矿井瓦斯抽放（采）培训【完整版】

1、矿井瓦斯抽放（采）主要内容o 瓦斯抽放的相关法令o 瓦斯抽放的目的和意义o 矿井瓦斯抽放难以程度及效果评价指标o 矿井瓦斯的抽放方法的选择o 低透气性煤层瓦斯强化抽放技术o 钻进和封孔技术1.瓦斯抽放相关法令：“十二字方针”o 20022002年年8 8月，国家煤矿安全监察局和中国煤炭协会，为贯彻落实月，国家煤矿安全监察局和中国煤炭协会，为贯彻落实国务院关于安全生产的一系列重要指示和国务院关于黑龙江省鸡国务院关于安全生产的一系列重要指示和国务院关于黑龙江省鸡西矿业集团公司西矿业集团公司“6.20”“6.20”特大瓦斯事故的通报精神，召开了全国特大瓦斯事故的通报精神，召开了全国煤矿瓦斯防治现场会

2、议，在这次会议上作出了向全国煤矿贯彻落实煤矿瓦斯防治现场会议，在这次会议上作出了向全国煤矿贯彻落实“先抽后采、以风定产、监测监控先抽后采、以风定产、监测监控”瓦斯治理十二字方针的重要决瓦斯治理十二字方针的重要决定。定。o “先抽后采”是瓦斯治理的源头治本措施。先抽后采以风定产监测监控1.瓦斯抽放相关法令：煤矿安全规程 规程145条。有以下情况之一的矿井，必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统：o（一）1个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m/min或1个掘进工作面瓦斯涌出量大于3 m/min，用通风方法解决瓦斯问题不合理的。o（二）矿井绝对涌出量达到以下条件的：1.大于或等于大于或等于4

3、0 m/min；2.年产量年产量1.01.5Mt的矿井，大于的矿井，大于30 m/min；3.年产量年产量0.61.0Mt的矿井，大于的矿井，大于25 m/min；4.年产量年产量0.40.6Mt的矿井，大于的矿井，大于20 m/min；5.年产量小于或等于年产量小于或等于0.4Mt的矿井，大于的矿井，大于15 m/min。o（三）开采有煤与瓦斯危险煤层的。煤矿安全规程、矿井瓦斯抽放煤矿安全规程、矿井瓦斯抽放管理规范、管理规范、“十二字方针十二字方针”等国家等国家政令将瓦斯抽放政令将瓦斯抽放法制化法制化：高瓦斯高突高瓦斯高突煤矿抽与不抽瓦斯是守法与违法的问煤矿抽与不抽瓦斯是守法与违法的问题。题

4、。2.瓦斯抽放的目的和意义目的：（1）预防瓦斯超限、确保矿井安全生产。（2）开采保护层并具有抽放瓦斯系统的矿井，应抽放被保护层的卸压瓦斯。（3）无保护层可采的矿井，预抽瓦斯可作为区域性或局部防突措施来使用。（4）开发利用资源，变害为利。2.瓦斯抽放的目的、意义意义：(1) 瓦斯抽放是消除煤矿重大瓦斯事故的治本措施。(2) 瓦斯抽放能够解决矿井仅靠通风难以解决的难题，降低矿井通风成本。(3) 瓦斯抽放能够利用宝贵的瓦斯资源。安安 全全经经 济济环环 保保3.抽放瓦斯难易程度及效果评价指标o 煤层抽放瓦斯难以程度主要针对预抽方法而言，主要有钻孔流量衰减系数和煤层透气性系数两项指标，是用来衡量开采层

5、瓦斯抽放难易程度的重要参数。根据这两项指标将未卸压原始煤层的抽放难以程度划分为三类，即容易抽放、可以抽放和较难抽放。o钻孔瓦斯流量衰减系数 钻孔流量衰减系数表示钻孔瓦斯流量随时间延长呈衰减变化的系数。钻孔瓦斯流量与时间呈负指数分布。值越大，流量衰减越快，可抽性越差。 3.抽放瓦斯难易程度及效果评价指标1m1AB3.抽放瓦斯难易程度及效果评价指标o 煤层抽放瓦斯难以程度主要针对预抽方法而言，主要有钻孔瓦斯流量衰减系数和煤层透气性系数两项指标，是用来衡量开采层瓦斯抽放难易程度的重要参数。根据这两项指标将未卸压原始煤层的抽放难以程度划分为三类，即容易抽放、可以抽放和较难抽放。类别钻孔瓦斯流量衰减系数

