煤矿采空区瓦斯抽放工艺流程

工 程 技 术 SClENCE＆TECHN0L0GY 煤矿采空区瓦斯抽放工艺流程① 张明山’周俊 (1．东北煤田地质局 107队 辽宁阜新 1 23003；2．龙门(北京)煤层气技术开发有限公司 北京 100011) 摘 要 ：我国开始涉及矿井瓦斯抽放，距今 大约有60年的历史，到2004年底国有重点煤矿已建有煤矿瓦斯地 面抽放 系统308套 ，井下移动 抽采 系统272套 。一般报废矿井的瓦斯抽放浓度应在35％～70％，其热值在3O00×4．168KJ／m。～6000×4．168KJ／in。。地 面煤层气勘 探成本0．97元／m。，瓦斯抽放成本0．80元 m。，后者具有更大的利润空问，同时又能解决煤矿生产安全问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，既有社会效益，又有经济效益， 是 一 项 双 赢 。 关键词：煤矿 采空区 瓦斯抽放 废弃能源 中图分类号：TD712+．623 文献标识码：A 文章编号 ：1672—3791(2010)01(b)--0053—03 从50年代起，我国开始涉及矿井瓦斯抽 放 ，距 今 大 约有 60年 的 历史 ⋯。抚 顺 、阳 泉 、天府和北 票矿务局的6个煤矿先后进行 井下瓦斯抽放试验 ，年抽放量60×l06m 左 右 。截至 1999年底 ，全国共有l58座煤矿 建 立 了井下抽放系统和地面输配气系统，年抽 ／ - ／ ／ ／ ／ ． ／ ， ／ Ooo 2ool 20o2 2o03 2OO4 2oD5 2OO6 2∞ |r 2Oae 图 1 2001年～2007年国有重点煤矿瓦斯抽采总量统计图(据叶建平，2008) 3．0o 2，5O 互 00 L 5O 1．O0 n so a O0 图2 卓煤集团瓦斯抽放统计图 表 1井距参数表 r 方式 井距 (m) 备 洼 在采煤前施工，地下采空后，抽放 地面 lo0 ～ 15O 甲烷 在不可栗煤层区域，在可采区域 f井下 l0～15 时 ，在采煤前期、残留煤屡区域等 (D作者简介：张明山(1960，6一)，男，山西太原人，地质高级工程师，从事煤层气勘探与开发。 放量达7．89×l08m ，见 图1。据统计[21，到 2004年底 国有重点煤矿建有煤矿瓦斯地面 抽 放 系统30 8套 ，井 下移 动 抽采 系统 272 套 ，煤 矿瓦 斯抽 采总量 见 图1。 目前井下抽放煤层气利用量不到50％， 还有很大的利用空间。阜新矿业集 团f3 对王 家营矿、五龙矿等矿进行 了煤层气抽放 ，集 团总抽放能力l1．69 X 104m3／d，各矿煤层 气抽放情 况见 图2。 一 般报废矿井的瓦斯抽放浓度应在35 ％～70％，其热值在3000 X 4．168KJ／m ～ 6000 X 4．168KJ／m 【 ，地面煤层 气勘探成 本[ 】O．97元 ／m ，瓦斯抽放成本 O．8O元／ m ，可见瓦斯抽放 经济上是有很大利润空 间，又能解决煤矿生产安全问题，即有社会效 益 ，又有经济效益 ，是一项双赢 。 1抽放条件及原则 保证瓦斯抽放方案成功的关键条件因素 包括以下 几方面 。 (1)大范 围的报废煤矿巷道 ，最好是相连 的；(2)未采煤层已被上部巷道和下部巷道卸 压 ；(3)未采煤层中有大量残留的煤层气～煤 层气高含量看来并不是最重要的 ；(4)进水量 极小，主巷道中没有或几乎没有积水；(5)从 未充填井筒或平巷可抽取煤层气，(6)无通路 与浅部露头巷道相连以确保不漏气 ，(7)在 当 地及附近地区还 有煤层气市场 。 原则是_1， 】：(1)报废矿井 的瓦斯资源 的基本评价；(2)报废矿井瓦斯抽放可抽放性 研究 ；(3)报废矿井瓦斯抽放与利用 ；(4)报废 矿井瓦斯抽放 的商务评价 。 2瓦斯抽放设计 2．