煤矿瓦斯灾害防治措施介绍

煤矿瓦斯灾害防治中煤科工集团重庆研究院有限公司2017年04月措施及新技术张志刚博士、研究员提纲2煤矿瓦斯灾害的概述4煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法5煤与瓦斯突出防治技术6瓦斯利用及防治新技术1重庆院简介3煤矿瓦斯抽采技术煤矿瓦斯灾害概述
掌握煤矿瓦斯治理技术的目的
煤矿瓦斯的致灾形式
我国煤矿瓦斯灾害的情况
煤矿治理瓦斯的方针、政策、理念掌握煤矿瓦斯治理技术的目的1、认识煤矿瓦斯灾害的危险2、重视瓦斯灾害危险的严重性3、掌握瓦斯灾害的治理技术4、建立瓦斯灾害能防能治的信心煤矿瓦斯的致灾形式•瓦斯爆炸（燃烧）•煤与瓦斯突出•瓦斯窒息煤矿瓦斯的致灾形式•瓦斯爆炸（燃烧）•煤与瓦斯突出•瓦斯窒息瓦斯爆炸•有一定浓度的瓦斯（5～15%）•有一定温度的引燃火源(0.28mJ,650℃～750℃)•有足够的氧气（＞12%）煤与瓦斯突出►煤与瓦斯突出—极其复杂的矿井动力现象；煤层瓦斯动力现象►定义在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤、岩和瓦斯由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出的异常动力现象寺河“5.20”煤与瓦斯突出事故突出现场煤炭堆积照片陶二矿“4.20”突出孔洞煤与瓦斯突出危害
摧毁井巷设施
破坏通风系统
煤流埋人
瓦斯逆流窒息人员
瓦斯爆炸
空气中甲烷浓度大于47%时，氧气低于12%，人员因缺氧呼吸困难；
空气中甲烷浓度大于57%时，氧气低于9%，人员很快死亡。瓦斯窒息我国煤矿瓦斯灾害情况我国煤矿瓦斯灾害的情况•煤矿瓦斯灾害的总体情况•煤矿瓦斯灾害的主要特点•煤矿瓦斯灾害的发展趋势•我国治理煤矿瓦斯取得的成就•我国是世界第一产煤大国•我国是煤矿瓦斯灾害最严重的国家•治理矿井瓦斯是煤矿安全最重要的任务•我国能源资源总量比较丰富，但其结构的特征为“多煤、贫油、少气”;•截至2007年底，我国煤炭保有资源量约14000亿吨。煤炭在能源结构中处于重要地位，目前占一次能源生产和消费的比例在70%左右;•在可以预见的将来（2030年～2050年）也将为50%和40%左右。在相当长时期内，煤炭的需求量仍然会增加，煤炭仍将是保障我国能源安全稳定的基础能源能源生产结构图核电、水电等7.70%天然气3.50%煤炭76.90%石油11.90%2006年我国能源生产和消费结构•改革开放以来，我国国民经济取得了快速发展，2010年国民经济总量已位居世界第二，煤炭工业作为主要的能源产业起到了重要的支撑和保障作用;•我国煤炭产量从1980年的5亿吨、1990年的10.8亿吨、2000年的13亿吨、迅速提高到2011年的35亿吨，三十年来提高了五倍。•进入二十一世纪以来，我国的煤炭产量已居世界第一，目前已占到全球煤炭产量的将近一半我国煤矿瓦斯灾害的情况•煤田地质构造复杂（稳定性差；受挤压变形的强烈改造，煤田遭受多期次、多方向构造变形；现代构造应力场原地应力高）•井工开采煤矿的比例高达95%，煤层埋深大（目前大中型煤矿的平均采深约为540米），开采条件复杂；•瓦斯压力高（多为2-6Mpa）、含量高(多为10-20m3/t)、透气性低(80%以上煤层低于0.1毫达西)•我国煤矿瓦斯年涌出总量超过270亿立方米；•全国煤矿中高瓦斯矿井约1800处，突出矿井1100处；•国有重点煤矿中，高瓦斯矿井有210处，占15%左右；突出矿井有274处，占19.5%左右；•我国煤矿是世界上煤与瓦斯突出最严重的国家之一煤层瓦斯压力高，已测得的数据为13.8MPa；始突深度最小（采深小于100米发生过突出）；2007年底累计突出16400余次，占世界总突出次数的40%左右。中国煤矿瓦斯赋存分布划分为29个区，其中16个为高突瓦斯区，13个为瓦斯区；长期以来我国煤矿生产的灾害事故居高不下：•从1949年到2001年全国煤矿事故死亡人数累计已超过21万人；•在1981年到2001年间，平均每年死亡6000人。2001年全国煤矿的百万吨死亡率为5.03人，是世界上主要产煤国家的10-100倍；•2001-2013年全国共发生瓦斯事故1663起，死亡9126人。