阳煤三矿瓦斯资源分布与防治毕业论文.docx

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1、阳煤三矿瓦斯资源分布与防治毕业论文目 录1绪论1L1研究现状11.2 现阶段的问题11.3 研究内容41.4 完成情况42阳煤三矿矿井概况52.1 阳煤三矿的交通位置，经济概况，其他概况52.1.1 位置52.1.2 通条件52.1.3 形地貌52.1.4 河流水系52.1.5 气象62.1.6 本区经济社会状况62.2 阳煤三矿矿井井型，生产能力及其他情况6221三矿矿井井型62.2.2三矿生产能力62.3 三矿矿井地质，地层，含煤地层概况72.3.1 地层72.3.2 含煤地层92.4 构造概况102.4.1 区域构造102.4.2 井田构造102.5 水文地质概况122.5.1 区域水文

2、地质122.5.2 地下水的补给、径流与排泄132.5.3 井田水文地质条件132.5.4 矿井涌水量162.6 矿井煤层及瓦斯概况172.6.1 煤层172.6.2 煤质222.6.3 瓦斯概况253瓦斯赋存特征273.1 煤层气赋存特征273.1.1 煤层气源岩特征273.1.2 煤层气封盖条件273.1.3 质构造273.1.4 煤层气抽排及利用情况283.2 煤层气资源量估算284矿井瓦斯抽采的必要性及可行性294.1 矿井瓦斯基础参数294.2 矿井瓦斯抽采的必要性294.2.1 矿井瓦斯涌出量294.2.2 回采瓦斯涌量304.2.3 掘进工作面瓦斯涌出304.2.4 采空区瓦斯涌

3、出304.3 矿井可抽瓦斯量及抽采服务年限314.3.1 回采工作面预抽瓦斯量314.3.2 掘进工作面预抽瓦斯量314.3.3 空区预抽瓦斯量:314.4 矿井瓦斯抽采的可行性分析325矿井瓦斯抽采的方法335.1 邻近层瓦斯抽采335.2 采空区密闭插管抽采345.2.1 概述345.2.2 闭墙插管的布置345.2.3 插管与主管的连接与管理3453回采工作面采空抽采345.3.1 概述345.3.2 钻孔参数346结论36参考文献37翻译部分38英文原文38中文译文41致谢44中国矿业大学2011届本科生毕业设计（论文）第7页1绪论1.1研究现状我国的能源工业中，煤炭占我国一次能源生产

4、和消费结构中的70%左右，预计到2050年还将占50%以上，煤炭在相当长的时期内仍将是我国的主要能源。目前为止，我国的国有重点煤矿大多数属于瓦斯矿井，其中高瓦斯矿井和突出矿井占全国矿井总数的44%。预防、控制瓦斯爆炸事故，是实现煤矿安全生产的关键。瓦斯防治是煤矿安全工作的重中之重。必须采取有利措施，有效防治煤矿重特大瓦斯事故的发生，以确保煤矿的安全生产。煤矿安全生产是目前社会重点关注的热点问题之一，尤其是在能源紧张，对煤碳的需求量不断增加的情况下，煤矿的安全生产问题更是值得我们关注，这也是建设平安和谐社会的重要组成部分。我们发现，大部分事故的罪魁祸首都是瓦斯事故，瓦斯在煤矿的开采中是不可避免的

5、。统计表明：20 002008年共发生死亡10人以上30人以下的重大瓦斯爆炸事故117起，死亡30人以上的特别重大瓦斯爆炸事故37起其中7起百人以上事故都发生在低瓦斯矿井。矿井下的瓦斯对煤矿的安全生产构成了重大威胁，做好煤矿井下瓦斯的监测与控制是保证煤矿安全生产的关键所在。瓦斯的危害是巨大的。煤矿瓦斯（又称煤层气）是煤层的一种伴生气体。在煤矿开采过程中以不同形式从煤层中涌出，是矿井中一种最常见的有害气体。具体体现在两个方面:瓦斯具有燃烧爆炸的危险，煤与瓦斯突出的危险。而且他们具有难预测的特点。一旦发生，不仅造成大量的人员伤亡而且造成巨大的经济损失，严重地威胁着煤矿的安全生产。因此，对煤矿瓦斯的

