煤矿瓦斯抽放设计解析

煤矿瓦斯抽放设计解析（通用8篇）

1.煤矿瓦斯抽放设计解析 篇一

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煤矿瓦斯抽放工作情况总结2010-06-27 22:59:32免费文秘网免费公文网煤矿瓦斯抽放工作情况总结煤矿瓦斯抽放工作情况总结(2)

一、煤矿基本情况

煤矿位于，地理坐标为：北纬27°50′02″～27°50′25″，东径111°38′06″～111°38′28″，在涟源市城区以北16km，涟源—古塘的主干公路经过安平镇，力达煤矿距安平镇仅4km，并有支线公路相通，207国道经过珠梅，由珠梅至煤矿约10km。区内交通比较方便。

力达煤矿始建于1995年4月，1996年4月投产，井田走向长，倾斜宽，面积。至2009已开采近13年，矿井设计生产能力1万

吨/年，2008年实际生产原煤约5万吨。2007年该矿与比邻马兴煤矿整合，目前正在进行整合改造，拟形成9万吨/年生产能力。

矿井含煤岩系为测水组下段，共含煤3层，由上而下命名为3、5、6煤层，5煤层为可采煤层，3、6煤层为不可采煤层。

5煤层顶板为砂质泥岩、泥岩等不透气层，给5煤层瓦斯生成、储存创造了有利条件，故瓦斯含量较高。

属煤与瓦斯突出矿井，矿井相对瓦斯涌出量+75水平为/t。

根据2004年煤炭工业湖南煤炭质量鉴定检查检验报告，该矿煤尘无爆炸危险性，煤层无自燃发火倾向性。

我矿自建井以来，曾多次发生煤与瓦斯突出，突出最大强度达2000t左右。

二、我矿瓦斯抽放工作的由来 1997年我矿率先推广“四位一体”综合防突措施，1997年至2006年，我矿一直采用小直径钻孔超前预排措施的防突措施防治瓦斯突出，基本上可以满足矿井 的需要，可是随着开采水平的延深，矿井瓦斯突出频率和突出强度日趋增大。生产期间瓦斯突出和瓦斯超限现象频繁发生，超前钻孔排放瓦斯的防突措施逐渐不能满足矿井安全生产的要求，回采工作面不能正常生产，瓦斯问题严重制约了矿井的生存，恶劣的自然条件迫使我们寻求矿井生存的出路，依靠科技进步，由深孔密排措施过渡到瓦斯抽放措施。2006年建立了地面瓦斯抽放系统率先推行了本煤层瓦斯预抽技术，对煤层机巷采取了超前预抽和边掘边抽技术，矿井基本消灭了瓦斯突出事故，瓦斯超限现象也明显减少，煤巷掘进速度加快，安全生产形式明显好转。瓦斯抽放初见成效，全矿管理人员及职工消除了对瓦斯抽放的模糊认识，树立了信心。

三、瓦斯抽放工作的技术进步历程 ㈠、2006年6月开始实施本煤层抽放，煤层机巷掘进首先采用先抽后掘，短抽短掘，直径42mm钻孔，孔深18米，抽放2～3天，一般可掘进2～3米，存在

抽放管及聚胺脂消耗量大，封孔、折管工时消耗大，安全可靠程度一般，机巷上、下帮难已控制。

㈡、2006年10月开始改为边抽边掘，加深钻孔至25米，上、下帮帮孔距作业面10米不拆除，掘进时只拆除正前方孔管，使机巷上、下帮形成负压带，增长了帮孔的抽放时间，提高了掘进过程中的安全可靠度，正前方孔一个循环抽3～4天，可掘进3～5米，降低了材料成本和工资成本。

㈢、2007年3月开始机巷掘进工作面实施深孔，久抽，长掘，孔深达到35～42米，抽放时间4～8天，一个循环掘进6～8米，由于钻孔加深，超前卸压，加大了安全屏障距离，提高了煤巷掘进的安全系数，由于工作面“前改后”，机巷超前工作面煤壁达100余米，同时从机巷向回采工作面布置了40米深的上向钻孔，对回采工作面煤层进行预抽，减少了回采工作面小孔密排措施的工作量，由于钻孔总量的不断增加，降低了抽放泵运行的单位电费成本，增加了抽放量，但由于钻孔的加深，增加了钻孔突出的危险性。

㈣、为了保证机巷掘进本煤层抽放孔的施工安全，降低钻孔突出的危险性，我们从2007年8月开始对机巷掘进条带（上帮8米，下帮5米）区域实施底板钻孔抽放，超前卸压，由于底板钻孔直接进入原始瓦斯压力区，施钻过程中，瓦斯压力大，喷孔严重，说明了底板抽放钻孔的效果远远大于本煤层钻孔的效果，由于岩柱安全的作用，施钻安全系数显著提高。提前布置底板钻孔，加大了钻孔的抽放时间，为机巷掘进抽放奠定了良好的安全基础，必将加快机巷的掘进速度，大大降低了机巷钻孔突出危险性。但由于高压瓦斯从钻孔喷出导致了施钻巷道瓦斯严重超限，局部通风很难解决，影响施工安全。㈤、为了解决施钻瓦斯超限问题，我们于2008年2月成功研制实施了高压瓦斯封孔引流技术，利用封孔器，密封装置配套抽放系统，将高压瓦斯与钻屑分离，将瓦斯引入抽放系统，瓦斯不再涌入作

业空间，彻底解决了施钻喷孔造成瓦斯超限的问题，喷孔钻屑直接进入矿车内，不会淹埋钻机，不再堆积巷道，不需再用人工清理钻屑，既提高了安全系数，又提高了工效，降低了工资成本。

㈥、随着矿井向深部的逐渐延伸，回采工作面、回风巷瓦斯超限的问题逐步加剧，我们虽然采取了间隙作业措施，但还是不能降低回风巷瓦斯（倾斜长70m的回采工作面，风量达到400m3/min），间隙一天只能推半

2.煤矿瓦斯抽放设计解析 篇二

1 煤矿井中进行瓦斯抽放的必要性

一般在煤矿井中都设置有通风系统, 但是由于在井下的瓦斯含量比较大, 而且在煤矿开在的过程中由于井下空间狭小而导致瓦斯含量过高而发生危险, 因此在煤矿井中进行瓦斯抽放是十分必要的, 这是直接关系到煤矿开采企业安全生产的重要内容。

通过煤矿井瓦斯抽放技术是目前我国煤炭开采企业降低井下瓦斯含量的重要技术方案, 通过瓦斯抽放技术能够实现降低煤层瓦斯压力的目的, 这对于井下工作人员的人身安全意义重大, 通过瓦斯抽放能够最大限度的避免由于瓦斯含量过高而导致发生瓦斯爆炸的危险。根据瓦斯的化学成分分析可以知道其本身就是一种能源物质, 如果能够合理的开发利用能够为我们带来很大的经济效益, 通过合理的瓦斯采集不但能够有效的降低不可再生能源的利用效率, 而且能够变废为宝, 降低瓦斯对大气环境的影响, 提升煤炭开采企业的环保标准, 实现瓦斯的有效开采。

2 瓦斯抽放的方法探讨

2.1 煤层中的瓦斯抽放

在目前煤炭开采企业的瓦斯抽放技术中最为主要的就是煤层的瓦斯抽放, 由于煤矿井中瓦斯的含量与煤矿井的开采时间之间是存在着一定的联系的, 因此在煤矿井的瓦斯抽放中重点要从煤层瓦斯抽放入手, 首先根据煤层中的瓦斯含量预估值进行瓦斯预抽, 这样便能够有效地降低在瓦斯抽放过程中瓦斯的涌出量。还有一种瓦斯抽放方式就是边抽, 也就是说瓦斯抽放过程与煤炭的开采过程同时进行, 可以通过在煤层开采过程中钻一些孔来抽放煤层中所含有的瓦斯。

