煤与煤层气协调开采的含义及关键问题定量分析

首先介绍人们对煤层气(煤矿瓦斯)的能源价值及其温室效应的认识过程;接着从我国煤与煤层气两种资源开采过程中的一些矛盾引出协调开采问题;然后从采气对采煤的影响和采煤对采气的影响两方面深入探讨煤与煤层气协调开采的含义,即对煤矿区煤层气与煤炭资源统一编制开发利用方案,在追求地面井抽采综合经济效益的同时尽可能减小对后续煤炭资源安全开采的不利影响,在充分利用井巷工程进行井下抽采的同时尽可能提高抽采量、抽采浓度,在保障安全和资源回收率的前提下使煤层气地面井抽采、井下抽采与煤炭资源开采的综合经济效益最大化;最后,对煤层气抽采的几个关键问题做定量分析,包括平行钻孔煤层气抽采率的理论计算,根据回采工作面瓦斯浓度不超限与煤巷掘进过程中不发生煤与瓦斯突出的条件反求预抽煤层气允许的残余含量等,其结果可用于煤与煤层气协调开采设计、评估等定量计算。     

关于进一步加强煤矿瓦斯防治工作的若干意见

近年来,国家先后出台了一系列加强煤矿瓦斯(煤层气)防治工作的政策措施,全国煤矿瓦斯抽采利用量大幅度上升,瓦斯事故起数和死亡人数大幅度下降.但随着煤矿开采强度增大、采掘深度增加,瓦斯防治难度越来越大,同时,瓦斯防治责任不落实、措施不到位等问题在一些地方和企业仍然比较突出.     

国家安全监管总局国家煤矿安监局关于加强煤矿瓦斯先抽后采工作的指导意见

为贯彻《国务院办公厅关于加快煤层气(煤矿瓦斯)抽采利用的若干意见》(国办发[2006]47号),进一步加强煤矿瓦斯先抽后采工作,督促煤矿企业用足用好国家煤层气抽采利用各项优惠政策,依据《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》(以下简称《特别规定》)和《煤矿瓦斯抽采基本指标》(以下简称《基本指标》)、《煤矿瓦斯抽采规范》等法规和标准,提出本指导意见.     

国家安全监管总局国家煤矿安监局关于加强煤矿瓦斯先抽后采工作的指导意见

为贯彻《国务院办公厅关于加快煤层气(煤矿瓦斯)抽采利用的若干意见》(国办发[2006]47号),进一步加强煤矿瓦斯先抽后采工作,督促煤矿企业用足用好国家煤层气抽采利用各项优惠政策,依据《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》(以下简称《特别规定》)和《煤矿瓦斯抽采基本指标》(以下简称《基本指标》)、《煤矿瓦斯抽采规范》等法规和标准,提出本指导意见.     

国家安全监管总局国家煤矿安监局关于加强煤矿瓦斯先抽后采工作的指导意见

安监总煤装[2007]188号各产煤省、自治区、直辖市及新疆生产建设兵团煤炭行业管理和煤矿安全监管部门,各省级煤矿安全监察机构,司法部直属煤矿管理局,中央管理有关企业:为贯彻《国务院办公厅关于加快煤层气(煤矿瓦斯)抽采利用的若干意见》(国办发[2006]47号),进一步加强煤矿瓦斯先抽后采工作,督促煤矿企业用足用好国家煤层气抽采利用各项优惠政策,依据《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》(以下简称《特别规定》)和《煤矿瓦斯抽采基本指标》(以下简称《基本指标》)、《煤矿瓦斯抽采规范》等法规和标准,提出本指导意见。     

高位钻孔与采空区埋管瓦斯抽放技术对比研究

为了采取合理的瓦斯抽采技术,实现矿井安全高效开采,对朱集煤矿13—1煤层实行高位钻孔以及上隅角采空区埋管作为抽采瓦斯实验方案。通过对现场工程实践以及实测数据进行对比分析,得出了实验结果。结果表明：应用高位钻孔瓦斯抽采技术的抽采效果十分明显,且工程施工费用较低,易于生产管理,该抽采技术适用于朱集煤矿采空区瓦斯抽放。     

低透气性薄煤层煤与瓦斯共采技术研究

煤与瓦斯共采技术是煤矿绿色开采技术的重要组成部分之一.针对矿井煤层薄、煤层透气性低、煤层瓦斯含量低等特点,应用岩层移动理论和采空区瓦斯流动规律,研究了采场内卸压瓦斯的运移路径和富集区域,建立了矿井煤与瓦斯共采系统,采用了高位顶板穿层钻孔瓦斯抽采方法和老采空区瓦斯抽采方法等综合瓦斯抽采方法,降低了矿井瓦斯涌出量,消除了工作面瓦斯积聚现象,提高了矿井瓦斯抽采率和抽采浓度.在保障煤炭资源安全开采的前提下实现了瓦斯资源的安全、高效抽采.     

