本煤层采前抽采

1、一、一、井下本煤层采前抽采瓦斯的防突机理井下本煤层采前抽采瓦斯的防突机理 二、二、穿层钻孔采前抽采瓦斯方法穿层钻孔采前抽采瓦斯方法 三、顺层钻孔抽采瓦斯方法三、顺层钻孔抽采瓦斯方法 四、枝状长钻孔抽采瓦斯方法四、枝状长钻孔抽采瓦斯方法 五、五、提高采前抽采瓦斯效果的技术途径提高采前抽采瓦斯效果的技术途径 前言前言 区域防突措施包括区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类开采保护层和预抽煤层瓦斯两类。对不具备保护层开采条件的。对不具备保护层开采条件的 突出煤层，需要采取预抽煤层瓦斯措施。预抽煤层瓦斯即为采前抽采煤层瓦斯，包突出煤层，需要采取预抽煤层瓦斯措施。预抽煤层瓦斯即为采前抽采煤层瓦斯，

2、包 括地面钻井抽采和井下抽采两部分。括地面钻井抽采和井下抽采两部分。 钻孔法抽采煤层瓦斯有穿层钻孔和顺层钻孔两种，其它方法是在这两种方法的基钻孔法抽采煤层瓦斯有穿层钻孔和顺层钻孔两种，其它方法是在这两种方法的基 础上衍生出来的。础上衍生出来的。 7.1井下本煤层采前抽采瓦斯的防突机理井下本煤层采前抽采瓦斯的防突机理 中梁山煤矿石门揭开K10煤层10次，发生突出5次， 最大突出强度达1800t 。 7.1井下本煤层采前抽采瓦斯的防突机理井下本煤层采前抽采瓦斯的防突机理 设计以6.25m的抽采半径均匀布置22个钻孔，孔径75mm，实 际施工的钻孔间距最大14m，最小8m。为了考察抽采过程中 流量、

3、压力、煤层变形、透气性、煤体硬度五个参数的变化， 布置测变形孔3个、测瓦斯压力孔6个。 7.1井下本煤层采前抽采瓦斯的防突机理井下本煤层采前抽采瓦斯的防突机理 7.1井下本煤层采前抽采瓦斯的防突机理井下本煤层采前抽采瓦斯的防突机理 7.2穿层钻孔采前抽采瓦斯方法穿层钻孔采前抽采瓦斯方法 。 大面积穿层钻孔预抽大面积穿层钻孔预抽 布置方法布置方法 岩巷数量考虑钻机的施岩巷数量考虑钻机的施 工能力及工作面倾向长工能力及工作面倾向长 度度 钻场间距考虑钻孔控制钻场间距考虑钻孔控制 范围及钻孔施工能力；范围及钻孔施工能力； 大面积穿层钻孔预抽大面积穿层钻孔预抽 基本要求基本要求 钻孔控制范围钻孔控制范

4、围 防突规定防突规定对于钻孔控制回采巷道外侧的范围是：对于钻孔控制回采巷道外侧的范围是： 倾斜、急倾斜煤层巷道上帮轮廓线外至少倾斜、急倾斜煤层巷道上帮轮廓线外至少20m20m，下帮，下帮 至少至少10m10m；其他煤层巷道两侧轮廓线外至少各；其他煤层巷道两侧轮廓线外至少各15m15m。 巷道及钻场要求巷道及钻场要求 底板岩石巷道一般布置在工作面底板底板岩石巷道一般布置在工作面底板1525m1525m、赋存稳、赋存稳 定的岩层中，巷道断面一般不小于定的岩层中，巷道断面一般不小于10.5m10.5m2 2 （3m3m3.5m3.5m）。）。 钻场间距考虑钻孔控制范围及钻孔施工能力；钻场能钻场间距考

5、虑钻孔控制范围及钻孔施工能力；钻场能 满足大功率钻机施工的需要，不小于满足大功率钻机施工的需要，不小于12.25m12.25m2 2 大面积穿层钻孔预抽大面积穿层钻孔预抽 布置参数布置参数 钻孔直径钻孔直径9090120mm120mm； 间距间距2 210m10m； 钻孔穿透煤层钻孔穿透煤层0.5m0.5m； 在煤层内均匀布置；在煤层内均匀布置； 封孔长度封孔长度8m8m以上；以上； 抽采负压抽采负压25kPa25kPa以上；以上； 抽采时间满足规定要求，抽采时间满足规定要求， 不小于不小于6 6个月个月 大面积穿层钻孔预抽大面积穿层钻孔预抽 特点特点 安全性有保障安全性有保障 穿层钻孔施工灵

6、活、方便，适应性强穿层钻孔施工灵活、方便，适应性强 巷道、钻孔工程量大；巷道、钻孔工程量大； 钻孔利用率低钻孔利用率低 大面积穿层钻孔预抽大面积穿层钻孔预抽 适应条件适应条件 无保护层开采的突出煤层无保护层开采的突出煤层 突出危险特别严重的煤层突出危险特别严重的煤层 直接在煤层内施工顺层钻孔时经常会出现喷孔、抱钻、直接在煤层内施工顺层钻孔时经常会出现喷孔、抱钻、 卡钻等一系列问题，甚至可能诱发煤与瓦斯突出卡钻等一系列问题，甚至可能诱发煤与瓦斯突出 具有突出危险的特厚煤层具有突出危险的特厚煤层 钻孔需要控制到采掘空间的上方、下方、左方、右方钻孔需要控制到采掘空间的上方、下方、左方、右方 及前方这

