1、阳煤集团瓦斯治理讲座阳煤集团总工程师 令狐建设目录阳煤集团瓦斯分布情况阳煤集团瓦斯分布情况一一阳煤集团瓦斯治理情况阳煤集团瓦斯治理情况二二阳煤集团瓦斯治理技术阳煤集团瓦斯治理技术三三阳煤集团瓦斯防治基础管理阳煤集团瓦斯防治基础管理四四一、阳煤集团瓦斯分布情况 阳煤集团现有突出矿井9个（分别是：五矿贵石沟井、新景公司、新元公司、开元公司、平舒公司、石港公司、寺家庄公司、永兴公司、新大地公司）、高瓦斯矿井17个、低瓦斯矿井15个。阳煤集团目前突出矿井主要集中在阳泉和晋中区域，均位于沁水煤田东北部的阳泉矿区内，行政区划涉及阳泉市、平定县和晋中市昔阳县、和顺县、左权县、寿阳县。阳泉矿区瓦斯赋存状况呈现
2、3个瓦斯储集层段：上储集层段包括3#煤层及其上下邻近层；中储集层段包括12#煤层及其上下邻近层和两层石灰岩K4、K3；下储集层段为13#煤层及下部煤层和K2石灰岩。一、阳煤集团瓦斯分布情况 阳泉矿区不同深度的煤层瓦斯含量和压力梯度变化趋势分为两段。以9#煤层为分界，在19#煤层，随深度增加，瓦斯压力和瓦斯含量也增加；在915#煤，其间有三层石灰岩，煤层原生瓦斯逸散进入裂隙溶洞，由于岩溶裂隙水流携带，或石灰岩出露瓦斯释放作用，煤层瓦斯压力和瓦斯含量随着深度的增加，瓦斯压力和含量越小。在无岩石出露及岩溶水流动性差的地区瓦斯压力和含量随深度的增加也增大。一、阳煤集团瓦斯分布情况 根据阳煤集团多年的经
3、验，在煤层开采过程中，上储集层段开采3#、6#煤层的工作面瓦斯来源，本煤层与邻近层约各占50%；开采中储集层段8#、9#、12#煤层的工作面瓦斯来源，邻近层涌出约占6070%，本煤层涌出约占3040%；开采下储集层段15#煤层的工作面，邻近层瓦斯涌出约占8590%，本煤层约占1015%。如果15#煤层上部有开采的邻近煤层，则工作面邻近层瓦斯涌出量比值降低。和层间距和开采间隔时间有关。二、阳煤集团瓦斯治理情况（一）“两个能力”基本情况 目前阳煤集团矿井安设主要通风机60套，总排风量50.5万m3/min。瓦斯抽放泵站共计32座，瓦斯抽放泵共安装143台，总装机能力为82273m3/min。201
4、6年正常生产矿井通风能力8182万t/年，抽放能力为6881万t/年。二、阳煤集团瓦斯治理情况（二）2017年瓦斯抽采工程量完成情况 2017年截至5月份底，本煤层年度计划499万m，已完成217万m；千米钻机年度计划19万m，已完成7.6万m；穿层钻孔年度计划101万m，已完成34万m；抽放量年度计划121068万m3；已完成56382万m3二、阳煤集团瓦斯治理情况（三）高突矿井瓦斯抽采巷移动泵安装进展情况 集团公司需要安装移动抽采瓦斯泵的十三个矿井，需购置抽采泵28套（77台），截止目前已到货8套（22台），其余20套抽采泵及配套的电机设备预计7月30日全部到货。各矿泵站硐室共需28座，已
5、完工的共计12座，分别是：一矿、三矿、兴峪、平舒、新大地、长沟、坪上各1座，二矿3座，五矿2座。除开元矿开工迟，预计8月底完工外，其余泵站硐室均进入施工或收尾阶段。三、阳煤集团瓦斯治理技术（一）概述 在瓦斯抽采方面，从2007年开始，阳煤集团瓦斯治理从以邻近层瓦斯抽采为主逐渐向邻近层瓦斯抽采、本煤层抽采、井下千米钻机及长钻孔瓦斯抽采、保护层卸压瓦斯抽采、低透气性煤层增透抽采、顶底板岩石抽放巷穿层预抽、地面煤层气抽采等全方位、立体化的煤与瓦斯共采格局转变。在煤与瓦斯突出治理方面，充分利用阳煤集团瓦斯抽采技术、管理和队伍优势，优先采用保护层开采和“以岩保煤”等区域防突措施，改变目前瓦斯抽采短兵相接