边抽是煤炭开采过程中最为主要的瓦斯抽放方式, 而交叉钻孔是边抽工艺中的重要内容, 通过这种钻孔方式能够最大限度的提升瓦斯抽放工艺的效果。根据目前我国煤炭开采企业的发展状况来看, 由于煤层的厚度、硬度、煤质等各不相同, 而且在煤矿的钻井过程中会受到孔间距的影响等是非常大的, 所以要保证钻孔要有上下两排, 这样便能够实现将煤层中瓦斯尽可能的抽放。对于目前我国煤矿开采企业中所广泛使用的深孔预裂爆破方式就是通过钻孔来提升煤层本身透气性能的一种瓦斯气体抽放工艺, 由于深孔预裂爆破方式能够有效地提升矿井本身的通透性, 从而有效地提升了矿井瓦斯的流通量, 有效地提升了煤矿井瓦斯抽放的能力。

2.2 邻近层瓦斯抽放技术

煤矿井的煤层中所蕴含的煤炭资源之间或多或少的都存在着一定的联系, 而且这些矿井中煤层会由于煤炭的开采而发生一定的变化, 也就是说随着煤矿开采工作的开展煤层中会产生一些裂缝, 因此煤层本身的通透性明显提升, 煤层中的瓦斯抽放能力则得到了明显的提升, 因此对于这类的煤层可以采用卸压去抽放的形式来提升矿井瓦斯抽放工艺的瓦斯抽放能力。根据目前我国的矿山压力规律分析我们可以看出, 随着我国煤矿井中所承受的压力应力一般都是集中在一个比较集中的区域, 因此很容易导致煤层由于崩裂而释放出大量的瓦斯, 因此瓦斯抽放工艺中为了有效地实现目标可以采用这一特点来提升瓦斯的抽放能力, 但是对于临层的煤层则要根据开采层距离以及岩性等方面的分析做好相应工作。

2.3 采空区瓦斯抽放技术

在煤矿井的采空区中瓦斯会随着煤炭的开采而出现位移的状况, 而煤矿井中的井下部分大多都是联通的, 因此这样就很容易导致回采区中出现瓦斯涌出的现象, 因此在瓦斯抽放技术中要求我们根据采空区中瓦斯的流动性来对采煤区域的瓦斯进行合理抽放, 最重要的就是要做好采空区的密闭性, 避免由于此区域由于漏风而导致出现无功瓦斯抽放的现象。对于采空区域一般都采用在其上方设置钻孔区的方式, 并且通过钻孔与裂缝之间的连接来实现管路的管理, 最大限度的提升瓦斯抽放能力。由于在采空区瓦斯抽放的过程中会使用到很多钻孔, 为了降低瓦斯工作成本, 提升煤矿井的瓦斯抽放能力, 建议对于旧钻孔可以重复利用, 而且采空区瓦斯抽放对于煤层的瓦斯抽放影响效果也是十分明显的。

2.4 综合瓦斯抽放技术

煤矿井中瓦斯含量与煤炭开采量的多少有着直接关系, 目前我国煤炭开采企业的生产效率都比较高, 开采量大是我国煤炭开采企业的主要特点, 为了能够降低煤炭开采企业的安全事故, 通过综合瓦斯抽放技术来提升煤矿井安全性能也是一种十分重要的措施。综合瓦斯抽放技术是一种通过预抽、邻近层瓦斯抽放以及采空区瓦斯抽放的形式来各种瓦斯抽放工艺综合使用的一种方式。在煤矿开采层中为了有效的降低煤层中瓦斯含量, 一般都是通过钻孔的方式来进行瓦斯抽取的, 通过井下、巷道等多种瓦斯抽放技术相结合的方式是综合瓦斯抽放技术中的核心内容。综合瓦斯抽放技术是一种立体式的瓦斯抽放工艺, 这不同于上文中所阐述的单一的瓦斯抽放工艺, 多种方式综合使用能够保证煤矿生产企业的煤矿井在各种工艺保障的前提下进行生产, 因此其安全性能和安全系数则不言而喻, 能够实现煤矿井空间的充分利用, 而且能够大大的缩短煤矿井瓦斯抽放的时间, 有效地提升了煤矿井瓦斯抽放的工作效率, 这对于促进煤矿生产企业的安全发展的影响是非常大的。

3 结语

煤矿开采企业中对于安全工作的重视程度越来越高, 而由于瓦斯含量过高而导致的安全事故也是最多、最严重的, 在目前我国煤炭开采企业中瓦斯抽放技术是十分重要的一项降低煤矿井中瓦斯含量的生产技术。通过瓦斯抽放技术不但能够有效地提升煤矿企业生产的安全系数, 而且通过合理的开采工艺能够最大限度的提升能源的利用效率, 在本文中笔者根据目前我国煤炭开采企业中所使用的煤层瓦斯抽放技术、邻近层瓦斯抽放技术以及采空区的瓦斯抽放等相关问题进行了详细的研究和探讨, 希望本文能够对提升我国煤炭开采企业生产安全工作能够有所帮助。

参考文献

[1]高成亮.煤矿瓦斯防治中抽采新技术的运用刍议[J].中国科技投资, 2013, 9 (34) :42.

3.煤矿瓦斯抽放设计解析 篇三

【关键词】瓦斯；抽放率；封孔工艺；抽放方法

【中图分类号】TD712 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0406-02

瓦斯抽放是防治煤矿瓦斯灾害事故的根本措施，2002年，国家煤矿安全监察局制定了“先抽后采，以风定产，监测监控”的煤矿瓦斯治理方针，强化了瓦斯抽放治理及瓦斯灾害的地位，尽管如此，瓦斯灾害仍然被誉为煤矿第一大杀手。高瓦斯、高突出矿井多，使得煤矿安全生产中瓦斯灾害极为突出。近几年通过全省各级各部门全力整治，煤矿安全生产事故起数和死亡人数都在下降，但瓦斯在煤矿的安全生产中，仍是发生重大事故的“头号隐患”，严重制约着煤炭资源的开采。

1、瓦斯抽放系统对矿井瓦斯抽放效果的影响

1.1 瓦斯泵的选型

瓦斯泵的流量必须满足矿井抽放期间预计最大瓦斯抽出量的要求。同时，从安装和经济角度考虑，并有适当余量为原则，避免“大马拉小车”或“小马拉大车”的现象。

1.2 抽放方法的合理选择

根据瓦斯来源和作用原理，分为单一抽放和综合抽放。选择合理的抽放方法，主要根据矿井（采区）瓦斯来源、煤层赋存情况、采掘布置、开采程序以及开采地质条件等。目前，采用单一的抽放方法往往不能有效的抽出瓦斯，必须根据现场实际情况采用顺层孔、穿层孔、交叉孔、顶板高位钻孔、采空区上隅角埋管的综合性抽放方法，以有效治理采掘面瓦斯，提高瓦斯抽放浓度，增加抽放纯量。

1.3 抽放钻孔的布置

影响钻孔的主要因素有：钻孔的角度、长度、钻孔个数、孔径、间距等。对本煤层预抽瓦斯，根据煤层赋存条件、开采方法及开拓布置的不同，可以布置穿层钻孔、顺层孔（上、平、下向），采用75一100 mm钻孔，煤层透气性差时，可以适当加大孔径。对卸压层瓦斯的钻孔，钻孔的有效部分应处在各个卸压层的充分卸压带，以保证有足够的瓦斯补给源。

