矿井瓦斯抽放方法课件.ppt

1、2022-8-15矿井瓦斯抽放方法矿井瓦斯抽放方法矿井瓦斯抽放方法矿井瓦斯抽放方法一、瓦斯抽采概论一、瓦斯抽采概论二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法三、临近层瓦斯抽放方法三、临近层瓦斯抽放方法四、采空区瓦斯抽放方法四、采空区瓦斯抽放方法矿井瓦斯抽放方法一、概论一、概论一、瓦斯抽放的概念、目的和意义一、瓦斯抽放的概念、目的和意义 1.概念概念 为了减少和解除矿井瓦斯对煤矿安全生产的为了减少和解除矿井瓦斯对煤矿安全生产的威胁威胁,利用机械设备和专用管道造成的负压利用机械设备和专用管道造成的负压,将煤层中存在或释放出的瓦斯抽出来将煤层中存在或释放出的瓦斯抽出来,输送输送到地面或其他安全地点

2、的做法，叫做瓦斯到地面或其他安全地点的做法，叫做瓦斯抽放。抽放。2.目的目的 减少和消除瓦斯威胁减少和消除瓦斯威胁,保证煤矿生产安全。保证煤矿生产安全。矿井瓦斯抽放方法一、概论一、概论 3.意义意义 可以减少开采时的瓦斯涌出量可以减少开采时的瓦斯涌出量,从而减少从而减少瓦斯隐患和各种瓦斯事故。瓦斯隐患和各种瓦斯事故。可减少通风费用可减少通风费用,解决通风难以解决的难解决通风难以解决的难题。题。用瓦斯作为原料和燃料用瓦斯作为原料和燃料,能化害为利、变能化害为利、变废为宝废为宝,可节约煤炭、保护环境和可观的经可节约煤炭、保护环境和可观的经济效益。济效益。矿井瓦斯抽放方法一、概论一、概论二、瓦斯抽采

3、的必要性二、瓦斯抽采的必要性1.安全生产的需要矿井瓦斯抽放方法一、概论一、概论n实例1美国黑勇士盆地橡树沟煤矿煤层瓦斯含量 14.2m3/t抽取4年后 6.7m3/t抽取11年后 3.8m3/t煤层瓦斯含量降低了73%高瓦斯矿井低瓦斯矿井，构建了本质安全型矿井矿井瓦斯抽放方法一、概论一、概论n实例2淮南矿业集团全局瓦斯抽采量 1997年前 500万m3/a特大瓦斯事故 19901997年 八起 1997年 二起 死亡133人对策 开采保护层抽采瓦斯 近距离保护层 远距离保护层多重开采保护层矿井瓦斯抽放方法一、概论一、概论n 实例2淮南矿业集团 开采远距离下保护层抽采瓦斯 效果13#煤层 瓦斯压

4、力 P 4.4MPa0.5MPa 瓦斯含量 X 13m3/t5m3/t 膨胀变形 26.33 透气性系数 0.01132.09m2/MPa2d 增大近3000倍 工作面瓦斯抽采率 60%以上 突出危险完全消除 工作面相对瓦斯涌出量 25m3/t5m3/t 回风流平均瓦斯浓度 1.15%0.5%煤巷月进度 4060m200m以上 工作面日产量 1700t/d5100t/d矿井瓦斯抽放方法一、概论一、概论n 实例2淮南矿业集团方针 可保尽保，应抽尽抽效果 瓦斯抽采量 2001年 7000万m3/a 2002年 突破1亿m3/a 2003年 1.4亿m3/a 2004年 1.5亿m3/a 2005年

5、 1.6亿m3/a 2007年 1.8亿m3/a 2008年 2.46亿m3/a 2009年 3.26亿m3/a 连续10余年未发生瓦斯爆炸事故矿井瓦斯抽放方法一、概论一、概论 2.优质清洁能源按燃烧热值计算1m3瓦斯 相当于 1.25 标准煤 1 燃油 接近 1m3 天然气 CH4+2O2 CO2+2H2O+Q 1m3CH4 37022.2kJ 相当于11.5Kg烟煤 按热效率计算1m3煤层气 相当于 4 标准煤瓦斯是比天然气、燃油、特别是比煤洁净得多的一种优质能源矿井瓦斯抽放方法一、概论一、概论 我国陆上埋深在2000m以内的瓦斯资源总量（煤层气）约为30万亿m3，多于陆上常规天然气的资源