6、、预抽时间短的现状，实现从风排型向抽采型转变、从符合型达标向根除型消突转变，最终消除采掘作业过程中的煤与瓦斯突出和其它瓦斯事故的发生。三、阳煤集团瓦斯治理技术 近年来，阳煤集团在以往瓦斯治理技术的基础上，即邻近层抽采技术（边采边抽上邻近层抽采钻孔、倾斜高抽巷、走向高抽巷）和本煤层抽采技术（回采工作面抽采、掘进工作面抽采），结合各高突矿井煤层碎软、透气性差、瓦斯含量高、抽采困难的特点，集团公司开展了大量的瓦斯治理技术创新研究，并取得了一系列的技术成果，逐渐形成了“7+3”瓦斯治理阳泉模式，即以岩保煤、气相压裂、长钻孔水力压裂、沿空留巷、水力冲孔造穴、保护层开采、小煤柱开采这七项技术和本煤层瓦斯抽
7、采系统标准化、在线监测、精准计量这三种管理手段。三、阳煤集团瓦斯治理技术（二）瓦斯抽采技术 1、邻近层瓦斯抽采技术 采用综采机械化开采中厚煤层（3#、8#、9#等）的回采工作面，采用顶板穿层钻孔抽采邻近层瓦斯时，钻孔间距要根据瓦斯涌出量确定，钻孔间距一般掌握在1530m之间，距切巷20m范围内至少2对高低孔，孔径不低于200mm；并且施工一条初采伪斜高抽巷，解决工作面初采期瓦斯，目前基本解决了中厚煤层邻近层瓦斯对安全的威胁。三、阳煤集团瓦斯治理技术2、顶板岩石走向与初采伪斜后高抽巷抽采技术 集团公司开采的高瓦斯煤层综采工作面必须采用走向高抽巷与初采倾斜高抽巷进行抽采；其它煤层上邻近层瓦斯涌出量
8、大于15m3/min时，优先采用走向高抽巷与初采倾斜高抽巷进行抽采。高抽巷层位距15#煤的距离不得小于8.5倍的开采煤层高度为宜，走向高抽巷至工作面回风顺槽的水平距离要根据层间距而定，一般应掌握在25m1/3工作面采长之内，高抽巷距15#煤层越近，应越靠近工作面回风顺槽。走向高抽巷初次抽出瓦斯一般在工作面回采到距切巷28m左右，大量抽出瓦斯在38m左右，我们把顶板走向高抽巷与后高抽巷贯通，利用走向高抽巷进行抽放来解决工作面初采期间的瓦斯涌出，大大缩短了高抽巷初次抽出瓦斯的距离，降低了工作面初采期间瓦斯超限。初采伪倾斜高抽巷其关键是，要布置在顶板初始冒落的边缘带上，使之随顶板的冒落自下而上逐段报
9、废，使抽放负压点随之上移，瓦斯抽放浓度逐渐升高，直至顶板冒裂高度与高抽巷连通，渡过初采期。三、阳煤集团瓦斯治理技术（三）7+3”瓦斯治理阳泉模式 瓦斯治理七项技术2 以岩保煤以岩保煤3 水力压裂水力压裂4 水力冲孔造穴水力冲孔造穴7 沿空留巷沿空留巷5 小煤柱掘进小煤柱掘进6 气相压裂气相压裂1 保护层开采保护层开采三、阳煤集团瓦斯治理技术（保护层开采）1、保护层开采技术 （1）概述 保护层开采分下、上保护层两类，见下图。通过先采非突出煤层或弱突出煤层，达到对邻近煤岩体松动、卸压的作用，进而提高被保护层煤体透气性。图1 下保护层开采示意图图2 上保护层开采示意图三、阳煤集团瓦斯治理技术（保护层
10、开采）下保护层开采 随着工作面的不断推进，在保护层开采层面上出现应力降低区，在该卸压区被保护层煤体地应力减小、煤层透气性增大，卸压煤层瓦斯沿该卸压区层内破断裂缝和层间离层裂隙释放，被保护层瓦斯压力和瓦斯含量下降，突出危险性降低。上保护层开采 保护层开采期间，被保护层处于保护范围内，受采动影响，被保护层充分卸压，被保护层大部分卸压瓦斯通过底板裂隙带内的层间导通裂隙直接涌向上保护层工作面及采空区。因此，保护层开采期间必须结合被保护层卸压瓦斯抽采。三、阳煤集团瓦斯治理技术（保护层开采）（2）应用实例及其效果 通过以前对三矿保护层开采效果考察，被保护层3#煤层（平均厚度2.3m）受15#煤（平均厚度6