2、针对本煤层抽放存在问题。

2.1 钻孔的孔深和孔径问题

本煤层钻孔抽放瓦斯主要取决于煤体在钻孔内的暴露面积，此钻孔的孔深和孔径越大抽放效果越好。从目前情况看A矿本煤层钻孔深度均不大抽放浓度也都不高，今后我们应向大孔径、大孔深方向发展，将本煤层钻孔直径提高到113mm及以上孔深按切眼长度减20m设计，从而提高抽放效果。

2.2 钻孔的布置问题

目前A矿本煤层钻孔的吨煤钻孔量只有O.016m3/t，与国家标准0.03～0.05 m3/t还有一定的距离，因此必须切实提高本煤层钻孔的布孔密度，将原有lOm的钻孔问题缩小到5m，真正达到应抽尽抽的效果。另根据A矿目前施工斜向孑L比垂直孔抽放效果好的经验，对今后本煤层钻孔应尽量布置成斜向孔与此同时应避免施工下山孔，以减少钻孔积水与积渣对抽放的影响。为解决南五采区02，工作面下邻近层2煤瓦斯涌向开采空间的问题，还应积极组织施工下邻近层穿层钻孔，对下邻近层进行抽放。

2.3 封孔问题

封孔质量的好坏直接关系到钻孔抽放的效果。由于巷道两帮承受顶板压力，煤壁往5m范围内有一个卸压带，在此卸压带内，钻孔容易通过产生的裂隙与巷道导通，造成漏气，因此本煤层钻孔封孔深度要求达到10m，在聚胺脂封孔不能解决的情况下，必须采用泥浆泵注水泥浆封孔，切实提高本煤层钻孔的抽放质量。

3、提高矿井瓦斯抽放率的途径

针对我国矿井抽放率低的原因，采取适当的措施提高矿井的瓦斯抽放率，不仅是矿井安全生产的要求，而且也是降低抽放成本，提高抽放效益的需要。为了提高我国矿井瓦斯抽放效果，国内的科研、高校、设计、生产单位等，从不同的方面开展了很多项研究，取得了可喜的成果。

3.1 合理选择抽放方法

合理选择抽放方法是提高抽放效果的关键，选择抽放方法应深入分析煤层赋存条件、瓦斯来源及涌出规律、开采布置及开采程度、瓦斯利用前景等。按照瓦斯来源可以分为本煤层抽放瓦斯和临近层抽放瓦斯；按抽放与采掘的时间配合可以分为预先抽放煤层瓦斯、边采边抽放瓦斯、采空区抽放瓦斯三类；按照抽放工艺可以分为钻孔抽放瓦斯、巷道抽放瓦斯、钻孔巷道混合抽放瓦斯、老空区密闭抽放瓦斯和地面钻孔抽放瓦斯。不同煤矿的现场条件，采用抽放方式也会有很大的不同。一般来说，选择抽放方法和形式的时候，要考虑瓦斯来源、煤质状况、采掘因素、时间配合和抽放工艺等因素。其总的原则是：

①如果瓦斯存在于开采层本身，即可以采用钻孔或巷道预抽形式直接把瓦斯从回采层中抽出。

②如果瓦斯主要存在于开采煤层的顶、底板邻近煤层内，可以采用顶底板煤岩中的巷道，打一些穿至邻近煤层的钻孔将临近层瓦斯抽出。

③如果在采空区或废弃巷道内有大量的瓦斯涌出，即可以用采空区抽放形式加以消除。

3.2 选择合理的抽放参数

①钻孔直径。

钻孔直径的大小对抽放瓦斯有一定的影响。大直径孔的瓦斯抽出量远远大于小直径孔，而且有较长的稳定时间。因此，在保证施工进度的前提下，尽量选择大直径的钻具。

②钻孔长度。对于开采层瓦斯抽放钻孔的长度越大，露出煤面越多，瓦斯涌出量越大，抽放效果越好；对于邻近层瓦斯抽放，钻孔一般要穿过所要预抽的煤层，在考虑打钻效率和打钻质量的前提下，利用大功率钻机施工长度较深的钻孔。

③钻孔角度。抽放本煤层瓦斯的时候，布置钻孔的角度应注意以下几个方面：a由于深部煤层的瓦斯含量比较大，瓦斯向上流动，所以下向式钻孔瓦斯量较大，可以加速瓦斯排放。但下向孔中易积水，对瓦斯涌出有一定的阻力，且打钻施工比较困难。b上向式钻孔内不会积水，瓦斯涌出量也比较均衡，但在相同条件下比下向孔略小。c水平钻孔处于上述两种方式之间，可以克服上向孔和下向孔的缺点，各矿井可以根据实际情况制定相应钻孔角度。

④抽放负压。瓦斯抽放泵能力、运转特性与负压对抽放效果有很多影响，抽放负压越大，抽放量越大，但当负压到一定程度后，抽放效果就不会明显增加，有时反而会影响抽放效果，要根据具体情况确定。

3.3 其它途径

1）.放范围：扩大抽放范围：一是要合理增加钻孔数目来扩大抽放面积；二是要增加抽放煤层及抽放区域。

2）.层透气性：煤层透气性是煤层对于瓦斯流动的阻力，通常用透气性系数来表示。透气性系数越大，瓦斯在煤层中流动越容易，瓦斯含量就少；反之，瓦斯易于保存，煤层瓦斯含量大。

3）.抽放方法：随着煤矿机械化水平的提高，开采强度的大幅度提高，开采后邻近层、采空区等的瓦斯涌出量也急剧增加，为了实现高产高效矿井的安全生产，要求抽放瓦斯技术有一个新的突破，所以综合抽放方法已经是矿井进行瓦斯抽放的一个趋势。

4、结束语

4.常顺煤矿瓦斯抽放泵站管理办法 篇四

第一条、瓦斯抽放泵站（包括移动抽放泵站）建筑必须按国家GB50471-2008《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》要求建设，必须采用不燃性材料建筑。

第二条、瓦斯抽放泵必须采用专用双回路电源线路供电，变电所设置专供分路开关。抽放瓦斯作业规程及安全措施中要明确规定因停电、故障等原因造成抽放泵临时停止运转时应采取的措施，相关单位和人员必须严格按措施执行。

第三条、瓦斯抽放泵站必须配备足够的消防器材，包括；干粉灭火器、灭火用沙箱等。泵站必须有直通矿调度室的电话。泵站内不得存放与抽放工作无关的设备和材料，泵房内无积水。地面抽放泵站院内及外部消防通道必须保持畅通无阻。

第四条、瓦斯抽放泵司机（瓦斯抽放泵操作工）为特殊工种，必须经过专门的抽放专业技术培训，并做到持证上岗。持证应包括：特殊工作专业技术培训合格证和特殊工种上岗资格证。

第五条、地面瓦斯抽放泵必须安设无水自动断电保护装置，相关单位因工作影响抽放泵站供水，必须提前通知矿调度室，经同意后方可进行。瓦斯抽放泵司机要经常对抽放泵、抽放管道、安全设施、供水系统等到情况进行检查，发现问题及时处理。

第六条、瓦斯抽放泵站内瓦斯浓度每班至少检查三次，泵房内瓦斯浓度不得超过0.5%，机体附近300mm处瓦斯浓度不得超过1%。并且泵站内必须安装瓦斯监控探头，当瓦斯浓度达到0.5%时，能够自动切断泵房内所有非本安型电气设备的电源。瓦斯抽放泵电源侧安设开停传感器，以实时监测瓦斯抽放泵的工作状态。

第七条、瓦斯抽放工每天将一个圆班内抽放泵的工作时间，累计抽放量，以及抽放管的负压、温度、浓度、一氧化碳、流量等参数进行综合，填写到“贺昌煤矿瓦斯抽放日报表”上（日报表上应设置瓦斯检查项目将每个检查点的瓦斯、一氧化碳浓度取一个圆班的最大数值和最小值）。在确认日报表准确无误后，报送矿长、技术矿长进行审核

