瓦斯抽采达标汇报材料剖析.docx
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瓦斯抽采达标汇报材料剖析
瓦斯抽采达标示范矿井建设汇报材料
XX煤矿
（XXXXXXXXXXXXX）
尊敬的各位领导：
按照集团公司将XX煤矿打造成为瓦斯抽采达标示范矿井的要求，XX煤矿结合矿井瓦斯治理实际，认真树立“全员全力全覆盖治理瓦斯”和“一个钻孔就是一项系统工程”理念，不断转变观念，强化抽采系统建设，持续改进抽采工艺，实施封孔、联孔的精细管理，全力以赴推进抽采达标示范工程建设，在瓦斯治理及提升瓦斯抽采效果方面取得了一定成效，现简要汇报如下：
一、矿井瓦斯抽采现状
（一）瓦斯基本情况
XX煤矿目前主采3#、9#煤层均为煤与瓦斯突出煤层，井田总体瓦斯地质类型较为复杂，瓦斯涌出量大，矿井绝对瓦斯涌出量为230.45m3/min，相对瓦斯涌出量19.05m3/t。
根据煤炭科学研究总院沈阳研究院《煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》，3#煤煤质松软裂隙不发育，瓦斯含量11.77-14.89m3/t，瓦斯压力为1.24-2.44Mpa，坚固性系数0.21-0.36，破坏类型为III，煤层透气性系数4×10-4毫达西，属于瓦斯较难抽采煤层；9#煤煤质坚硬裂隙发育情况较好，原始瓦斯含量6.96-14.32m3/t，瓦斯压力为0.36-1.64Mpa，坚固性系数为0.41-0.93，破坏类型为III，煤层透气性系数35×10-4-2208×10-4毫达西，属于可抽采煤层。
（二）抽采系统
XX煤矿现有冀家垴地面永久瓦斯抽放泵站一座，配备8台水循环式真空瓦斯抽采泵，其中：
额定抽采量1200m3/min的瓦斯泵2台，负担9#煤本煤层瓦斯抽采（一用一备）；额定抽采量1000m3/min的瓦斯泵2台，负担3#煤一、二、四采区本煤层瓦斯抽采（一用一备）；额定抽采量600m3/min的瓦斯泵4台，2台负担3#煤十采区本煤层瓦斯抽采（一用一备），2台负担3#煤邻近层瓦斯抽采（一用一备）。
地面瓦斯抽采泵通过井下各采区主、干管路及顺槽支管路，实现工作面本煤层、邻近层瓦斯分源抽采。
目前，矿井瓦斯抽采量82m3/min，其中，本煤层瓦斯抽采量48m3/min，邻近层瓦斯抽采量34m3/min。
（三）抽采方式
本煤层抽采方式：
顺层条带钻孔预抽、千米钻机递进抽采预抽。
邻近层抽采方式：
3#煤邻近层采用顶板穿层钻孔边采边抽的方式；9#煤邻近层采用工作面上方布置顶板走向高抽巷边采边抽的方式。
二、抽采达标示范矿井建设推进情况
（一）高度重视，强化组织保障
1、成立以公司董事长为组长、总工程师为常务副组长瓦斯抽采达标工程领导组，统一指导、组织、协调全矿瓦斯抽采达标工程建设。
2、成立瓦斯抽采达标办公室，负责制定抽采达标规划、方案，出台相应标准与制度，牵头组织推进各项工程，负责抽采队伍工资结算及干部考核问责，促进抽采达标工程的顺利进展。
（二）建章立制，优化顶层设计
XX煤矿先后出台了《抽采达标示范矿井建设实施方案》、《抽采达标实施细则》、《一个钻孔就是一项系统工程实施办法》、《打钻视频监控管理制度》、《三棱、肋骨钻杆使用规定》、《放水器管理规定》等一系列抽采示范矿井的规划制度，建立起了一整套瓦斯抽采达标的管理体系，同时，出台了以抽采效果为结算依据的工资结算政策。
（三）精心组织，扎实推进
1、完善抽采管路系统，实现瓦斯抽采基础条件达标
根据抽采达标示范矿井建设要求，公司积极组织专人对瓦斯抽放泵站至工作面顺槽所有主、干、支管路进行了全系统的漏气排查，总计排查管路长度36600m，保证了瓦斯抽采管路气密性，提高了抽采负压；排查整修后，各顺槽支管路抽采负压均达15Kpa以上。
2、优化顺槽瓦斯抽采管路系统，实现抽采单元评价
通过与淮南煤业集团经验交流，我公司优化顺槽瓦斯抽采管路，采用由Ф400mm铁管和Ф226mm单元评价铁管组成的抽放系统，法兰盘厚度均为10mm，代替原Ф560mm镀锌螺旋管。
单元评价管每100m为一个评价单元。
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，示范巷道每个评价单元安装1套孔板流量计和1套在线监测装置。
