煤与瓦斯突出事故原因及防治技术对策分析（公开）.pptx

煤与瓦斯突出事故原因及防治技术对策分析,中煤科工集团重庆研究院煤矿安全技术国家工程研究中心,孙东玲研究员,国家矿山安全监察局专题网络视频讲座,目录,一.我国防治煤与瓦斯突出工作的回顾二.近期煤与瓦斯突出的事故特点和原因分析三.防治煤与瓦斯突出的技术对策,实用新型专利，发明专利，包授权拿证书，电话18761439752微信同号,一.我国防治煤与瓦斯突出工作的回顾,㈠煤与瓦斯突出灾害的特点,突然性；危害大；致因复杂；防治技术难度大、要求高。,煤矿瓦斯灾害事故分类,,,瓦斯压力P,地应力σ,较松软的煤层,历年突出事故次数、死亡人数及其占煤矿事故的比例,*参见张超林、王恩元等近20年我国煤与瓦斯突出事故时空分布及防控建议,㈡防突工作的发展历程,突出事故本身的“变化”；防突技术发展；防突法规和技术体系的逐步完善。,一.我国防治煤与瓦斯突出工作的回顾,实用新型专利，发明专利，包授权拿证书，电话18761439752微信同号,突出事故本身的“变化”建国后到2009年，突出的次数、强度、类型逐渐加大、加重；2009年后，突出的次数、强度、类型减小、减轻。,一.我国防治煤与瓦斯突出工作的回顾,㈡防突工作的发展历程,㈡防突工作的发展历程,防突技术发展建国后到八十年代初处于单一防突技术发展期；八、九十年代预抽瓦斯方法、突出预测方法指标快速发展；八十年代末基本形成了以局部防突为主的“四位一体”综合防突措施；进入二十一世纪以低透气性煤层强化抽采技术逐步实现了突破。,一.我国防治煤与瓦斯突出工作的回顾,小直径超前钻孔、深孔松动爆破、水力冲孔,钻孔瓦斯涌出初速度测定装置,上、下解放层,钻屑瓦斯解吸指标突出预测仪,顺层抽放钻孔,顺层、穿层相结合,八、九十年代预抽、预测技术发展,1995年版1988年版,含量测定、水力割缝水力压裂、水力冲孔,千米钻机、自动远控钻机,2000年后瓦斯含量测定、钻孔施工、低透煤层抽采技术发展,防突法规和技术体系的逐步完善1988、1995年版防治煤与瓦斯突出细则基本搭建了以局部防突为主的“四位一体”综合防突技术体系；2009年版防治煤与瓦斯突出规定形成了较为完善的区域和局部两个“四位一体”的综合防突措施体系；2019年版防治煤与瓦斯突出细则纳入了当代先进技术，首次对实施过程提出了要求等。,一.我国防治煤与瓦斯突出工作的回顾,㈡防突工作的发展历程,第2条开采突出煤层时，必须采取包括突出危险性预测、防治突出措施、防治突出措施的效果检验、安全防护措施的综合措施。在采用防治突出措施时，应优先选择区域件防治突出措施；如果不具备采取区域性防治突出措施的条件时，必须采取局部防治突出措施。,第五条有突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当根据突出矿井的实际状况和条件，制定区域综合防突措施和局部综合防突措施。区域综合防突措施包括下列内容（一）区域突出危险性预测；（二）区域防突措施；（三）区域措施效果检验；（四）区域验证。局部综合防突措施包括下列内容（一）工作面突出危险性预测；（二）工作面防突措施；（三）工作面措施效果检验；（四）安全防护措施。