6、d-1煤层透气性系数m2MPa-2d-1容易抽放0.00310可以抽放0.0030.05100.1较难抽放0.050.13.抽放瓦斯难易程度及效果评价指标o 先抽后采，到底抽到什么程度才可以进行采掘作业？一般用抽放率指标来衡量。根据矿井瓦斯抽放管理规范和防治煤与瓦斯突出规定，抽放率指标应符合以下规定：（1）预抽煤层瓦斯的矿井：矿井瓦斯抽放率应不小于）预抽煤层瓦斯的矿井：矿井瓦斯抽放率应不小于20%，回采工，回采工作面瓦斯抽放率应不小于作面瓦斯抽放率应不小于25%；（2）邻近层卸压瓦斯抽放的矿井：矿井瓦斯抽放率应不小于）邻近层卸压瓦斯抽放的矿井：矿井瓦斯抽放率应不小于35%，回采工作面应不小于回

7、采工作面应不小于45%；（3）采用综合抽放方法的矿井采用综合抽放方法的矿井：矿井瓦斯抽放率应不小于：矿井瓦斯抽放率应不小于30%。（4）煤与瓦斯突出矿井煤与瓦斯突出矿井：预抽煤层瓦斯后，突出煤层含量应小于该：预抽煤层瓦斯后，突出煤层含量应小于该煤层始突深度的原始煤层瓦斯含量，无相关数据则必须把煤层煤层始突深度的原始煤层瓦斯含量，无相关数据则必须把煤层瓦斯含量降到瓦斯含量降到8m/t以下或将瓦斯压力降到以下或将瓦斯压力降到0.74MPa（表压）以（表压）以下。下。4.矿井瓦斯抽放方法的选择o （1）瓦斯抽放的原则o 瓦斯抽放应具有明确的目的性n减小风流瓦斯，消除工作面瓦斯超限减小风流瓦斯，消除工

8、作面瓦斯超限n抽放被保护层卸压瓦斯抽放被保护层卸压瓦斯n预抽瓦斯消突预抽瓦斯消突n开发利用开发利用o 瓦斯抽放要有针对性n本煤层瓦斯涌出本煤层瓦斯涌出n临近层瓦斯涌出临近层瓦斯涌出n围岩和采空区瓦斯涌出围岩和采空区瓦斯涌出o 做好抽放设计、施工和管理4.矿井瓦斯抽放方法的选择o （2）抽放瓦斯的方法分类抽放方法适用条件工作面抽放率%开采层开采层抽采瓦抽采瓦斯斯未卸压未卸压抽放抽放由岩巷向煤层打穿层钻孔由岩巷向煤层打穿层钻孔突出危险煤层突出危险煤层30603060煤巷工作面打超前钻孔煤巷工作面打超前钻孔高瓦斯煤层高瓦斯煤层20602060由开采层机巷、风巷或煤门等上由开采层机巷、风巷或煤门等上向

9、、下向打顺层钻孔向、下向打顺层钻孔有预抽时间的高瓦斯有预抽时间的高瓦斯煤层，突出煤层煤层，突出煤层20602060由石门、岩巷、邻近层煤巷向开由石门、岩巷、邻近层煤巷向开采层打穿层钻孔采层打穿层钻孔属属“勉强抽放勉强抽放”煤层煤层2020，个别超过，个别超过5050地面钻孔地面钻孔高瓦斯高瓦斯“容易抽放容易抽放”煤层煤层20302030密封开采巷道密封开采巷道瓦斯瓦斯“容易抽放煤层容易抽放煤层” 203020304.矿井瓦斯抽放方法的选择o （2）抽放瓦斯的方法分类抽放方法适用条件工作面抽放率%开采层开采层抽采瓦抽采瓦斯斯卸压抽卸压抽放放边掘边抽放边掘边抽放高瓦斯煤层高瓦斯煤层20302030