1资源量的确定 采空区矿井瓦斯资源的计算利用资源构 成法nl，废弃矿井瓦斯资源量是游离瓦斯资 源量和吸附瓦斯资源量之和，即 ： Q QyI+Q" = gyl+Txgmt 式 中： gyl为采空区内的游离瓦斯资源量 ，m3； 科技资讯 SCIENCE ＆ TECHNOLOGY INFORMATION 53 1窜 ∞ {5} ∞ 衢 ∞ 坫 s o _： ■圣羞4冒 v■毯曩—_ O INFORMATION Q 为废 弃煤炭中的吸附瓦斯 资源 量 ， m3；哟 采空区体积 ，in ； g v1为采空区瓦斯浓度 ，％； 功 废弃煤炭储量，t； g ，为废弃煤炭中的瓦斯含量，m ／t。 2．2设计的思路一井距的选择(见表 1) 2．3 完钻层位的确定 (1)冒落高度的计算【 1：根据GB12719— 91(Ok文地质 、工程地质勘探 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 冒落带 最大高度计算公式：Hc (3～4)AI 式中：冒落带最大高度为 ，煤层厚度为 。 图 5 (张新民。2009) 图6 (据张新民，2009) 54 科技资讯 SOlENOE＆ TECHNOLOGY INFORMATION 工 程 技 术 (2)冒 落 导 水 裂 隙 带 经 验 公 式 【8)： lO∞ ．． f 。 完钻层位应确立在煤层和 之间。 2．4完井方式 完井层位应确立在 和 之间，生产套 管完井 ，割开人工井底 ，打到完钻层位。 3施工 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 3．1地面钻井 从施工角度和经济条件考虑，煤层埋深 大干300m，适合常规煤层气钻井技术；不大 干300m时 ，采用车载武钻井机，井径可以利 用500mm～600ram或更大一些；技术套管完 井 。 3．2 井下钻机 SKZ—l20A型深孔钻机主要性能参数： 适应岩种 ：f=8～l6； 钻孔直径 ：68ram～l20ram； 钻 孔深 度 ：低 风 压 ，向上 1 20m，向下 40m；中风压，向上 l40m，向下60m； 使用气压 ：0．5MPa～1．2MPa； 耗气量 ：7M ～8M ／rain； 钻具一次推进 ：1O00mm； 钻具 回转速度 ：(空载)60r／min； 耗水量 ：8L／min～12L／min； 钻机重量 ：l200kg； 钻井进尺 ：100m。 图 7 (据张新民，2009) (下转56页) (1)由于实时动态RTK的测量与卫星分布 以及数据链的性能有关，而且各观测值都是独 立观测的，所以应在开始观测前联测其他已知 (据张新民，2009)点进行对比，以确定基准站和 流动站各参数设置是否正确，以及数据链通讯 是否正常。在观测一段时间或仪器失锁以及观 测结束前都进行这一 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 ，这样可以有效地判 断仪器是否处于正常状态，从而确保观测成果 的可靠性。(2)为提高观测成果的精度，流动站 宜采用带支架的对中杆，这样流动站天线稳定 性好、对中整平误差小，同时在采集数据时应 等待数据跳动变化在设计要求实时采集。(3) RTK作业时，有时会出现数据链不稳定的现 象。可能是由于流动站附近存在与电台频率 相同的外界无线电，干扰了数据的传输。这时 应通知基准站测量人员重新选择电台发射频 率，流动站也重新选择接收频率，也可能是电 台的电量不足 ，应及时充电。 4工程测量应用实例 4．1测区概况 某工业园是南宁市规划建设的新区之一， 是今后几年南宁市城市基础建设的重点地 区。该测区地势相对平缓 ，高大建筑物较少 ， 对视空影响不大。除个别地方外对RTK作业 无大的影响 。 4．