6、量（29万亿m3），相当于400亿t标准煤；按我国20亿t/年的能源消耗标准，相当于我国使用20年的能源量。矿井瓦斯抽放方法一、概论一、概论u 瓦斯还是一种温室气体，温室效应是二氧化碳的21倍；u对臭氧层的破坏能力是二氧化碳的7倍；u按生产吨煤平均排放10m3瓦斯量计算，我国每年排入大气的瓦斯量约为300亿m3，其产生的温室效应相当于排放4.5亿吨CO2；u同时排放到大气中的瓦斯还含有H2S、CO、NO等放射性物质，不仅污染大气，而且影响人体健康。u在过去地200300年中，大气中甲烷浓度已增加了1倍。3.环境保护矿井瓦斯抽放方法一、概论一、概论u国外井下抽采 全世界有17个国家的623个矿井

7、抽采瓦斯，年抽采总量达50亿m3，其中：前苏联21亿m3，原德国 6.8亿m3，美国5.6亿m3 英 国3.9亿m3、捷克3.3亿m3、波 兰 2.6亿m3、日 本2.0亿m3、法国2.8亿m3、澳大利亚1.2亿m3。原苏联解体后，煤产量大幅下降，瓦斯抽采量急剧减少，95年为12.6亿m3。德、日、捷、法等国煤炭工业萎缩，抽采量也呈下降趋势。三、瓦斯抽采现状三、瓦斯抽采现状矿井瓦斯抽放方法一、概论一、概论u国外地面抽取美国时间(年)年抽取量(亿m3)累计抽取量(亿m3)199055.71991 34.390.01992 45.7135.71994 35.0215.01996 92.820034

8、502004500矿井瓦斯抽放方法一、概论一、概论我国瓦斯抽采量80年代 2.83.8亿m3/a 90年代 48.7亿m3/a 2000年起大幅上升矿井瓦斯抽放方法一、概论一、概论煤层气资源u中 国 36.8万亿m3(埋深2000m以内)u加拿大 5785万亿m3 u前苏联 52.1万亿m3 u美 国 2.111.4万亿m3 u波 兰 1.3万亿m3矿井瓦斯抽放方法一、概论一、概论四、瓦斯抽采原则四、瓦斯抽采原则瓦斯治理的12字方针先抽后采、监测监控、先抽后采、监测监控、以风定产以风定产瓦斯综合治理的16字工作体系通风可靠、抽通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位采达标、监控有效、管理到位尽可

9、能多的在瓦斯进入矿井风流以前将其抽采出来抽采瓦斯要有针对性要有正规设计、施工和科学管理矿井瓦斯抽放方法一、概论一、概论五、矿井瓦斯抽放方法五、矿井瓦斯抽放方法 瓦斯抽放的方式和方法多种多样瓦斯抽放的方式和方法多种多样,一般有一般有3种种分类方法分类方法,见表见表4-1。表表4-1 矿井瓦斯抽放方法分类矿井瓦斯抽放方法分类矿井瓦斯抽放方法一、概论一、概论 开采层瓦斯抽采 采区大面积预抽 边掘边抽、边采边抽 人为卸压抽采 邻近层瓦斯抽采 上邻近层抽采 下邻近层抽采l采空区瓦斯抽采 全封闭式抽采半封闭式抽采l围岩瓦斯抽采 围岩裂隙溶洞抽采矿井瓦斯抽放方法抽放分类抽放分类抽放方法抽放方法抽放方式抽放方

10、式适用条件适用条件开采层抽放未卸压煤层局部抽放超前钻孔高瓦斯或有突出危险煤层大面积抽放顺层钻孔抽放高瓦斯煤层，有充裕预抽时间穿层钻孔抽放专用瓦斯巷抽放钻孔和巷道混合抽放地面钻孔抽放卸压煤层抽放边采边抽煤层瓦斯涌出量较大，透气性较小，预抽时间不充分边掘边抽掘进头瓦斯涌出量较大强化抽放水力压裂煤层透气性低水力割缝松动爆破物理化学处理邻近层抽放上下邻近层抽放巷道钻孔抽放邻近层向开采层瓦斯涌出量较大地面钻孔抽放专用抽放巷综合抽放采空区抽放已采区密闭埋管抽放瓦斯涌出量较大的已采区密闭巷道抽放现采区埋管抽放瓦斯涌出量较大的回采工作面井下钻孔抽放地面钻孔抽放综合抽放围岩抽放围岩裂隙溶洞裂隙钻孔抽放存在裂隙、

