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A. 预防煤矿瓦斯灾害新技术的研究

胡千庭

（煤炭科学研究总院重庆分院 重庆 400037）

摘要 预防煤矿瓦斯灾害是世界各采煤国家关注的焦点，论文简要介绍了包括瓦斯灾害易发区域的预测技术、高效瓦斯抽采及抽采效果评价技术、瓦斯灾害监测预警技术等区域性的以建立本质安全矿井为目的的综合技术的应用、研究现状及进展情况。

关键词 煤矿瓦斯灾害 预测技术 抽采技术 监测预警技术

Research on New Prevention Technology for Disaster of Coal Gas

Hu Qianting

（Chongqing Branch of Research Institute of Coal Science，Chongqing 400037）

Abstract：It is a universal focus of the world's coal mining countries to prevent disaster of coal gas.This article briefly introced the study status，progress and applications of several comprehensive technologies including forecast technology for regions prone to gas disaster，assessment technology for effective extraction of gas and extraction effects，technology of monitoring and early-warning for gas disaster，aiming to construction of essential safe coalmines.

Keywords：disaster of coal gas；forecast technology；extraction technique；monitoring and early-warning technologies

预防煤矿瓦斯灾害是世界各采煤国家关注的焦点，尤其在我国，瓦斯灾害已成为煤矿群死群伤的头号杀手。2005年，一次死亡10入以上的特大煤矿事故中，瓦斯事故占70.7%，新中国成立以来发生22起一次死亡100入以上的煤矿事故中，瓦斯煤尘爆炸事故为20起。

预防煤矿瓦斯灾害技术的研究已经从局部性短兵相接的单项技术向区域性的以建立本质安全矿井为目的的综合技术发展，包括瓦斯灾害易发区域的预测技术、高效瓦斯抽采及抽采效果评价技术、瓦斯灾害监测预警技术等。本文对这些技术的研究作一简要介绍。

1 瓦斯灾害易发区域预测技术

瓦斯灾害与地质构造有密切关系，地质构造复杂的区域通常属于瓦斯灾害易发区域。此外，瓦斯灾害易发区通常赋存着较高的瓦斯含量，因此，预测高瓦斯含量区域也是预测瓦斯灾害易发区的有效手段。

1.1 地质雷达超前探测地质构造技术

地质雷达是一种确定地下介质分布的定向高频电磁波反射定位技术。在岩土工程和建筑工程等领域得到广泛应用。煤炭科学研究总院重庆分院通过多年努力，最新研制出适合煤矿环境使用的本质安全型地质雷达，能够超前探测采掘工作面20～30m深处煤岩内的隐伏小型构造等地质异常体，通过在西山、淮南、松藻等矿区的试验，取得了好的效果。2004年12月12日，在西山杜儿坪矿68214尾巷进行了煤层陷落柱探测试验，发现在煤层中由浅到深雷达波逐渐衰减，而在有陷落柱的地方雷达回波出现强反射，同相轴基本形成一段弧形曲线，明显反映了陷落柱和煤层的分界面和陷落柱的大小范围（见图1）。

图13 宽带监控系统功能结构图

4 瓦斯灾害预警技术

瓦斯灾害的有效预防与矿井管理水平密切相关。然而，瓦斯灾害的发生具有许多相关影响因素，且这些因素都是动态变化的，单纯靠入来掌握所有相关因素的变化以及可能导致的结果是非常困难的。为此，我们开展了瓦斯灾害预警技术的研究，通过建立大量的信息数据库，并通过监控系统监测各相关影响因素的变化，利用试验研究得到的相关模型，实现对瓦斯灾害预警，并提出合理的消除瓦斯灾害隐患的建议，利用技术提升矿井安全生产的管理和决策水平。

预警系统基于ARC Infor 三维地理信息系统平台进行开发，使过程和结果具有直观性。目前，瓦斯灾害预警系统主要具备的功能有：①瓦斯赋存分析及预测；②区域煤与瓦斯突出危险性预测；③采掘工作面煤与瓦斯突出危险性预测；④瓦斯浓度变化实时监控与预测；⑤瓦斯爆炸危险性预测；⑥系统管理、矿图维护与输入输出等功能模块。而且随着研究的深入，不断增加功能，自学习修正模型等。图14是该系统软件的一个界面。

4.1 瓦斯地质及瓦斯赋存分析与预测

瓦斯地质及瓦斯赋存分析及预测主要是以绘制瓦斯压力等值线、瓦斯含量等值线、地质构造对煤与瓦斯突出的影响等为目标，研究基于地理信息（GIS）技术的瓦斯地质赋存状况预测方法及软件计算程序。在本系统中，主要研究开发了地质构造的维护、查询，地质单元的划分与智能识别，地质单元的瓦斯压力等值线绘制、瓦斯含量等值线绘制、等值线分布范围查询及分布图查询等功能。

