煤与瓦斯突出防治技术

煤与瓦斯突出防治技术河南理工大学2006年7月煤与瓦斯突出防治技术王兆丰博导、研究员河南省特聘教授河南理工大学瓦斯地质研究所所长国家煤矿安全监察局安全生产专家，中国煤炭学会瓦斯地质专业委员会副主任委员，河南省煤炭学会防突专业委员会主任委员汇报内容汇报内容第一部分煤炭工业不是夕阳工业第三部分我国瓦斯突出现状第二部分瓦斯性质、危害与用途第四部分瓦斯突出防治技术第五部分防突技术存在的问题第六部分解决防突技术问题的对策76.86%2.56%18.91%2.42%0.54%煤石油天然气水电核能3%10%24%24%39%中国(511Mtoe)世界平均(2048Mtoe)中国和世界的一次能源消费(1999)第一部分煤炭工业不是夕阳工业第一部分煤炭工业不是夕阳工业石油煤炭天然气贮量140.4Bt984.2Bt146.4Tm3产量3452Mt2104Mt2330Bm3贮量/产量4123061.9煤炭资源丰富，全球探明煤炭贮量9842亿吨(1999)第一部分煤炭工业不是夕阳工业第一部分煤炭工业不是夕阳工业石油煤炭天然气水电贮量3.3Bt114.5Bt1.31Tm3379Gw占世界贮量比2.30%11.60%0.90%贮量/产量20.611055对比4123061.9中国富煤缺油中国主要能源探明贮量（1999）第一部分煤炭工业不是夕阳工业第一部分煤炭工业不是夕阳工业6.192.232.647.122.634.188.32.946.129.192.957.4210.142.868.10510152025煤炭产量（亿吨）2001年2002年2003年2004年2005年乡镇煤矿国有地方煤矿国有重点煤矿10.913.9317.3619.521.1第一部分煤炭工业不是夕阳工业第一部分煤炭工业不是夕阳工业化学式：CH4分子量：16.042kg/kmol密度：0.7168kg/m3沸点：-161.7℃（0.1MPa下）液态密度：415kg/m3水中的溶解度：55.6l/m3发热量：8568大卡/m3分子直径：0.41×10-9m分子体积：22.36m3/kmol对空气的比重：0.5545溶点：-182.5℃扩散系数：0.196cm2/s空气中的爆炸下限：5%空气中的爆炸上限：15%第二部分瓦斯的性质、危害与用途第二部分瓦斯的性质、危害与用途（1）污染环境，加剧大气“温室效应”（2）可造成瓦斯窒息事故●瓦斯浓度≥43%时，呼吸短促●瓦斯浓度达≥57%时，即刻昏迷（3）可酿成瓦斯燃烧事故●瓦斯浓度低于≤5%或≥15%（4）引起瓦斯爆炸事故●瓦斯浓度在5～15%（5）产生煤与瓦斯突出事故第二部分瓦斯的性质、危害与用途3082567043446995414364343641602733415986010002000300040005000600070002001年2002年2003年2004年2005年事故起数死亡人数第二部分瓦斯的性质、危害与用途57138865158458142149149558173904008001200160020002001年2002年2003年2004年2005年特大事故起数特大事故人数第二部分瓦斯的性质、危害与用途5.144.943.713.082.83601234562001年2002年2003年2004年2005年百万吨死亡率第二部分瓦斯的性质、危害与用途序号时间煤矿类别死亡人数11950.2.27河南义马宜洛煤矿老李沟井瓦斯爆炸187人21954.12.6内蒙古包头大发煤矿瓦斯煤尘爆炸104人31960.5.9山西大同矿务局老白洞煤矿煤尘爆炸684人41960.5.14重庆松藻矿务局松藻二井煤与瓦斯突出125人51960.11.28河南平顶山矿务局龙山庙矿(五矿)瓦斯煤尘爆炸187人61960.12.15重庆中梁山煤矿南井瓦斯煤尘爆炸124人71961.2.15辽宁抚顺矿务局胜利煤矿电气火灾110人81968.10.24山东新汶矿务局华丰煤矿煤尘爆炸108人91969.4.4