瓦斯地质保障系统专题讲座429[1].ppt

1、瓦斯地质保障系统专题讲座瓦斯地质保障系统专题讲座张海军张海军煤矿瓦斯治理国家工程研究中心峰峰分中心煤矿瓦斯治理国家工程研究中心峰峰分中心 2014年年4月月18日日1前言前前 言言13p煤煤矿矿地地质质工工作作既既是是煤煤炭炭工工业业的的基基础础，也也贯贯穿穿于于煤煤炭炭生生产产和和利利用用的的全全过过程程。煤煤矿矿中中水水、火火、瓦瓦斯斯、顶板、煤尘顶板、煤尘5大灾害无一不与地质条件相关。大灾害无一不与地质条件相关。p由由于于地地下下介介质质的的非非均均质质性性、随随机机性性和和复复杂杂性性特特点点，人人们们对对于于地地质质问问题题的的认认识识是是一一个个渐渐进进的的过过程程。地地质质科科学

2、学是是一一门门实实践践性性很很强强的的科科学学，离离不不开开“实实践践认识认识再实践再实践再认识再认识”的动态认识过程。的动态认识过程。煤矿地质工作的重要性及现阶段面临的主要问题煤矿地质工作的重要性及现阶段面临的主要问题前前 言言14目目前前，包包括括高高分分辨辨率率三三维维地地震震勘勘探探技技术术在在内内的的各各种种探探测测手手段段，都都只只是是从从不不同同侧侧面面对对地地下下地地质质体体进进行行探探测测，都都只只能能获获得得与与地地质质体体相相关关的的某某类类信信息息，直直接接利利用用这这些些信信息息进进行行地地下下地地质质条条件件进进行行准准确确的的预预测测预预报报，由由于于缺缺少少先先

3、验验性性的的对对比比资资料料，有有时时还还存存在在着着一一定定的的不不确确定定性性、模模糊糊性性和和知知识识的的不不完完备备性性，极极大大地制约着采区三维地震勘探成果效益的发挥。地制约着采区三维地震勘探成果效益的发挥。煤矿地质工作的重要性及现阶段面临的主要问题煤矿地质工作的重要性及现阶段面临的主要问题前前 言言15瓦瓦斯斯地地质质河河南南理理工工大大学学杨杨力力生生教教授授于于上上个个世世纪纪70年年代代提提出出的的。1983年年，他他与与他他的的同同事事一一起起，在在煤煤炭炭部部支支持持下下，建建立立了了“编编制制全全国国煤煤矿矿瓦瓦斯斯地地质质图图”煤煤炭炭工工业业部部重重大大项目。项目。

4、瓦斯地质形成和发展瓦斯地质形成和发展前前 言言16瓦瓦斯斯地地质质在在瓦瓦斯斯事事故故较较多多的的背背景景下下产产生生的的，它它是是生生产产实实践践中中逐逐渐渐发发展展起起来来的的，把把地地质质研研究究与与瓦瓦斯斯研研究究有有机机地地结合在一起的一门边缘学科。结合在一起的一门边缘学科。为为保保障障煤煤矿矿瓦瓦斯斯防防治治、开开发发利利用用对对煤煤矿矿地地质质的的需需要要所所开开展展的的一一系系列列地地质质技技术术与与管管理理工工作作，它它既既是是煤煤矿矿安安全全地地质质工工作作的的范范畴畴，又又是是资资源源开开发发与与利利用用地地质质工工作作业业务务，是是传传统统煤煤矿矿地地质质工工作作的的进

5、进一一步步深深化化和和扩扩延延，较较传传统统意意义上煤矿地质工作更具有四个方面的特点：义上煤矿地质工作更具有四个方面的特点：工工作作上上要要超超前前，方方法法上上要要综综合合，技技术术上上要要精精准准，管管理理上上要严格。要严格。瓦斯地质形成和发展瓦斯地质形成和发展前前 言言17 瓦斯地质保障是世界性难题瓦斯地质保障是世界性难题理论体系不完整理论体系不完整p单单因因素素假假说说 瓦瓦斯斯主主导导作作用用、地地压压主主导导作作用用、化化学学本本质假说质假说p 综综合合作作用用假假说说 振振动动说说、分分层层分分离离说说、破破坏坏区区说说、游游离瓦斯压力说离瓦斯压力说l突出过程中破坏与发展机制还停