第八条、地面瓦斯集中抽放系统必须设置抽放监控系统，监控系统应具备以下功能：

1、既可独立运行，又可作为子系统与矿井综合监控系统联网运行。

2、能连续监测泵房及井下抽放管路的负压、浓度、温度、一氧化碳、流量（纯流量瞬时值、混合流量瞬时值、纯流量累计值、混合流量累计值）；泵房中循环水的水压、进出水温、水量；储气罐压力、浓度、罐体高度、罐体水封水位及温度；泵轴温度并及泵站环境瓦斯浓度、设备供电状态、设备开停状态；供水管道的供水情况、供水池的水位；瓦斯阀门的开启量；电流、电压、功率。

3、能够依据所测参数自动转换为标准状态下的混合瓦斯流量和纯瓦斯流量,并计算出累计量.4、当泵房环境瓦斯浓度超过规定时，能发出声光报警及断电控制，当抽放管中瓦斯浓度低于规定值时也能发出声光报警及断电控制。

5、具有任一分站的测点超限而由另一分站控制断电的强制闭锁交叉断电功能，断电逻辑可由用户设置。

6、系统对采集到的数据进行实时分析处理、屏幕查询显示和打印，并形成相应的历史统计数据，存储日、旬、月报表。

5.煤矿瓦斯抽放设计解析 篇五

在当前能源利用中，煤炭仍然是我国主体能源之一。国家煤矿安监局强调煤矿的安全生产关系着煤炭工业的持续发展和国家能源的安全，并关系着500多万矿工生命安全与健康。

在煤矿生产中，无论什么时候都必须是安全第一。然而，在当前的煤矿安全生产中，安全隐患比比皆是。例如大部分小型矿区的开采方式落后，技术管理落后，特别是瓦斯管理落后。瓦斯仍然是煤矿事故中的“罪魁祸首”。因此，国家煤矿安监局强调必须加强煤矿瓦斯的综合治理。这就提高了煤矿开采中瓦斯抽放管的要求，瓦斯抽放管在煤矿安全生产系统中处于重中之重的地位。

6.瓦斯抽放总结 篇六

1.瓦斯在煤层中的一般赋存状态：吸附、游离、吸收 2.影响煤层瓦斯含量的主要因素

（1）煤层的埋藏深度

埋深的增加不仅会因地应力增高而使煤层及围岩的透气性变差，而且瓦斯向地表运移的距离也增长，这二者都有利于封存瓦斯。（2）煤层和围岩的透气性

煤层及围岩的透气性越大，瓦斯越易流失，煤层瓦斯含量就越小；反之，瓦斯易于保存，煤层的瓦斯含量就越大。（3）煤层倾角

在同一埋深及条件相同的情况下，煤层倾角越小，煤层的瓦斯含量就越高。（4）煤层露头

露头存在时间越长，瓦斯排放就越多。（5）地质构造

①褶曲构造；②断裂构造；③煤化程度；④煤系地层的地质史；⑤水文地质条件

3.构造煤

构造煤是煤层受到构造强烈挤压和剪切破坏作用的产物，由于受力大小、作用范围和受力状态的非均衡性，煤层中范围和厚度大小不同的自然分层发生变形，丧失了原来的均质、层理清晰的条带状结构，而形成破碎的颗粒或粉状的构造破坏煤。

4.瓦斯在煤层中运移的复杂性主要表现在两个方面:（1）煤体结构的复杂性：孔隙一裂隙结构（2）瓦斯在煤层中赋存状态的复杂多变性

①游离瓦斯一般是以自由气体分子状态存在在于煤层孔隙和裂隙空间。②吸附瓦斯则是以固体分子状态附着在煤体表面和煤体结构内部。③当裂隙宽度大于10-7m时，煤层中瓦斯的运移主要呈层流运动

④当裂隙宽度小于10-7m时，一般情况下，瓦斯分子不能自由运动，呈扩散运动。

5.煤层瓦斯运移的动力条件：地层静压力、构造应力、浮力、水动力 6.瓦斯在煤层中的流动：扩散运动和层流运动

7.流场的空间流向分类：单向流动、径向流动和球向流动

8.煤层瓦斯抽采：指利用瓦斯泵或其它抽采设备、抽取煤层中高浓度的瓦斯、并通过与巷道隔离的管网，把抽出的高浓度的瓦斯排至地面或矿井总回风巷中。

9.衡量瓦斯抽放工作优劣的两个主要指标：抽放率和相对瓦斯抽放量。

瓦斯抽放率：抽出瓦斯量占矿井排出瓦斯总量的百分率。

相对瓦斯抽放量：每生产一吨煤所抽出的瓦斯含量。10.抽采瓦斯的原则与方法

（1）抽放瓦斯的原则

①瓦斯抽放应具有明确的目的性，即主要是降低风流中的瓦斯浓度，改善矿井生产的安全状况，并使通风处于合理和良好的状况。

②抽放瓦斯要有针对性，即针对针对矿井瓦斯来源，采取相应措施进行抽采。

③要认真做好抽采设计、施工和管理工作等．以便获得好的瓦斯抽采效果。（2）抽采瓦斯的方法 ①按瓦斯来源分类

本煤层瓦斯抽放、邻近层瓦斯抽放、采空区瓦斯抽放和围岩瓦斯抽放 ②按煤层是否卸压分类

未卸压煤层抽放瓦斯和卸压煤层抽放瓦斯 ③按抽放瓦斯与采掘时间关系分类

煤层预抽瓦斯、边采边抽和采后抽放瓦斯 ③按抽放工艺分类

钻孔抽放、巷道抽放和钻孔巷道混合抽放

11.抽放方法选择依据

（1）如果瓦斯来自于开采层本身，则既可采用钻孔抽采，也可采用巷道预抽形式直接把瓦斯从开采层中抽出，且多数形式采用钻孔预抽法。

（2）如果瓦斯主要来自于开采煤层的顶、底板邻近煤层内，则可采用开在顶底板煤、岩中的巷道，打一些穿至邻近煤层的钻孔，抽采邻近煤层中的瓦斯。

（3）如果在采空区或废弃巷道内有大量瓦斯积聚，则可采用采空区瓦斯抽采方法。

（4）如果在煤巷掘进时就有严重的瓦斯涌出，而且难以用通风方法加以排除，则需采用钻孔预抽或巷道边掘边抽的方法。

（5）如果是低透气性煤层．则在采取正常的瓦斯抽采方法的同时。还应当采取人工增大煤层透气性的措施，以提高煤层瓦斯抽采效果。

12.开采层瓦斯涌出量计算P25 13.本煤层瓦斯抽采方法：本煤层未卸压抽采、综合法、本煤层卸压抽采 14.巷道法预抽本煤层瓦斯的布置依据

①矿井的采掘布置方式；②巷道抽采瓦斯的有效范围；③煤层的瓦斯含量及其储量大小；④预计瓦斯抽出量及其抽采效益；⑤预计抽采瓦斯的时间。

15.分子滑流现象

当气体分子的平均自由程接近通道的尺寸时，界面上的各个分子将处于运动状态，且产生一个附加通量。

16.巷道法预抽本煤层瓦斯的布置方式

（1）采取网络式布置

该布置方式为，根据采区设计布置的巷道，在构成网络后，密闭巷道并插管抽放本煤层瓦斯，其特点是：

①各抽放瓦斯巷道与采区准备巷道相吻合，不需另掘巷道； ②巷道网络较密，煤壁暴漏面积大，抽放效果好；

③在掘进巷道时，对本区的瓦斯状况已有所查明，故而有利于安全回采。（2）采区深部截取式布置

该布置方式为，在现采区与深部采区之间的阶段煤柱上，其特点是：

①可提前抽取下部煤层中的瓦斯，为深部煤层的投产创造安全回采条件；

②可截取下部煤层瓦斯，使之不向上部采区流动，减少现采区瓦斯量； ③不受采区投产时间限制，有较长的抽放时间，以取得较好的抽放效果。

17.最低抽采瓦斯时间：巷道抽采瓦斯的一个重要参数，其值为开始抽采瓦斯到正常通风能够保证煤层安全回采，无需继续抽采为止所需的时间。

18.煤壁瓦斯涌出系数K：单位煤壁暴露面积在单位时间内的瓦斯涌出量。19.煤巷掘进时的安全措施

（1）增强局部通风（2）先抽后掘（3）边掘边抽（4）超前抽采

20.巷道法预抽本煤层瓦斯的优缺点

（1）由于在抽采瓦斯之前需先开掘瓦斯抽采巷道，故而往往会遇到瓦斯涌出量大，给掘进工作造成困难。此时，即使采取加强通风、边掘边抽等措施，最终也会造成效串低、成本高的结果。