低渗高突煤层体系化瓦斯治理关键技术研究

为了解决制约我国煤矿安全高效生产的低渗高突煤层瓦斯治理难题,针对低渗高突煤层瓦斯治理的特殊性和难点,提出低渗高突煤层体系化瓦斯治理概念及科学内涵,凝练出N2泡沫压裂储层改造、定向羽状多分支水平井开采、对接井水力运移卸压开采、条带式井上下联动卸压开采、区域递进式井上下联动抽采、井上下联动抽采系统优化、采掘活动卸压带瓦斯抽采、井下钻-割-压-冲-注一体化瓦斯治理8项关键技术。研究表明:体系化瓦斯治理是保障低渗高突煤层安全开采的一种有效模式,充分考虑和结合煤矿生产特点,根据规划区、准备区、生产区不同阶段任务安排,做好超前规划和有序衔接,是体系化瓦斯治理关键技术最终取得良好瓦斯治理效果的关键。     

煤矿瓦斯事故防治关键技术与创新成果

<正>本文在分析瓦斯事故的主要类型和发生原因的基础上，阐述了目前瓦斯事故防治的重点与难点，从瓦斯灾害预警、瓦斯高效抽采、矿井智能通风等方面，着重介绍了瓦斯防治技术的最新成果，并提出瓦斯防治技术未来的需求和发展方向。众所周知，煤矿开采过程中往往伴随着多种灾害的发生，如瓦斯煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、窒息、中毒、火灾、透水、片帮、冒顶等。     

大力推进煤矿瓦斯抽采利用

2009年第24期《求是》杂志刊载了中共中央政治局委员、国务院副总理张德江的署名文章《大力推进煤矿瓦斯抽采利用》,文中深刻阐述了煤矿瓦斯抽采利用的重大意义,呼吁大力推进煤矿瓦斯抽采利用,并且提出了加大煤矿瓦斯抽采利用工作力度的具体措施。本刊转载此文,希望能够为相关行业企业和监管部门提供指导。     

国家自然科学基金项目:“煤矿极低浓度抽采瓦斯掺混爆炸特征及利用的应用基础研究”(51974322)研究进展

煤层气,又称为瓦斯,是煤矿井下主要的有害气体和危险源,其主要成分是甲烷。我国目前已探明的煤层气储量为36.81万亿立方米,与常规天然气储量(54.36万亿立方米)相当。作为煤矿开采的伴生洁净能源,我国每年在采煤的同时抽采瓦斯量巨大,同时瓦斯也是重要的温室气体,单位质量的甲烷对大气温室效应的影响是二氧化碳的21倍。我国每年有大量瓦斯直接排放到大气中,造成严重的资源浪费和环境污染。     

大力推进煤矿瓦斯抽采利用

加快煤矿瓦斯抽采利用，是贯彻落实科学发展观，推进煤矿安全发展、清洁发展、节约发展的必然要求，是一项大有可为的事业。党中央、国务院高度重视，成立专门工作机构，安排专项资金，制定了防治结合、标本兼治的重要决策和一系列政策措施，大力推进煤矿瓦斯抽采利用。近年来，通过各地区、各部门的共同努力，煤矿瓦斯治理利用取得了明显成效，但仍需进一步加大工作力度，努力实现煤矿瓦斯抽采产业化利用、规模化发展，促进煤矿安全生产形势稳定好转，推动经济发展，增加能源供给，减少环境污染。     

低透气性突出煤层群首采层掏心无煤柱开采卸压消突与瓦斯治理试验研究

针对深井高瓦斯低透气性突出煤层群消突和首采层开采卸压瓦斯治理难题,以谢桥煤矿11426工作面开采为例,设计首采中间层无煤柱开采、实现上下突出煤层均消突的技术方案,研究了Y型通风工作面采空区瓦斯及风压分布规律,结合煤层群开采巷道布置条件,提出并实施留巷侧井下暗立眼回风阶段留巷Y型通风技术,强化留巷墙体封闭和留巷采空侧回风立眼封闭等卸压瓦斯抽采技术,实现了深井煤层群首采层工作面的安全高效回采和邻近突出煤层的全面消突。11426工作面回采期间,绝对瓦斯涌出量最大47.67 m3/min,工作面瓦斯抽采率高达65%以上,研究成果为今后类似深井煤层群开采的卸压瓦斯抽采和治理提供技术指导。     

切实保证矿工生命安全——详解《煤矿矿长保护矿工生命安全七条规定》(中)

<正>第四条:必须做到瓦斯抽采达标,防突措施到位,监控系统有效,瓦斯超限立即撤人,严禁违规作业。瓦斯不治,矿无宁日。加强瓦斯的防治,是煤矿安全生产的重中之重。近年来,国家出台了一系列促进瓦斯防治工作的政策措施,确立了先抽后采、监测监控、以风定产的瓦斯治理方针,着力构建"通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位"的煤矿瓦斯综合治理工作体系。瓦斯抽采达标是指应当进行瓦斯抽采的矿井建立完善的瓦斯抽采系统并运行正常、管理严格;做到应抽尽抽、多措并举、抽掘采平衡;矿井瓦斯抽采率、抽采区域煤层瓦斯压力及含量等指标符合有关法律法规、行业规范的要求;瓦     