11、.1m）采动的影响（3#煤层距离15#煤层平均层间距为136.5m左右），保护区域内发生了膨胀变形，膨胀变形达5cm20cm，相对变形为4.07.84。瓦斯含量由18.17m3/t降为5.76m3/t，综合瓦斯抽采率达68.8%。被保护层回采工作面瓦斯抽采量由卸压前的2.5 m3/min增加至30m3/min，增大了12倍。（3）保护层开采技术的优势 通过对相关矿井被保护层开采的考察，进一步证明保护层开采结合卸压瓦斯抽放技术成功地消除了被保护煤层的煤与瓦斯突出危险性，降低了煤层瓦斯含量，使高瓦斯突出煤层转变为无突出危险煤层。三、阳煤集团瓦斯治理技术（保护层开采）（4）下一步规划实施矿井 目前集
12、团公司已经进入被保护层开采的矿井有新景公司、平舒公司、新元公司，下一步规划的有新景公司佛洼区、保安西区15#煤层；平舒公司翟下庄分区西翼开拓盘区开采15#煤层，卸压保护上覆8#煤层；新大地公司开采15#煤层保护上覆8#煤层。三、阳煤集团瓦斯治理技术（以岩保煤）2、“以岩保煤”技术 （1）概述 在掘进工作面底（顶）板的稳定岩层中施工一条底（顶）板岩巷，岩巷先掘，初步起到卸压消突增透的目的，再利用底（顶）板岩巷施工穿层钻孔预抽煤层瓦斯，超前保护煤巷掘进。钻孔控制巷道轮廓线外不小于15m范围，终孔间距按35m布置。该技术适用于透气性差、瓦斯含量高、地应力大、煤层成孔困难、本煤层瓦斯预抽效果差的煤层，
13、同时配合采用增透措施以提高煤层透气性。顺顺 槽槽 煤煤 巷巷顺顺 槽槽 煤煤 巷巷底底 板板 岩岩 巷巷“以岩保煤”底板岩巷钻孔布置示意图煤煤巷巷顶顶板板岩岩巷巷煤煤巷巷煤煤层层“以岩保煤”顶板岩巷钻孔布置示意图三、阳煤集团瓦斯治理技术（以岩保煤）（2）应用实例及其效果 寺家庄公司15117底抽巷内每隔5m布置一组“以岩保煤”穿层钻孔，每组钻孔9个，预抽上覆煤巷及两侧15m范围内煤层瓦斯（见图3.2.5）。钻孔直径90130mm，采取“两堵一注”水泥砂浆封孔形式，有效封孔段为见煤点至孔口方向8m。寺家庄公司在采用冲孔造穴工艺配合“以岩保煤”措施后，单进最高达204m/月，极大缓解了衔接紧张的局
14、面。（3）“以岩保煤”技术的优势u 通过底板岩巷提前对所采煤层进行预抽，有效的保证了钻孔预抽时间。u 为其他瓦斯治理措施提供施工空间，减少了对生产的影响。u 通过与水利压裂、冲孔造穴等增透措施的配合使用，进一步消除了煤层突出危险性，提高了瓦斯抽放量进而提高了巷道单月进尺。三、阳煤集团瓦斯治理技术（以岩保煤）（4）下一步规划实施矿井 目前阳煤集团在寺家庄公司（15117进、回风底抽巷；15110进风底抽巷；15301进、回风底抽巷）、新大地公司（15404工作面进风顺槽底抽巷）、平舒公司（81115工作面底抽巷）、新景公司（南五底抽巷、南九底抽巷、北九底抽巷、15121工作面底抽）、五矿（840
15、6进、回风底抽巷）使用。2017年计划在二矿（81302工作面）、五矿（8419工作面）、新景（15121工作面）、平舒（15202顶抽巷、15106工作面、15211工作面）、寺家庄（15118进风底抽、15203进风底抽巷）、新大地（15409回风底抽巷）施工底抽巷工程。三、阳煤集团瓦斯治理技术（水力压裂）3、水力压裂技术 （1）概述 水力压裂增透技术是依靠注入煤层中水的压力克服最小地应力和煤岩体抗拉强度使煤层弱面发生张开、扩展和延伸形成裂缝从而达到增大煤层透气性的一种方法措施。目前阳煤集团水力压裂分为：地面井压裂和井下水力压裂。（2）地面井压裂技术 通过在构造区施工地面钻井预抽煤层瓦斯，