11、溶洞的围岩瓦斯涌出量较大或有瓦斯喷出危险溶洞钻孔抽放密闭巷道抽放矿井瓦斯抽放方法一、概论一、概论值得注意的是：值得注意的是：瓦斯抽放方法虽然有上述不同分类方法和瓦斯抽放方法虽然有上述不同分类方法和种类，但现场应用时，往往是互相结合、种类，但现场应用时，往往是互相结合、不能截然分开的。不能截然分开的。如本煤层抽放中包括巷道预抽法、钻孔预如本煤层抽放中包括巷道预抽法、钻孔预抽法及边采抽法及边采(掘掘)边抽法；而钻孔法又应用于边抽法；而钻孔法又应用于本煤层抽放、邻近层抽放及预抽、边抽等。本煤层抽放、邻近层抽放及预抽、边抽等。矿井瓦斯抽放方法一、概论一、概论六、建立瓦斯抽采系统的依据六、建立瓦斯抽采系

12、统的依据（1）煤矿瓦斯抽放规范（AQ 1027-2006）（2）煤矿瓦斯抽采工程设计规范（GB 50471-2008）（3）煤矿瓦斯抽采基本指标（AQ 1026-2006）（4）煤矿安全规程矿井瓦斯抽放方法一、概论一、概论七、必须建立抽放系统（地面永久或井下移七、必须建立抽放系统（地面永久或井下移动）的条件动）的条件1.高瓦斯矿井；2.开采有煤与瓦斯突出危险煤层的矿井；3.一个采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3min或1个掘进工作面绝对瓦斯涌出量大于3m3min，用通风方法解决瓦斯问题不合理的矿井；4.矿井绝对涌出量达到以下条件的：大于或等于40m3min；年产量1.01.5Mt的矿井，大于3

13、0m3min；年产量0.61.0Mt的矿井，大于25m3min；年产量0.40.6Mt的矿井，大于20m3min；年产量等于或小于0.4Mt，大于15m3min。凡是符合上述条件之一的，必须建立瓦斯抽采系统矿井瓦斯抽放方法一、概论一、概论 井下临时抽采系统 局部地区(采区或工作面)瓦斯涌出量大 低瓦斯矿井的高瓦斯区矿井瓦斯抽放方法一、概论一、概论八、应该建立地面永久抽放瓦斯系统的条件八、应该建立地面永久抽放瓦斯系统的条件1.开采有煤与瓦斯突出危险煤层的矿井；2.瓦斯抽采系统设计抽采量大于或等于2m3min的矿井。；3.瓦斯资源可靠、储量丰富，预计瓦斯抽放服务年限在5年以上。满足1或2、3项，应

14、该建立地面永久抽放瓦斯系统（煤矿瓦斯抽采工程设计规范GB504712008）将其作为强制性条文。矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法1.概念概念 本煤层（开采层）瓦斯抽放是指采用送道或打钻本煤层（开采层）瓦斯抽放是指采用送道或打钻的方式直接抽放开采煤层内含有的瓦斯的方法。的方式直接抽放开采煤层内含有的瓦斯的方法。预抽煤层瓦斯的难易程度指标类别钻孔流量衰减系数a(d-1)煤层透气性系数 (m2/MPa2d)容易抽采0.00310可以抽采0.0030.05100.1较难抽采0.050.1矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法2.方法方法 按照抽放与采掘

15、的时间关系，本煤层抽放按照抽放与采掘的时间关系，本煤层抽放可分为可分为“预抽预抽”和和“边抽边抽”两种方法。两种方法。所谓所谓“预抽预抽”，就是在开采之前预先抽出，就是在开采之前预先抽出煤体中的瓦斯。煤体中的瓦斯。“预抽预抽”又可分为巷道预又可分为巷道预抽和钻孔预抽抽和钻孔预抽2种；种；所谓所谓“边抽边抽”是指边生产边抽放瓦斯，即是指边生产边抽放瓦斯，即生产和抽放同时进行。生产和抽放同时进行。“边抽边抽”又包括边又包括边采边抽和边掘边抽采边抽和边掘边抽2种。种。矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法3.预抽本煤层瓦斯施工方法及优缺点预抽本煤层瓦斯施工方法及优缺点 预抽本煤