（2）为了在一定时间内抽出更多的瓦斯，往往需多掘巷道，以增加煤壁暴露面。这些巷道。虽然大多数在生产时可使用，但需提前投资；而月为了防止巷道在抽采瓦斯期间发生坍塌，还要加强支护。即使这样，经过较长时间的抽采后，这些巷道的冒顶和坍塌的情况往往仍较严重，给以后修复和生产造成一定的困难。

（3）在掘进抽采瓦斯巷道期间，往往会有大量瓦斯涌出；这种情况不仅会增加通风负担，而且还相应减少了瓦斯回收率，造成资源浪费。

（4）如果抽采巷道密闭不严，不仅会使抽出的瓦斯浓度偏低，而且易使煤层自然发火。

21.瓦斯抽放有效性系数K：钻孔累计抽放瓦斯量与钻孔极限抽放瓦斯量的比值。

K=0.8时，tx=1.609/ α;K=0.9时，tx=2.303/ α

其中，Tx为有效抽放时间；α为钻孔瓦斯流量衰减系数。———22.钻孔预抽方法的布置形式

（1）穿层钻孔布置方式（2）顺层钻孔布置方式

23.边采边抽本煤层瓦斯的布置方式及适用条件

（1）布置方式：平行钻孔、煤柱钻孔、顶板钻孔、顶分层钻孔、底板岩巷穿层钻孔（2）适用条件

①由于该方法是在回来或掘进的同时，抽采煤层中的瓦斯、因此不像预抽法那样受开采时间的限制，可适用于瓦斯涌出大、时间紧、用预抽法不能满足要求的地区。

②在抽采过程中，可借助于回采过程中的卸压作用，使抽采区域煤体松动，增大煤层的透气性，提高煤层瓦斯抽采效果。

③该方法是在采区掘进准备工作完成后(或掘进过程中)进行的。因此在实际应用中可根据采区各局部地点的瓦斯量大小，投入相应的边采边抽工程量。具有较强的针对性。因此，有利于解决生产环节中瓦斯涌出量大的问题。

24.邻近层瓦斯抽放

为了防止和减少邻近层的瓦斯通过层间裂隙的大量涌向开采层。可采用抽采的方法处理这一部分瓦斯，这种抽采方法称为邻近层瓦斯抽采。

25.邻近层瓦斯涌出量与工作面推进速度的关系

现象：当工作面推进速度不快时，基本上呈线性关

系，当当工作面推进速度较快时，则呈抛物线关系。原因：工作面推进速度加快时，围岩变形与破坏的 速度变缓，在一定的时间内，采空区的冒落带、裂

隙带的范围相对缩小，裂隙张开程度相对变小，从

而减弱与延缓了邻近层的瓦斯涌出。

26.邻近层瓦斯抽采方法

地面钻孔抽采法、井下钻孔抽采法和顶板巷道结合钻孔抽采法。

27.开始抽出距离

钻孔开始抽出卸压瓦斯时的滞后于工作面的距离，是决定第一个抽采钻孔位置的依据。

有效抽采距离

从开始抽出卸压瓦斯至钻孔失去作用的一段距离，是确定钻孔间距的基础。28.采空区的绝对瓦斯涌出量影响因素

煤层和岩石的瓦斯含量、老顶冒落步距、工作面长度、上下邻近层厚度、它们与开采层的间距、煤的渗透性能

29.采空区瓦斯赋存特征及运移规律

（1）赋存特征

①采空区瓦斯在工作面切眼1~12m范围内浓度变化较小，一般在3%~8%之间；在12~20m范围内瓦斯浓度变化幅度较大，一般在10%~18%；在20~40m范围内瓦斯浓度升高较快，一般在20%~35%；在40~60m范围内瓦斯浓度变化较大，一般在35%~50%之间。

②采空区瓦斯流动大体可以分为三个带: Ⅰ涌出带

采空区丢煤和卸压临近层解吸的瓦斯向工作面和和采空区排放，进入涌出带的瓦斯流动速度快，多以层流形式存在，且这部分瓦斯几乎全部被工作面风流和采空区的漏风流携带到回风道内，漏风大小与工作面供风量大小及支架位置和工作面通风方式有关。Ⅱ过渡带

过渡带瓦斯在工作面和采空区压差作用下，一部分进入工作面，另一部分暂时或永远滞留在采空区内，该区域瓦斯流动速度也明显下降。流动呈现出不均衡性，处于层、紊交错阶段。Ⅲ滞留带

释放采空区内的瓦斯一般滞留在采空区的深部，流动速度较低。（2）运移规律

①在垂直于工作面的走向上，近工作面采空区由于漏风流流速大，受到的紊动作用大，浮煤吸出的瓦斯和邻近层涌人的瓦斯随漏风流经上隅角进人回风巷，瓦斯浓度较低；随距工作面距离的增大，采空区瓦斯受扰动作用减小，因而瓦斯浓度增高。在采空区深处，随时间的推移，瓦斯浓度会日趋平均。

②在高度方向上，由于瓦斯受浮升力的作用，使采空区顶板附近的瓦斯浓度高于采空区底板附近的瓦斯浓度，并且这种分布特点使用于整个采空区。

③在沿工作面方向上，在漏风流影响到的区域，进风侧的瓦斯随风流向回风侧运移，导致回风侧瓦斯浓度的增大；在远离工作面，漏风流涉及不到的地方，这种回风侧比进风侧瓦斯浓度高的分布特点并不明显。

④在邻近层瓦斯涌人量较小的采空区，采空区瓦斯的分布以本煤层吸出瓦斯的分布特点为主。在涌人点形成瓦斯局部高浓度区，随距工作面距离的不断增大，局部高浓度瓦斯扩散而趋于符合上面的规律。

⑤在有大量邻近层瓦斯涌人的采空区，采空区瓦斯的分布以邻近层涌人瓦斯的分布特点为主，本煤层采空区吸出的瓦斯是叠加在邻近层涌人瓦斯的分布之上。

30.采空区瓦斯抽采方法

（1）回采过程中的瓦斯抽采

①密闭抽采法；②插管抽采法；③向冒落拱上方打钻孔抽效法；④在老顶岩石中打水平钻孔抽采法；⑤直接向采空区打钻抽采法；⑥地面垂直钻孔抽采法；⑦顶板巷道抽采；⑧前进式预埋管抽采法；⑨尾巷布管采空区瓦斯抽采（2）采后密闭采空区瓦斯抽采