,防治煤与瓦斯突出细则（2019）,防治煤与瓦斯突出细则2019,第一章总则第二章一般规定第一节突出煤层和突出矿井鉴定第二节矿井建设和开采基本要求第三节防突管理及培训第四节综合防突措施实施过程管理与突出预兆管控第三章区域综合防突措施第一节区域综合防突工作程序和要求第二节区域突出危险性预测第三节区域防突措施第四节区域防突措施效果检验第五节区域验证第四章局部综合防突措施第一节局部综合防突工作程序和要求第二节工作面突出危险性预测第三节工作面防突措施第四节工作面防突措施效果检验第五节安全防护措施第五章防治岩石与二氧化碳（瓦斯）突出措施第六章附则附录,㈡防突工作的发展历程,防治煤与瓦斯突出规定的主要突破1.建立从矿井建设、开拓、采掘生产的煤矿全生命周期的防突管理体系；2.明确提出了“区域先行、局部补充”的区域和局部两个“四位一体”综合防突措施；3.明确了区域预测、区域措施效果检验后能划分出突出危险区、无突出危险区；4.确定了在加强区域和局部防突措施的基础上解放后期采掘生产先进技术装备应用的问题。,一.我国防治煤与瓦斯突出工作的回顾,㈡防突工作的发展历程,防治煤与瓦斯突出细则（2019）1.首次纳入了对防突措施实施的过程和质量管理要求；2.吸纳了防突领域的一系列新技术定向钻进、远控钻机、信息化等；3.针对近年防突工作出现的新问题、新矛盾做了适当调整。,一.我国防治煤与瓦斯突出工作的回顾,二、近期煤与瓦斯突出的事故特点和原因分析,实用新型专利，发明专利，包授权拿证书，电话18761439752微信同号,二、近期煤与瓦斯突出的事故特点和原因分析,1.有10起突出地点煤层厚度显著增大，占63；2.有6起突出地点发现了断层构造，占38；煤厚增大或有断层的则有12起，占753.有4起突出事故吨煤突出瓦斯量小于30m3，占25；突出事故吨煤突出瓦斯量小于50m3，占50；4.有3起是厚煤层用底板穿层钻孔预抽区域措施后沿顶掘进时突出；5.有6起突出的煤层硬度系数在正常0.5以上6.有4起事故与突出鉴定有关。,㈠近期煤与瓦斯突出事故的特点,陕西燎原煤矿1105运输顺槽煤层速描图,贵州东风煤矿切眼煤层厚度示意图,贵州三甲煤矿突出点有5条断层构造,山西石港煤矿突出点有2条小断层,二、近期煤与瓦斯突出的事故特点和原因分析,1.有10起突出地点煤层厚度显著增大，占63；2.有6起突出地点发现了断层构造，占38；煤厚增大或有断层的则有12起，占753.有4起突出事故吨煤突出瓦斯量小于30m3，占25；突出事故吨煤突出瓦斯量小于50m3，占50；4.有3起是厚煤层用底板穿层钻孔预抽区域措施后沿顶掘进时突出；5.有6起突出的煤层硬度系数在正常0.5以上6.有4起事故与突出鉴定有关。,㈠近期煤与瓦斯突出事故的特点,贵州梓木戛煤矿“8.6”事故现场煤炭堆积示意图突出吨煤瓦斯涌出量为25.32m3/t,东风煤矿底板穿层钻孔预抽变厚煤层出现空白分层区域,二、近期煤与瓦斯突出的事故特点和原因分析,1.有10起突出地点煤层厚度显著增大，占63；2.有6起突出地点发现了断层构造，占38；煤厚增大或有断层的则有12起，占753.有4起突出事故吨煤突出瓦斯量小于30m3，占25；突出事故吨煤突出瓦斯量小于50m3，占50；4.有3起是厚煤层用底板穿层钻孔预抽区域措施后沿顶掘进时突出；5.有6起突出的煤层硬度系数在正常0.5以上6.有4起事故与突出鉴定有关。,㈠近期煤与瓦斯突出事故的特点,二、近期煤与瓦斯突出的事故特点和原因分析,有些煤矿煤层抽采程度不够或存在抽采效果不佳的空白区域；瓦斯含量大但正常区域煤层条件好的矿井容易过于自信；也有些煤矿在区域或局部措施效果检验等环节私自降低标准，以至丧失安全把关作用；底板穿层钻孔穿过厚度大的突出煤层或保证钻孔的抽采效果较为困难；没有重视、没有建立机制、缺乏相应手段探查地质构造，或者没有对构造区域采取有效措施；有些煤矿不顾后果地躲避等级升级，有鉴定机构工作不够认真、综合判断能力低。