10、边采边抽放边采边抽放高瓦斯煤层高瓦斯煤层20302030人为卸压抽放（水力割缝、松动人为卸压抽放（水力割缝、松动爆破、水力压裂、控制爆破等）爆破、水力压裂、控制爆破等）高瓦斯高瓦斯“难以抽放难以抽放”煤层煤层2030 2030 30304.矿井瓦斯抽放方法的选择o （2）抽放瓦斯的方法分类抽放方法适用条件工作面抽放率%邻近层邻近层抽放瓦抽放瓦斯斯卸压抽卸压抽放放由开采层机巷、风巷、中巷或岩由开采层机巷、风巷、中巷或岩巷等向邻近层打钻巷等向邻近层打钻邻近层瓦斯涌出量大，邻近层瓦斯涌出量大，影响开采层安全时影响开采层安全时40804080由开采层机巷、风巷、中巷等向由开采层机巷、风巷、中巷等向采空

11、区方向打斜交钻孔采空区方向打斜交钻孔40804080由煤门打沿邻近层钻孔由煤门打沿邻近层钻孔40804080在邻近层掘汇集瓦斯巷道在邻近层掘汇集瓦斯巷道邻近层瓦斯涌出量大，邻近层瓦斯涌出量大，钻孔的通过能力满足钻孔的通过能力满足不了抽放要求时不了抽放要求时40804080从地面打钻孔从地面打钻孔地面打钻优于井下时地面打钻优于井下时307030704.矿井瓦斯抽放方法的选择o （2）抽放瓦斯的方法分类抽放方法适用条件工作面抽放率%采空区采空区抽放抽放围岩瓦围岩瓦斯抽放斯抽放密封采空区插管抽放密封采空区插管抽放无自燃危险或采取防无自燃危险或采取防火措施时火措施时现采采空区设密闭墙插管或向采现采采空

12、区设密闭墙插管或向采空区打钻抽采、预埋管抽放空区打钻抽采、预埋管抽放由岩巷两侧或正前向溶洞或裂隙由岩巷两侧或正前向溶洞或裂隙带打钻、密闭岩巷进行抽放、封带打钻、密闭岩巷进行抽放、封堵岩巷喷瓦斯区并插管抽放堵岩巷喷瓦斯区并插管抽放围岩有瓦斯喷出危险，围岩有瓦斯喷出危险，瓦斯涌出量大或溶洞。瓦斯涌出量大或溶洞。裂隙带储存高压瓦斯裂隙带储存高压瓦斯时时4.矿井瓦斯抽放方法的选择o （3）抽放方法的选择依据o 抽放瓦斯方法选择主要根据矿井（或采区）瓦斯来源、煤层赋存状况、采掘布置、开采技术条件等综合确定。其原则为： 瓦斯主要来源于开采层，则既可用钻孔抽放，也可以用巷道预瓦斯主要来源于开采层，则既可用钻

13、孔抽放，也可以用巷道预抽，多数采用钻孔预抽法。抽，多数采用钻孔预抽法。 瓦斯主要来源于顶、底板邻近煤层，则可在开采层打穿层钻孔，瓦斯主要来源于顶、底板邻近煤层，则可在开采层打穿层钻孔，或在邻近层巷道打钻孔抽放。或在邻近层巷道打钻孔抽放。 采空区涌出瓦斯较大，可用钻孔或密闭巷道抽放采空区瓦斯。采空区涌出瓦斯较大，可用钻孔或密闭巷道抽放采空区瓦斯。 4.矿井瓦斯抽放方法的选择o （3）抽放方法的选择依据o 抽放瓦斯方法选择主要根据矿井（或采区）瓦斯来源、煤层赋存状况、采掘布置、开采技术条件等综合确定。其原则为： 煤层透气性差不易抽放时，则需采用卸压抽放（采掘卸压、煤层透气性差不易抽放时，则需采用卸