2确定转换参数 为保证转换参数的精度 ，共加进5个高等 级GPS控制点(A，B，C，D，E)，通过多种点的匹 配方案，选择残差较少、精度较高的一组参数 为最终启用参数 。 4．3工程应用及定位精度比较分析 (1)工程控制测量和放样测量均采用RTK 作业。对同一观测点在不同时间段进行重复 RTK测量，坐标较差比较见表2；相邻观测点间 全站仪实测距离和RTK实测距离进行抽样检 查，结果见表3。由于采用了残差较小的参数控 制文件，正式工作之前检测已知点，观测时 利用带对中杆的三角支架作业，提高了观 测精度。 (2)测区位于南宁市东南方向，测区地势平 坦，多路径效应小，大车路纵横交错 ，交通极为 便利 ，适合RTK作业。 根据工作应用来看，RTK作业既可以实时 提供点位坐标和高程，又可实时知道测量点位 精度，能够极大地提高工作效率。只要在作业 过 程中加强检核 、采用对 中误差较 小的支 架、远离无线电发射 电台、避免 多路经效应 ， RTK测量完全能够满足城市建设的需要。 5结语 RTK实时动态测量技术是继GPS全球定 位技术之后 ，测量领域又一次技术革命。它改 变了传统的测量模式，能够实时提供厘米级定 位精度，在不通视的条件下远距离传输三维坐 标 。应用于工程测量中，RTK能够快速准确的 布设导线网，弥补由于城市 日星月异的发展造 成的低等级导线点的毁坏，减轻 由于城市高速 发展而给测绘人员造成的时间压力。RTK测 量需要的测量人员少、作业时间短，工作效率 高，并且RTK测量成果都是独立观测值，不会 像常规铡量造成误差积累。当然 ，RTK技术快 速、灵活的作业方式有赖于足够的卫星数、 稳健的数据链、较小的多路径效应等外界条 件，在城市环境下更显得突出，有时会出现无 法正常作业的情况，这就需要不断完善RTK技 术，探讨先进作业方式。随着RTK技术的 日趋 成熟 ，必将更好地服务于工程测量。 工 程 技 术 参考文献 [1】沈学标．工程测量专业发展的探讨[J】．现代 测绘，l996(4)：37～38． [2]《2l世纪我国工程测量技术发展研讨会》 会议纪要[J]．北京测绘 ，2001(4)：45． [3】刘志章，杨中华．工程测量的发展动态简介 【J]．黄河水利职业技术学院学报，1993(1)： 50～52． (上接 54页) 4瓦斯抽放 利用风机或负压机排出地表输入管路使 用。 5结语 目前 ，国家有关部门对煤矿安全 问题十 分重视 ，煤矿瓦斯抽放 已经作为解决煤矿安 全问题的首选方法，刊物上的发表的文章也 是比比皆是 ，本文详细介绍了煤矿采空区瓦 斯抽放工艺流程，旨在促进煤矿采空区废弃 能源的利用 ，为社会创造更多效益。 参考文献 [1】黄盛初 ．中国报废矿井瓦斯抽放与利用前 景【A】．煤炭信息研究院 ． 【2】冯三利．我国煤层气开发利用现状、产业 发展机遇与前景[C]．2006年煤层气学术 研讨会 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 集．地质出版社 ，2006：4～5． [3】张俊宝 ，何玉梅．2006．辽宁省阜新市煤 层气开发利用现状【C】．2006年煤层气学 术 研讨会 论文集 ．地 质 出版 社 ，2006： 91～92． 【4]吴建国．芦岭煤矿卸压区瓦斯综合抽放试 验及分析⋯ ．煤 田地 质与勘探 ，2008(1)： 33． [5】赵知几 ．在报废矿井中实施商业性瓦斯抽 放的研究与探讨[R】．欧盟一中国辽宁能 源环境办公室． 【6】戴维 ·克里迪博士．从煤层中获取洁净能 源⋯ ．英国华杜公司． 56 科技资讯 SCIENCE＆ TECHNOLOGY INFORMATION f7】张培河 ．废弃矿井瓦斯资源量计算主要参 数 确定 方法[J]．中 国煤层气 ，2007(3)： l6． [8]山西省第三地质工程勘 察院三处⋯ ．山 西省阳城县大宁煤矿3号煤层精查地质 报告 ，2002．