16、并对地面钻井实施水砂压裂，以提高构造区煤层渗透率、改善地面钻井预抽效果，实现目标煤层掘进期间消突的目的。地面井水力压裂示意图 三、阳煤集团瓦斯治理技术（水力压裂）应用实例及其效果：新景公司3#煤层地面钻井施工8个。地面井单井注水量530870m3，注砂量为4062m3，水砂压裂压力为1528MPa。其中XJ-1井累计抽采8个月，最大日产气量达到4712m3，平均日产气量1526.7m3，平均抽采浓度94.8%，累计产气约36.64万m3。各抽采井产气情况各抽采井产气情况 该技术目前主要在寺家庄、新元、新景等矿井开展应用。三、阳煤集团瓦斯治理技术（水力压裂）（2）井下水力压裂技术 在底板岩石抽采
17、巷利用千米钻机或其他深孔定向钻机施工穿层钻孔，钻孔穿透煤层后沿工作面走向在煤层中施工约200-500m（见图3.2.7），成孔后进行快速封堵，并利用专用压裂设备向煤层高压注水，改变钻孔周围煤岩体的应力状态，在钻孔周围形成大面积卸压区域，增大附近煤体透气性，以提高瓦斯抽采效果。该技术较适用于压裂范围内无大的地质构造区、煤层赋存相对稳定且硬度系数较高的煤层压裂钻孔布置剖面示意图 三、阳煤集团瓦斯治理技术（水力压裂）应用实例及其效果：新景公司在保安区南六底抽巷南段使用千米钻机进行了水力压裂，千米钻机顺层长钻孔使用ZDY6000LD（F）型钻机从底抽巷口向上覆3#煤层施工，通过BYW型水力压裂泵组将高
18、压水在原岩煤体中实现压裂造缝。钻孔设计500m，实际施工495m，其中煤层段307m，岩层段188m；压裂平均注水量30m3/h；最大注水流量56.45m3/h，破煤压力最大19.4MPa，注水压力最大26.09MPa。与原施工千米钻孔抽采效果对比与原施工千米钻孔抽采效果对比 三、阳煤集团瓦斯治理技术（水力压裂）通过对压裂半径、抽放效果等方面的验证、分析，被压裂煤体全水分由2.82%提高至6.72%，压裂影响半径为30-50 m；8个月累计瓦斯抽采量为70.63万m3，平均日抽采量2520m3，抽采平均浓度63.3%，按压裂半径50m计算瓦斯含量从15.95m3/t下降至9.44m3/t；与原
19、千米钻机相比，抽采浓度提高24.63倍，抽采纯量提高15.91倍。（3）水力压裂技术的优势 水力压裂技术通过对煤层的压裂，能较好的实现待掘巷道前方实体煤层的瓦斯增透效果，抽采量提高明显，同时起到消突的作用，提高煤巷的掘进效率三、阳煤集团瓦斯治理技术（水力压裂）（4）下一步规划实施矿井 目前实施矿井 寺家庄公司：15117进风底抽巷穿层钻孔水力压裂、梳状长钻孔水力压裂、15301进风底抽巷顺煤层长钻孔水力压裂 新元公司：31009辅助进风巷沿煤层顶板岩石长钻孔水力压裂 新景公司：南六底抽巷顺层长钻孔水力压裂 下一步继续在寺家庄、新元、新景做进一步试验研究。三、阳煤集团瓦斯治理技术（冲孔造穴）4、
20、冲孔造穴 （1）概述 水力冲孔造穴是采用钻压冲一体化装备在松软高突煤层通过施工本煤层顺层钻孔或穿层钻孔，利用专用钻头产生的高压水切割冲刷煤体，使煤体破碎、垮塌，形成较大空间的洞穴，应力集中向冲孔周围移动，洞穴周围煤体孔裂隙扩展延伸，使冲孔附近煤体卸压增透，可以有效地提高抽放效果。冲孔造穴术主要配合掘进工作面本煤层顺层钻孔预抽条带煤层瓦斯和底板岩石抽放巷穿层钻孔预抽。三、阳煤集团瓦斯治理技术（冲孔造穴）水力冲孔造穴示意图 三、阳煤集团瓦斯治理技术（冲孔造穴）（2）应用实例及其效果 新景公司3#煤保安采区南五掘进工作面采用水力冲孔造穴技术，单循环设计10个孔，主孔长度为80米，钻孔终孔间距7米，保