2001-20014年我国煤矿瓦斯事故一直处于高发状态，2004年以后呈稳步下降趋势，但在全国煤矿事故发生次数所占比重一直在增大，瓦斯事故死亡人数在2003年之后稳步下降，在全国煤矿事故死亡人数所占比重一直居高不下，这意味着我们所面临的瓦斯治理形势依然严峻。2001～2010年我国煤矿事故类型分布统计图顶板事故3373起，43%瓦斯事故1580起，20%运输事故800起，10.1%透水事故424起，5.4%放炮事故150起，1.9%火灾事故68起，0.9%机电事故53起，0.7%其他事故1436起，18.2%2001-2010年造成30人以上死亡的各类煤矿事故•煤矿瓦斯事故不但是造成煤矿生产中职工死亡人数仅次于顶板事故的灾害事故，更是造成群死群伤、重特大事故的主要灾害。•长期以来，煤矿瓦斯事故一直是煤矿安全生产的最大威胁，是名副其实的“煤矿第一杀手”，给矿工生命和国家财产造成了难以弥补的巨大损失，给煤炭行业发展、给我国社会和谐稳定带来严重的负面影响。•1981年到2001年间，煤矿共发生重特大瓦斯事故（一次死亡十人以上）808起，造成15513人死亡，分别占全部重特大事故起数和死亡人数的80.3%和81.6%。•2001年至2007年间，全国煤矿一次死亡30人以上事故中，瓦斯事故的起数和死亡人数分别占85.7%和92.2%。煤矿特大瓦斯事故的分类统计图•建国以来煤矿发生一次死亡在百人以上的23次特别重大事故中，瓦斯事故占到21次。•特别是2004年年末至2005年年初，接连发生河南省郑州煤业集团公司大平煤矿“10.20”特大煤与瓦斯突出引发的特别重大瓦斯爆炸事故（死亡148人、受伤32人）
陕西省铜川矿务局陈家山煤矿“11.28”特大瓦斯爆炸事故（死亡166人、受伤45人）
辽宁省阜新矿业（集团）有限责任公司孙家湾煤矿海州立井“2.14”特别重大瓦斯爆炸事故（死亡214人，受伤30人）。•党中央、国务院一贯高度重视煤矿安全生产，重视煤矿瓦斯防治工作，坚持“安全生产，预防为主，综合治理”的安全生产方针。•2005年2月23日，国务院召开第81次常务会议，专题研究煤矿安全问题。按照国务院的部署，国家发展改革委会同安全监管总局、科技部等有关部门和单位组建了煤矿瓦斯防治部际协调领导小组，提出了瓦斯治理七项措施。加大对瓦斯灾害严重的重点煤矿监察监管力度；•在国家统一部署下，研究了瓦斯灾害隐患的诊断方法与标准，从瓦斯地质、开采条件、瓦斯治理现状等全方位对全国煤矿安全重点监控企业所属高瓦斯突出矿井的瓦斯灾害事故隐患进行了诊断；•加大煤矿安全技改资金投入，尽快启动了一批瓦斯威胁严重煤矿的瓦斯治理和利用项目；•总结、制定并推广《煤矿瓦斯治理经验（五十条）》；以瓦斯治理为重点，尽快实施“煤矿生产安全科技行动”专项行动，推进科技攻关；组织力量编制《全国煤矿瓦斯治理总体方案》，加快瓦斯抽采和利用，促进了煤矿瓦斯防治和安全生产工作。44004344414338533306294524211954161662859259640541432727218215756706995643460095938474637863215263123882261211821572171131910847787555.0353.713.12.812.041.491.180.8920123456010002000300040005000600070008000200120022003200420052006200720082009百万吨死亡率事故起数死亡人数年度总事故起数瓦斯事故起数总死亡人数瓦斯事故死亡人数百万吨死亡率我国煤矿事故和瓦斯事故总体情况
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
防治瓦斯灾害的治本措施—抽采瓦斯
全面贯彻瓦斯治理的12字方针—先抽后采，监测监控，以风定产
全面建设治理瓦斯的16字工作体系—通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位煤矿治理瓦斯的方针、政策、理念
树立“瓦斯是资源、是优质清洁能源”、“瓦斯事故是可以预防和避免的”的意识。
坚持煤与瓦斯共采，实现采煤采气一体化,煤与煤层气协调开采的理念。