目前，井下已安装Ф400mm顺槽支管5000m，Ф226mm单元评价支管1130m。
顺槽支管优化设计图
3、改进封、联孔工艺，实现本煤层瓦斯抽采效果达标
（1）封孔材料试验
针对本煤层瓦斯抽采单孔浓度低的问题，2015年12月上旬，公司组织平顶山安泰华矿用安全设备制造有限公司、山西联安矿用设备有限公司、阳泉市鸿亿达工贸有限公司3家厂家进行了地面及井下封孔试验，通过试验对比，最终确定使用平顶山安泰华矿用安全设备制造有限公司封孔水泥。
（2）优化封孔、联孔工艺
2015年12月底，集团公司总工办在五矿丛鑫橡塑公司召开了本煤层钻孔封孔、抽采研讨会，确定采用平顶山安泰华矿用安全设备制造有限公司封孔器、封孔水泥及阳泉丛鑫橡塑制品有限责任公司高压管联孔工艺。
封孔工艺：
采用囊袋式“两堵一注”水泥砂浆封孔，封孔深度17m，封孔段9-17m，封孔段长度8m，注浆水灰配比1：
1，注浆压力不低于2Mpa。
本煤层瓦斯抽采钻孔封孔示意图
联孔工艺：
采用高压管连接，10个孔为一组，100m为一个评价单元，每组安装导流管、放水器，实现分组计量。
目前3#煤新施工钻孔封孔合格率达87%以上，最高单孔抽采浓度达91%；9#煤新施工钻孔封孔合格率达96%以上，最高单孔抽采浓度达95%。
4、推广使用三棱、肋骨钻杆，大幅提高钻孔成孔率
积极推广使用肋骨钻杆、三棱钻杆施工本煤层钻孔，并全程下筛管，打钻效率提高至1个孔/小班，成孔率达90%以上，下筛管率达85%以上，有效消除工作面打钻盲区。
肋骨钻杆三棱钻杆
5、推行一钻一视频，实现地面钻、验远程监控
9105进风、3412进风、3412辅助进风各安装了1套打钻视频监控系统，在地面通过视频对打钻现场的钻进、退杆进行实时监督，代替人工验孔。
6、完善抽采在线监测系统，提高瓦斯抽采计量精确性
目前，XX煤矿地面瓦斯抽放泵站、采区大巷、工作面顺槽管路共计安装抽采在线监测装置52套，实现对矿井瓦斯抽采全方位实时监测。
同时，XX煤矿自主开发了XX煤矿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。
矿井瓦斯抽采在线监测管网系统图
9105工作面抽采评价图9105进风第一单元抽采评价图
（四）以点带面，示范引领
XX煤矿积极推进抽采达标示范巷道各项工程，组织管理人员，对示范巷道管路安装、钻孔施工、封孔、联孔进行现场跟班写实，全程监督，取得了有效进展，具体情况如下：
1、9105进风巷抽采达标工程进展
2016年2月中旬开始施工本煤层孔，现已施工5个评价单元，共计封联孔219个，孔间距2m，平均单孔施工深度128m，成孔率98%，平均单孔下筛管深度119m，下筛管率93%。
据观测记录显示，单孔最高浓度95%、最低浓度36%，平均单孔抽采纯量0.09m3/min，平均单孔日抽放量130m3。
9105工作面抽采评价图
9105进风顺槽本煤层瓦斯抽采统计表
示范巷道名称
评价单元
开始抽采时间
孔数（个）
抽放天数（天）
抽采浓度（%）
混合量（m3/min）
纯量（m3/min）
累计抽采量（万m3）
9105进风顺槽
第一单元
2016.2.21
50
95
80.3
4.7
3.8
43.3
第二单元
2016.3.7
50
81
85.1
5.1
4.3
48.6
第三单元
2016.3.30
50
56
89.5
5.8
5.2
39.1
第四单元
2016.4.20
50
36
84.2
5.3
4.4
16.4
第五单元
2016.5.12
19
15
85.3
2.1
1.8
2.1
顺槽干管
2016.2.21
219
95
81.0
23.1
18.7
147.7
备注：
9105进风原始瓦斯含量14.32m3/t。
2、3412辅助进风巷抽采达标工程进展
于2016年4月初开始施工本煤层钻孔，现已施工2个评价单元，共计封联孔62个，孔间距3m，平均单孔施工深度118m，成孔率96%，平均单孔下筛管深度106m，下筛管率90%。
据观测记录显示，单孔最高浓度91%、最低浓度30%，平均单孔抽采纯量0.06m3/min，平均单孔日抽放量86m3。
3412工作面抽采评价图
3412辅助进风顺槽本煤层瓦斯抽采统计表
示范巷道名称
评价单元
开始抽采时间
孔数（个）
抽采天数（天）
抽采浓度（%）
混合量（m3/min）
纯量（m3/min）
累计抽采量（万m3）