图14 瓦斯压力等值线输出结果

4.2 区域煤与瓦斯突出危险性预测

区域煤与瓦斯突出危险性预测主要以绘制突出危险区域分布图为目标，其预测基础是煤矿实际测定的瓦斯压力和瓦斯含量等基本参数、地质构造、动力现象等。区域预测的方法包括瓦斯地质法、综合指标法、钻孔动力现象判断法和其他现象的综合判断法，区域预测的结果就是各个专业模块计算结果的并集。区域预测结果分为突出威胁区、突出危险区和严重突出危险区三级，结果图可以进行交互查询、打印和共享发布。

4.3 采掘工作面煤与瓦斯突出危险性预测

采掘工作面煤与瓦斯突出危险性预测主要分为采煤工作面突出危险性预测、煤巷掘进工作面突出危险性预测和石门揭煤工作面突出危险性预测三部分内容，其预测数据来源有三个方面，一是钻孔法日常突出预测数据，包括瓦斯解吸指标K₁值、钻屑量S、瓦斯涌出初速度q及其衰减指标C_q等；二是工作面瓦斯涌出动态指标，包括放炮后30（60）min内瓦斯涌出变化评价指标V₃₀（V₆₀），监测系统监控的工作面瓦斯实时涌出变化量等；三是地质构造、日常记录的参数测定点、历史采掘状况记录、历史突出事故记录等。

4.4 瓦斯变化实时监控与预测

瓦斯监控信息来源于监测系统，预警服务器的任务是：定时从监控系统服务器读取需要的信息（主要是瓦斯浓度变化实时值），并主动传输到预警服务器上，再根据信息需求进行分类存储和显示，并通过软件界面接口提供灵活的查询和统计分析功能。

由于监控系统数据是进行瓦斯灾害动态预警的基础，所以数据采集服务器程序不但要求其自身具有稳定性、可靠性、灵活性等特征，而且对控件系统服务器不能有任何负面影响。从长远来看，需要对监控系统和预警系统的数据库服务器进行合并以减少数据存储资源的浪费和数据的集中管理。

4.5 瓦斯爆炸危险性预测

瓦斯爆炸危险性预测以矿井监测系统的瓦斯浓度实时监测数据为基础，对其进行分析处理，综合其他影响因素研究出瓦斯爆炸灾害的预警指标和方法，实现对瓦斯爆炸灾害发生的超前预警，其包括两个方面的内容：

（1）对监测系统数据库保存的三类数据进行分析和判断，实现瓦斯爆炸危险性实时预警；

（2）根据煤与瓦斯突出预警结果进行分析和判断，实现异常情况下瓦斯爆炸危险性预警。

4.6 系统管理、矿图维护与输入输出

系统管理、矿图维护与输入输出是本系统正常运行的基础。

（1）系统管理。系统管理包括本软件系统的通用参数设置、显示风格设置、用户权限设置、煤矿部门分配及员工设置、日志管理、系统配置状态诊断、数据库备份与恢复等内容，系统管理功能模块的作用是为预警系统的正常运行提供保障。

（2）矿图维护。矿图维护主要是对矿井的地图对象进行维护，包括设施设备维护、传感器维护、巷道维护、掘进工作面维护、采煤工作面维护、工作面预测测点维护、突出事故点维护、采空区维护、保护带维护、采煤阶段维护、采区维护、瓦斯赋存参数维护、地质构造维护等内容。

矿图维护模块的设计不同于传统的图形绘制方法，为了严格按照预警系统的对象关系进行对象定义，在维护地图对象时，不但要求准确地绘制矿图及其对象，还特别要求同时建立对象之间的拓扑关系及关联方法。

（3）输入输出。输入输出功能是预警系统运行和展示预警结果的主要手段。输入主要通过三种方式进行采集数据，即：日常维护输入、监测系统动态输入和历史数据分析；输出的方式有报表打印输出、报表网络发布、地图打印输出、地图网络发布等方式。

另外，系统还设计研究了灾害防治措施、专家系统知识库等内容。

5 结束语

有效预防瓦斯灾害是一项长期而又艰巨的任务，面临的技术难题将越来越复杂。本文介绍的技术是这些年的一些研究进展情况，部分技术仅在部分矿区进行过试验，达到大面积推广还需要一个过程。尤其是瓦斯灾害的预警技术，目前更主要的是搭建了一个平台。通过“十一五”的科技攻关、国家973、国家自然科学基金等项目的研究，进一步建立和完善预警模型，筛选和完善实用预防技术，并通过现场的试推广应用和自学习不断修正，使之具备涉及瓦斯灾害动态预警所必需的实用软硬件技术，真正为提升煤矿安全水平起到中坚作用。