21、护巷道轮廓线外15米;造穴位置从20米开始，20-40 米范围内造穴位置间距为7米，40-80米造穴位置间距为5米;造穴水压为18MPa；造穴孔单穴设计长1米，造穴半径0.4米,单穴平均出煤量为0.7t,单循环平均出煤量为65.8t,单循环出煤率8.9。抽采效果：单孔抽采浓度最高为98.7%，平均为35%；单孔抽采纯量最高为1.723m3/min，平均为0.1178 m3/min，单循环日平均抽采纯量为1696 m3；单循环平均抽采天数为16.3d，平均抽采总量为27645m3。三、阳煤集团瓦斯治理技术（冲孔造穴）（3）冲孔造穴技术优势u 掘进工作面抽采达标所需的天数较传统的本煤层顺层钻孔预抽
22、有了很大的减少，进而缩短了掘进单循环周期天数。u 减少了区域预抽钻孔施工的工程量。u 钻孔瓦斯抽采浓度及瓦斯抽采纯量等均比以往传统的顺层钻孔区域预抽措施提高了数倍。u 减少了掘进过程出现的瓦斯动力及瓦斯超限现象，保证了安全掘进。效果对比表效果对比表 该技术现已在寺家庄、新元、五矿、新景等矿井开展应用，下一步将在全集团进行推广。三、阳煤集团瓦斯治理技术（小煤柱掘进）5、小煤柱掘进技术 （1）概述 小煤柱掘进技术即在靠近采空区侧的卸压范围内布置煤巷掘进，鉴于巷道处于应力降低区,掘巷期内围岩应力集中程度小,瓦斯压力得到释放，能有效降低掘进工作面突出危险性。阳煤集团根据经验，小煤柱掘进巷道煤柱预留7m
23、。该技术适用于突出煤层掘进巷道一侧有采空区且矿压处于稳定阶段的工作面。三、阳煤集团瓦斯治理技术（小煤柱掘进）（2）应用实例及其效果 寺家庄公司15106工作面采用小煤柱掘巷技术，该工作面设计长度1610m，与采空相邻一侧留设煤柱7m。见图小煤柱掘进施工设计图三、阳煤集团瓦斯治理技术（小煤柱掘进）2016年以来，15106回风巷月度最大进尺127.8m，月平均进尺94m；15106进风巷月度最大进尺96m，月平均进尺约62.4m。小煤柱掘进与常规掘进工艺对比 三、阳煤集团瓦斯治理技术（小煤柱掘进）（3）技术优势u 工作面布置在邻近采空区卸压区域内，瓦斯压力得到释放。u 区域、局部防突措施减少，巷
24、道掘进期间瓦斯治理难度减弱。u 巷道掘进连续、快速，受瓦斯治理措施制约较小，提高了巷道掘进速度。（4）下一步规划实施矿井 该技术现已在寺家庄矿开展应用，下一步计划在新大地、新景等矿井进行推广。三、阳煤集团瓦斯治理技术（气相压裂）6、气相压裂技术 （1）概述 气相压裂增透技术是指利用液态CO2在加热条件下瞬间膨胀为高压气体的特性，对煤层做功，使煤层致裂并产生裂隙，实现煤层增透，提高煤层瓦斯抽采效率。见下图。高压管结构示意图 三、阳煤集团瓦斯治理技术（气相压裂）起爆后，活化器内的低压保险丝引发快速反应，产生巨大的热量，使管内的液态CO2迅速气化。（整个过程在40 ms内完成），体积瞬间膨胀达600
25、 多倍，管内压力最高可剧增至270 MPa。待预裂杆内气态CO2压力达到预设压力时，释放头内的爆裂盘被打开，CO2气体透过径向孔，迅速向外爆发。利用瞬间产生的强大膨胀压力，CO2气体沿自然或被引发的裂面裂开煤层，并由近向远延伸，从而达到预裂效果。气相压裂作为一种增透技术主要配合掘进工作面本煤层顺层钻孔预抽条带煤层瓦斯和底板岩石抽放巷穿层钻孔预抽。三、阳煤集团瓦斯治理技术（气相压裂）（2）应用实例及其效果 新元公司31004掘进工作面试验用“2+9”双孔压裂方案，即两个压裂孔，九个预抽孔，压裂钻孔深度达到80m以上，起爆压裂压力为120 180MPa。见图。预裂爆破钻孔设计示意图 三、阳煤集团瓦
