13项）项）一通三防齐抓共管责任制；瓦斯日分析制度瓦斯汇报制度；瓦斯巡回检查制度局部通风管理；瓦斯抽采系统管理规定钻孔施工及验收管理规定；安全监测监控系统管理规定；爆破安全管理制度；防尘属地管理制度防治煤层自然发火管理制度；通风设施管理规定瓦斯超限追查处理办法瓦斯抽采“最大化”：坚持“高负压、大管径、大流量、全覆盖”原则，工作

35、面上隅角袋（气囊）墙内瓦斯浓度不得大于1.0%。瓦斯抽采“规范化”：坚持抽采管路“平、直、顺、不漏气”、抽采钻孔“横成排、竖成列”的原则。瓦斯抽采“精细化”：坚持“钻到位、管到底、孔封严、水放通”的原则，动态分析钻孔布置、抽采参数与抽采效果，做到“精准、不出错、不偏差”。瓦斯抽采“信息化”：实施分源、分单元自动计量，矿井抽采量、利用量、瓦斯压力实时上传，实现信息化。规范了瓦斯抽采的整个过程，每个环节实现了标准化，有力的保障了瓦斯抽采的有序、有效进行。p 瓦斯抽采瓦斯抽采“四化四化”管理标准管理标准（二）理念与制度（二）理念与制度（三）技术保障（三）技术保障 p 瓦斯治理技术保障瓦斯治理技术保障

36、区域性瓦斯治理技术体系：底板穿层孔与三级预抽技术体系、保护层开采与二级卸压瓦斯抽采技术体系，可满足目前及今后一段时间的瓦斯治理需要。技术、装备的发展进步：包括水力造穴技术与装备、钻机设备、井下定向长钻孔、防喷装置、抽采钻孔轨迹随钻测量、地面水平井分段压裂等。瓦斯灾害预警信息化：对瓦斯灾害的在线监测、超前提醒、实时预报瓦斯治理时空保障：掘、钻、抽、采时空保障。（四）瓦斯防治技术指标（四）瓦斯防治技术指标p 技术管理指标汇总技术管理指标汇总指标分类国家安徽省企业矿井区域预测指标效果检验指标P=0.74MPa0.740.5W=8m3/t854.5 放项煤3.5局部预测指标h2=200Pa200160

37、80敏感指标=180PaSmax=6kg/m64瓦斯预抽吨煤钻孔量 预抽时间瓦斯预抽率残余可解吸瓦斯量2放顶煤开采回采风流浓度指标1%0.3%抽采瓦斯利用率五、矿井瓦斯治理与利用成果五、矿井瓦斯治理与利用成果（一）近年瓦斯抽采与利用（一）近年瓦斯抽采与利用（二）煤炭产量与安全情况（二）煤炭产量与安全情况（三）社会效益（三）社会效益（四）（四）抽采瓦斯利用技术抽采瓦斯利用技术 （一）芦岭煤矿示范矿井建设成果（一）芦岭煤矿示范矿井建设成果p 瓦斯抽采与利用瓦斯抽采与利用26.324.128.432.835.537.639.141.143.442.241.240.241.643.241.333.21

38、1.813.318.417.221.223.522.224.325.825.124.123.824.727.323.416.9瓦斯抽采率,2003,51瓦斯抽采率,2004,48瓦斯抽采率,2005,50瓦斯抽采率,2006,56瓦斯抽采率,2007,61瓦斯抽采率,2008,62瓦斯抽采率,2009,64瓦斯抽采率,2010,66瓦斯抽采率,2011,68瓦斯抽采率,2012,69瓦斯抽采率,2013,72瓦斯抽采率,2014,71瓦斯抽采率,2015,70瓦斯抽采率,2016,73瓦斯抽采率,2017,72瓦斯抽采率,2018,81瓦斯利用率,2003,28瓦斯利用率,2004,35瓦斯利

39、用率,2005,41瓦斯利用率,2006,32瓦斯利用率,2007,36瓦斯利用率,2008,38瓦斯利用率,2009,35瓦斯利用率,2010,36瓦斯利用率,2011,36瓦斯利用率,2012,59瓦斯利用率,2013,58瓦斯利用率,2014,59瓦斯利用率,2015,59瓦斯利用率,2016,63瓦斯利用率,2017,56瓦斯利用率,2018,5101020304050607080900510152025303540452003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018瓦斯抽采量瓦斯利用量瓦斯抽采率瓦斯利用率