16、层瓦斯预抽本煤层瓦斯(分巷道预抽和钻孔预抽分巷道预抽和钻孔预抽)的施工方法及的施工方法及优缺点如下：优缺点如下：1）巷道预抽本煤层瓦斯）巷道预抽本煤层瓦斯 即在回采之前事先掘出瓦斯巷道即在回采之前事先掘出瓦斯巷道(因同时要考虑采煤工作因同时要考虑采煤工作需要，因此也叫采准巷道需要，因此也叫采准巷道)，然后，将巷道密闭，在密闭，然后，将巷道密闭，在密闭处接设管路进行抽放，直到回采时为止。处接设管路进行抽放，直到回采时为止。这种方法的这种方法的优点是优点是，煤体卸压范围大，煤的暴露面积大，煤体卸压范围大，煤的暴露面积大，有利于瓦斯释放。有利于瓦斯释放。缺点是缺点是，提前送道，开采时巷道维修量大；高

17、瓦斯煤层，提前送道，开采时巷道维修量大；高瓦斯煤层掘进施工困难；若密闭不严易进气，抽出的瓦斯浓度低；掘进施工困难；若密闭不严易进气，抽出的瓦斯浓度低；且巷内易引起自然发火。且巷内易引起自然发火。矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法2）钻孔预抽本煤层瓦斯）钻孔预抽本煤层瓦斯 即在开采煤层底即在开采煤层底(或顶或顶)板岩层中掘一与煤层走向平行的板岩层中掘一与煤层走向平行的巷道巷道,然后每隔一定距离然后每隔一定距离(2030m)掘一小石门做钻场掘一小石门做钻场(深深度度6m),在每个钻场内向煤层打在每个钻场内向煤层打37个呈放射状的钻孔穿个呈放射状的钻孔穿透煤层进入顶透煤层进

18、入顶(底底)板板,插管封孔进行抽放。如图插管封孔进行抽放。如图4-1所示。所示。1-1-煤层煤层;2-;2-钻孔钻孔;3-;3-钻场钻场;4-;4-岩巷岩巷;5-;5-密闭密闭;6-;6-抽放瓦斯管路抽放瓦斯管路图图4-1 4-1 钻孔预抽本煤层瓦斯钻孔、钻场布置示意图钻孔预抽本煤层瓦斯钻孔、钻场布置示意图矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法 优点是优点是，钻孔贯穿煤层，瓦斯很容易沿层，钻孔贯穿煤层，瓦斯很容易沿层理面流入钻孔理面流入钻孔,有利于提高抽放效果；其次，有利于提高抽放效果；其次，抽放工作是在掘进和回采之前进行的，能抽放工作是在掘进和回采之前进行的，能大大减少

19、生产过程中的瓦斯涌出量。大大减少生产过程中的瓦斯涌出量。缺点是缺点是，被抽放煤层没有受采动影响，煤，被抽放煤层没有受采动影响，煤层压力变化不大层压力变化不大(未卸压未卸压)，透气性低的煤层，透气性低的煤层可能达不到预抽效果。可能达不到预抽效果。矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法n穿层网格预抽中梁山矿务局南矿 预抽时间19个月 平均预抽率48%瓦斯压力由2.752.8MPa降至0.40.8MPa 煤体收缩变形1.52.6 煤体硬度增加3倍 煤层透气性增大9倍矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽

20、放方法穿层网格布孔示意图矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法芙蓉矿务局白皎煤矿 预抽期12个月 预抽率25%以上 瓦斯压力由2.48MPa降至0.65MPa 煤层瓦斯含量从17.8m3/t降为8.96m3/t 煤体收缩变形1.011.37地应力下降2.103.8MPa 煤体透气性增大85倍矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法松藻矿务局打通二矿穿层网格条带预抽效果 预抽期68个月 预抽率34.0838.86%基本消除突出危险 平均月进度82.4m，实现了安全快速掘进矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法松藻矿务局打通二矿采面网

