煤礦瓦斯抽放技術

1 煤層氣井下開發成套工藝技術

用 途：主要用于對礦區煤層氣資源評價、礦井瓦斯涌出量以及煤層氣抽放量預測，在此基礎上，利用以500m順煤層長鉆孔為基礎的包括煤層氣抽放鉆孔成孔、鉆孔布置、鉆孔封孔等的成套技術及裝備，通過相應工程支撐形成井下煤層氣規模開發與采煤的一體化，完成礦井煤層氣的規模開發與利用工程。

技術關鍵：

1)煤層氣賦存、涌出、抽取量變化規律與預測理論；

2)井下煤層氣規模開發與兼顧煤炭開采的合理開拓方式及參數研究確定；

3)順煤層長鉆孔成孔工藝技術；

4)鉆孔封孔工藝技術、材料和設備；

5)下向鉆孔成孔工藝技術及孔內積水外排技術；

推廣應用：本技術在晉城煤業集團寺河礦進行了應用，掌握了寺河礦井下煤層氣賦存、涌出、抽取量變化規律，并分別建立了相應的預測模型，其預測準確率為81.56%～97.9%。通過研究試驗，在寺河礦以國產鉆機為手段，試驗了順煤層長鉆孔成孔工藝技術，其鉆孔長度達到了500m，為井下煤層氣規模開發提供了支撐條件。研究試制成功了聚胺酯鉆孔封孔材料、封孔工藝技術和封孔設備。通過采用壓力水排渣方式，取得了在寺河礦條件下的下向鉆孔成孔工藝技術，對孔內積水外排技術研制了相應的排水裝置，使排水后的下向鉆孔的抽放量提高50%。

建成了目前全國最大的井下煤層氣抽放系統——寺河井下煤層氣開發利用與采煤一體化示范工程，抽放設計規模為400m³•min^-1純甲烷，年抽放量達到2億m³純甲烷，當前實際的抽放量已達到90m³•min^-1純甲烷。抽出的瓦斯用于礦井工業區的民用、發電，現已建成1.1萬kW的瓦斯發電項目，2002年瓦斯發電純利潤已達500萬元。

本項目將井下煤層氣開發與保證礦井安全高效生產、能源利用、環境保護等有機地結合起來，并建立煤層氣井下規模開發與利用示范工程，在國內屬首創。具有極好的社會、經濟效益。現正在晉城煤業集團成莊礦應用。

2 突出煤層定向長鉆孔預抽本煤層瓦斯

用 途：項目屬煤礦安全技術領域，成果包括突出煤層順層長鉆孔施工成孔技術、提高抽放效果的技術、順層長鉆孔布置方法等的一整套順層長鉆孔施工和抽放技術及裝備，主要解決高瓦斯、突出煤層區域性防治煤與瓦斯突出和降低采掘工作面瓦斯涌出量的問題。

技術關鍵：

1)可減弱煤層鉆孔垮孔的風力排渣工藝，風力排渣的合理供風參數，提高排渣能力的方法；2)可減弱突出煤層鉆孔噴孔程度的多級組合鉆具；3)提高低透氣性煤層抽放效果的水力擴孔技術設備。

推廣應用：在芙蓉礦務局的白皎煤礦由于淘汰了原來的底板穿層區域性防突技術，取消了底板巖石巷道和穿層鉆孔，使每個工作面節省費用約242萬元，取得了很好的經濟和安全效果。

從1999年底開始，在淮南礦業(集團)公司老區和新區等代表礦區不同煤層條件礦井的應用試驗已先后獲得了成功，分別創造了各礦順層長鉆孔施工的最高紀錄，正在全礦區推廣應用。同時該技術還用于區域性消除厚煤層工作面的突出危險，以便應用高產、高效的放頂煤回采方法。謝家集第二煤礦4111(3)工作面應用該技術后消除煤層突出危險性，成功地使用防頂煤采煤方法進行了回采，使突出煤層工作面產量提高了40%，而噸煤生產成本卻降低以41%，取得了非常顯著的經濟效益和社會效益。淮南礦業(集團)公司累計每年新增利潤和節省支出總額約5742.5萬元。

在松藻礦務局打通二煤礦由于原來作為保護層的煤層失去經濟開采價值，而被用于代替保護層開采的區域性防突措施。用走向順層長鉆孔抽排煤巷掘進條帶瓦斯，防止掘進工作面的突出，提高掘進速度；進行區域性預抽，解決回采工作面防突和回采期間瓦斯超限，為直接開采嚴重突出層提供了技術保障，可大大減少采面的準備時間，緩解生產接替緊張局面，全年增收節支總額可達440萬元。

在晉城礦區用于開發煤層氣，目前已初步取得了成功，僅寺河一個礦抽取煤層氣的流量即達120m³•min^-1。

豐城礦務局坪湖煤礦在應用了順層長鉆孔施工技術后，提高了鉆孔成孔深度和施工速度，有效防止了掘進工作面的煤與瓦斯突出，大幅度降低了工作面瓦斯涌出量，提高了掘進速度，基本杜絕了瓦斯超限現象，礦井瓦斯抽放量顯著提高，取提了非常好的安全和經濟效果，目前正在全局推廣應用，平均每年可增收節支1615萬元。

該技術還在淮北、韓城、西山、新集等礦區應用，受到一致贊揚。

高壓水力擴孔器已在芙蓉、松藻、淮南、窯街等4個礦區推廣應用了幾十套。

獲 獎：2001年獲國家科技部、財政部、國家計委和國家經貿委聯合頒發的“九五”國家重點科技攻關計劃優秀科技成果獎；2002年獲中國煤炭工業協會科學技術獎一等獎、重慶市科學技術進步獎二等獎。