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瓦斯抽采方法及钻场孔施工


煤层底(顶)板专用抽采瓦斯巷道应当满足下列要求:
①巷道的位置、数量应当满足可实现抽采达标的抽采方法的要求; ②巷道施工应当满足抽采达标所需的抽采时间要求; ③敷设抽采管路、布置钻场及钻孔的抽采巷道采用矿井全风压通风 时, 巷道风速不得低于0.5m/s。
根据抽采参数、抽采时间和抽采效果之间的关系,结合抽采工程施 工周期,安排抽、掘、采三者之间的接替关系。 钻孔有效控制范围应当满足《抽采基本指标》或《防突规定》的要 求;布孔均匀程度满足《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》的要求。
进风巷
高位抽放巷
回风巷 (a) 高位抽放巷
(b)
倾斜高抽巷抽采上邻近层瓦斯方法
进风巷 轨 道 下 山 回 风 下 山
8108综放工作面 回风巷
切 巷
尾巷 (a)

裂隙带




冒落带
回风巷 (b)
尾巷
下向孔抽采下邻近层瓦斯方法
尾巷 3号层 4号层 5号层
工作面回风巷
上向孔抽采下邻近层瓦斯方法
钻孔
① 尽可能利用开采巷道抽采瓦斯,必要时可设专用抽采瓦斯巷道;
② 适应煤层的赋存条件及开采技术条件;
③ 有利于提高瓦斯抽采率; ④ 抽采效果好,抽采的瓦斯量和浓度尽可能满足利用要求; ⑤ 尽量采用综合抽采; ⑥ 抽采瓦斯工程系统简单,有利于维护和安全生产,建设投资省,抽采 成本低。
二 瓦斯抽采方法
抽采方法选择一般原则
开采 煤层 瓦斯 抽采 方法
开采层抽采瓦斯方法
注:倾斜、急倾斜煤层则上帮要求控制至少20m、下帮至少10m。
网格式穿层钻孔预抽煤层瓦斯方法
穿层钻孔 流量计 底板岩巷 瓦斯抽 采干管 放水器
穿层孔与顺层孔抽采
倾向顺层长钻孔递进掩护瓦斯抽采
淮北芦岭煤矿底板岩巷网格式穿层钻孔瓦斯抽采
上区段岩石轨道巷 上区段岩石集中巷 风巷 岩石轨道巷 开 切 眼 联络巷 联络石门 岩石集中巷 收 作 线 机巷 边 界 回 风 上 山
邻近层卸压瓦斯抽采方法
类型 煤矿抽采瓦斯方法名称
1.平行穿层钻孔抽采上邻近层瓦斯方法
2.迎面斜交钻孔抽采上邻近层瓦斯方法
邻近层 卸压瓦 斯抽采 方法 3.顶板走向长钻孔抽采上邻近层瓦斯方法 4.地面垂直钻孔抽采上邻近层(含采空区)瓦斯方法 5.走向高抽巷抽采上邻近层瓦斯方法 6.倾斜高抽巷抽采上邻近层瓦斯方法 7.走向高、中、低位抽瓦斯巷相结合的抽采上邻近层瓦斯方法 8.下向孔抽采下邻近层瓦斯方法(因为底板涌水,投放效果一般较差)
A 2022 (4022)
A
A--A 2022工作面 8号煤层 9号煤层 钻孔 4022工作面 12号煤层
二 瓦斯抽采方法
抽采方法与钻孔布置
采空区抽放瓦斯应符合下列要求:
① 老采空区应选用全封闭式抽放方法; ② 现采空区可根据煤层赋存条件和巷道布置情况,采用顶(底)板钻孔法, 有煤柱及无煤柱斜交钻孔法,插管法等抽放方法,并应采取措施,提 高抽放浓度; ③ 对有煤层自燃倾向的采空区,必须采取预防煤层自燃的措施。
7.顶煤专用巷抽采采空区瓦斯方法
8.顶煤专用巷与埋(插)管相结合抽采采空区瓦斯方法 9.钻孔抽采老空区瓦斯方法 10.密闭插管抽采老采空区瓦斯方法 11.上隅角工作面瓦斯抽采方法