21、格预抽效果 西瓦斯巷钻孔间距310m，预抽时间2029个月，东瓦斯巷钻孔间距66m，预抽时间1526个月 抽采瓦斯总量144.8万m3，预抽率达40.95%回采过程中，瓦斯涌出量较小，未发生回风瓦斯超限和煤与瓦斯突出事故矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法n地面钻孔多分支羽状水平井预抽瓦斯地面钻孔多分支羽状水平井预抽瓦斯矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法4.“边抽边抽”本煤层瓦斯施工方法及优缺点本煤层瓦斯施工方法及优缺点 “边

22、抽边抽”包括边采边抽和边掘边抽包括边采边抽和边掘边抽,其施工其施工方法及优缺点如下：方法及优缺点如下：1）边采边抽）边采边抽 即在工作面前方进风巷或回风巷中每隔一即在工作面前方进风巷或回风巷中每隔一定距离打平行于工作面的钻孔定距离打平行于工作面的钻孔,然后插管、然后插管、封孔进行抽放封孔进行抽放,;也可以每隔一定距离也可以每隔一定距离(2030m)掘一钻场掘一钻场(深度深度6m),布置布置3个扇形钻孔个扇形钻孔,然后插管、封孔进行抽放然后插管、封孔进行抽放,如图如图4-2所示。所示。矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法图图4-2 4-2 边采边抽本煤层瓦斯的钻孔布置示意

23、图边采边抽本煤层瓦斯的钻孔布置示意图矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法 边采边抽的边采边抽的优点是优点是：由于采动影响：由于采动影响,煤层已煤层已卸压，煤层透气性增加卸压，煤层透气性增加,抽放效果好抽放效果好;不受采不受采掘工作影响和时间限制掘工作影响和时间限制,具有较强的灵活性具有较强的灵活性和针对性。和针对性。缺点是缺点是：开孔位置在煤层：开孔位置在煤层,封孔不易保持严封孔不易保持严密密,影响抽放效果和瓦斯浓度影响抽放效果和瓦斯浓度;另外另外,钻孔与钻孔与煤层层理平行煤层层理平行,层理之间不易勾通层理之间不易勾通,瓦斯不易瓦斯不易流动流动,也影响抽放效果。也影响抽

24、放效果。矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法n 顺层长钻孔预抽平行钻孔(焦作焦西矿)布孔 工作面上下布孔，孔长4070m 孔径75，孔间距36m 封孔深度47m效果 孔口负压1347KPa，抽采浓度20%65%预抽时间18个月，工作面预抽率达39.1%回采期间未发生突出矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法 平行斜交钻孔(六枝化处矿)布孔 上下布孔，孔长5080m 非均匀布孔 钻孔与采面夹角5 封孔深度57m 孔径75效果 预抽时间18个月，工作面预抽率达28.4%吨煤瓦斯含量降低了28.

25、44%可充分抽采卸压带瓦斯，有利于降低回采工作面的风排瓦斯量矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法 平行斜交钻孔(淮北芦岭矿)布孔 上下布孔，4060m 均匀布孔，孔间距4m左右 钻孔与采面夹角20 钻孔层位，12分层以内 聚氨酯封孔，深度6m以上效果 预抽时间，机巷孔61天，风巷孔105天 一分层工作面平均瓦斯涌出量由6.49m3/min，下降到5.41m3/min 一分层采面瓦斯超限时间下降到10%以下 边采边抽效果好矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽

26、放方法二、开采层瓦斯抽放方法 交叉钻孔(焦作九里山矿)布孔 177个孔 平均长64m 斜向孔与平行孔夹角1520效果 孔口负压为2244KPa，抽采浓度20%89%单孔瓦斯抽采量为平行孔的1.852.53倍 提高抽采量46%102%机理 钻孔交叉点裂隙范围增大，透气性提高 避免塌孔、堵孔的影响 边采边抽，较早起作用，效果好矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法 2）边掘边抽）边掘边抽 即在掘进巷道两帮每隔一定距离即在掘进巷道两帮每隔一定距离(2030m)掘一钻场掘一钻场(深度深度6m),在钻场向工作面在钻场向工作