①采完不久的采空区；②开采已久的采空区；③报废矿井

31.尾巷布置采空区瓦斯抽放（P57图2-4-9）32.影响采空区瓦斯抽采的主要参数

（1）采空区进回风巷的密闭；（2）抽采负压；（3）瓦斯抽采参数监测与控制 33.提高瓦斯抽放率的技术途径：

（1）改进钻孔抽放工艺参数

①增加布孔密度，确定合理钻孔间距；②改进布孔方式，合理确定钻孔位置；③增加钻孔深度；④提高抽放负压

（2）提高煤层透气性（煤层增透方法）

34.水力压裂法原理及工艺流程

（1）疾奔原理

水力压裂技术就是通过钻孔向煤层压入液体，当液体压入的速度远远超过煤层的自然吸水能力时，由于流动阻力的增加，进人煤层的液体压力就逐渐上升，当超过煤层上方的岩压时，煤层内原来的闭合裂隙就会被压开形成新的流通网路，煤层渗透性就会增加，而当压入的液体被排出时，压开的裂陷就为煤层瓦斯的流动创造了良好条件。（2）工艺流程

①钻井②测井③固井④射孔⑤压裂

35.水力割缝法原理及工艺流程

（1）基本原理

在钻孔内运用高压水射流对钻孔二侧的煤体进行切割，在钻孔二侧形成一条具有一定深度的扁平缝槽，利用水流将切割下来的煤块带出孔外，由于增加了煤体暴露面积．且扁平缝槽相当于局部范围内开采了一层极薄的保护层，因而使得钻孔附近煤体得到了局部卸压，改善了瓦斯流动条件。（2）工艺

①古老方法：先打钻孔，退钻杆，换上射流器，利用钻杆输送高压水，一边退杆一边割缝。

②改进方法：直接在钻杆上面安上射流器，钻进时不产生水射流，进入钻杆的水通过钻头前端流出；退杆时射流器动作进割缝。这种连续钻进工艺需要活塞式射流器。

36.瓦斯抽采参数

主要包括煤层瓦斯压力、煤层瓦斯含量、煤层瓦斯涌出量、煤层透气性系数、瓦斯抽采率及抽采管路和钻孔中的瓦斯流量。

37.煤层瓦斯压力测定的基本方法：间接测压法和直接测压法

38.原始瓦斯含量、残存瓦斯含量和可解析瓦斯含量定义及相互关系

（1）原始瓦斯含量：煤层未受采动影响时的瓦斯含量；

（2）残存瓦斯含量：煤层受到采动影响已经排放出部分瓦斯，剩余在煤层中的瓦斯含量；（3）可解析瓦斯含量：指在常压下能从煤体中解析出来的瓦斯含量。可解析瓦斯含量=原始瓦斯含量—残存瓦斯含量

39.煤层透气性测定方法正确与否的三个标准（1）在理论上的合理性，即看其理论推导是否合理，在理论推导过程中所做的假设是否符合客观实际。

（2）现场的实用性，即所需直接测定的参数在测定过程中不需要很高的要求，不用复杂的操作，方便易行。

（3）测试结果的稳定性，一般认为，测试结果是否稳定也反映了该方法在理论上是否合理，在测定时是否准确。同一测定方法在不同时间内测定的煤层透气性系数值应当是稳定的，且相差不大；否则测定方法就可能有问题。

40.计算：径向流量法测定煤层透气性系数（会做例题）P97 41.瓦斯流量测定方法

（1）变压降法；（2）恒压降法；（3）皮托管；（4）测定气体流速；（5）容积式流量计

42.节流装置的基本原理

在充满管道的连续流体中，当流体流经管道内的节流装置时，流束将会在节流装置处形成局部收缩，从而使流速增大，静压力降低。这种状况导致节流装置前后产生压力降。流动介质的流量越大，则在节流装置前后所产生的压差也越大。因此，可通过测量压差来衡量流体流量的大小，这就是利用节流装置测定管道内连续流体流量的基本原理。

43.节流装置的选择原则

（1）当要求节流装置所产生的压力损失小时，可采用喷嘴或文特利管或文特利喷嘴。（2）测量易污染和浸蚀性介质时，采用喷嘴比采用孔板好。

（3）在测量的流量和压差值相同时，由于喷嘴的截面比比孔板的截面要小，所以，在此情况下，喷嘴的测量精度较高，而且需要的直线段长度也较短。

（4）在各节流装置中，以孔板的加工制造最为简单，喷嘴次之，文特利管和文特利喷嘴最为复杂。

44.节流装置的取压方法

（1）理论取压法

一般认为，入口端的取压嘴中心应位于孔板前端面距离为D的管道入口处，出口端的取压嘴中心，应位于流束收缩到最小的截面处。（2）径距取压法

入口端的取压嘴中心，应位于孔板前端面为D的管道入口处；出口端的取压嘴中心应位于孔板后端面距离为1/2D的管道出口处。（3）法兰取压法

法兰取压的入口和出口的取压嘴中心，均应位于距孔板两侧相应端面前、后25mm处，而与管径大小无关。（4）管径取压法

该取压法要求入口的取压嘴中心，应位于孔板前端面2.5D的管道入口处；出口的取压嘴中心应位于孔板后端面8D的管道出口处。（5）角接取压法

该取压法要求入口和出口的取压嘴中心，均应位于孔板前、后的端面处。

45.孔板流量计瓦斯流量计算（会做例题）P113 46.文特利管瓦斯流量计算（会做例题）P117 47.瓦斯抽放率：瓦斯抽放率通常是指矿井、采区或工作面等的抽出瓦斯量占瓦斯涌出总量的百分数。

48.瓦斯抽放有效性系数

瓦斯抽放有效性系数是指抽放瓦斯后较抽放瓦斯前回风流中瓦斯涌出量的减少程度，计算公式为：Kq0-q1×100%（q0是抽放瓦斯前回风流中的瓦斯涌出量；q1是抽放瓦斯q0后，回风流中的瓦斯涌出量）

49.瓦斯抽放的目的

其一是为了确保矿井安全生产，防止或减少瓦斯浓度超限；其二是为了开发利用瓦斯资源，变害为利。

50.抽放瓦斯的必要性指标

（1）安全生产角度

_

qq0.6vSCK

式中q——绝对瓦斯涌出量，m3/min；

q——允许瓦斯涌出量，m3/min；

v——巷道允许的最大风速，m/s； S——风流通过的最小巷道断面，m2；

C——《煤矿安全规程》允许的风流中瓦斯浓度，%； K——矿井或采区瓦斯涌出不均衡系数（2）安全经济角度

①一个回采工作面的绝对瓦斯涌出量大于5m3／min，或一个掘进工作面的瓦斯涌出量大于3m3／min；

②矿井绝对瓦斯涌出量大于15m3／min；

③矿井抽采瓦斯总量能长期稳定在2m3／min以上，抽采系统的服务年限应在10年以上。_51.煤层瓦斯抽放的可行性

（1）煤层的透气性系数λ；

（2）钻孔瓦斯流量衰减系数α；（3）百米钻孔瓦斯极限抽放量Qj。

在“容易抽放”的煤层中抽放瓦斯，往往可以获得较大的抽出量，取得较好的抽放效果，在“可以抽放”的煤层中抽放瓦斯，虽能取得一定的效果，但往往需要较长的抽放时间和较多的钻孔工程量才能达到预定的效果。属于“较难抽放”的煤层，常常采取特殊措施抽放。

52.矿井瓦斯抽放设计的原则及内容

（1）矿井瓦斯抽放设计的原则

①编制矿井抽放瓦斯设计要以上级批准的设计任务书和经审批的《矿井瓦斯抽放可行性研究报告》提供的瓦斯基础资料为依据。

②确定抽放规模与抽放能力时，应能适应矿井生产能力和服务年限的需要，并应满足矿井生产期间最大抽放瓦斯量的要求。

③设计抽采系统与抽采方法时，要有利于多抽瓦斯、保证矿井安全生产，应结合矿井及煤层的具体地质开采条件，矿井及采区主要瓦斯来源，以选择适宜的抽采方法：要有适宜打抽采瓦斯钻孔的地点及充足的施工和抽采时间；抽采瓦斯钻孔的孔口应有足够的抽采负压，要配备一定的抽采瓦斯专业人员和装备，以实施抽采瓦斯工程和进行维护管理工作。