14、压抽放（采掘卸压、人工卸压）方法。人工卸压）方法。 掘进巷道遇到大量瓦斯涌出，而用通风方法难以解决，则可掘进巷道遇到大量瓦斯涌出，而用通风方法难以解决，则可视其瓦斯来源预抽或边掘边抽煤（岩）层瓦斯。视其瓦斯来源预抽或边掘边抽煤（岩）层瓦斯。 煤层赋存较浅（小于煤层赋存较浅（小于400m400m），地面平坦，也可考虑垂直钻孔），地面平坦，也可考虑垂直钻孔抽放开采层、邻近层或采空区的瓦斯。抽放开采层、邻近层或采空区的瓦斯。5.本煤层瓦斯抽放 本煤层瓦斯抽放又称“开采煤层瓦斯抽放”，是指在煤层开采之前或采掘的同时，用钻孔或巷道进行该煤层的抽放工作，以减少煤层的瓦斯含量和回风流中的瓦斯浓度，确保煤层开

15、采过程中的安全生产。 （1）适用条件 本煤层瓦斯含量较大，通风方法难以解决。 煤层透气性系数一般大于0.23/(MPa2d) ，而单孔瓦斯流量也大于0.1m/min，中厚煤层的预抽效果较好。 在采掘部署上，能保证抽放瓦斯的工程施工和25年的抽采时间。5.本煤层瓦斯抽放（2）分类 本煤层瓦本煤层瓦斯抽放斯抽放未卸压抽放未卸压抽放巷道抽放巷道抽放钻孔抽放钻孔抽放顺层钻孔顺层钻孔穿层钻孔穿层钻孔卸压抽放卸压抽放边抽边掘边抽边掘先抽后掘先抽后掘边采边抽边采边抽强化抽放强化抽放5.本煤层瓦斯抽放o 穿层钻孔抚顺龙凤矿穿层钻孔抽放瓦斯示意图1-1-煤层；煤层；2-2-钻孔；钻孔；3-3-钻场；钻场；4-4

16、-运输大巷；运输大巷；5-5-封闭墙；封闭墙；6-6-瓦斯管路瓦斯管路每隔每隔30m30m掘一掘一10m10m的钻场，每一的钻场，每一钻场向煤层打钻场向煤层打3535孔，呈扇形布置，孔，呈扇形布置，中孔微仰，两侧平中孔微仰，两侧平孔。孔间距小于于孔。孔间距小于于极限抽放半径，一极限抽放半径，一般般3050m3050m，钻孔，钻孔直径直径70100mm70100mm，穿层后进入顶板穿层后进入顶板0.51m0.51m。抽放负。抽放负压不超过压不超过14KPa14KPa。钻场封闭或插管封钻场封闭或插管封闭。闭。5.本煤层瓦斯抽放o 穿层钻孔煤层群穿层钻孔抽放瓦斯示意图K12345789102、312

17、13751520KK KKKKKKK1234578910KKKKKKKK5.本煤层瓦斯抽放o 穿层钻孔网格式穿层钻孔布置510m1015mK13K底板道底板道5.本煤层瓦斯抽放o 顺层钻孔顺层钻孔抽放瓦斯示意图1-1-回风巷道；回风巷道；2-2-运输巷道；运输巷道；3-3-瓦斯管；瓦斯管；4-4-抽放钻孔；抽放钻孔；5-5-回采工作面回采工作面先掘运输巷道，掘进期间打顺层先掘运输巷道，掘进期间打顺层钻孔，回风巷及切眼形成后再抽钻孔，回风巷及切眼形成后再抽放一段时间。优点：钻孔不在煤放一段时间。优点：钻孔不在煤岩中施工，钻进施工速度快成本岩中施工，钻进施工速度快成本低，揭露煤层面积大。缺点：抽低

18、，揭露煤层面积大。缺点：抽放时间短。放时间短。14235主要技术参数：钻孔直径主要技术参数：钻孔直径70100mm70100mm，钻孔长度，钻孔长度4070m4070m。钻孔间距。钻孔间距520m520m，中低负压抽放。中低负压抽放。提高预抽效果的措施：大直径提高预抽效果的措施：大直径（阳泉（阳泉 300mm 300mm，3 3倍），提高倍），提高负压（鹤壁负压（鹤壁 10.6Kpa 10.6Kpa，0.250.25倍），交叉钻孔（焦作，倍），交叉钻孔（焦作，0.410.41倍），强化增透等。倍），强化增透等。5.本煤层瓦斯抽放o 顺层钻孔盲区盲区盲区盲区盲区盲区扇形布置扇形布置管理不到位，容