B. 煤矿井下顺层千米枝状长钻孔抽采煤层气新技术

杜子健¹刘子龙²

（1.煤炭科学研究总院重庆分院；2.山西亚美大宁能源有限公司）

摘要 介绍了使用引进千米钻机在大宁煤矿井下实现顺层千米枝状长钻孔的成孔试验，最长的VLD定向钻孔达到了1005m（深度）。进行了千米枝状长钻孔抽采瓦斯的工艺技术研究及相应的抽采效果考察，并取得了良好的效果。大宁矿首采面经过1.5年的预抽，预抽率约达到49%，矿井的瓦斯抽采率达到70.35%。

关键词 井下瓦斯抽采 定向千米钻机 顺层千米枝状长钻孔 预抽率 钻孔参数 抽采效果

New Technology of Extracting CBM by Underground Long-reach Treelike Drilling Along Coal Seams

Du Zijian¹，Liu Zilong²

（1.Chongqing Branch of Research Institute of Coal Science；2.Shanxi Asia-American Da'ning Energy Company，Ltd）

Abstract：This article introced the drilling experience of using underground long reach treelike drilling along coal seams in Daning coalmine.The longest directional VLD hole reached 1005meters.The drilling technology for one thousand meter reach and extraction effects of gas were studied in this case.It was proved that the extraction effects by using the underground long reach treelike drilling along coal seams in Daning coalmine are satisfactory.The rate of extraction was about 49 percent after extraction of one and half year at the first mining areas and the recovery of coal gas will reach 70.35 percent.

Keywords：Underground extraction of coal gas；one thousand meter directional drilling unit；long reach treelike drilling along seams；pre-extraction rate；drilling parameters；extraction effects

前言

据统计，自2001年至2005年2月底，全国煤矿共发生一次死亡30入以上的事故28起，死亡1689入。其中瓦斯事故24起，死亡1558人，瓦斯事故起数和死亡入数分别占总数的85.71%和92.2%。矿井瓦斯灾害已成为当前我国煤矿安全生产的重大问题，矿井安全生产形势亟待改变。

从国家“先抽后采”的产业政策以及瓦斯治理的技术层面来看，治理矿井瓦斯灾害的根本在于矿井瓦斯抽采。矿井瓦斯抽采具有促进煤矿安全生产、充分利用洁净资源、保护大气环境等一系列综合效益。一方面，瓦斯作为煤矿井下最主要的有害气体，加强井下瓦斯抽采能从根本上减少煤矿的瓦斯涌出量，有利于确保矿井安全、解放矿井生产力；另一方面，抽采并利用瓦斯能够显着增加洁净资源供给、改善和优化能源结构；此外，瓦斯还是一种很强的温室气体，抽采和利用瓦斯减少了煤炭开采过程中排入大气的瓦斯量，保护了大气环境。

然而，我国许多矿井的瓦斯抽采过去一直受到钻机装备及长钻孔成孔、抽采瓦斯技术等因素制约。一方面，虽然国内已有的钻机实现了800m 长度的钻孔施工，但在钻孔定向、测斜技术方面尚不完善，且采用的不是孔底马达钻进工艺，目前国内尚无真正意义上的定向千米钻机，长钻孔施工缺少相应装备。另一方面，我国煤层条件复杂，长钻孔成孔工艺难度较大，目前利用国内钻机进行顺层钻孔施工，在煤与瓦斯突出矿井实现了250m的钻孔，在煤层条件较好（f=1～2）的晋城寺河矿较成功的钻进深度可达500m（无定向、测斜功能）。但总的说来，大面积预抽防治瓦斯的措施在矿井中实施仍然受到很大限制。

为此，国家“十五”科技攻关《煤层气井下开发成套工艺技术应用研究》项目以引进国外千米钻机、自主研发千米钻机长钻孔抽采瓦斯工艺技术的方式进行了技术攻关，实现了位于晋城矿区的最长的定向钻孔，达到了1005m，试验钻孔的长度多数在800m 以上，在此基础上进行了千米枝状长钻孔抽采瓦斯的工艺技术研究及相应的抽采效果考察，并取得了良好的效果。