3412辅助进风顺槽
第一单元
2016.4.4
33
52
69.3
4.9
3.4
16.2
第二单元
2016.4.18
29
38
72.4
2.5
1.8
7.8
顺槽干管
2016.4.4
62
52
63.1
6.8
4.3
22.8
备注：
3412辅助进风原始瓦斯含量11.77m3/t。
三、抽采达标示范巷道建设效果评价
示范巷道9105进风、3412辅助进风巷以一个评价单元即100米抽采为例，普通巷道以9101进风、3415进风100米抽采为例，进行对比分析。
（一）抽采工艺对比
1、顺槽支管路系统
9105进风、3412辅助进风均采用由Ф400mm×3mm×3m铁管和Ф226mm×3mm×4m单元评价铁管组成的抽放管路系统，相比9101进风、3415进风采用的Ф560mm×1.7mm×2m镀锌螺旋管抽放管路系统，气密性、复用率高，且实现了抽采单元评价。
2、钻孔施工工艺
9105进风本煤层钻孔采用ZDY-4000L型履带机、三棱钻杆施工，孔间距2m；9101进风本煤层钻孔采用ZDY-4000L及CMS1-6500型钻机、麻花钻杆施工，孔间距1m。
钻孔平均施工深度9105进风118m比9101进风105.6m提高了12.4m，成孔率9105进风97%比9101进风82%提高了15%。
3412辅助进风本煤层钻孔采用ZDY-4000L型履带机、肋骨钻杆施工，孔间距3m；3415进风本煤层钻孔采用ZDY-4000L型履带机、麻花钻杆施工，孔间距1m。
钻孔平均施工深度3412辅助进风112m比3415进风104.8m提高了7.2m，成孔率3412辅助进风95%比3415进风80%提高了15%。
新钻孔施工工艺成孔率高，有效减少了工作面打钻盲区，可减少工作面回采时切巷卸压孔工程量。
3、钻孔封孔、联孔
9105进风、3412辅助进风均采用囊袋式“两堵一注”水泥砂浆封孔、高压管联孔工艺，9101进风采用聚氨酯“两堵一注”水泥砂浆封孔、PVC管联孔工艺，3415进风采用聚氨酯封孔工艺，新封联孔工艺相比旧工艺气密性高，且新联孔工艺可复用。
9105进风95%最高单孔浓度比9101进风60%提高了35%,3412辅助进风最高单孔浓度91%比3415进风30%提高了61%。
（二）瓦斯抽采效果评价
1、9105进风瓦斯抽采效果评价
9105进风巷新的抽采工艺相比9101进风巷旧工艺，顺槽管路瓦斯抽采浓度提高了76.24%，抽采纯量提高了3.35m³/min，9#煤吨煤瓦斯含量由原始14.32m³/t达到8m³/t以下新工艺需要抽采73天比旧工艺238天减少165天。
9#煤新旧抽采工艺瓦斯抽采效果对比表（100米计量单元）
项目
施工地点
抽采浓度
（%）
混合量
（m³/min）
纯量
（m³/min）
百米
日抽采量m³
吨煤含量
降至8m³/t
抽采天数
新工艺
9105进风
85
5.7
4.85
6984
73
旧工艺
9101进风
8.76
17.1
1.5
2155
238
对比情况
76.24
-11.4
3.35
4829
-165
2、3412辅助进风瓦斯抽采效果评价
3412辅助进风巷新的抽采工艺相比3415进风巷旧工艺，顺槽管路瓦斯抽采浓度提高了59%，抽采纯量提高了1.27m³/min，3#煤吨煤瓦斯含量原始11.77m³/t达到8m³/t以下新工艺需要抽采53天比旧工艺109天减少56天。
3#煤新旧抽采工艺瓦斯抽采效果对比表（100米计量单元）
项目
施工地点
抽采浓度
（%）
混合量
（m³/min）
纯量
（m³/min）
百米
日抽采量m³
吨煤含量
降至8m³/t
抽采天数
新工艺
3412辅助进风
65
3.8
2.47
3557
53
旧工艺
3415进风
6
20
1.2
1728
109
对比情况
59
-16.2
1.27
1829
-56
（三）经济效果评价
1、9#煤百米巷道投入费用比较（100米计量单元、6.25万吨产量、90天瓦斯抽放量）
9#煤抽采新工艺的实施比旧工艺综合效益增加43.75万元/百米，吨煤降本增收7元/吨。
其中：
（1）降耗情况：
9105进风巷（新工艺）抽采投入费用36.52万元/百米比9101进风巷（旧工艺）投入费用69.41万元/百米降低32.89万元/百米，吨煤成本降低5.26元/吨。
（2）增收情况：