,㈡近期突出事故的主要原因分析,,三甲煤矿2019年“1125”突出事故,,东风煤矿底板穿层钻孔预抽变厚煤层出现空白分层区域,二、近期煤与瓦斯突出的事故特点和原因分析,有些煤矿煤层抽采程度不够或存在抽采效果不佳的空白区域；瓦斯含量大但正常区域煤层条件好的矿井容易过于自信；也有些煤矿在区域或局部措施效果检验等环节私自降低标准，以至丧失安全把关作用；底板穿层钻孔穿过厚度大的突出煤层或保证钻孔的抽采效果较为困难；没有重视、没有建立机制、缺乏相应手段探查地质构造，或者没有对构造区域采取有效措施；有些煤矿不顾后果地躲避等级升级，有鉴定机构工作不够认真、综合判断能力低。,㈡近期突出事故的主要原因分析,三、防治煤与瓦斯突出的技术对策,实用新型专利，发明专利，包授权拿证书，电话18761439752微信同号,三、防治煤与瓦斯突出的技术对策,㈠对症措施建议,督促、引导煤矿将预抽瓦斯作为防突的根本措施认识到只有预抽瓦斯才是可靠的、做得到的有效防突措施；鼓励煤矿考察确定瓦斯含量的区域突出危险性指标临界值；对采掘区域的实际瓦斯含量进行抽查；正视预抽措施还不能绝对可靠的现实，要求对区域验证超标的局部区域实施局部“四位一体”综合防突措施作为补充。,三、防治煤与瓦斯突出的技术对策,㈠对症措施建议,⒉落实各类防突措施的实施过程管理，确保措施质量应督促煤矿真正按照细则要求建立实施、检查、验收机制；对厚煤层从层面和垂厚两个维度检视预抽钻孔的控制范围；密切关注采掘工程实际位置与实际抽采控制范围的差异；对地应力高、破碎的煤层应关注和采取保持钻孔抽采效果的措施；特别注意厚煤层沿顶掘进工作面的底板穿层钻孔预抽问题钻孔、护孔、检验取样。,三、防治煤与瓦斯突出的技术对策,㈠对症措施建议,3.加强地质构造预测探查和针对性措施的落实加强对煤厚变化、断层构造的预测、跟踪观测工作；已知的构造范围可适当提高预抽指标要求；采掘遇到的构造带应强化工作面防突措施；发现原区域措施没控制或有喷孔、顶钻现象的应补充区域措施；坚持一项原则发现异常构造信息但对构造情况和区域措施控制情况不明的，立即暂停采掘,三、防治煤与瓦斯突出的技术对策,㈠对症措施建议,4.突出鉴定问题适当完善修订突出鉴定的四项指标，加大瓦斯压力的权重；对初步鉴定为无突出危险结论的采用定向公示制，鉴定主要依据和初步鉴定结论向所有鉴定资质单位、地方监管监察部门、煤炭企业上级主管部门“定向”公示；鉴定资质单位实行积分制或扣分制，除了严重弄虚作假予以严处外，对没有明显过错但鉴定出现不同程度问题的，扣相应资质积分。,三、防治煤与瓦斯突出的技术对策,㈡综合措施建议,推广定向钻进、轨迹测定，确保钻孔控制可靠、状态可知50m以上的钻孔全部测定轨迹，150m以上的必须用定向钻机施工；松软煤层采用“穿层定向分支钻孔”超前抽采；或者采用“定向钻孔顶底板压裂”抽采技术。,澳大利亚煤矿防突措施钻孔布置图,即使穿层钻孔长度过大也面临穿不到煤层或偏差过大问题,定向长钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域措施,井下大区域“穿层定向分支钻孔”抽采技术,井下大区域“定向钻孔顶底板压裂”抽采技术,三、防治煤与瓦斯突出的技术对策,㈡综合措施建议,2.