1 试验矿井

山西亚美大宁能源有限公司（以下简称“大宁矿”）即原晋城市大宁一号矿井，是目前中国唯一的中外合作生产的井工煤矿。矿井设计生产能力400万吨。开采煤系地层属下二叠系山西组、石炭系太原组、本溪组。煤系地层总厚度151m，共含煤10～22层，其中可采和局部可采有3层。矿井主要开采的3^＃煤层属中等变质程度的无烟煤，近水平赋存，厚度2.21～6.97m，平均4.45m，煤的坚固性系数f为1～2，该煤层富含瓦斯，煤层瓦斯含量 11.15～16.53m³/t，煤层瓦斯压力 0.69～1.16MPa，煤层透气性系数1.3～1.95mD。

矿井于2005年7月建成投产，矿井瓦斯抽采量从2002年的18.28m³/min上升到目前的184.8m³/min。矿井抽采瓦斯浓度达到55%以上，矿井瓦斯抽采率高达70%，瓦斯抽采取得了明显效果。

2 千米钻机及井下顺层千米枝状长钻孔成孔试验

2.1 VLD-1000 定向千米钻机

试验选用澳大利亚生产的VLD-1000型孔底马达式定向千米钻机，如图1所示。钻机由行走机构、动力系统、钻进系统、电气控制系统及测斜定向系统组成。

钻机采用孔底马达进行钻进，不需要钻杆的旋转，孔底马达是靠高压水进行驱动，进给速度是每分钟0～5m，而回收钻杆时的速度可以达每分钟0～20m的高速度。采用孔底马达钻进，减少了钻杆与钻孔的摩擦阻力，因而该钻机在较小动力损失的情况下具有超过1000m的钻进能力。

钻机主要技术参数为：

表5 千米枝状长钻孔不同抽采时间、不同钻孔间距的预抽率

注：煤层原始瓦斯含量14.0m³/t、残余瓦斯含量4.2m³/t，煤层极限预抽率为70%。按开采前要求煤层瓦斯含量8m³/t以下计、预抽率为42.86%以上。表中“——”表示预抽率在42.86%～70%范围之外。

4.3.4 大宁矿保证安全生产的不同预抽时间、不同钻孔长度条件下的钻孔间距

根据相关研究，首采综放面煤层原始瓦斯含量14.0m³/t，确保首采综放面安全生产的预抽率应为45%。分析表5可得：

综放面如有0.5年预抽时间、选用800m 或600m 组钻孔时其钻孔间距以15m 为宜，选用400m组钻孔时其钻孔间距以20m为宜；

综放面如有1年预抽时间、选用800m或600m 组钻孔时其钻孔间距以20m 为宜，选用400m组钻孔时其钻孔间距以30m为宜；

综放面如有2年预抽时间、选用800m，600m 或400m 组钻孔时其钻孔间距以30m为宜。

4.4 千米枝状长钻孔在大宁矿的实际抽采效果

4.4.1 首采面预抽效果

如图1所示，大宁矿首采面长500m、宽320m，于2003年开始实施千米枝状长钻孔，钻孔间距20～30m左右（共计10个孔、28个水平分支），钻孔深度为600m左右。预抽时间约1.5年。

首采面的原始瓦斯含量为14.0m³/t，开采前在首采面通过直接法测定煤层瓦斯含量为7.2m³/t，由此计算首采面的预抽率为48.57%。

4.4.2 矿井瓦斯抽采率

大宁矿2005年矿井瓦斯涌出量为184.8m³/min，其中抽采量为130m³/min，矿井瓦斯抽采率达到70.35%。

5 结论

通过研究试验，井下顺层千米枝状长钻孔在大宁矿的抽采瓦斯中取得了成功，并取得了良好的效果，为大面积预抽煤层瓦斯取得了有益的经验和借鉴。

（1）选用澳大利亚生产的VLD-1000型孔底马达式定向千米钻机，在大宁矿的煤层条件下，可以实现千米左右的顺层枝状长钻孔施工。

（2）研究表明，在大宁矿实施的顺层千米枝状长钻孔随着钻孔长度的增加，其抽采瓦斯量也相应增加，表明在试验条件下实施长钻孔对抽采瓦斯是有效的。

（3）通过研究，确定了在试验条件下不同抽采时间达到45%预抽率的钻孔合理间距。

（4）大宁矿通过实施井下顺层千米枝状长钻孔抽采瓦斯，首采面经过1.5年的预抽，预抽率达到近49%，矿井的瓦斯抽采率达到70.35%。

C. 晋城矿区煤层气开发利用进展

贺天才 田永东

（山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 山西晋城 048006）

作者简介：贺天才，1963年生，男，山西晋城人，山西晋城煤业集团总工程师、博士研究生，从事煤炭和煤层气开发工作。

摘要 晋城矿区煤层气地面抽采经过几年的发展，目前日产气量已经达到30×10⁴m³，日压缩煤层气10×10⁴m³，初步形成了一定的生产规模。生产实践同时证明煤层气地面抽采可以有效降低煤层瓦斯压力和瓦斯含量。根据目前的实际产气情况计算，煤层气井控制范围内的瓦斯含量每年可以降低约1m³左右，因此煤层气地面抽采可以降低矿井突出危险，减少井下瓦斯涌出量，促进煤矿生产安全。