山东新汶矿务局潘西煤矿二号井爆炸115人101975.5.11陕西铜川矿务局焦坪煤矿瓦斯煤尘爆炸101人111977.2.24江西萍乡矿务局坪湖煤矿瓦斯爆炸114人121981.12.24河南平顶山矿务局五矿瓦斯煤尘爆炸133人131991.4.21山西洪洞县三交河煤矿瓦斯煤尘爆炸147人141996.11.27山西大同市新荣区郭家窑乡东村煤矿瓦斯煤尘爆炸114人152000.9.27水城矿务局木冲沟煤矿瓦斯煤尘爆炸162人162002.6.20鸡西城子河煤矿瓦斯爆炸事故115人172004.10.22郑煤集团公司大平煤矿瓦斯爆炸148人182004.11.28陕西铜川陈家山煤矿瓦斯爆炸166人192005.2.14阜新集团公司孙家湾煤矿海州立井瓦斯爆炸214人202005.8.7广东省梅州市大兴大兴煤矿透水123人212005.11.27黑龙江七台河分公司东风煤矿煤尘爆炸171人222005.12.7河北唐山刘官屯煤矿瓦斯爆炸108人作城镇煤气作锅炉和窑炉的燃料瓦斯发电作机动车的燃料作化工原料生产化工产品第二部分瓦斯的性质、危害与用途第二部分瓦斯的性质、危害与用途第二部分瓦斯的性质、危害与用途天然气发电机组NaturalGasGenratingSets型号额定功率(kw)额定电压(v)发动机型号发电机型号外型尺寸(mm×mm×mm24GF47-T244001190NDTTFW-241V2840×1300×142060GF4-T604002190TTFX280S-6/603130×1500×1774120GF153-T1204004190TTFX355M-6/1203940×1600×1925120GF153-TK1204004190TTFX355M-6/120120GF153-2T1204004190TDTFX355M-6/1203940×1600×1925400GF-T40040012V190TIFC5456-6TA42-Z5925×1970×2639400GF-TK40040012V190TIFC5456-6TA42-Z4566×1970×2310400GF-3T40040012V190TD-1IFC5456-6TA42-Z5000×1970×2310400G-4T40040012V190TDIFC5456-6TA42-Z5925×1900×2639400GF-5T40040012V190TDIFC5456-6TA42-Z4566×1970×2310第三部分我国瓦斯突出现状我国是世界上瓦斯突出灾害最严重的国家，截至2004年底，累计发生突出15600多次，占世界总突出次数的40％以上。我国有600多个突出矿井：国有重点煤矿154个地方煤矿200多个乡镇煤矿300多个几乎所有采煤省份都有突出矿井第三部分我国瓦斯突出现状严重突出矿区北票、六枝、南桐、天府、芙蓉、松藻、英岗岭、涟邵、白沙、焦作、鸡西、阜新、沈阳152309154国有重点煤矿矿井类型构成低瓦斯矿瓦斯突出矿高瓦斯矿第三部分我国瓦斯突出现状区域特大型矿井大型矿井中型矿井合计突出矿井数量（处）突出煤矿比例（％）突出矿井数量（处）突出煤矿比例（％）突出矿井数量（处）突出煤矿比例（％）突出矿井数量（处）突出煤矿比例（％）京津冀区00.00317.65523.81819.51晋陕蒙区13.7012.3833.0953.01东北区250.00310.341129.731622.86华东区325.00725.9368.331614.41中南区150.00531.252043.482640.63西南区00.00675.002167.742769.23新甘宁青区00.00233.33413.79616.67全国合计714.292718.627020.9610419.77第三部分我国瓦斯突出现状年份重特大瓦斯突出事故起数（次）占重特大瓦斯事故数的比例（%）死亡人数（人）占重特大瓦斯事故死亡人数比例（%）20031534.098315.9620042112.7026718.302001年－2004年，我国发生有人员死亡的瓦斯突出事故185起，死亡746人，其中，一次死亡10人以上的突出事故12起，死亡334人。