26、斯治理技术（气相压裂）通过新元公司近两千米巷道试验，“2+9”双孔压裂技术，消突效果良好：煤层原始透气性系数为0.0080.014m2/MPa2.d，压裂后透气性系数为0.763m2/MPa2.d，提高了5090倍；煤层原始钻孔衰减系数为0.119d-10.0143d-1，压裂后0.023d-1，降低了80%。掘进速度由原来的3040m/月提高到70120m/月，提高了23倍。（3）气相压裂技术优势u 这项技术的应用，不仅用CO2代替了炸药，在实施过程无火花外露，大大提高了爆破过程中的安全系数。u 具有预裂威力大、无需验炮、操作简便等优点。u 提高煤层气的透气性和预抽效果，而且缩短了瓦斯抽放时
27、间。u 减少了防突工程量，提高了煤巷掘进速度。三、阳煤集团瓦斯治理技术（气相压裂）（4）下一步规划实施矿井 集团公司计划实施30000米压裂任务。u 掘进工作面气相压裂卸压消突技术 新元公司31004进风、31004回风、31009进风、31009回风、31011进风、31011回风6个掘进头，计划完成压裂进尺11000米。平舒矿15111进风，15109进风2个掘进头，每个循环掘进头设计两个压裂孔，计划完成压裂进尺7000米。4月份开始施工。u 回采工作面气相压裂强化增透技术 寺家庄矿15117进风巷计划压裂7000米。三月份开始施工，预计7月底完成。五矿8406工作面计划压裂进尺5000米
28、。8月份开始施工，预计11月底完成。三、阳煤集团瓦斯治理技术（沿空留巷）7、沿空留巷技术 （1）概述 “沿空留巷”技术是指在采煤工作面后沿采空区边缘用高水材料（或混凝土）进行巷旁充填支护，维护原回采巷道并留给下一回采工作面使用，采用“Y”型通风方式替代了传统的“U+L”通风方式。集团公司目前只限于在瓦斯涌出量不超15m3/min且无自然发火的中厚单一煤层中使用。“Y”型通风系统平面示意图三、阳煤集团瓦斯治理技术（沿空留巷）u 柔模泵注混凝土沿空留巷技术是以一次性纤维柔性模板代替传统钢模板或机械模板，在端头支护效应消失前，紧跟工作面支架尾，在检修班快速浇筑混凝土连续墙，利用柔性模板透水不透浆特性
29、和泵压强制接顶，及时主动支撑顶板，密闭采空区，以便该巷用于下一个工作面回采。u 高水材料“沿空留巷”技术，就是随着回采工作面的推进，工作面端头或者端尾原支护效应消失前，在支架或单体支柱支撑下，将高水材料加水使用专用输送泵送到浇筑墙体模板内，待凝固后在采空区与顺槽之间形成一道密闭的高水材料墙体。高水材料是一种能在高水灰比条件(W/C=1.3:13:1)下快速凝结的特种水泥，分甲料浆和乙料浆，高水材料水灰比为1.5：1时，测得2h后充填体的抗压强度为4.48MPa，24h后抗压强度9.14MPa，7d达到10.36MPa三、阳煤集团瓦斯治理技术（沿空留巷）（2）应用实例及其效果 新元公司3107工
30、作面采用高水材料“沿空留巷”技术。u 3107回采工作面采用Y型通风方式后，改变了采空区瓦斯流向，有效解决了工作面上隅角瓦斯积聚问题，正常生产期间工作面瓦斯涌出量降低了1倍，瓦斯得到了有效治理，避免了在瓦斯临界状态下割煤。u 沿空留巷”成本为12519.42元/m，比施工一条顺槽节约成本1013.08元/m，3#煤回采工作面节省了一条顺槽巷道，有效缓解了当前衔接紧张、风量紧张、防突压力大的被动局面。u 一个工作面可多回收45m煤柱，多回收资源28.6万吨，实现矿井资源回收率和回采率的提升。三、阳煤集团瓦斯治理技术（沿空留巷）“U+L”通风系统与“沿空留巷”“Y”型通风系统瓦斯对比 （3）技术优