目的通过瓦斯治理与利用，构建本质安全型矿井，实现高瓦斯、突出矿井低瓦斯开采；解放生产力，保护生命，保护资源，保护环境。煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法（部分条款）•第五条矿井瓦斯等级鉴定应当以独立生产系统的自然井为单位，有多个自然井的煤矿应当按照自然井分别鉴定。•第六条矿井瓦斯等级应当依据实际测定的瓦斯涌出量、瓦斯涌出形式以及实际发生的瓦斯动力现象、实测的突出危险性参数等确定。•第七条矿井瓦斯等级划分为：•（一）煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井（以下简称突出矿井）；•（二）高瓦斯矿井；•（三）低瓦斯矿井。•第八条具备下列情形之一的矿井为突出矿井：•（一）发生过煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出的；•（二）经鉴定具有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出煤（岩）层的；•（三）依照有关规定有按照突出管理的煤层，但在规定期限内未完成突出危险性鉴定的。•第九条具备下列情形之一的矿井为高瓦斯矿井：•（一）矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t；•（二）矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min；•（三）矿井任一掘进工作面绝对瓦斯涌出量大于3m3/min；•（四）矿井任一采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3/min。•第十条同时满足下列条件的矿井为瓦斯矿井：•（一）矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t；•（二）矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min；•（三）矿井各掘进工作面绝对瓦斯涌出量均小于或等于3m3/min•（四）矿井各采煤工作面绝对瓦斯涌出量均小于或等于5m3/min•第十一条瓦斯矿井每2年进行一次瓦斯等级鉴定•高瓦斯矿井和突出矿井不再进行周期性瓦斯等级鉴定工作，但应每年测定和计算矿井、采区、工作面瓦斯涌出量。•经鉴定或者认定为突出矿井的，不得改定为瓦斯矿井或高瓦斯•第十二条新建矿井在可行性研究阶段，应当依据地质勘探资料、同一矿区的地质资料和相邻矿井相关资料等，对矿井内采掘工程可能揭露的所有平均厚度在0.3m以上的煤层进行突出危险性评估，评估结果应当在可研报告中表述清楚。•经评估认为有突出危险性煤层的新建矿井，建井期间应当对开采煤层及其他可能对采掘活动造成威胁的煤层进行突出危险性鉴定；未进行突出危险性鉴定的，按突出煤层管理。•第十三条瓦斯矿井出现下列情况之一的，应当在6个月内完成瓦斯等级鉴定工作：•（一）新建矿井建设完成的；•（二）矿井核定生产能力提高的；•（三）改扩建矿井改扩建完成的；•（四）开采新水平或新煤层的；•（五）资源整合矿井整合完成的。•第十五条非突出矿井或者突出矿井的非突出煤层出现下列情况之一的，该煤层应当立即按照突出煤层管理：•（一）采掘过程中出现瓦斯动力现象的；•（二）相邻矿井开采的同一煤层发生突出的；•（三）煤层瓦斯压力达到0.74MPa以上的。•第十七条矿井发生生产安全事故，经事故调查组分析确定为突出事故的，应当直接认定该煤层为突出煤层、该矿井为突出矿井。•第三十四条煤层初次发生瓦斯动力现象的，煤矿应当保留发生瓦斯动力现象的现场，及时检测瓦斯动力现象影响区域的瓦斯浓度、风量及其变化等情况，并委托鉴定机构开展鉴定工作。•第三十六条发生瓦斯动力现象的煤层以瓦斯动力现象特征为主要依据进行鉴定的，应当将现场勘测情况与煤与瓦斯突出的基本特征进行对比，当瓦斯动力现象特征基本符合附录C中的特征时，该瓦斯动力现象为煤与瓦斯突出。•依据瓦斯动力现象特征不能确定为煤与瓦斯突出或者没有发生瓦斯动力现象时，以反映煤层突出危险性的实测指标为鉴定依据。•第三十七条采用煤层突出危险性指标进行突出煤层鉴定的，应当将实际测定的煤层瓦斯压力、煤的坚固性系数、煤的破坏类型、煤的瓦斯放散初速度作为鉴定依据。全部指标均处于表1所示临界值范围的，确定为突出煤层；打钻过程中发生喷孔、顶钻等突出预兆的，确定为突出煤层。突出煤层鉴定的单项指标临界值煤层破坏类型瓦斯放散初速度坚固性