27、面推进方向打推进方向打23个超前钻孔个超前钻孔,然后插管、封然后插管、封孔进行抽放。随着工作面的推进孔进行抽放。随着工作面的推进,钻场和钻钻场和钻孔也向前排列孔也向前排列,如下图所示。如下图所示。矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法 边掘边抽的边掘边抽的优点是优点是,工作面前方和巷道两帮工作面前方和巷道两帮一定范围的应力已发生变化一定范围的应力已发生变化,因而游离和解因而游离和解吸瓦斯能直接被钻孔抽出吸瓦斯能直接被钻孔抽出,透气性低的煤层透气性低的煤层也会获得一定效果。也会获得一定效果。缺点是缺点是,增加了掘钻场和打钻的工程量和时增加了掘钻场和打钻的工程量和时间间,对掘

28、进速度有影响对掘进速度有影响,有漏风有漏风,抽放率低抽放率低;另另外外,此法只能降低掘进而不能降低回采时的此法只能降低掘进而不能降低回采时的瓦斯涌出量。瓦斯涌出量。矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法n效果(鸡西矿务局穆陵矿)掘进瓦斯涌出量高达8.2m3/min，抽出瓦斯57m3/min，降低60%70%以上矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法5.开采层瓦斯抽采效果分析提高预抽瓦斯效果最根本的措施提高煤层透气性提高煤层透气性 国内外试验和运用过的方法有：水力化措施水力化措施水力压裂、水力疏松、水力冲孔、水力割缝等孔内爆破孔内爆破生物化学生物化学应

29、用前景较好的方法交叉钻孔深孔控制预裂爆破高压水射流扩孔矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法 1）水力压裂矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法2）深孔控制预裂爆破矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法矿井瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法二、开采层瓦斯抽放方法3）高压水射流扩孔矿井瓦斯抽放方法三、临近层瓦斯抽放方法三、临近层瓦斯抽放方法 1.邻近层邻近层 在开采煤层群时，受采动影响，开采煤层在开采煤层群时，受采动影响，开采煤层上下一定距离内的其他煤层中的瓦斯就会上下一定距离内的其他煤层中的瓦斯就会沿着由于卸压作用造成的裂隙流入

30、开采煤沿着由于卸压作用造成的裂隙流入开采煤层的工作面空间，我们称这些煤层为这一层的工作面空间，我们称这些煤层为这一开采煤层的邻近层。在开采煤层上方的邻开采煤层的邻近层。在开采煤层上方的邻近层，叫上邻近层；反之，叫下邻近层。近层，叫上邻近层；反之，叫下邻近层。矿井瓦斯抽放方法三、临近层瓦斯抽放方法三、临近层瓦斯抽放方法2.邻近层瓦斯抽放邻近层瓦斯抽放 为了解除邻近层涌出的瓦斯对开采煤层的为了解除邻近层涌出的瓦斯对开采煤层的威胁，常从开采煤层或围岩大巷中向邻近威胁，常从开采煤层或围岩大巷中向邻近层打钻，抽放邻近层中的瓦斯，以减少邻层打钻，抽放邻近层中的瓦斯，以减少邻近层的瓦斯涌出量，这种抽放方法被

31、称为近层的瓦斯涌出量，这种抽放方法被称为邻近层瓦斯抽放。邻近层瓦斯抽放。矿井瓦斯抽放方法三、临近层瓦斯抽放方法三、临近层瓦斯抽放方法3.上邻近层抽放上邻近层抽放 按抽放钻孔的布置按抽放钻孔的布置,分以下分以下2种方式：种方式：开采层层内巷道打钻抽放开采层层内巷道打钻抽放 这是上邻近层抽放常用的一种方式。将钻场没这是上邻近层抽放常用的一种方式。将钻场没在回风副巷内在回风副巷内,由钻场向上邻近层打穿层钻孔由钻场向上邻近层打穿层钻孔,然然后接管抽放后接管抽放,如图如图4-4所示。所示。图图4-4 4-4 开采层层内巷道打钻抽放上邻近层瓦斯的钻孔布置示意图开采层层内巷道打钻抽放上邻近层瓦斯的钻孔布置示