31、势：u 提高资源回收率的有效途径u 将“U+L”通风系统优化为“Y”型通风系统，从系统上避免了上隅角瓦斯积存的问题；u 降低了巷道掘进成本，回收了保护煤柱资源，避免了煤炭资源的浪费。三、阳煤集团瓦斯治理技术三项瓦斯治理管理手段三项瓦斯治理管理手段1 本煤层瓦斯抽采系统标准化管理本煤层瓦斯抽采系统标准化管理2 瓦斯抽采在线监测管理瓦斯抽采在线监测管理3 精准计量管理精准计量管理三、阳煤集团瓦斯治理技术（抽采系统标准化）1、本煤层瓦斯抽采系统标准化管理 （1）概述 本煤层瓦斯抽采系统标准化管理主要包括瓦斯抽采钻孔施工、管路连接、钻孔封孔标准化三部分。u 抽采钻孔施工标准化：标定开孔点，控制开孔位置
32、误差（100mm）；控制开孔角度误差（1）；钻进5m后再次核对。u 抽采管路的连接标准化：采掘面顺槽瓦斯抽采管路分别采用400mm铁管和200mm单元评价铁管组成的抽采系统,每100米为一个评价单元,每个评价单元安装1套孔板流量计和1套在线监测装置；顺槽支管在顺槽口安设1套抑爆装置、1套孔板流量计和1套在线监测装置。u 抽采钻孔的封孔标准化：钻孔成孔下入筛管后采用“两堵一注”水泥砂浆进行封孔，每10个钻孔采用高压管及快速接头连接，高压管管径为64mm，每组钻孔配一套直径75mm导流管，每100米为一个评价的单元。三、阳煤集团瓦斯治理技术（抽采系统标准化）（2）应用实例 新元公司3#煤新工艺采用
33、ZDY-4000L型履带机、肋骨钻杆施工本煤层钻孔，孔间距3m；抽采管路采用由400mm3mm3m铁管和226mm3mm4m单元评价铁管组成的抽放管路系统；钻孔封孔采用采用囊袋式“两堵一注”水泥砂浆封孔、高压管联孔工艺。示范巷道抽采管路连接示意图 示范巷道管路连接现场图三、阳煤集团瓦斯治理技术（抽采系统标准化）（3）应用效果 3#煤抽采新工艺，瓦斯抽放泵站抽放浓度达20%以上，采区抽放浓度达30%以上，顺槽瓦斯抽采浓度达40%以上，单元最高抽采浓度为72%，单孔最高抽采浓度为91%；相比旧工艺顺槽管路瓦斯抽采浓度提高了34%，抽采纯量提高了1.27m3/min，吨煤瓦斯含量由原始11.77m3
34、/t降至8m3/t以下，需抽采天数比旧工艺减少56天。3#煤百米巷道抽采效果对比三、阳煤集团瓦斯治理技术（在线监测）2、瓦斯抽采在线监测管理 （1）概述 瓦斯抽采在线监测软件系统，通过设计瓦斯抽采系统拓扑示意图，实时显示瓦斯抽放泵站及各监测点管路的甲烷浓度、负压、流量、温度等参数，并具备历史数据曲线查询、报表查询、瓦斯抽采网络拓扑查询及瓦斯抽采设备信息查询等功能，并在每日早调会对瓦斯抽采在线监测数据进行通报。通过设计工作面瓦斯抽采评价单元画面,实时显示工作面各单元抽采基本情况及钻孔信息，为工作面抽采达标评价提供科学依据。三、阳煤集团瓦斯治理技术（在线监测）（2）斯抽采在线监测拓扑结构三、阳煤集
35、团瓦斯治理技术（在线监测）（3）井下主要监测区域 井下瓦斯抽采管网系统，主要用于采集各监测区域测点的工作状态和即时参数，瓦斯抽采监测区域主要包括以下几部分。u 主管段监测：主管道上的监控可以为工作面、独立区域的抽采效果进行交叉分析，从而判断抽采效果和管段异常。u 干管段监测：干管段可以完成对指定工作面和独立区域的业务关联，从而可以实现对关联工作面或者支管段的抽采效果评价和分析。u 工作面支管道监测：工作面是重点监控的区域，也是瓦斯抽采效果评价的主要区域。u 钻场钻孔管路监测：钻场钻孔是瓦斯抽采最基本单元，是钻场瓦斯抽采效果评价最有效方法。三、阳煤集团瓦斯治理技术（在线监测）（4）主要功能优势u