6、治理和利用迫在眉睫。矿井瓦斯的爆炸必须具备以下三个条件：（1）瓦斯浓度。当空气中的瓦斯浓度达到5%16%时，就达到爆炸浓度，也称爆炸界限。（2） 一定的引火温度。点燃瓦斯所需的最低温度，称为引火温度。在空气中瓦斯的引火温度是650670。明火、煤炭自燃、电气火花、炽热的金属表面、爆破等都能引起瓦斯爆炸。（3）氧气的浓度。氧气的作用是助燃，当空气中氧气的浓度超过12%时，瓦斯就能爆炸，这是最容易获得的条件，在正常通风风流中氧气的浓度通常大于20%。煤矿瓦斯的利用价值。瓦斯虽然对煤矿安全产生危害及灾难，但同时又是一种已生的优质能源，它具有很高的利用价值。主要体现在以下几方面：（1）煤矿抽放的高浓度

7、（30%）瓦斯是一种清洁能源。瓦斯可以做民用燃料;瓦斯在工业中可用作燃料烧锅炉，可供建筑物取暖洗浴蒸汽驱动设备等。（2）瓦斯发电。技术成熟的工艺有:燃气轮机发电、气轮机发电、燃气发电机发电、联合循环系统发电和热电冷联供瓦斯发电。（3）瓦斯还可以用来生产碳黑，生产甲醛，用作汽车燃料等。1.2 现阶段的问题我国作为煤炭产量居世界第一的产煤大国，煤炭行业迅速发展，在蓬勃发展的背后,煤炭工业也出现了许多亟待解决的问题：煤炭经济增长方式粗放，产业结构不合理，生产安全事故频繁发生等。其中，煤矿瓦斯事故问题尤为突出。2005年，我国煤炭产量约占全球的37%,事故死亡人数则占全球近80%,煤矿百万吨死亡率约为

8、美国的70倍、南非的17倍、波兰的10倍、俄罗斯和印度的7倍。要想从根本上解决煤矿安全生产问题，就必须从我国的国情出发，借鉴先进国家的管理理念，对煤矿瓦斯实施综合治理，才能有效解决安全生产领域的问题。当前，综合治理已成为保障煤矿安全生产的必然选择。川其中，国有重点煤矿在瓦斯防治方面存在着突出问题。（一）未严格执行“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯防治方针。先抽后采方面：部分矿井未建立瓦斯抽放系统;装备了瓦斯抽放系统的未坚持正常使用（仅在石门揭煤前使用、煤巷掘进及回采过程中基本上未使用）。监测监控方面：监控系统甲烷传感器配备不足（煤掘工作面回风流中普遍未安装）;对监控系统的维护工作不到位、出

9、现故障时未及时排除、带故障运行。以风定产方面：部分矿井为保证采掘接替，掘进工作面布置过多，存在违反煤矿安全规程规定的串联通风问题。（二）突出矿井未严格执行“四位一体”的综合防突措施一是未坚持预测预报;二是防突措施执行不严格：排放孔的深度、数量、角度不符合防治煤与瓦斯突出细则规定;三是效果检验工作未正常开展;四是安全防护措施未完全到位:工作面普遍未建立压风自救系统、少反向风门、现有反向风门都不可靠（局扇风筒过风门段未使用装有防逆流装置的铁风筒）、未坚持远距离放出班炮、未按规定建立避难胴室、作业人员未随身携带自救器等。（三）瓦斯防治方面的专业技术人员极为短缺近十五年来，煤矿专业技术人才呈现“老的离

10、开、新的不来”局面，一方面是原有专业技术人员受煤矿安全监察机构和安全生产管理部门公开招考公务员、企业破产改制提前退养退休、外省招聘等多种因素影响，能够离开的都离开了;另一方面因煤矿条件艰苦、工作辛苦、生活清苦，几乎没有新毕业的采矿、通风等专业的煤炭高等院校毕业生到煤矿工作，煤矿专业技术人才已经严重短缺。（四）从业人员安全技能和安全意识素质差现在省属国有煤矿的从业人员，尤其是井下采掘一线的工人，绝大部分都是农民工，由于其自身文化素质低，加上煤矿企业对他们的安全培训教育工作不到位，其安全技能和安全意识差，不能适应国有煤矿的安全生产工作需要，低素质的人从事高风险的行业在国有煤矿中同样存在，这与国有煤