④抽采瓦斯泵站的位置，应考虑利用瓦斯的方便。一般应设在用户集中区附近，并考虑到地面敷设输送瓦斯管路的可能性和经济上的合理性。

⑤新建抽采系统的设计，报矿务局批准，并报省煤炭局备案。经批准的设计。不得随意变更．如有重大修改，须重新审批。（2）矿井瓦斯抽采设计的内容

抽采瓦斯设计主要包括抽采瓦斯工程设计说明书、抽采瓦斯工程机电设备与器材清册、抽采瓦斯工程设计概算书、施工图纸等四个部分。

①抽采瓦斯工程设计说明书，一般应包括下述内容：矿井概况；抽采瓦斯；瓦斯泵站；供电系统及设备；劳动组织和经济技术指标。

②抽采瓦斯工程机电设备与器材清册 ③抽采瓦斯工程设计概算书

④施工图纸亦是抽采瓦斯工程设计的重要组成部分

53.瓦斯抽采管路系统的组成

瓦斯抽采管路系统主要由主管、分管、支管和附属装置组成。

54.瓦斯管直径

瓦斯管直径选择的恰当与否对抽采瓦斯系统的建设投资及抽采效果均有影响。直径太大，投资就多；直径过细，阻力损失大。故一般采用下式计算：

55.瓦斯管路阻力计算（P137）

瓦斯管路的阻力分摩擦阻力和局部阻力两种。

56.正压管路浮漂式自动放水器工作原理及放水过程

（1）工作原理

利用浮漂浮力开启球阎又借助其自重关闭球阀，实现自动放水。（2）放水过程

放水器的进水管与瓦斯管的正压管路连接，浮漂的自重与筒内的压力迫使球阀紧贴在阀座上．从而使其与大气隔绝。抽采管路的水经进水管流入放水器内，当水位上升至浮漂底部后，随着水位不断上升，浮力越来越大，待浮力大于浮漂白重与球阀上下压力差之和时，浮漂浮起，带动球阀而开启，筒内积水在筒内压力作用下经阀体排至简外。此时，如瓦斯管路继续向简内供水，水则连续不断地流出；若无水进入简内，则浮漂随着水位的下降而降落，最后落入阀体而关闭，保持与大气隔绝。因此，该放水器既能及时排除积水，而又能防止管路的瓦斯由故水器泄漏。同时，为防止大量的水突然进入放水器时，筒内压力增大而使浮原无法浮起的问题，在筒上没有平衡管，与进水管连通，以保证故水器能正常工作。57.瓦斯抽采管路的检查和管理的主要工作

（1）压力观测

需要配备人员进行经常性的检查和抽采地点的负压变化情况，并做好详细的记录。（2）对抽采管路中积水的检查

抽采管路往往容易发生积水现象，一旦积水，则对抽采瓦斯影响很大，故而应当引起重视。

（3）抽采管路状态的检查

井下有时因巷道发生变化，抽采管路也需作相应的改动。（4）抽采管路附属装置的检查

检查人员对抽采管路上的放水器、流量计、阀门和安全设施都要按制度全面检查。（5）对抽采管路的保养

对已抽采结束的管段要及时拆除，运往地面或井下易保存地点。运输时，要避免管胳受到碰撞或变形引起损坏；瓦斯管内外应注意做好防锈工作，以便延长瓦斯管的使用寿命。

58.表4-3-1（P145）

7.煤矿瓦斯抽放设计解析 篇七

关键词：高位抽放巷,瓦斯抽放技术,桃山煤矿,应用

为了更好地治理瓦斯, 提高掘进工作面的进度, 桃山煤矿结合其他矿业集团多年防治瓦斯的经验, 首先在一采区93#左三片掘进工作面进行了“高抽巷”治理瓦斯新技术的探索, 实现了一采区掘进工作面区域性瓦斯的有效治理, 实现矿井高产高效的新途径。

1 一采区93#左三片掘进工作面瓦斯涌出特征及涌出量预测

一采区93#左三片掘进工作面2013年1月份开始施工, 工作面标高为-626.88~-618.44, 根据当时掘进工作面实测风量及瓦斯情况, 可以看出当工作掘进初期, 没能使用瓦斯高抽巷, 绝对瓦斯涌出量就在3.42~7.82 m3/min, 平均为5.62m3/min。当掘进工作面施工接近并使用高抽巷时, 绝对瓦斯涌出量就在1.62~2.07 m3/min, 高抽巷的绝对量为8.86 m3/min。以上结果表明随着掘进工作面继续施工及高抽巷的使用, 会大大降低一采区93#左三片掘进工作面的瓦斯涌出量。

根据桃山煤矿掘进工作面瓦斯治理经验, 可知桃山煤矿93#层为突出煤层。瓦斯赋存状态, 决定了煤层透气性系数小, 钻孔瓦斯流量哀减系数大, 属难抽放煤层, 93#左三片掘进面采取任何单一的措施都很难从根本上解决该工作面施工期间的瓦斯问题。结合掘进面顶板岩石坚硬, 相对稳定的实际情况, 在平行于93#左三片平巷30m的水平距离, 施工一条岩石巷道, 布置在顶板岩层中, 抽放施工期间掘进瓦斯, 即采用“高抽巷抽放瓦斯技术方案”。

2 高抽巷抽放瓦斯的科学原理

在93#左三片高抽巷里开设25个钻场, 钻场间距30m, 每个钻场施工10个钻孔, 钻场规格为长×深×高=3 000×3 000×2 200mm。

3 钻孔参数

设计孔长30~45m, 根据抽放半径5m, 确定开孔间距0.3m, 钻孔终孔间距3m, 开孔位置按三花眼布置。各钻孔布置角度如下:

4 抽放系统设置

4.1 抽放流程

93#左3片抽放钻孔→93#左3片瓦斯抽放支管路 (60~1 000m) →93#右3片瓦斯抽放支管路 (150m) →一采三水平回风下山瓦斯抽放主管路 (540m) →二水平主运石门联络巷 (120m) →二水平主运巷 (700m) →28D副井下山 (1 800m) →2#地面泵房→排空。

4.2 计算方法

预计混合量抽放总风量为10m3/min, 管中瓦斯混合物流速为15m/s, 则分管管径按下列公式选取:

式中:D———瓦斯管内径m;Q———管内瓦斯流量m3/min;V——瓦斯在管路中的平均流速m/s (一般取10~15m/s) 。

4.3 管路中的附属设备

平均每100m在支管路低凹处设置一个放水器。在主管路与支管路连接处设置支管路阀门。在单个钻场上设置集风器, 每个抽放钻孔必须有测试孔。每个钻场在接入干管后方必须安装自动放水器。

5 钻场通风

钻场采用风机配合胶质风筒压入通风。在施工钻孔时, 机长接班后必须将便携挂在钻场内侧 (钻孔开孔位置上方) 。

6“高抽巷”抽放瓦斯效果方案

根据桃山矿一采区93#左三片“高抽巷”抽放瓦斯经验, 最大抽放瓦斯绝对量达14.2 m3/min, 平均抽放量为8.9m3/min。综上分析可以得出结论:“高抽巷”抽放瓦斯效果, 比以上几种方法综合运用要好得多。

7 治理瓦斯效果比较

一采区93#左三片自施工推进30m后, 进行抽放, 风排瓦斯量为3.42~7.82m3/min, 平均为5.62 m3/min。推进100m后, 绝对瓦斯量10.2~12.4m3/min, 平均为11.3 m3/min。当高抽巷在工作面推进100m后真正得到使用, 工作面风排瓦斯量显著减小, 风排瓦斯涌出量仅在1.62~2.07 m3/min变化, 高抽巷的绝对量为8.86 m3/min。实践证明:高抽巷瓦斯抽放技术能很好地解决一采区93#左三片回风瓦斯超限问题及动力现象。