36、 数据采集与即时分析 负责将现场的监测参数采集到应用系统中，进行即时的分析处理、存储和展示，同时对设备、测点属性配置的超限、违规异常的及时消息通知。u 可视化实时监控 通过曲线、文本、系统图、拓扑图、电子图纸等方式，针对不同类型的单元监控业务的监测参数进行实时监控。u 历史数据与曲线分析 针对采集的历史数据安全指定的分析条件进行基于监测参数、多参数、测点参数、关联测点参数、业务功能组关联测点参数的曲线分析。u 业务报表分析 提供基于参数、测点和矿井时累计、日累计、月累计等丰富的业务报表。u 专家分析与故障诊断 根据目标矿实际情况，建立专家分析模型，实现管段泄漏、管道堵塞、危险管段报警等功能。u
37、 分元瓦斯抽采达标评价 根据测点业务关联、区域关联分析，由最基本的抽采单元进行计量，实现从钻孔钻场到、巷段、工作面、采区、矿井的分元分级计量、分元达标评价。三、阳煤集团瓦斯治理技术（在线监测）（5）应用实例 新元公司采用的该套系统可实时显示瓦斯抽采泵站及各监测点管路的甲烷浓度、负压、流量、温度等参数，并具备历史数据曲线查询、报表查询、瓦斯抽采网络拓扑查询及瓦斯抽采设备信息查询等功能。矿井瓦斯抽采在线监测管网系统图 工作面抽采评价图 三、阳煤集团瓦斯治理技术（精准计量）3、精准计量管理 （1）概述 精准计量是利用瓦斯抽采在线监测系统对瓦斯抽采管路内的流量和浓度进行精准计量，目前集团公司普遍采用人
38、工现场观测和在线计量进行对比。在线监测设备主要包括：循环自激式流量传感器、红外甲烷传感器、管道一氧化碳传感器、钻孔汇流管瓦斯综合参数测定仪。流量三合一、甲烷传感器钻孔汇流管瓦斯综合参数测定仪 四、阳煤集团瓦斯防治基础管理（一）加强钻孔施工和验收 预抽本煤层的回采工作面，钻孔施工地点必须安设钻孔深度测定装置，推广“一钻一视频”系统，做到连续监测，同时要制定管理考核办法。钻孔验收前全长下筛管等，矿总工程师、通风区长要对钻孔深度进行抽检。总工程师抽检钻孔个数不小于1孔/面月，通风区长抽检钻孔的个数不小于1孔/面月，分管生产、安全、抽采及防突的副区长抽检钻孔的个数不小于2孔/面月。四、阳煤集团瓦斯防治
39、基础管理（二）进一步加强瓦斯抽采在线监测管理，实现精准计量 抽采瓦斯计量仪器符合相关计量标准要求，计量测点布置满足抽采达标评判、瓦斯利用及瓦斯抽采工资结算的需要，依据实际需求在泵站、主管、干管、支管及需要单独评价的区域分支、钻场、重要考察钻孔等布置测点。人工检测与抽采计量仪器仪表定期比对，井下抽采系统管道在线监测点设管理牌板，人工检查记录和当时监测数值要一并填写，以便直观对比，确保瓦斯抽采量数据真实、精确、有效。四、阳煤集团瓦斯防治基础管理（三）强化瓦斯抽采全覆盖工程 对于煤层瓦斯含量816m3/t的准备区,实行“先抽后掘”，即应采取地面钻井抽采与井下长钻孔及穿层钻孔预抽结合的方法，强化瓦斯抽采,待煤层瓦斯含量降到8m3/t以下,再开拓部署。对于煤层瓦斯含量8m3/t以下的煤炭生产区,实行“先抽后采”，即在原有井上、井下抽采基础上，井下采掘工作面继续强化抽采，待瓦斯抽采指标达到煤矿瓦斯抽采达标暂行规定要求后，方可进行采掘作业。四、阳煤集团瓦斯防治基础管理（四）完善高突矿井采煤工作面“一进两回”通风方式，实现由风排向全面抽采的转变 严格执行关于高突矿井采煤工作面强化抽采优化通风系统的通知（阳煤通字2016612号）的相关规定，每个生产采区至少设置一个井下移动抽采泵站。目前仍然存在专用排瓦斯巷的工作面瓦斯浓度按回风巷管理，但必须加强瓦斯抽采力度。