按照阳煤供气管理中心对XX煤矿瓦斯结算单价（瓦斯纯量大于40%时按照0.25元/m³结算），新工艺结算15.71万元/百米比旧工艺4.85万元/百米增收10.86万元/百米，吨煤增收1.74元/吨。
2、3#煤百米巷道投入费用比较（100米计量单元、5万吨产量、90天瓦斯抽放量）
3#煤抽采新工艺的实施比旧工艺综合效益增加47.85万元/百米，吨煤降本增收9.57元/吨。
其中：
（1）降耗情况：
3412辅助进风巷（新工艺）抽采投入费用25.68万元/百米比3415进风巷（旧工艺）投入费用（考虑材料复用）69.41万元/百米降低43.73万元/百米，吨煤成本降低8.74元/吨。
（2）增效情况（90天抽放量）：
按照阳煤供气管理中心对XX煤矿瓦斯结算单价（瓦斯纯量大于40%时按照0.25元/m³结算），新工艺抽采瓦斯发电可结算8.00万元/百米比旧工艺3.89万元/百米增收4.11万元/百米，吨煤增收0.83元/吨。
四、煤层增透试验进展情况
（一）水力压裂进展情况
XX煤矿与重庆能源投资有限公司、宝鸡航天动力有限公司、新宇岩土公司合作，积极推进水力压裂工程，具体进展情况如下：
1、钻孔施工：
根据压裂设计方案在31009回风巷先后施工1个探测孔（孔深170m）、2个排水孔（1#孔深144m、2#孔深180m）、1个压裂孔（孔深177m，压裂段长度100m，压裂半径30m），于4月17日完成封孔工作。
2、注水压裂：
4月28日9:
30正式进行水力压裂，压裂过程中1#压裂泵最大压力25.2MPa、最大注水流量37.3m3/h，2#压裂泵最大压力24.9MPa、最大注水流量37m3/h。
注水9小时后，泵压由25MPa降至17MPa，压裂结束，共计注水量780m3。
3、联孔抽放：
压裂结束后，排水孔、压裂孔进行卸压放水、联孔抽放，目前，压裂孔抽放浓度71%，混合量0.51m3/min，纯量0.35m3/min，日抽放量500m3，累计抽放量7151m3，累计放水量302m3。
4、下一步工作安排
（1）31009辅助进风巷压裂区域煤层瓦斯含量、煤层透气性系数的测定。
（2）由于首次压裂，准备时间较长，下一步总结经验，熟悉工艺，缩短水力压裂周期。
（二）气相压裂进展情况
XX煤矿与河南理工大学合作，积极推进气相压裂工程，具体进展情况如下：
1、施工进展
（1）气相压裂：
2015年11月至今，在XX煤矿共计施工气相压裂7次。
其中，3413辅助进风2次，3207尾巷1次，3412辅助进风1次，9105回风1次，3108切巷2次。
（2）3108辅助进风巷参数测试：
2016年4月-5月完成瓦斯含量、瓦斯压力、钻孔瓦斯涌出量现场煤样采集工作，并已报送实验室，测得瓦斯压力0.33Mpa，瓦斯抽采半径、透气性系数正在进行数据处理和模拟；气相压裂后煤层参数将在2016年6月上旬完成，整体参数测试报告将在7月中旬完成。
2、效果分析
3108切巷气相压裂以后得出下列结论：
（1）压裂后的钻屑解吸指标K1值由0.35降至0.3以下；打预抽孔过程中，没有出现瓦斯动力现象；
（2）压裂后瓦斯抽采浓度36%比压裂前抽采浓度19%提高了17%；
（3）压裂后瓦斯抽采纯量0.42m3/min比压裂前抽采纯量0.22m3/min提高了0.2m3/min。
3、下一步工作计划
（1）对3108辅助进风巷参数测试所测数据进行进一步整理和分析；并对3108进风巷返头进行第三循环和第四循环气相压裂试验；
（2）对31004辅助进风巷开展气相压裂试验并进行瓦斯参数测试。
五、下一步工作安排
1、新施工巷道3412进风巷、3108进风巷、9104回风巷本煤层瓦斯抽放全部按照抽采示范化巷道标准进行施工，并对9104回风巷试验单侧220米深孔本煤层瓦斯抽放;
2、根据新工艺抽采效果，委托科研机构测试本煤层钻孔瓦斯抽采有效半径，与集团公司共同讨论研究，合理加大钻孔间距，在工作面瓦斯抽采达标基础上，降低本煤层钻孔施工成本；
3、持续优化封孔工艺，在保证抽采效果的基础上，降低封孔成本投入；
4、继续组织开展水力压裂、气相压裂、水力割缝造穴实验，探索增加煤层透气性新技术，并加以推广应用。
瓦斯抽采达标示范矿井建设汇报材料
XXXX煤炭有限责任公司
二〇一六年五月
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