32、意图 矿井瓦斯抽放方法三、临近层瓦斯抽放方法三、临近层瓦斯抽放方法开采层层外巷道打钻抽放开采层层外巷道打钻抽放 钻场设在开采煤层顶板的岩巷中钻场设在开采煤层顶板的岩巷中,由钻场向上邻由钻场向上邻近层打扇形钻孔进行抽放，如图近层打扇形钻孔进行抽放，如图4-5所示。所示。图图4-5 4-5 开采层层外巷道打钻抽放上邻近层瓦斯的钻孔布置示意图开采层层外巷道打钻抽放上邻近层瓦斯的钻孔布置示意图矿井瓦斯抽放方法三、临近层瓦斯抽放方法三、临近层瓦斯抽放方法4.下邻近层抽放下邻近层抽放 开采层层内巷道打钻抽放开采层层内巷道打钻抽放 这也是下邻近层抽放经常采用的一种方式。钻这也是下邻近层抽放经常采用的一种方式

33、。钻场设在工作面的进风正巷内场设在工作面的进风正巷内,由钻场向下邻近层打由钻场向下邻近层打穿层钻孔穿层钻孔,然后接管抽放然后接管抽放,如图如图4-6所示。所示。图图4-6 4-6 开采层层内巷道打钻抽放下邻近层瓦斯的钻孔布置示意图开采层层内巷道打钻抽放下邻近层瓦斯的钻孔布置示意图矿井瓦斯抽放方法三、临近层瓦斯抽放方法三、临近层瓦斯抽放方法 开采层层外巷道打钻抽放开采层层外巷道打钻抽放 钻场设在煤层底板的岩巷中钻场设在煤层底板的岩巷中,从钻场向下邻从钻场向下邻近层打穿层钻孔进行抽放近层打穿层钻孔进行抽放,如图如图4-7所示。所示。图图4-7 4-7 开采层层外巷道打钻抽放下邻近层瓦斯钻孔布置示意

34、图开采层层外巷道打钻抽放下邻近层瓦斯钻孔布置示意图矿井瓦斯抽放方法三、临近层瓦斯抽放方法三、临近层瓦斯抽放方法5.邻近层抽放瓦斯原理邻近层抽放瓦斯原理在煤层群开采条件下，由于开采层的采动，在上部空间形成三带：冒落带、裂隙带和缓慢下沉带上部卸压区上部卸压区l在阳泉矿区条件下，冒落带高度为采高的68倍 裂隙带高度为采高的1030倍 缓慢下沉带在裂隙带上部 直至地表n 下部卸压区矿井瓦斯抽放方法三、临近层瓦斯抽放方法三、临近层瓦斯抽放方法 原理n在卸压区内，吸附瓦斯解吸游离瓦斯充满 层间空隙 通过层间裂隙回采空间、采空区n 钻孔穿入层间空隙、裂隙，在负压作用下，瓦斯很容易被抽出l布孔原则 冒落带上部

35、的裂隙带 卸压角以里 避免穿过冒落带矿井瓦斯抽放方法三、临近层瓦斯抽放方法三、临近层瓦斯抽放方法裂隙圈裂隙圈开采层开采层回风巷回风巷进风巷进风巷抽采钻孔抽采钻孔抽采巷道抽采巷道矿井瓦斯抽放方法三、临近层瓦斯抽放方法三、临近层瓦斯抽放方法 基本指标基本指标 瓦斯涌出量主要来自邻近层或围岩矿井瓦斯抽放方法四、采空区瓦斯抽放方法四、采空区瓦斯抽放方法1.来源来源 采空区瓦斯的来源主要有两个：采空区瓦斯的来源主要有两个：采空区浮煤残存瓦斯；采空区浮煤残存瓦斯；顶板和周围煤岩中的瓦斯。顶板和周围煤岩中的瓦斯。在矿井瓦斯平衡中,占有相当大的比例调查的160多对矿井中 25%35%占半数 个别矿井高达40%

36、60%矿井瓦斯抽放方法四、采空区瓦斯抽放方法四、采空区瓦斯抽放方法2.危害危害 采空区积聚的大量瓦斯采空区积聚的大量瓦斯,往往被漏风带入采往往被漏风带入采煤工作面或生产巷道煤工作面或生产巷道,影响正常生产；另外，影响正常生产；另外，有时由于大气压力或通风系统变化的影响有时由于大气压力或通风系统变化的影响,当工作面与采空区之间的压力平衡被破坏当工作面与采空区之间的压力平衡被破坏时，采空区的瓦斯会大量涌入工作面时，采空区的瓦斯会大量涌入工作面,威肋威肋安全生产安全生产,酿成重大事故。酿成重大事故。矿井瓦斯抽放方法四、采空区瓦斯抽放方法四、采空区瓦斯抽放方法3.回采工作面采空区瓦斯抽放回采工作面采空

