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1、煤层气开采技术煤层气开采技术主主 要要 内内 容容一、概论一、概论u抽采瓦斯的必要性u矿井瓦斯抽采现状二、瓦斯抽采原则、方法和标准二、瓦斯抽采原则、方法和标准u瓦斯抽采原则u瓦斯抽采方法分类u建立瓦斯抽采系统的标准主主 要要 内内 容容三、开采层瓦斯抽采三、开采层瓦斯抽采u预抽煤层瓦斯的难易程度指标u钻孔预抽u边采(掘)边抽u提高煤层预抽瓦斯效果的技术途径四、邻近层瓦斯抽采四、邻近层瓦斯抽采u原理u钻孔抽采u巷道抽采主主 要要 内内 容容五、采空区瓦斯抽采五、采空区瓦斯抽采u采空区瓦斯涌出u抽采方法六、瓦斯抽采附属装置六、瓦斯抽采附属装置u三防装置u放水器七、瓦斯抽采检测装置u浓度检测u流量检
2、测u压力检测主主 要要 内内 容容八、提高矿井瓦斯抽采效果的技术途径八、提高矿井瓦斯抽采效果的技术途径u钻场、钻孔合理空间位置的确定u深孔控制预裂爆破u高压水射流扩孔u综合抽采瓦斯u严密封孔u矿井瓦斯抽采系统工作状态监控主主 要要 内内 容容九、瓦斯抽采组织管理及主要安全技术措施u组织管理u安全技术措施十、名词解释和瓦斯抽采率计算u抽采瓦斯名词解释u瓦斯抽采率计算十一、瓦斯自动引排装置一、概一、概论论瓦斯抽采的必要性瓦斯抽采的必要性u确保安全生产n我国煤矿瓦斯灾害非常严重高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井多(近300个)，比例大(约50%)矿井瓦斯涌出量大阳泉一矿 中厚煤层综采面 50m3/min以
3、上阳泉五矿 综放面 100 m3/min以上松藻打通一矿 薄煤层综采面 35 m3/min以上我国是世界上煤与瓦斯突出最严重的国家之一，近几年突出次数300多次/年随着矿井开采深度的加深和开采强度的加大，矿井瓦斯涌出量和煤与瓦斯突出的危险性也相应增大一、概一、概论论瓦斯抽采的必要性瓦斯抽采的必要性u确保安全生产n我国煤矿瓦斯灾害非常严重u百万吨死亡率高中国南非印度波兰俄罗斯美国1999年6.082000年60.130.420.260.460.0252001年5.852002年512倍200倍重点1.25地方3.83乡镇12.1一、概一、概论论瓦斯抽采的必要性瓦斯抽采的必要性u确保安全生产n我国
4、煤矿瓦斯灾害非常严重重大事故中，国有重点煤矿占13.9%，国有地方矿占13.5%，乡镇煤矿占72.6%特别重大事故中，国有重点煤矿占29.1%，国有地方矿占14.4%，乡镇煤矿占56.5%2002年发生一次死亡10人以上的重特大事故，分别占工业企业的事故次数和死亡人数的86%和90%在全国煤矿事故发生次数和死亡人数中，瓦斯事故均在80%左右一、概一、概论论n我国煤矿瓦斯灾害非常严重一次死亡人数多，损失严重，对生产和社会影响恶劣的是瓦斯事故我国煤矿发生的特别重大事故主要是瓦斯事故实现安全生产目标的重点是：控制瓦斯爆炸，瓦斯煤尘爆炸和煤与瓦斯突出n瓦斯灾害已成为严重威胁煤矿安全生产、制约生产发展的
5、重大问题n防治瓦斯灾害的治本措施抽采瓦斯一、概一、概论论n全面贯彻安全生产12字方针监测监控、先抽后采、以风定产监测监控、先抽后采、以风定产n实例美国黑勇士盆地橡树沟煤矿煤层瓦斯含量14.2m3/t抽取4年后6.7m3/t抽取11年后3.8m3/t煤层瓦斯含量降低了73%，高瓦斯矿井低瓦斯矿井一、概一、概论论n实例淮南矿业集团全局瓦斯抽采量1997年前500万m3/a特大瓦斯事故19901997年八起1997年二起死亡133人对策开采保护层抽采瓦斯方针可保尽保，应抽尽抽效果瓦斯抽采量2001年7000万m3/a2002年突破1亿m3/a2003年1.4亿m3/a2004年1.5亿m3/a计划2