发展防突全过程的数字化、信息化管理，让过程“一目了然”防突全过程的信息化是解决实施质量问题关键途径；首先实现防突仪器、装备等终端设备在位置、运行参数、操作结果等的数字化、信息化；建立包括区域措施竣工参数、抽采计量、达标评判以及采掘面瓦斯动态信息、突出指标、工作面措施等两个“四位一体”的综合信息管控系统，实现全过程掌控、可追溯和区域联网。,三、防治煤与瓦斯突出的技术对策,㈡综合措施建议,3.推广应用提高突出煤层预抽防突效果的技术近几年在提高预抽效果技术方面的进步使瓦斯防治理念呈现了显著的变化；松软煤层水力压裂对瓦斯具有水驱作用和一定的增透、缓解地应力作用；超高压水力割缝技术、水力冲孔、机械掏穴技术等对加快瓦斯释放和降低地应力有显著的效果。,松软煤层中低压压裂关键技术工艺,微缝网循环延展,平煤十二矿己15-31040进风巷低位巷,246天平均浓度达41.36，比原来提高了2.94倍；穿层钻孔单孔抽采纯量0.0366m3/min，提高了13.5倍。,透气性系数由0.01m2/MPa2d提高至0.28m2/MPa2d，提高26倍,抽采浓度,超高压水力割缝应用于在穿层钻孔淮南丁集矿,高压水力割缝装备,超高压水力割缝应用于顺层钻孔贵州绿塘煤矿,,重点控制区域,,,间隔割缝,,,72倍,2.4倍,三、防治煤与瓦斯突出的技术对策,㈡综合措施建议,4.鼓励具备条件的煤矿优先开采保护层目前仍有不少煤矿未能为开采保护层下决心调整开采部署；可在放宽头面数量限制等方面给予开采保护层矿井予以支持鼓励。,三、防治煤与瓦斯突出的技术对策,㈡综合措施建议,5.探索实施突出煤层分级管理，让管理更顺畅适当分级符合不同矿区煤层突出危险性客观实际；适当分级可使危险性很小的煤层采取一定的防突措施，增强安全性；适当分级可使煤矿实现由无危险到一般危险、严重危险的逐渐过度，从技术管理要求、安全投入等方面有一个逐渐加大的过程，减缓矛盾。,三、防治煤与瓦斯突出的技术对策,㈡综合措施建议,6.进一步完善防突的政策法规体系技术、管理、法规有机结合是更完善的防突工作方式；健全、理顺国家标准、部门规章、行业规范性文件、行业标准、地方法规的功能、权限、相互衔接配套。,实用新型专利，发明专利，包授权拿证书，电话18761439752微信同号,1.建井前准确测定全井田瓦斯参数将对煤矿带来巨大影响,细则第16条“根据地质勘查资料和邻近生产矿井资料等进行建井前突出危险性评估”,三、防治煤与瓦斯突出的技术对策,㈢未来防突技术展望,2.地面瓦斯抽采将发挥更大的作用,晋城煤层的采前压裂排采,,,,,,未采动区压裂排采,,,,,,第66条地面井预抽煤层瓦斯区域防突措施,三、防治煤与瓦斯突出的技术对策,㈢未来防突技术展望,,淮北芦岭矿的近煤层顶板岩层钻孔压裂抽采模式,三、防治煤与瓦斯突出的技术对策,3.更精准可靠的区域化防突代替两个“四位一体”仍然是目标,澳大利亚煤矿防突措施钻孔布置图,三、防治煤与瓦斯突出的技术对策,,重庆院ZYWL-23000千米定向钻机（分体式）,我国千米、定向钻机各种条件下的成孔深度在不断突破,三、防治煤与瓦斯突出的技术对策,,,二采区北东翼底板穿层钻孔平面布置图,贵州青龙煤矿,三、防治煤与瓦斯突出的技术对策,,贵州恒泰煤矿3钻孔轨迹剖面投影曲线,三、防治煤与瓦斯突出的技术对策,4.井下瓦斯防治技术管理智能化,三、防治煤与瓦斯突出的技术对策,㈢未来防突技术展望,,,地面准确预测超前抽采,定向长钻孔可靠区域治理,采掘期间多信息智能、连续预警,三、防治煤与瓦斯突出的技术对策,㈢未来防突技术展望,和煤矿瓦斯防治共同成长,致力安全科技、提升生命保障,谢谢,实用新型专利，发明专利，包授权拿证书，电话18761439752微信同号,