关键词 晋城 煤层气 开发 利用 进展

Progress on Exploitation and Utilization of CBM in Jincheng Coalmine

He Tiancai，Tian Yongdong

（Shanxi Jincheng Anthracite Mining Group Company Ltd.，Jincheng 048006）

Abstract：After the CBM surface extraction projects in Jincheng coalmine developed for a few years，at present，the daily CBM proction has reached 300，000m³，the daily capacity of compressed CBM is 100，000m³，which has formed a certain scale of proction.At the same time，proction practice has proved that CBM surface extraction can effectively rece gas content and gas pressure.According to the current gas proction，gas content in coal seams can be annually decreased by 1 cubic meter within the control scope of one CBM well.Therefore，CBM surface extraction can lower the burst danger of mines，underground coal gas flow-out and improve coal safe proction.

Keywords：Jincheng；CBM；Development；Utilization；Progress

1 开发背景和概况

晋城矿区是国家规划的13个大型煤炭基地中晋东煤炭基地的重要组成部分，19个首批煤炭国家规划矿区之一，是我国重要的优质无烟煤生产基地，属国家实行保护性开采的稀缺煤种。矿区位于山西省东南部、沁水煤田南部，矿区规划面积3753km²，地质储量437.6×10⁸t，规划矿井13座矿井。晋城煤业集团作为晋城矿区的开发主体，目前有7座生产矿井和一座在建矿井，2005年核定生产能力 3060×10⁴t/a，实际生产原煤3006×10⁴t。

根据煤炭科学研究总院重庆分院和西安分院的评估报告：晋城矿区规划区范围内煤层气资源总量为6000×10⁸m³，寺河和成庄井田范围内的煤层气资源量为530×10⁸m³。寺河井田东区瓦斯平均含量为9.03m³/t，西区为16.6m³/t，北区在地面抽采钻孔施工过程中测定的瓦斯最高含量为28.7m³/t。成庄井田西南部瓦斯含量最高为15.62m³/t。矿区煤层透气性系数一般为0.0239～213m²/MPa²·d，煤层瓦斯压力一般为0.2～2.12MPa。

2005年，成庄矿绝对瓦斯涌出量达到239m³/min，相对瓦斯涌出量为16.14m³/t。2005年寺河矿井的绝对瓦斯涌出量达到479m³/min，相对瓦斯涌出量为22.3m³/t，为高瓦斯矿井。

目前寺河矿和成庄矿井下瓦斯抽放已经难以满足煤炭安全生产的需要，因此需要通过地面抽采来降低矿井瓦斯涌出量。

2 晋城矿区煤层气的开发和利用

煤层气（瓦斯）作为煤炭的伴生资源，不仅对煤矿的生产安全和矿工的生命安全构成了最大的威胁，而且还是一种具有强烈温室效应的有害气体。为了切实解除瓦斯对煤矿和矿工的危害，切实从源头上降低煤层瓦斯含量，建设本质安全型矿井，晋城煤业集团多年来始终坚持“为安全生产服务、为提高居民生活质量服务、实现产业化经营”的指导思想，以“井上井下抽采相结合，抽采和利用相结合”为工作方针，不断探索瓦斯治理与开发利用的新途径，取得了良好的经济、社会和环境效益。

2.1 煤层气地面抽采

地面钻井预抽，主要是在矿井建设前或煤层开采前进行预抽采，它不受空间约束，不受时间限制，可以提前5年、10年或更长时间在地面布置大规模井群，进行大面积抽采，既可提高抽采效果，又可形成产业规模，地面钻孔可实现采前抽、采动抽、采后抽的长周期稳定抽放，并且还可起到地质勘探的作用，达到“一井四用”的目的。

从1992年开始，晋城煤业集团先后在潘庄施工了7口煤层气井，在国内率先开展了煤层气地面预抽的试验工作，经过十多年的生产试验和技术研究，基本掌握了煤层气井钻井、压裂、排采、集输等一套完整的无烟煤地面抽采技术。从2003年开始，晋城煤业集团从煤矿生产安全的需要出发，先后在寺河矿、成庄矿进行规模化的煤层气地面抽采，至2005年年底在寺河矿区形成150口煤层气井的井组规模，成为目前国内最大规模的煤层气地面抽采井群，煤层气年抽采能力达到1.2×10⁸m³，2005年实际瓦斯抽采量达到2003×10⁴m³。