6、留在定性与假说性阶段；突出过程中破坏与发展机制还停留在定性与假说性阶段；l事故发生过程中主要因素与次要因素及其作用机理不清楚；事故发生过程中主要因素与次要因素及其作用机理不清楚；l只能对某些现象给予解释，还不能形成统一完整的理论体系。只能对某些现象给予解释，还不能形成统一完整的理论体系。前前 言言18 技术体系不成熟技术体系不成熟p瓦瓦斯斯地地质质条条件件探探测测技技术术、低低透透气气性性瓦瓦斯斯抽抽采采技技术术关键技术仍不够成熟关键技术仍不够成熟方法手段不成套方法手段不成套p研研究究手手段段、工工作作手手段段、管管理理手手段段尚尚未未形形成成一一套套完完整体系整体系管理体系不系统管理体系不系

7、统p组组织织机机构构、运运行行机机制制、制制度度规规程程建建设设不不健健全全、不不具系统性具系统性2淮南经验&做法淮南矿区地质构造基本情况淮南矿区地质构造基本情况2.110淮南煤田地形地质与开发布局图淮南煤田地形地质与开发布局图淮南瓦斯地质保障情况淮南瓦斯地质保障情况112.2 杜杜绝绝了了误误揭揭（穿穿）煤煤层层、误误透透老老空空老老硐硐事事故故，杜杜绝绝了了地地质质工工作作失失误误造造成成的的瓦瓦斯斯事事故故，杜杜绝绝了了矿矿井井突突水水死死亡亡和和淹淹井井事事故故。杜杜绝绝了了因因地地质质构构造造探探查查不不明明造造成成综综采采工工作作面面无无计计划划停停产产搬搬家家事事故故，杜杜绝绝了

8、了巷巷道道测测量量、工工程标定错误。程标定错误。为为瓦瓦斯斯治治理理、水水害害防防治治、矿矿压压治治理理、快快速速建建井井、快快速速掘掘进进、综综采采综综掘掘高高效效生生产产提提供供了了强强有有力力地地质质基基础础支支撑。撑。实现了地质保障工作目标实现了地质保障工作目标淮南瓦斯地质保障情况淮南瓦斯地质保障情况122.2通通过过矿矿井井高高精精度度综综合合勘勘探探，超超前前高高精精度度探探明明了了矿矿区区煤煤炭炭资资源源储储量量1030000万万吨吨，为为顾顾桥桥、张张集集矿矿等等千千万万吨吨级级矿矿井井开开发发和和潘潘一一矿矿等等百百万万吨吨级级改改扩扩建建矿矿井井提提供供了了可可靠的煤炭资源

9、保障。靠的煤炭资源保障。为矿区资源大开发提供了丰厚的煤矿资源保障为矿区资源大开发提供了丰厚的煤矿资源保障通通过过强强技技术术、严严管管理理，开开展展技技术术研研究究和和储储量量动动态态检检测测等等工工作作，集集团团各各生生产产矿矿的的矿矿井井、采采区区、工工作作面面“三三率率”均均分分别别达达到到65%，85%，95%以以上上，远远高高于于同同行行业平均水平，被国土资源部评定位全国先进水平！业平均水平，被国土资源部评定位全国先进水平！煤炭资源回收率处全国先进水平煤炭资源回收率处全国先进水平淮南瓦斯地质保障情况淮南瓦斯地质保障情况132.2通通过过查查明明水水文文地地质质条条件件，开开展展探探测

10、测与与研研究究“上上三三带带”和和“下下三三带带”发发育育规规律律，实实施施“分分类类指指导导、分分类类治治理理”水水害害防防治治技技术术措措施施。累累计计已已回回采采受受松松散散砂砂层层水水威威胁胁的的煤煤炭炭资资源源储储量量7500万万吨吨，受受灰灰岩岩高高承承压压水水威威胁胁的的煤炭资源储量煤炭资源储量3600万吨。万吨。安全解放出受水威胁的煤炭资源储量安全解放出受水威胁的煤炭资源储量11100万吨万吨既既有有丰丰富富实实战战经经验验的的地地质质专专家家队队伍伍，高高新新技技术术应应用用人人才才队队伍伍，井井下下物物探探专专业业化化队队伍伍，又又有有地地质质理理论论基基础础研究性队伍和综

11、合管理能力的队伍。研究性队伍和综合管理能力的队伍。培养出一批能够适应复杂地质及开采技术条件的地质培养出一批能够适应复杂地质及开采技术条件的地质保障技术与管理人才队伍。保障技术与管理人才队伍。淮南瓦斯地质保障情况淮南瓦斯地质保障情况142.2地地质质保保障障体体系系的的基基本本构构架架是是：以以定定量量预预测测为为先先导导、以以物物探探、钻钻探探、化化探探分分析析等等为为手手段段；依依托托地地质质理理论论和和信信息息化化技技术术，创创建建“矿矿井井、采采区区、工工作作面面”三三个个不不同同层层次次的的超超前前探探查查与与预预测测技技术术的的地地质质保保障障系系统统。管管理理体体系系推推行行以以总