40、 芦岭煤矿的煤炭产量维持在芦岭煤矿的煤炭产量维持在200200万吨万吨/a/a左右，左右，15 15年来年来杜绝了瓦斯事故。杜绝了瓦斯事故。（一）芦岭煤矿示范矿井建设成果（一）芦岭煤矿示范矿井建设成果p 产量与瓦斯超限次数产量与瓦斯超限次数22618018520620720519220422420124523623222817116217405010015020025020022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018煤炭产量煤炭产量/Mt57443943834917230100000000101002003

41、00400500600700200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018瓦斯超限次数瓦斯超限次数（四）抽采瓦斯利用技术（四）抽采瓦斯利用技术 p 原抽采瓦斯利用原抽采瓦斯利用芦岭煤矿芦岭煤矿瓦斯抽采瓦斯抽采地面老地面老系统抽系统抽采采地面新地面新系统抽系统抽采采民用民用燃料燃料发电发电芦岭煤矿芦岭煤矿瓦斯利用瓦斯利用浓度浓度30%30%浓度浓度30%30%剩剩余余瓦瓦斯斯芦岭煤矿原瓦斯利用有两种形式高浓度瓦斯民用+低浓度瓦斯发电（四）瓦斯治理与利用技术（四）瓦斯治理与利用技术 p 瓦斯利用效果瓦

42、斯利用效果200320042005200620072008200920102011020406080100 Utilization Rate Drainage Civil Use年份利用率（%）04812162024瓦斯量(百万 m3)20072008200920102011020406080100 Utilization Rate Drainage use年份利用率（%）04812162024瓦斯量(百万 m3)（四）瓦斯治理与利用技术（四）瓦斯治理与利用技术 p 现瓦斯利用方案现瓦斯利用方案瓦斯电厂余热还可以利用，可作为循瓦斯电厂余热还可以利用，可作为循环经济示范点。环经济示范点。同时，瓦

43、斯的利用减少温室气体排放同时，瓦斯的利用减少温室气体排放，具有显著环境效益。，具有显著环境效益。钻井、钻孔直接进入煤层，钻井、钻孔直接进入煤层，加上抽采方法、抽采系统的配加上抽采方法、抽采系统的配套，套，最大程度的开采瓦斯资源最大程度的开采瓦斯资源发电机组装机能力与瓦斯抽发电机组装机能力与瓦斯抽采量配套，采量配套，最大程度的利用抽最大程度的利用抽采瓦斯资源采瓦斯资源（四）瓦斯治理与利用技术（四）瓦斯治理与利用技术 p 现瓦斯利用方案现瓦斯利用方案 年份年份 项目项目2016年年2017年年2018年年2019年截止年截止6月份月份瓦斯发电量百万度59.749.235.314.3瓦斯利用量百万立

44、方27.323.416.96.5瓦斯抽采量百万立方43.241.333.212.7瓦斯利用率%63565151效益发电效益百万元61.3 50.4 36.2 14.7 瓦斯利用效益百万元5.5 4.7 3.4 2.0 合计百万元66.7 55.1 39.6 16.6 20162016年开始矿井抽采瓦斯全部用于瓦斯发电，截止年开始矿井抽采瓦斯全部用于瓦斯发电，截止20192019年年6 6月份累计发电月份累计发电1.581.58亿度，累计利用瓦斯亿度，累计利用瓦斯74107410万立方，累计创造效益万立方，累计创造效益1.781.78亿元。亿元。芦岭煤矿示范矿井建设成果芦岭煤矿示范矿井建设成果p 社会效益社会效益芦岭煤矿的瓦斯治理获得了国家和社会的认可：n 20042011，连续8年评为淮北矿业先进矿井称号；n 2007，获得全国煤炭工业先进集体；n 2008，全国安康杯竞赛优胜企业；n 2009，全国煤炭工业先进煤矿；n 2011，煤炭工业科技创新示范矿井；n 2018，安全生产标准化一级矿井；n 20182019，淮北矿业集团“一通三防”示范矿井。感谢各位专家！感谢各位专家！敬请批评指正！敬请批评指正！