37、区瓦斯抽放 进行回采工作面采空区瓦斯抽放时进行回采工作面采空区瓦斯抽放时,应将采空区应将采空区封闭严密封闭严密,防止漏风防止漏风,然后在采空区的密闭处插管然后在采空区的密闭处插管进行抽放进行抽放,如如图图4-8所示所示,也可以在回风巷每隔一定也可以在回风巷每隔一定距离距离(3050m)掘一个斜上绕行巷道作钻场掘一个斜上绕行巷道作钻场,向采向采空区上方打钻空区上方打钻,钻孔进入冒落带或裂隙带钻孔进入冒落带或裂隙带,然后将然后将绕道封闭进行抽放绕道封闭进行抽放,如如图图4-9所示；还可以采用在所示；还可以采用在回风巷预先埋置管路或在煤层中距回风巷相近的回风巷预先埋置管路或在煤层中距回风巷相近的其他

38、巷道中向采空区打钻等方式其他巷道中向采空区打钻等方式,抽放采空区瓦斯。抽放采空区瓦斯。矿井瓦斯抽放方法1-1-抽放瓦斯管路；抽放瓦斯管路；2-2-密闭；密闭；3-3-采空区采空区图图4-8 4-8 回采工作面采空区瓦斯抽放回采工作面采空区瓦斯抽放四、采空区瓦斯抽放方法四、采空区瓦斯抽放方法矿井瓦斯抽放方法1-1-采空区；采空区；2-2-钻场；钻场；3-3-抽放瓦斯管路；抽放瓦斯管路；4-4-密闭；密闭；5-5-钻孔钻孔图图4-9 4-9 回采工作面采空区抽放瓦斯回采工作面采空区抽放瓦斯 四、采空区瓦斯抽放方法四、采空区瓦斯抽放方法矿井瓦斯抽放方法4.4.回采结束后的采空区瓦斯抽放回采结束后的采

39、空区瓦斯抽放 对回采工作已结束的采区对回采工作已结束的采区,可在入、回风巷修建永久可在入、回风巷修建永久性密闭性密闭,两个密闭之间用河砂或粘土充满、充实两个密闭之间用河砂或粘土充满、充实,并接设并接设瓦斯管路进行抽放瓦斯管路进行抽放,如图如图4-104-10所示。所示。1,3,5,7,91,3,5,7,9回风煤门及抽放瓦斯密闭；回风煤门及抽放瓦斯密闭；2,4,6,82,4,6,8入风煤门及抽放瓦斯密闭；入风煤门及抽放瓦斯密闭；1010抽放瓦斯管路抽放瓦斯管路图图4-10 4-10 抚顺老空区抽放瓦斯示意图抚顺老空区抽放瓦斯示意图四、采空区瓦斯抽放方法四、采空区瓦斯抽放方法矿井瓦斯抽放方法抽放采

40、空区瓦斯时抽放采空区瓦斯时,必须注意以下必须注意以下2 2点：点：控制抽放负压控制抽放负压,保证瓦斯质量保证瓦斯质量 由于采空区围岩受采动影响透气性大大提高由于采空区围岩受采动影响透气性大大提高,故抽放负压不宜过大；否则故抽放负压不宜过大；否则,很容易使空气进入很容易使空气进入采空区采空区,使抽放瓦斯浓度降低和引起采空区煤炭使抽放瓦斯浓度降低和引起采空区煤炭自燃。一般说来自燃。一般说来,瓦斯浓度不应低于瓦斯浓度不应低于20%20%；否则；否则,应停止抽放。表应停止抽放。表4-24-2是抚顺各矿对采空区进行控是抚顺各矿对采空区进行控制抽放时的有关参数值。制抽放时的有关参数值。表表4-2 4-2 采空区抽放瓦斯有关参数控制值采空区抽放瓦斯有关参数控制值 四、采空区瓦斯抽放方法四、采空区瓦斯抽放方法2022-8-15矿井瓦斯抽放方法