截至目前为止，晋城煤业集团已完成钻井的煤层气井300余口，基本具备抽采条件的煤层气井200口，地面煤层气年抽采能力达到1.5×10⁸m³，其中投入运行并产气的煤层气井110口，日产气量达到30×10⁴m³，另有40口煤层气井新近投入运行。随着煤层气井组规模的逐渐扩大，地面煤层气产量也不断提高，2006年前半年，晋煤集团的煤层气地面抽采量接近4000×10⁴m³。

煤层气（瓦斯）同时是一种清洁、高效的能源，是我国政府鼓励开发利用的资源。为此，晋城煤业集团不仅建成了目前国内规模最大的煤层气地面抽采井群，同时也建立了完善的煤层气利用体系。2005年年底，潘庄煤层气压缩站经过两期扩建，日处理能力达到16×10⁴m³，也是目前国内最大规模的煤层气压缩站。潘庄的煤层气经过压缩后源源不断运送至晋城、长治、太原、郑州、焦作、开封等城市，广泛应用于民用、工业、公共、发电、汽车燃料等行业。另外，潘庄的煤层气也开始向周围的农村居民供应，使他们告别了祖祖辈辈用煤的历史，用上了清洁的天然气。

2005年，晋城煤业集团通过槽车向外运送煤层气870×10⁴m³，就地利用煤层气68.88×10⁴m³，全年地面抽放的煤层气利用总量达到 939.88×10⁴m³，抽采利用率46.9%。随着汽油价格的上涨和国内能源需求的不断增长，周边城市购买煤层气的意向也不断增多，仅2006年前半年，晋城煤业集团通过槽车向外运送的煤层气已经超过了1400×10⁴m³。

随着煤层气地面抽采量的不断提高，为充分利用地面抽采的煤层气，晋煤集团加大了对煤层气利用工程的投资和建设力度，目前正在新建两座日处理能力为20×10⁴m³的煤层气压缩站，预计2006年年底可以先后投入运行；从“李庄—晋城—矿区”的煤层气输气管线也正在建设之中，预计2006年年底前可以完成管道铺设，该管线最终的年输送能力将达到9×10⁸m³。这些项目建成后，寺河矿区及其附近的煤层气将得到有效利用。

2.2 煤层气井下抽采

虽然煤层气地面抽采具有不少优点，但目前井下抽放仍然是解决矿井通风和安全生产的主要手段，因此在不断重视煤层气地面抽采的同时，晋煤集团加大了煤层气井下抽采的力度，采用本煤层密集钻孔边掘边抽、边采掘边抽和老空区抽采相结合的方式，加大抽采的覆盖面和强度。2005年晋煤集团还从澳大利亚引进三台千米钻机，用于寺河矿和成庄矿的井下瓦斯抽放，并在寺河矿成功施工了千米钻孔。

2005年，寺河矿井下瓦斯抽放总量达到10950×10⁴m³，抽放瓦斯浓度平均为55%左右，主要用于发电、煤泥烘干、锅炉、民用等方面。2005年寺河矿实际瓦斯利用量（标态纯量）达到9065×10⁴m³，井下瓦斯抽放利用率达到82.8%，其中1.5万千瓦瓦斯电站用气量为4985×10⁴m³，煤泥烘干用气量为52.6×10⁴m³，其余气量用于锅炉及民用。2005年成庄矿井下瓦斯抽放总量达到5052×10⁴m³，主要为民用和发电。2005年晋城煤业集团煤层气总利用量达到（标态纯量）10004.88×10⁴m³，利用率55.6%，相当于减排二氧化碳150×10⁴t左右。

目前，亚洲开发银行12×10⁴kW煤层气电厂项目已经于2006年初正式开工建设，一期工程预计年底完成。届时，寺河矿及其附近矿井井下抽放的瓦斯将全部达到利用。

2.3 清洁发展机制

晋城煤业集团在利用有形煤层气的同时，还积极利用清洁发展机制，开发CDM项目。晋煤集团亚洲开发银行贷款的12×10⁴kW煤层气电厂项目每年将利用煤层气1.8×10⁸m³，相当于年减排二氧化碳200 多万吨，可以大幅度降低该矿的瓦斯风排量，保护大气和环境。2004年世界银行碳汇基金购买了该项目450×10⁴t（10年期）的减排量和150×10⁴t的期权，减排购买协议已于2004年12月1日签订，日本碳基金（JCF）也购买了该项目240×10⁴t（10年期）的减排量，减排购买协议已于2005年11月签订。