从回风巷布孔抽采卸压带、冒落带瓦斯方法
钻孔 钻场 回风巷
工作面 进风巷
从回风巷抬高钻场布孔抽采卸压带、冒落带 瓦斯方法
煤壁、落煤、围岩;
2 采煤工作面:
煤壁、落煤、围岩、邻近层;
一 瓦斯基本知识
瓦斯的赋存形式
游离瓦斯
吸着状态
吸附瓦斯 吸收状态
二 瓦斯抽采方法
二 瓦斯抽采方法
抽采方法选择一般原则
选择抽采瓦斯方法,应根据煤层赋存条件、瓦斯来源、巷道布置、 瓦斯基础参数、瓦斯利用要求等因素经技术经济比较确定。并应符 合下列要求:
9.上向孔抽采下邻近层瓦斯方法
迎面斜交钻孔抽放上邻近层瓦斯的方法
B
A
β α
a2 a1
A
B B
煤层Ⅲ 煤层Ⅱ
煤层Ⅰ
M2
1
φ
M3
M1
γ
c
2
B
A A
a2 a1
钻孔 1
M1
煤层Ⅲ
煤层Ⅱ 煤层Ⅰ
钻 孔 2
M2 M3
顶板走向长钻孔抽放上邻近层瓦斯布置
七 层 煤 轨 道 上 山
皮 带 巷
4煤
7煤
走向高抽巷抽采上邻近层瓦斯方法
封孔接抽
抽采钻孔封孔应注意以下事项: ①封孔方法应根据抽采方法及孔口所处煤岩层位、岩性、构造等因
素综合确定;
②封孔材料的选择:穿层钻孔宜采用封孔器封孔,封孔器因满足密 闭性能好、操作简单、封孔速度快的要求;顺层钻孔宜采用充填材
料封孔,封孔材料可选用膨胀水泥、聚氨酯等新型材料;在钻孔所
处围岩条件较好的情况下,也可选用水泥砂浆或其它材料;不宜采 用黄泥封孔;
人体需氧浓度:<17%时可能窒息;《煤矿安全 规程》规定≥20%(即甲烷≤5%)。
一 瓦斯基本知识
瓦斯的来源 1 煤层与围岩中释放的气体; 2 生产过程中生成的气体; 3 空气与煤、岩、矿物质等的化学反应; 4 放射性物质蜕变。
一 瓦斯基本知识
瓦斯的来源 常规状态的瓦斯来源: 1 掘进工作面:
钻孔抽采老空区瓦斯方法
A
A
钻孔
903
瓦斯管
走向钻孔
A
A
剖面
40m
井下移动泵站抽放上隅角瓦斯方法
扩散器 密闭 瓦斯抽放管 回风巷 抽放泵
进风巷
二 瓦斯抽采方法
对矿井瓦斯涌出来源多、分布范围广、煤层透气性差、煤层赋存条 件复杂的矿井,应采用多种抽放方法相结合的综合抽放方法。
综合抽放瓦斯类型
多瓦斯源综 合抽放方法
专用抽采瓦斯巷道的位置、数量应能满足选用的抽采方法的要求, 达到良好的抽采效果。专用抽采瓦斯巷道的位置还应符合下列要求:
① 保证有必要的抽采时间,有较大的抽采范围; ② 采用矿井全压通风,巷道风速不得低于0.5m/s;
二 瓦斯抽采方法
抽采方法选择一般原则
对末卸压的原始煤层,抽采瓦斯的难易程度可划分为三类,见下表:
设计原则
钻孔布置及施工应符合下列规定: ①钻孔开口部分应当圆滑。钻孔施工中不得出现三角孔、偏孔、台
阶等变形孔;
②抽采开采层未卸压瓦斯时,钻孔间距应按钻孔抽采半径确定,宜 增大钻孔的见煤长度;
③高位钻孔抽采时,应将钻孔打到采煤工作面顶板冒落后形成的裂
隙带内,并应避开冒落带; ④强化抽采布孔方式应能取得较好的抽采效果,并宜方便施工;
A
B
B
A-A
A
B-B
密闭回风巷横贯插管抽采采空区积聚瓦斯方法
阀门
密闭
尾巷
抽放管
回风巷
密闭尾巷抽采采空区积聚瓦斯方法
尾巷
密闭
抽放管
回风巷
埋管抽采采空区积聚瓦斯方法
直接顶
筛孔
阀门 检测口 立管 抽放管 采 面
立管
顶煤专用巷抽采采空区瓦斯方法