6、007年达1.8亿m3/a瓦斯超限次数1997年1300多次/a2002年200多次/a淮南矿区淮南矿区一、概一、概 论论瓦斯抽采的必要性瓦斯抽采的必要性u保障煤矿安全生产实例开采保护层抽采瓦斯淮南矿业集团公司l开采远距离下保护层抽采瓦斯瓦斯抽采的必要性瓦斯抽采的必要性u开采保护层抽采瓦斯淮南矿业集团公司效果l13#煤层 瓦斯压力 P 4.4MPa0.5MPa 瓦斯含量 X 13m3/t5m3/t 膨胀变形 26.33 透气性系数 0.01132.09m2/MPa2d 增大近3000倍 工作面瓦斯抽采率 60%以上 突出危险完全消除 工作面相对瓦斯涌出量 25m3/t5m3/t 回风流平均瓦斯
7、浓度 1.15%0.5%煤巷月进度 4060m200m以上 工作面日产量 1700t/d5100t/d一、概一、概论论u煤层气优质清洁能源按燃烧热值计算1m3瓦斯相当于1.25标准煤1燃油接近1m3天然气按热效率计算1m3煤层气相当于4标准煤瓦斯是比天然气、燃油、特别是比煤洁净得多的一种优质能源一、概一、概论论u甲烷(CH4)温室效应气体温室效应强度CH4CO22060倍我国风排瓦斯量100亿m3/年占世界排放总量的1/3联合国环保部门十分关注中国煤矿瓦斯抽取与利用项目u一箭三雕保障煤矿安全生产优质清洁能源开发利用保护大气环境煤层气液化技术煤层气液化技术-煤层气开发利用的关键技术煤层气开发利用
8、的关键技术一、限制煤层气开发利用的根本原因一、限制煤层气开发利用的根本原因煤层气气井的分布具有偏散小的特点：煤层气气井的分布具有偏散小的特点：偏偏气源远离大型工业区气源远离大型工业区,远离大城市居民区；远离大城市居民区；散散气井大面积分布、不集中、气源形不成规模；气井大面积分布、不集中、气源形不成规模；小小单井产量不够大，储量有限，可开采期短。单井产量不够大，储量有限，可开采期短。近煤层气田大规模应用的条件：近煤层气田大规模应用的条件：化工厂落地生根化工厂落地生根,投资大投资大,要求规模化要求规模化,需要长期稳定的大产量气需要长期稳定的大产量气源；源；大型发电厂同样需要长期稳定的大产量气源；大
9、型发电厂同样需要长期稳定的大产量气源；小型发电厂不能上网小型发电厂不能上网,同样无法实现能源远距离输送。同样无法实现能源远距离输送。煤层气远距离运输的办法：煤层气远距离运输的办法：远距离铺设天然气管道远距离铺设天然气管道“西气东输西气东输”，巨额投资；，巨额投资；常温高压气瓶车载运输常温高压气瓶车载运输“钢铁运输钢铁运输”，成本太高；，成本太高；低温常压液化槽车运输低温常压液化槽车运输“无边无界无边无界”，低成本，低成本,新疆到广东。新疆到广东。二、煤层气液化解决煤层气远距离运输问题二、煤层气液化解决煤层气远距离运输问题一、概一、概论论矿井瓦斯抽采现状国外井下抽采全世界有17个国家的623个矿
10、井抽采瓦斯，年抽采总量达50亿m3，其中：前苏联21亿m3，美国5.6亿m3、原德国6.8亿m3，英国3.9亿m3、捷克3.3亿m3、波兰2.6亿m3、日本2.0亿m3、法国2.8亿m3、澳大利亚1.2亿m3。原苏联解体后，煤产量大幅下降，瓦斯抽采量急剧减少，95年为12.6亿m3。德、日、捷、法等国煤炭工业萎缩，抽采量也呈下降趋势。一、概一、概论论矿井瓦斯抽采现状国外地面抽取美国时间(年)年抽取量(亿m3)累计抽取量(亿m3)199055.7199134.390.0199245.7135.7199435.0215.0199692.8背景70年代能源危机一、概一、概论论矿井瓦斯抽采现状国内煤层气资源3035万亿m3加拿大5785万亿m3前苏联52.1万亿m3美国2.111.4万亿m3波兰1.3万亿m3抽采量80年代2.83.8亿m3/年90年代前期达6亿m3/年，后期达8.7亿m3/年2000年起大幅上升2003年15.2亿m3/年2004年18.66亿m3/年100多口地面钻孔抽采瓦斯效果不理想，1000m3/d占90%以上结论井下抽采井下抽采