19、易形成管理不到位，容易形成较大的抽采盲区较大的抽采盲区5.本煤层瓦斯抽放上 风 巷1234西块段中块段东块段下 风 巷一三轨道上山一三运输上山一三回风上山、-交叉钻孔 -平行钻孔-平行隔离钻孔-风门- 100支管孔板流量计顺层交叉网状钻孔预抽煤层瓦斯方法5.本煤层瓦斯抽放o 顺层钻孔顺层交叉钻孔布置（平煤十矿）交叉钻孔是由平行钻孔和斜向钻交叉钻孔是由平行钻孔和斜向钻孔的组合。其特点是利用钻孔交孔的组合。其特点是利用钻孔交叉时产生的相互影响影响，以提叉时产生的相互影响影响，以提高煤层瓦斯抽放效果。高煤层瓦斯抽放效果。技术参数：技术参数：h1=0.80.9mh1=0.80.9m，h2=1.11.4

20、mh2=1.11.4m，d=2.5d=2.5或或3m3m，钻孔直径钻孔直径75mm75mm，钻孔深度，钻孔深度7090m7090m。5.本煤层瓦斯抽放o 顺层钻孔o 顺层钻孔和穿层钻孔比较o穿层钻孔优点：a a）由于抽放钻孔和开采煤层呈正交或斜交，钻孔穿）由于抽放钻孔和开采煤层呈正交或斜交，钻孔穿透了煤层内的各分层及其层理，瓦斯容易进入钻孔。所以同一煤层透了煤层内的各分层及其层理，瓦斯容易进入钻孔。所以同一煤层和钻孔长度相同的条件下，穿层钻孔抽放瓦斯量大于顺层钻孔。和钻孔长度相同的条件下，穿层钻孔抽放瓦斯量大于顺层钻孔。b)b)可以利用开拓巷道提前打钻孔，赢得充分的预抽时间；对有突出危可以利用

21、开拓巷道提前打钻孔，赢得充分的预抽时间；对有突出危险的煤层可以避免石门揭煤和掘进煤巷采用其他麻烦的局部防突措险的煤层可以避免石门揭煤和掘进煤巷采用其他麻烦的局部防突措施。施。c)c)一般在岩石中开孔，封孔质量可靠。一般在岩石中开孔，封孔质量可靠。o顺层钻孔的优点：钻孔煤壁暴漏面积大，钻进效率高，成本低。钻孔煤壁暴漏面积大，钻进效率高，成本低。o采用未卸压抽放法抽放薄及中厚煤层时，一般优先考虑顺层钻孔布采用未卸压抽放法抽放薄及中厚煤层时，一般优先考虑顺层钻孔布孔方式。突出煤层，可打穿层钻孔。孔方式。突出煤层，可打穿层钻孔。5.本煤层瓦斯抽放o 边掘边抽50m20m4m8适用条件：适用条件：适用于

22、容易抽放瓦斯煤层，煤巷掘进工作面区域瓦斯涌出量较大（超适用于容易抽放瓦斯煤层，煤巷掘进工作面区域瓦斯涌出量较大（超过过3m3m3 3/min/min）时。）时。技术参数：技术参数：巷帮钻孔主要应避开巷道周围松动圈，且处于巷帮煤体卸压范围内，巷帮钻孔主要应避开巷道周围松动圈，且处于巷帮煤体卸压范围内，钻孔封孔段长度应超过巷道松动圈范围。孔径钻孔封孔段长度应超过巷道松动圈范围。孔径7575100mm100mm，孔长，孔长5050100m100m，钻场间距，钻场间距303050m50m，每个钻场内布置，每个钻场内布置2 24 4个孔，孔底距巷帮平距个孔，孔底距巷帮平距8 815m15m。封孔一般用膨

23、胀水泥，封孔长度。封孔一般用膨胀水泥，封孔长度79m79m。应用说明：应用说明：在鸡西穆梭矿掘进在鸡西穆梭矿掘进1.71.71.9m1.9m厚的煤巷时，掘进巷道瓦斯涌出达厚的煤巷时，掘进巷道瓦斯涌出达8.2m8.2m3 3/min/min，采用该方法后，抽出瓦斯，采用该方法后，抽出瓦斯5 57m7m3 3/min/min，巷道瓦斯涌出量降低，巷道瓦斯涌出量降低606070%70%。5.本煤层瓦斯抽放o 边掘边抽适用条件：适用于煤与瓦斯突出危险适用条件：适用于煤与瓦斯突出危险煤层，用于消除掘进工作面突出危煤层，用于消除掘进工作面突出危险性。险性。技术工艺参数：巷帮钻孔主要应避开技术工艺参数：巷帮