3 煤层气地面预抽实际效果评价

通过煤层气地面预抽，可以实实在在地使煤层瓦斯含量降低，瓦斯压力提前释放，从源头上有效控制瓦斯灾害，促进矿井安全生产。此外，煤层气钻孔同时可以兼作地质勘探孔，煤层气又是优质的能源，因此煤层气地面抽采具有良好的综合效益。

3.1 效果佳，促安全

根据生产数据，截至2006年6月底，寺河煤层气预抽项目100口煤层气井累计产气超过6000×10⁴m³，按该区煤层平均厚度6m、密度为1.45 t/m³计算，这100口煤层气井的控制煤炭储量约9000×10⁴t。也就是说，经过一年多的抽采，该区煤层气井控制范围内的煤层吨煤瓦斯含量平均降低了约0.66m³。目前这100口煤层气井的日总产气量已经上升至25×10⁴m³，以此数据计算，未来每年可使该煤层气井组控制范围内的吨煤瓦斯含量降低约1m³左右。这样，该区经过7～8年的地面预抽，抽放区域内煤层的吨煤瓦斯含量即可降低到8m³以下，达到相对安全的条件。

值得注意的是，在晋煤集团目前已施工的煤层气井中，SH-003号、SH-075号、SHX-108号、SHX-112号和SHX-115号都出现了不同程度的瓦斯井喷现象，这在全国都十分少见，因此通过地面钻孔预抽，不仅降低了煤层瓦斯含量，而且释放了瓦斯压力，减小了矿井开采过程中瓦斯突出的危险。

3.2 用途多，投资省

煤层气井开发过程中，可以获得大量煤层及其顶底板深度、岩性的翔实数据，和煤层瓦斯含量、富水性的详细资料，这些数据和资料也是未来煤矿采煤过程中必需的信息。通过对这些资料的处理利用，可以提高资料的利用效率，节省勘探投资，因此煤层气地面钻孔还具有地质勘探孔的作用。

煤层气井的井间距一般为300～400m左右，远小于普通煤炭精查勘探孔的井间距，因此煤层气井钻探所获得的参数精度相对要高。目前晋煤集团正在将煤层气井控制区域内的有关资料进行整理，并据此绘制出更详细的煤层底板等高线图和煤层厚度等值线图，不久将应用在该区煤矿的煤炭生产中。图1和图2是利用煤层气井开发资料绘制的煤层底板等高线图和瓦斯含量等值线图，这些图件的精度得到了大幅度的提高。

图1 据钻井资料绘制的煤层底板等高线图

图2 据解吸和解吸资料绘制的瓦斯含量等值线图

随着未来煤炭的开采，煤层气地面预抽孔还将具有采动抽和采后抽的功能，可以在煤炭开采的不同阶段对矿井瓦斯进行抽放，从而延长气井的生产周期，大大提高煤层气井的利用率，真正实现一井多用。

3.3 浓度高，利用广

井下抽放的瓦斯由于其浓度相对较低，往往只能就地发电或燃烧，利用价值低，效益差，而地面抽放的煤层气甲烷浓度通常都高于95%，因此具有更广泛的用途和更高的利用价值。地面抽放的煤层气除可以用于发电和燃烧外，还可以用作汽车燃料，目前晋城市汽车用压缩煤层气的销售价格为2.2元/m³，利用价值远远高于发电和燃烧，另外煤层气还可以通过压缩或液化运送至其他城市，因此利用价值高，效益好。

目前晋煤集团地面抽采的煤层气多数通过压缩的方式运送到了周边城市进行利用。截至目前为止，潘庄煤层气压缩站已经压缩煤层气2500×10⁴m³，市场用户反映好，购买需求强烈。

4 晋煤集团煤层气开发利用规划

“十一五”期间，晋城煤业集团将紧紧围绕晋城矿区总体开发规划，开展规模化的煤层气抽采工作。生产矿井将提前5～7年或更长时间布置地面钻孔进行抽采，以降低煤层瓦斯含量和释放瓦斯压力。井下抽采主要采用模块式预抽、本煤层密集钻孔边掘边抽、边采边抽和老空区抽采相结合的综合抽放办法，加大抽采的覆盖面和强度，最终形成井上、井下抽采相结合。待开发矿井将从目前开始地面预抽，力争通过预抽，到新井投产时将煤层瓦斯含量降低到10m³/t以下，不仅可以有效提高新井安全的可靠程度，实现安全生产，而且可以在一定程度上减少矿井通风系统投入，降低巷道建设成本，从而降低新井基建投资。