12、总工工程程师师为为首首“上上分分下下统统”的的地地质质管管理理，执执行行目目标标考考核核、闭闭合合管管理理机机制制和和矿矿井井“三三级级”地地质质保保障障制制度度等等地地质质保保障障工工作作管管理理体体系系。实实施施“高高投投入入、强强基基础、上手段、攻项目、严管理、建队伍础、上手段、攻项目、严管理、建队伍”保障措施保障措施构建了现代煤矿安全高效绿色开采的地质保障体系构建了现代煤矿安全高效绿色开采的地质保障体系淮南瓦斯地质保障情况淮南瓦斯地质保障情况152.2p1993年年，在在煤煤炭炭行行业业率率先先开开展展谢谢桥桥煤煤矿矿三三维维地地震震勘勘探探技技术术研研究究并并获获得得成成功功，将将其

13、其推推广广应应用用到到全全矿矿区区，做做到到矿井采区全覆盖。矿井采区全覆盖。p 2005年年，率率先先配配备备两两套套Geoframe地地震震解解释释系系统统，为为每每对对矿矿井井建建立立三三维维地地震震勘勘探探解解释释工工作作站站，实实现现了了采采掘掘工工作作面面三三维维地地震震动动态态解解释释，全全矿矿区区地地质质预预测测预预报报准准确确率平均达到率平均达到80%。p 2006年年至至2011年年，先先后后在在顾顾桥桥、丁丁集集、潘潘北北、新新庄庄孜孜等等矿矿井井率率先先开开展展高高精精度度三三维维地地震震技技术术试试验验与与研研究究，并并进进行行了了10个个区区块块的的精精细细再再处处理

14、理与与解解释释研研究究。截截止止2011年年底底，共共实实施施三三维维地地震震勘勘探探面面积积309.96km2，探探明明落落差差大大于于5m断断层层4679条条，实实践践验验证证准准确确率率达达90%。三维地震勘探技术研究与应用成效显著三维地震勘探技术研究与应用成效显著淮南瓦斯地质保障情况淮南瓦斯地质保障情况162.2p 自主编制了淮南矿区、各矿井、各煤层瓦斯地质图自主编制了淮南矿区、各矿井、各煤层瓦斯地质图p 开展了全矿区保护层开采地质条件分析与评价开展了全矿区保护层开采地质条件分析与评价p 研究并推广了高精度快速井巷揭煤地质超前探测技术研究并推广了高精度快速井巷揭煤地质超前探测技术p 研

15、究与执行研究与执行“突出煤层顶（底）板层位探控技术突出煤层顶（底）板层位探控技术”p 研究并成功实践了地面瓦斯抽采钻井技术研究并成功实践了地面瓦斯抽采钻井技术主要瓦斯地质自主创新技术成果主要瓦斯地质自主创新技术成果淮南瓦斯地质保障情况淮南瓦斯地质保障情况172.2p“十十一一五五”期期间间，开开展展了了“综综采采工工作作面面长长透透距距坑坑透透技技术术研研究究”，编编制制了了“CT”数数据据处处理理软软件件，形形成成了了一一套套无无线线电电波波透透视视CT井井下下探探测测工工作作方方法法和和技技术术规规范范。揭揭露结果表明对地质异常区判别准确率达露结果表明对地质异常区判别准确率达80%；p 二

16、二维维地地震震勘勘探探技技术术试试验验与与研研究究，试试验验总总工工程程量量近近10000m。实实验验研研究究结结果果表表明明，通通过过少少量量钻钻孔孔验验证证并并进进行行反反演演，能能够够探探明明巷巷道道上上下下各各50m范范围围内内煤煤层层及及断断层赋存状态；层赋存状态；集成并创新井下物探技术集成并创新井下物探技术淮南瓦斯地质保障情况淮南瓦斯地质保障情况182.2p“综综合合物物探探技技术术试试验验与与应应用用研研究究”，以以反反射射波波与与直直流流电电及及瞬瞬变变电电磁磁法法相相搭搭配配的的岩岩石石巷巷道道综综合合超超前前探探测测方方法法，其超前探测距离其超前探测距离120m,预报准确率预报准确率82%以上；以上；p“地地质质雷雷达达探探测测试试验验应应用用研研究究”，该该项项技技术术方方便便快快捷捷，在在煤煤巷巷有有效效探探测测距距离离最最大大为为30m，异异常常点点判判别别准准确确率率为为71%。集成并创新井下物探技术集成并创新井下物探技术淮南瓦斯地质保障情况淮南瓦斯地质保障情况192.2针针对对陷陷落落柱柱、新新构构造造、A组组煤煤层层底底板板岩岩溶溶水水害害防防治治和和松