24、钻孔主要应避开巷道周围松动圈，且处于巷帮煤体巷道周围松动圈，且处于巷帮煤体卸压范围内，钻孔封孔段长度应超卸压范围内，钻孔封孔段长度应超过巷道松动圈范围。孔径过巷道松动圈范围。孔径75100mm，孔长，孔长50100m，钻场间，钻场间距距3050m，每个钻场内布置，每个钻场内布置24个孔，孔底距巷帮平距个孔，孔底距巷帮平距815m。应用说明：在淮南局各矿应用，潘三应用说明：在淮南局各矿应用，潘三矿 掘 进 巷 道 平 均 抽 放 瓦 斯矿 掘 进 巷 道 平 均 抽 放 瓦 斯1.5m3/min，最高，最高3.2m3/min，抽放，抽放率达率达3550%,一年内累计安全掘进一年内累计安全掘进10

25、80m，平均月进，平均月进90m，最高，最高115m，认为这是防治掘进过程中瓦斯超限认为这是防治掘进过程中瓦斯超限和防治突出的治本措施。和防治突出的治本措施。16m65mAA钻场巷帮钻孔巷道超前钻孔65m钻场钻孔A-A剖面巷帮钻孔结合超前钻孔抽放瓦斯方法巷帮钻孔结合超前钻孔抽放瓦斯方法边掘边抽卸压瓦斯方法边掘边抽卸压瓦斯方法5.本煤层瓦斯抽放o 边采边抽适用条件：适用条件：适用条件：受回采工作面前方矿压变化的影响，回采工作面前方一段范围适用条件：受回采工作面前方矿压变化的影响，回采工作面前方一段范围内，煤体被压碎松动卸压，该地段煤体内瓦斯会大量解吸，随着回采工作向前推内，煤体被压碎松动卸压，该

26、地段煤体内瓦斯会大量解吸，随着回采工作向前推进，此松动卸压地段也会不间断的向前移动。因此抽放该地段内的卸压瓦斯，会进，此松动卸压地段也会不间断的向前移动。因此抽放该地段内的卸压瓦斯，会取得较好的效果。但顺层单一平行钻孔孔口，孔底与回采工作面距离相同，所以取得较好的效果。但顺层单一平行钻孔孔口，孔底与回采工作面距离相同，所以钻孔孔口与孔底同时被破坏，钻孔抽放松动卸压区内瓦斯的时间短。而交叉钻孔钻孔孔口与孔底同时被破坏，钻孔抽放松动卸压区内瓦斯的时间短。而交叉钻孔中的斜向钻孔或斜交钻孔，当孔底被回采工作面采过后，仍有部分钻孔段留在卸中的斜向钻孔或斜交钻孔，当孔底被回采工作面采过后，仍有部分钻孔段留

27、在卸压煤体内抽放瓦斯，因而能取得较好的抽放瓦斯效果。压煤体内抽放瓦斯，因而能取得较好的抽放瓦斯效果。技术参数：技术参数：在抽放期间，要严格抽放瓦斯钻孔管理，发现钻孔大量漏气时，必须及时在抽放期间，要严格抽放瓦斯钻孔管理，发现钻孔大量漏气时，必须及时关闭，以免影响整个抽放系统的抽放负压及瓦斯浓度。关闭，以免影响整个抽放系统的抽放负压及瓦斯浓度。应用说明：应用说明：焦作九里山矿。焦作九里山矿。5.本煤层瓦斯抽放o 边采边抽6.邻近层瓦斯抽放o 保护层卸压瓦斯抽放6.邻近层瓦斯抽放o 保护层卸压瓦斯抽放1一卸压圈一卸压圈2一冒落圈一冒落圈3一开采煤层一开采煤层4邻近煤层邻近煤层6.邻近层瓦斯抽放o 保护层卸压瓦斯抽放K9钻孔层面布置图