袁亮院士2010年4月15日CUMT博士论坛讲课.pptVIP

* * ◆1立方米煤层气热值相当于1.13升汽油和1.22千克标准煤。 ((2.5*100000000)*1.22)/1000 = 305 000 吨 ◆截至今年10月底，山西省瓦斯抽采达到17.18亿立方米，利用4.09亿立方米，利用率24%，相当于节约标准煤20万吨。同口径抽采增加25%，利用增加53%。有关专家称，这在全国是先进的。 ◆据测算，河南全省每年排放瓦斯10亿立方米以上，这一成套技术在省内全面推广应用后，可以增加瓦斯抽采和利用量5亿立方米以上，相当于替代60万吨标准煤，二氧化碳排放减少800万吨、二氧化硫排放减少23万吨，可有效推进煤层气开发利用产业的快速发展。 高吸附括号内，强相关性放前面。 字号、粗细刷大了 * * 改变通风流场采用Y型通风。。。要不要倒过来？ 形成。。。新方法？ 留巷内钻孔法？ * * * * * * 位于顶底板不同层位存在4个瓦斯富集区--》位于顶底板不同层位的4个瓦斯富集区 国情、以及---》国情及 * * * 瓦斯共采技术 * * * * * 首采层 回风巷 进风巷 被卸压煤层 首采层 回风巷 进风巷 被卸压煤层 瓦斯 瓦斯 首采层 回风巷 进风巷 卸压距离20～150m 被卸压煤层 瓦斯 瓦斯 钻孔抽采半径500～800米 地面钻井示意图 地面瓦斯抽采效果 单井年瓦斯抽采量300～1100万m3，抽采半径229～810m。 现场试验效果 工作面 回采区段煤柱 上隅角 采空区 上区段采空区 采空区空气流场 进风 回风 上区段采空区 沿空护巷 工作面 采空区空气流场 采空区 进风 进风 回风 传统留煤柱U型通风 无煤柱沿空护巷Y型通风 鉴于首采保护层工作面的瓦斯只能采用风排为主的方法，随着开采深度增加和保护层瓦斯升级，面临瓦斯抽采工程量大、成本高，U型通风上隅角瓦斯难治理等问题，必须优化煤与瓦斯共采技术，确保首采保护层工作面安全开采是关键； 研究发现改变通风流场，将空气压力场能位和瓦斯场流动运移向采空区后方挪移，可以消除上隅角瓦斯的安全威胁。提出了采用Y型通风、采空区护巷、在留巷内布置钻孔连续抽采采空区卸压解吸瓦斯的新思路。 （二）无煤柱沿空护巷Y型通风、煤与瓦斯共采技术 三、煤与瓦斯共采关键技术成果 首采层采场内应力场、裂隙场及瓦斯场分布和演化规律； 采空区护巷围岩控制技术； 留巷钻孔连续抽采采空区瓦斯技术。 获得的新认识及工程技术新方法 需要研究解决的关键技术 首次提出了在煤层群中选择瓦斯含量低、安全可靠的薄煤层(0.4～1.0m)首先开采，采用Y型通风改变通风流场，形成首采保护层工作面前部采煤、后部在采空区护巷并抽采卸压解吸瓦斯的煤与瓦斯共采工程技术新方法。 增压区位于首采保护层工作面前方0～30m，应力集中系数为2～3倍；采空区300～500m以外为卸压稳定区； 裂隙发展期为首采保护层工作面后方0～50m；活跃期位于50～500m；衰减期为500m以后且呈楔形偏向采空区发展。 留巷采空侧走向裂隙发育演化 竖向楔形裂隙发育区范围 1、研究实现了4个方面的重大进展 第一：研究并揭示了首采保护层采场内应力场、裂隙场分布及演化规律，为布置抽采瓦斯钻孔提供了依据 Y型通风采空区瓦斯浓度分布规律：采空区顶板5～40m，首采保护层工作面开采后50m超过10%、100m超过20%、300m达到40%。 进风 进风 回风 首采工作面 采空区高浓瓦斯富集区 出煤 沿空留巷 瓦斯抽采钻孔 回 风 Y型通风进风巷 填充墙体 首采层 1#钻孔 2#钻孔 3#钻孔 4#钻孔 5#钻孔 Y型通风首采工作面平面图 第二：发现了首采层开采后顶底板不同层位存在4个瓦斯富集区，揭示了Y型通风采空区顶板瓦斯浓度及瓦斯场分布规律 顶板环形瓦斯富集区 上向被卸压煤层解吸瓦斯富集区 下向被卸压煤层解吸瓦斯富集区 竖向楔形瓦斯富集区 卸压瓦斯富集区 Y型通风首采工作面剖面图 研制出高承载性能机械化施工的巷旁充填支护技术，满足了综采工作面日进10m、日产2万吨的快速开采要求； 实现900m深井护巷断面8～10m2，长度达2900m的世界纪录，是国外的2～3倍，成本仅为欧洲的1/3。 第三：开发了适合国情及淮南矿区煤岩特点的无煤柱护巷围岩控制关键技术，并获得2项国家发明专利(ZL200710026096.9、ZL200710026095.4) “三位一体”围岩控制技术 P1 充填墙体 巷旁充填侧模板支架 900m深度护巷效果 第四：开发成功无煤柱(护巷)Y型通风留巷钻孔法抽采瓦斯关键技术，并获得国家发明专利(ZL200710024859.6) 现场试验效果：抽采瓦斯浓度10～40%，首采层采空区瓦斯抽采率70%以上，连续抽采最高达90%。 13-1煤 11-2煤 -800m -869m 表土层 砂岩