11、矿对工人的要求是不相适应的。Hl不难看出，矿井瓦斯已经成为制约煤矿安全生产的一个重要的不容忽视的关键因素。但是，任何事物都具有两面性，对待矿井瓦斯我们也应当用辩证唯物主义的眼光一分为二地认识它。瓦斯也被成为煤层气，被喻为煤矿安全生产“第一杀手”。但是，瓦斯也是一种优质高效的清洁能源，有着很高的利用价值。如何更好地开发利用瓦斯资源，取得了良好的经济效益、环保效益和社会效益，是我们当前社会的一个重要课题。瓦斯既是一种温室气体，又是一种优质能源。开发利用煤层气在我国具有特殊的紧迫性和重要性。我国瓦斯资源量丰富，占世界第3位。目前，世界上发现有74个国家蕴藏着煤炭资源，同时也赋存着煤层气资源。根据国际

12、能源机构（IEA）估计，全世界煤层气资源总量可达260万亿立方米，俄罗斯、加拿大、中国、美国和澳大利亚均超过了 10万亿立方米。表世界主要产煤国煤层气资源国家煤层气资源（万亿立方米）国家煤层气资源（万亿立方米）俄罗斯17 113波兰3加拿大676英国2中国30 35乌克兰2美国1113-19哈萨克斯坦1澳大利亚814印度0.18德国3南非0.18我国煤炭资源5.57万亿吨，保有储量1.03万亿吨。2006年年产煤炭23亿吨，164处瓦斯微放点。2006年瓦斯抽采量26亿立方米，利用6亿立方米，抽采率36.3%,利用率23%O每年向大气释放煤层气约200亿立方米。据专家对煤层气资源评价，我国埋深

13、在2000米以浅煤层气地质资源量约36万亿立方米，主要分布在华北和西北地区（占总资源量84.4%）。其中，华北地区、西北地区、南方地区和东北地区赋存的煤层气地质资源量分别占全国煤层气地质资源总量的56.3%、28.1%、14.3%、1.3%。在1000米以浅、1000 1500米和15002000米的煤层气地资源量，分别占全国煤层气资源地质储量的38.8%、28.8%和32.4%O全国大于5000亿立方米的含煤层气盆地（群）共有14个，共中含气量在500010000亿立方米之间的有四川南和贵州北、河南西、成渝地区、徐州淮南、三塘湖等盆地，含气量大于10000亿立方米的有鄂尔多斯盆地东缘、沁水盆

14、地、准葛尔盆地、滇东黔西盆地群、二连盆地、吐哈盆地、塔里木盆地、天山盆地群、海拉尔盆地等9大盆地群。我国煤层气大于1000亿立方米的盆地（群）有15个。主要分布在：二连、鄂尔多斯盆地东缘、沁水盆地可采资源量1万亿立方米以上；准 葛尔盆地可采资源量约为8000亿立方米。我国煤层气资源分布广，总量多，但是勘探开发力度小，勘探程度低。从上世纪80年代末到2004年底，煤炭、石油、地矿以及地方政府和外国石油公司均进入煤层气的研究和勘探阶段。截至2007年我国累计钻煤层气井仅有2446 口，在48个煤层气勘探区进行了煤层气勘探评价，建立先导型试验井组17个，煤层气年产量不足4亿立方米。美国在1980年煤

15、层气生产能力1亿立方米，1990年钻井增加到2982 口，产量上升到100亿立方米；2006年煤层气生产井约3万口，产量超过540亿立方米。可以看出，我国煤层气地面开发仍处于勘探和小范围的生产试验阶段，尚未规模开发利用。目前仅有中联公司、晋城煤业集团、阜新利用生产试验井组在进行科研的同时开始探索性生产煤层气，其产量受试验要求限制和用户安全系数的影响，还不能反映生产能力,但从中可以看出发展的潜力。由此可见，科学合理地开发利用瓦斯资源，有效防治瓦斯事故，促进我国煤矿安全生产，已经成为全社会的普遍共识。本文旨在通过系统研究阳煤集团三矿瓦斯资源的分布与防治，抛成引玉，为这一问题的解决发表自己的观点。1.3