8 经济效益和社会效益

8.煤矿瓦斯抽放设计解析 篇八

近些年来, 随着矿井采深的不断加大, 煤层瓦斯含量明显增强, 导致低瓦斯矿井转变为高瓦斯矿井甚至高突矿井。矿井瓦斯治理工作成为煤炭企业的首要任务, 一旦产生瓦斯爆炸事件就会给社会和企业带来巨大损失。瓦斯抽放是治理瓦斯的根本性措施, 本文对煤矿瓦斯抽放封孔技术进行了研究, 并介绍了钻孔过程中使用的设备, 以期在以后煤矿瓦斯抽放过程中, 择优选取, 为瓦斯抽放技术的完善奠定基础。

1 煤矿瓦斯抽放封孔钻孔技术研究

1.1 在煤矿抽放和钻孔过程中常用的技术

义煤集团孟津煤矿属高瓦斯双突矿井, 普遍使用聚氨酯封孔技术:首先都进行打孔措施 (94钻头) 钻孔在施工之后进行封孔, 应该先用113钻头把钻孔开口处扩大为113直径, 长度大约15m, 利用1m编织袋套在一根2m长的pvc实管上, 一头扎紧倒入聚氨脂胶再把另一头扎紧, 同时也要提前插入三根2寸pvc花管, 再把加胶的2m长的pvc实管连接上, 后边在加三根2m长的pvc实管, 快速安插在已经扩好的孔内, 空口用黄泥填实, 之后完成封孔。因为聚氨酯的作用时间最好控制在10min~15min, 满足聚氨酯封孔技术的时间规定, 整个封孔的操作大约在15min即可完成。

1.2 实际封孔过程中产生的问题

使用水泥砂浆填充技术的缺点在于水泥发生沉降容易漏气、操作当中人工成分比较大、很难保证施工质量、封孔时间非常长。普通聚氨酯封孔方法使用简单, 成本便宜, 但缺点聚氨脂膨胀段容易造成胶混合不均匀和膨胀不完全导致钻孔漏气, 瓦斯抽出率低, 造成封孔的整体质量下滑。

1.3 对技术效果进行分析

对于上述封孔技术, 在最后环节有点区别, 前者在封孔持续过程中需要进行最后一项维持15min的扩孔。在节约时间, 降低成本, 在不使用麻袋片进行封堵时, 可在施工过程中减少一个步骤, 使用的导气管数量降低, 反应时间加快, 整个操作维持在半个小时上下。在有积水的矿井中使用特别有效, 因为反应的时间短, 受积水影响较小, 可以在很短时间完成堵水封孔的任务。

2 煤矿瓦斯抽放钻孔设备

在煤矿的钻孔技术中, 普遍使用的是ZYW系列全液压钻机。ZYW-4000型钻孔泵和ZYW-1200全液压钻机的特点是:1) 使用液压卡盘和液压夹持器, 可以自动进行钻杆的装卸;2) 回转器的结构以通孔为主线, 在动力头的前方和后端装卸钻杆, 根据角度的不同进行钻孔角度的调整;3) 采用集成设备的液压系统可以使工作人员远程操作, 更为安全;4) 主泵和辅助泵都可独立工作, 相互之间没有直接的影响;5) 动力输出的转矩和转速可以根据现场的实际情况进行无极调节;6) 油缸可以根据需求自动调整高度和角度;在施工当中提供了方便;7) 具有很强的联动功能, 在退钻的时间上进行缩短, 工作效率得到改善。

3 在钻孔和封孔的技术创新

使用封孔段封孔的措施, 在孔内留出注料管以及排气管, 从注料管中注入聚氨酯封孔剂, 使其单孔的抽放浓度和数量均有大幅度提升。

3.1 具体操作分析

1) 场地和准备

(1) 选择合适的场地进行试验; (2) 可以选取钻场为3×3m工字钢支护, 高为2m, 长为4.5m; (3) 钻孔的布置:可以在场地下布置六个试验钻孔, 钻孔的倾角在-4°为宜, 孔口之间的距离设置为半米, 终孔间距为4m。在1、3、4、6号钻孔中使用新封孔措施, 在2、5号钻孔中使用封孔封段封孔措施, 看看两者的不同。

试验钻孔布置示意图

2) 钻孔封孔方式

(1) 1、2、3钻孔封孔方式。采用传统聚氨酯封孔技术, 首先将调制好的聚氨酯倒在毛巾上, 然后将毛巾包裹在封孔管上送入抽放钻孔内, 待聚氨酯膨胀完毕后, 并人抽放管路内进行抽放;

(2) 4、5、6钻孔封孔方式:采用新型合成树脂定位封孔技术, 第1组为2袋, 对称捆绑在距花管1m的位置。第2组为2袋, 对称捆绑在距第2组2m的位置, 依此类推。每个钻孔共使用6组。封孔完毕后, 并入抽放管路中进行抽放。

3.2 封孔准备

使用的封孔设备是ZYW-1200型注浆泵, 使用的材料有:封孔管36根, 直径为12mm的注浆管, 长约40m, 聚氨酯封孔剂80kg, 黄泥约20kg。

3.3 封孔措施

将封孔段封堵和给料管穿入的措施, 封孔的深度在10m, 在每个钻孔完成之后, 封孔采用PVC封孔管, 在第2根3m的地方封孔管上用棉纱配聚氨酯封孔剂封1m长封孔段, 同时用胶带缠绕1根直径12mm的注浆管与封孔管同时穿入钻孔内, 在剩余距离1m处, 用棉纱配聚氨酯封孔剂封1m长封孔段, 同时用胶带缠绕1根直径12mm的注浆排气管与封孔管同时穿入钻孔内。之后注入聚氨酯封孔剂, 在注入封孔剂的时候保持注浆泵风压在2MPa~3MPa之间, 在使用黄泥对孔口进行封堵。

3.4 结果分析

经过封孔处理之后, 分析封孔结果, 使用新封孔方法的1、3、4、6号孔浓度大约在99.9%, 平均瓦斯纯流量0.106m3/min。在2、5号孔中的浓度都交之前相比有所下降, 平均瓦斯浓度和瓦斯纯流量分别是23.25%和0.041m3/min, 因为1、3、4、6号钻孔封孔技术在材料使用上要比2、5钻孔封孔消耗多。这样可以看出使用新技术的封孔技术可以减少材料消耗, 达到更好的效果, 在经济社会的影响下, 施工的成本也有所降低。

4 结论

综上所述, 煤矿的瓦斯抽放技术关系着施工的质量和安全, 选择先进的设备也是重要的, 随着抽放技术的不断加深, 会使我国煤矿开采事业走向一个新的高度, 创造更多的经济利益, 本文对封孔钻孔的技术进行简单的研究介绍, 希望对今后的抽放施工带来正面的影响, 为我国煤矿开采事业贡献出自己的一份力量。

摘要：煤矿瓦斯抽放技术是对矿井中瓦斯进行处理的有效措施, 而抽放钻孔封孔的处理也关系到抽放效果的优劣, 本文对封孔的技术做了简单阐述, 对钻孔过程中使用的设备做了简单介绍。

关键词：煤矿,瓦斯,抽放,技术

参考文献

[1]刘建军.河坪煤矿瓦斯抽放方法与工艺的选择[J].企业技术开发:中旬刊, 2012 (6) :168-170.

[2]罗华锋.浅谈煤矿瓦斯治理的现状及发展[J].科技创新导报, 2012 (12) :83-83.