(平面图)

顶煤
(剖面图) Ⅰ-Ⅰ
采空区
Ⅱ-Ⅱ(剖面图)
抽采瓦斯难易程度分类表 类别 容易抽采 可以抽采 较难抽采 钻孔流量 衰减系数a(d-1) <0.003 0.003~0.05 >0.05 煤层透气性系 数λ (m2/MPa2· d) >10 10~0.1 <0.1
二 瓦斯抽采方法
抽采方法与钻孔布置
开采层抽采瓦斯方法可按下列要求选择:
① 煤层透气性较好,宜采用本层预抽方法,一般优先考虑沿层布孔方式; 当突出危险性大时,可选择穿层布孔方式; ② 透气性较差,有一定倾角的分层开采煤层,宜采用边采边抽的卸压油 放方法; ③ 单一低透气性高瓦斯煤层,可选用密集网格钻孔、水力割缝、水力压 裂、松动爆破、深孔控制卸压爆破、物理化学等方法强化抽采; ④ 煤巷掘进瓦斯涌出量较大的煤层,可采用边掘边抽或先抽后掘的卸压 抽采方法。

喷孔、顶钻、卡钻等)等内容。
钻孔施工完毕后应当及时封孔、连接抽采,并确保钻孔封孔严实和 准确记录钻孔接抽时间。
三 钻场孔设计与施工
本煤层抽采钻孔设计
三 钻场孔设计与施工
邻近层抽采钻孔设计
三 钻场孔设计与施工
泄压瓦斯抽采钻孔设计
1一卸压圈 2一冒落圈 3一钻孔 4-邻近煤层
三 钻场孔设计与施工
⑤边采边抽钻孔的布置方向应与开采的推进方向相迎(交叉钻孔除
外),并避免采动首先破坏孔口或钻场;
三 钻场孔设计与施工
设计原则
钻孔布置及施工应符合下列规定: ⑥抽采采空区瓦斯的钻孔或插管应布置在采空区回风侧;
⑦钻场内的钻孔数目应由试验得出,一般顺层钻孔宜采用3-5个孔;
穿层钻孔宜采用6-9个孔;穿层钻孔的终孔位置应位于穿透煤层顶 (底)板0.5m处;
瓦 斯 道
运 输 上 山
轨 道 上 山
人 行 上 山
回 风 上 山 上区段机巷 风巷 80m 20m 机巷 联络石门 岩石轨道巷 9煤层 联络巷 8煤层
40m
10m
岩石集中巷
二 瓦斯抽采方法
抽采方法与钻孔布置
邻近层抽放瓦斯方法可按下列要求选择:
① 开采近距离煤层群,宜采用从工作面巷道向邻近层打穿层钻孔抽放瓦 斯的方法; ② 层间距较大的倾斜、急倾斜煤层群,可采用从开采层顶(底)板岩石巷 道打钻孔抽放瓦斯的方法。
瓦斯抽采方法 及钻场孔布置
目 录
瓦斯基本知识
瓦斯抽采方法
钻场孔设计与施工
瓦斯抽采新工艺新装备
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