第三部分我国瓦斯突出现状时间地点突出强度（t）突出瓦斯量（m3）死亡人数（人）99年12月26日沈阳红菱煤矿2000300002801年12月30日丰城建新煤矿1396866702002年4月7日淮北芦岭煤矿89009000001303年1月23日焦作朱村煤矿1000400001904年10月20日郑州大平煤矿167525000148（13）05年6月8日娄底资江煤矿//21第三部分我国瓦斯突出现状什么是煤与瓦斯突出？煤与瓦斯突出是煤层开采过程中严重的自然灾害之一，是煤矿井下发生的一种复杂的有煤、岩和瓦斯参与的动力现象。煤与瓦斯突出发生时，能在几秒至几十秒的时间内将几吨到上万吨的煤和几百立方米到几百万立方米的瓦斯抛射到采掘空间。第四部分瓦斯突出防治技术第四部分瓦斯突出防治技术突出事例一：1975年8月8日天府矿务局三汇坝井+280米水平（垂深500米）主平硐揭K1煤层时，突出煤(岩)量12700吨，喷出瓦斯量140万立方米。这是我国所发生的最大的一次煤与瓦斯突出事例，也是世界上第二大突出事例。突出事例二:1999年12月26日沈阳矿务局红菱矿石门揭煤时发生特大型煤与瓦斯突出，突出煤量2000吨，瓦斯逆流2000多米，死亡28人。第四部分瓦斯突出防治技术第四部分瓦斯突出防治技术煤与瓦斯突出的危害:•危及井下作业人员的安全•破坏矿井正常的生产秩序•破坏井下设备和建筑物，如摧毁支架、推倒矿车、破坏通风设施•诱发其它灾害事故，如瓦斯煤尘爆炸、瓦斯燃烧•严重影响矿井经济效益第四部分瓦斯突出防治技术我国是什么时候开始突出的？到现在共发生多少次突出了？我国最早有记载的煤与瓦斯突出突出事例是1950年5月1日辽源矿务局富国二井在垂深280米煤巷掘进时发生的，截止到2000年底，我国已累计发生突出18000余次，占世界各国总突出次数的40%以上，已成为世界上煤与瓦斯突出灾害最为严重的国家。第四部分瓦斯突出防治技术我国有800多个突出矿井，其中国有重点煤矿130个，地方煤矿300多个，乡镇煤矿400多个，各个采煤省份几乎都有突出矿井。严重突出矿区有北票、六枝、南桐、天府、芙蓉、松藻、英岗岭、涟邵、白沙、焦作、鸡西、阜新、沈阳等，一般突出矿区有平顶山、淮南、淮北、丰城、萍乡、阳泉、鹤壁等。第四部分瓦斯突出防治技术煤与瓦斯突出分类按成因和特征，将煤与瓦斯突出分为三类：（1）煤与瓦斯突出（简称为突出）（2）煤与瓦斯压出（简称为压出）（3）煤与瓦斯倾出（简称为倾出）第四部分瓦斯突出防治技术突出的基本特征①突出的煤抛出距离较远，具有明显的分选性；②抛出的煤堆积角小于煤的自然安息角；③抛出的煤破碎程度较高，含有大量的煤块和手捻无粒感的煤粉④有明显的动力效应，破坏支架、推倒矿车、破坏和抛出安装在巷道内的设施；⑤有大量的瓦斯涌出，瓦斯涌出量远远大于突出煤的瓦斯含量，有时会使风流逆转；⑥突出孔洞呈口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形以及其它分岔形等。第四部分瓦斯突出防治技术倾出的基本特征①倾出的煤就地按自然安息角堆积，并无分选现象；②倾出的孔洞呈孔大腔小，孔洞轴线压风自沿煤层倾斜或铅垂方向（厚煤层）发展；③无明显动力效应；④倾出常发生在煤质松软的急倾斜厚煤层中；⑤巷道瓦斯涌出量明显增大。第四部分瓦斯突出防治技术压出的基本特征①压出有两种形式，即煤的整体位移和煤有一定距离的抛出，但位移和抛出的距离都较小；②压出后，在煤层与顶板之间的裂隙中，常留有细煤粉，整体位移的煤体上有大量的裂隙；③压出的煤呈块状，无分选显现；④巷道瓦斯（二氧化碳）涌出量增大；⑤压出可能无孔洞或呈口大小腔小的楔形孔洞。⑥压出时常伴随巷道底鼓。第四部分瓦斯突出防治技术第四部分瓦斯突出防治技术煤与瓦斯机理----综合假说突出是地应力、煤中所含瓦斯