预计“十一五”末，晋城煤业集团将在现有高瓦斯矿井和新建矿井中施工2000口地面煤层气抽采井，并进一步完善井下瓦斯抽放体系，加大瓦斯的抽放力度，使井上、井下的煤层气年抽放量达到18×10⁸m³。届时，晋煤集团将全面实现煤层气井上、井下共同抽采，建成采气采煤一体化的生产格局，真正建立本质安全型的煤炭企业。

参考文献

[1]袁亮.2004，松软低渗透煤层群瓦斯抽采理论与技术.北京：煤炭工业出版杜

[2]林柏泉，张建国.矿井瓦斯抽采理论和技术.徐州：中国矿业大学出版杜

D. 千米钻井机哪个厂家有

石家庄钻机

E. 锚杆钻机的国内外锚杆钻机发比较：

编辑本段
总体上讲，国外发达国家锚杆孔钻进设备的品种与功能多样，技术性能优越，可靠性高。美国煤矿大量使用塔架钻车式锚杆钻机，班工作效率达120~240 根，并着手开发计算机控制的全自动锚杆钻机。法国生产的转架式锚杆钻机集钻孔、安装锚杆为一体，并具有储存锚杆杆体的锚杆仓。芬兰生产具有树脂注射系统的钻车式锚杆钻机，使钻孔、安装锚杆杆体、注入粘结剂完全由机械完成，机械化程度颇高。澳大利亚有4 家锚杆钻机生产厂家，生产各种不同类型的锚杆钻机，尤以单体气动支腿式锚杆钻机使用居多，并有多家公司生产能与掘进配套的单体支腿式液压锚杆钻机。澳大利亚气动支腿式锚杆钻机主要有柱塞马达与齿轮马达式两种(早期叶片式气动马达已淘汰)，采用玻璃钢碳素纤维支腿。澳大利亚液压锚杆钻机可以以矿物油和难燃液为工作液，回转机构由摆线液压马达驱动，有的产品采用玻璃钢碳素纤维支腿使机重减轻。
国内锚杆钻机的研制经历了30 多年的历程，曾先后研制机械支腿式电动锚杆钻机、钻车式锚杆钻机、支腿与导轨式液压锚杆钻机、支腿式气动锚杆钻机、非机械传动支腿式电动锚杆钻机、机载式锚杆钻机和双级气腿凿岩机等。
煤矿锚杆钻机多为回转式，为配合推广小直径树脂锚杆，钻头采用27~29mm 回转钻头，其结构类型多为两翼对称、两翼不对称和两翼连筋式，可供钻进不同性质岩石选用。钻杆由B19（多数）或B22(少数)六角中空钢加工。经多年联合攻关，锚杆钻头和钻杆已能初步满足一定条件下锚杆支护的需要。
但是，由于锚杆孔钻进设备的开发、研究和生产，与锚杆支护技术的迅速发展不相适应，煤矿锚杆支护施工中大量使用的还是传统气动凿岩机与煤电钻。专用锚杆孔钻进设备中，使用国外进口设备较多，但因进口设备价格高和备件供应不及时，煤矿用户希望采用国产的锚杆孔钻进设备。
近来，我国生产MQT/MQS系列气动锚杆钻机，已能逐步代替国外进口的齿轮马达式锚杆钻机。我国生产的ZYX系列液压锚杆钻机在与S100 掘进机配套使用中，取得可喜进展。国产柱塞气动马达式锚杆钻机逐步投入市场；澳大利亚CRAM 倍速技研气动锚杆钻机在中国已建立专业维修公司，并在元件的中国国产化方面取得一些进步。这都有宜于使锚杆钻机进一步满足锚杆支护发展的需要。虽然，我国的锚杆钻机在技术和产业化方面取得非常大的进步，但可靠性非常高、性能优异的国产化锚杆钻机还为数不多，与锚杆钻机配套的钻具规格还不全，大部分钻具质量不稳定、并且适应岩石条件有限。

F. 什么是dgs

DGS是红蜻蜓集团在欧洲注册的一个知名国际女鞋品牌
DGS教材http://wenku..com/view/b63bab3f0912a21614792965.html
澳大利亚千米钻机DGS介绍 http://wenku..com/view/627793165f0e7cd18425366d.html

G. 目前煤矿井下抽采瓦斯的相关技术有哪些

“相关的技术有哪些，例如：现在常用的有水力压裂、压裂酸化、开采保护层等。还有什么其他的技术吗？”你想问的是区域防突措施里强化瓦斯抽采的技术吧
区域防突措施有两个大类：一是开采保护层；二是预抽。强化瓦斯预抽的技术有：水力压裂（压裂酸化、注入活性剂压裂应该都属于压裂范畴吧）、水力割缝、深孔预裂爆破、水力冲孔等，我知道的只有这些，如有其它问题，可继续交流。