远距离被保护层被保护区域预抽瓦斯效果研究

为了研究远距离被保护层被保护区域预抽瓦斯效果,为其他区域同一保护层和被保护层开采提供依据和借鉴。基于保护层开采、煤与瓦斯突出防治等理论,首先对保护层开采防止煤与瓦斯突出机理进行研究,接下来计算了保护层开采保护范围,继而从瓦斯抽采量、抽采率和煤层顶底板相对变形量等方面对采用的地面钻孔和底板巷向上穿层钻孔等瓦斯抽采技术预抽被保护区域瓦斯效果进行了研究。结果表明:开采保护层有效减少或消除被保护层煤与瓦斯突出危险性,煤层瓦斯预抽率远大于30%,被保护层的最大膨胀变形远大于3‰。     

大力推进煤矿瓦斯抽采利用

加快煤矿瓦斯抽采利用,是贯彻落实科学发展观,推进煤矿安全发展、清洁发展、节约发展的必然要求,是一项大有可为的事业.党中央、国务院高度重视,成立专门工作机构,安排专项资金,制定了防治结合、标本兼治的重要决策和一系列政策措施,大力推进煤矿瓦斯抽采利用.     

低含量超强开采工作面瓦斯异常涌出防治技术

为解决低瓦斯含量煤层在超高强度开采工艺下,U型通风回采面割煤期间瓦斯涌出量突增、采空区持续高瓦斯涌出以及上隅角瓦斯频繁超限等问题,在确认瓦斯异常涌出原因基础上,以塔山煤矿为例,研究煤层注水抑制落煤瓦斯涌出和专用巷分期排抽采空区瓦斯联合防治技术。结果表明,煤层注水消除了割煤期间瓦斯突增现象——回风流中最大瓦斯体积分数仅0.58%;在开采初期瓦斯专用巷自然引排使回采面形成U+I型通风方式,分担风排瓦斯量约30 m~3/min,在开采中、后期的密闭负压抽采,瓦斯排放量提升至40 m~3/min。采用该技术,已将回采期间的工作面瓦斯体积分数有效控制在0.6%以下,实现安全高效开采。     

基于Adam优化深度神经网络快速确定瓦斯抽采半径*

为解决煤矿瓦斯有效抽采半径难以快速准确确定的问题,采用基于Adam算法优化DNN（深度神经网络）方法来预测瓦斯抽采半径。查阅文献共收集已得到验证的970组数据集,每组数据选取煤层瓦斯初始渗透率、钻孔直径、抽采时间、地应力、煤层初始瓦斯压力作为预测模型的5个特征量,有效抽采半径作为目标输出值。接着预测模型进行不断学习和训练,最终训练得到1个最优的瓦斯有效抽采半径预测模型。利用训练好的最优预测模型结合Python语言开发出计算有效抽采半径的软件,并使用该软件在四季春煤矿和鹤煤六矿进行有效抽采半径预测的工程实例研究,验证该软件预测抽采半径的实用性和准确性。研究结果表明:通过使用开发的软件,可快速且较准确地计算出矿井瓦斯有效抽采半径,可为暂不具备现场测试条件的矿井抽采设计提供一定的参考依据。     

穿层预抽钻孔倾角与煤层气抽采效果关系的研究

为研究穿层钻孔倾角与煤层气抽采效果的关系,基于钻孔围岩应力分布规律及瓦斯流动规律的相关研究,分别从孔卸压效果、钻孔瓦斯流动情况及钻孔抽采长度三方面探讨了钻孔倾角如何影响煤层气抽采效果,并给出了钻孔倾角对煤层气抽采影响的数学模型。经理论分析及现场试验对比,结果表明:钻孔围岩应力和钻孔倾角间存在三角函数关系,围岩应力分布的不同导致钻孔周围煤层透气性的改变;随钻孔倾角的减小,煤层段钻孔长度增加,钻孔暴露煤体增大,有助于煤体瓦斯的解析。且钻孔与煤层割理交集变大,瓦斯流通通道增加;钻孔倾角对煤层气抽采效果有着不可忽视的作用。     

五阳煤矿深孔预裂爆破预抽煤层瓦斯的试验研究

为了解决五阳煤矿3#煤层采掘工作面瓦斯涌出量大、瓦斯超限、抽采效果差等问题,提出了深孔预裂爆破预抽煤层瓦斯的治理方法,并在试验矿井7603采煤工作面进行了现场试验;同时确定了五阳煤矿深孔预裂爆破的钻孔布置参数,并对爆破前后的抽采瓦斯浓度、抽采量进行现场考察分析。现场实践表明,深孔预裂爆破能够有效提高煤层的透气性、瓦斯抽采浓度和抽采量,减少抽采时间,为矿井开展深孔预裂爆破预抽瓦斯技术措施提供实践经验和技术支持。