7、样一个庞大的立体范围，在其中施工上向或及前方这样一个庞大的立体范围，在其中施工上向或 下向的钻孔预抽煤层瓦斯来均匀消除这个立体范围内下向的钻孔预抽煤层瓦斯来均匀消除这个立体范围内 煤体的突出危险性是非常困难的，而且安全性难以保煤体的突出危险性是非常困难的，而且安全性难以保 证。证。 近距离突出煤层群（层间夹矸较厚的突出煤层）近距离突出煤层群（层间夹矸较厚的突出煤层） 大面积穿层钻孔预抽大面积穿层钻孔预抽 应用实例（芦岭应用实例（芦岭89煤层）煤层） 通过通过12121818个月的抽采，煤层瓦斯抽采率可达个月的抽采，煤层瓦斯抽采率可达30%30%。 但但8 8、9 9煤层煤体原始瓦斯含量煤层煤体

8、原始瓦斯含量20m20m3 3/t/t以上，煤层的残余瓦以上，煤层的残余瓦 斯含量也高达斯含量也高达14.0m14.0m3 3/t/t以上。以上。 穿层钻孔预抽煤巷条带穿层钻孔预抽煤巷条带 布置方法布置方法 岩巷布置在距离煤层岩巷布置在距离煤层 202025m25m的稳定岩层中的稳定岩层中 巷道断面不小于巷道断面不小于10.5m10.5m2 2 岩巷位置侧向工作面内岩巷位置侧向工作面内 部部 钻场间距考虑钻孔控制钻场间距考虑钻孔控制 范围及钻孔施工能力；范围及钻孔施工能力； 钻场能满足大功率钻机钻场能满足大功率钻机 施工的需要，不小于施工的需要，不小于 12.25m12.25m2 2 穿层钻孔

9、预抽煤巷条带穿层钻孔预抽煤巷条带 钻孔参数钻孔参数 钻孔直径钻孔直径9090120mm120mm； 间距间距2 25m5m； 钻孔穿透煤层钻孔穿透煤层0.5m0.5m； 在煤层内均匀布置；在煤层内均匀布置； 封孔长度封孔长度8m8m以上；以上； 抽采负压抽采负压25kPa25kPa以上；以上； 抽采时间满足抽采时间满足规定规定 要求，不小于要求，不小于5 5个月个月 6 穿层钻孔预抽煤巷条带穿层钻孔预抽煤巷条带 6.3 特点特点 安全性高；安全性高； 钻孔施工灵活、方便，钻孔施工灵活、方便， 适应性强；适应性强； 钻孔控制范围小，工程钻孔控制范围小，工程 量、钻孔量相对较小，量、钻孔量相对较小

10、， 可早进入煤层可早进入煤层 6 穿层钻孔预抽煤巷条带穿层钻孔预抽煤巷条带 6.4 适应条件适应条件 可在较短的时间内消除可在较短的时间内消除 煤巷条带的突出危险性，煤巷条带的突出危险性， 为尽早进入突出煤层、为尽早进入突出煤层、 继续采取顺层钻孔预抽继续采取顺层钻孔预抽 消除工作面突出危险赢消除工作面突出危险赢 得了时间。得了时间。 具有广泛的适应性，是具有广泛的适应性，是 目前不具备保护层开采目前不具备保护层开采 条件的突出煤层，区域条件的突出煤层，区域 性瓦斯治理的主要方法。性瓦斯治理的主要方法。 7 顺层钻孔预抽瓦斯顺层钻孔预抽瓦斯一般方法一般方法 7.1 布置参数布置参数 钻孔间距钻

11、孔间距25m，直径，直径90120mm； 钻孔在工作面中间应有钻孔在工作面中间应有10m左右的压茬；左右的压茬； 封孔长度封孔长度10m以上，抽采负压以上，抽采负压13kPa以上；以上； 抽采时间不低于抽采时间不低于5个月。个月。 7 顺层钻孔预抽工作面瓦斯顺层钻孔预抽工作面瓦斯 7.2 特点及适应条件特点及适应条件 顺层钻孔均为煤孔，钻孔利用率高。顺层钻孔均为煤孔，钻孔利用率高。 但钻孔施工对煤层赋存条件要求高，适应于顶底板但钻孔施工对煤层赋存条件要求高，适应于顶底板 起伏小、不含夹矸或夹矸厚度小的煤层。起伏小、不含夹矸或夹矸厚度小的煤层。 7 顺层钻孔预抽工作面瓦斯顺层钻孔预抽工作面瓦斯

12、7.3 抽采案例抽采案例祁南祁南713工作面预抽瓦斯工作面预抽瓦斯 祁南煤矿祁南煤矿7煤层为煤与瓦斯突出煤层，煤层为煤与瓦斯突出煤层，713工作工作 面标高为面标高为-503-550m，煤层平均厚度，煤层平均厚度3.5m，平均，平均 倾角倾角5，瓦斯压力，瓦斯压力2.42MPa，瓦斯含量，瓦斯含量10.39m3/t。 7 顺层钻孔预抽工作面瓦斯顺层钻孔预抽工作面瓦斯 7.3 抽采案例抽采案例祁南祁南713工作面预抽瓦斯工作面预抽瓦斯 钻孔施工钻孔施工高压水诱导喷孔 抽瓦斯抽瓦斯 排瓦斯、煤、水排瓦斯、煤、水 钻机钻机 7 顺层钻孔预抽工作面瓦斯顺层钻孔预抽工作面瓦斯 7.3 抽采案例抽采案例祁

13、南祁南713工作面预抽瓦斯工作面预抽瓦斯 钻孔施工钻孔施工高压水诱导喷孔 7 顺层钻孔预抽工作面瓦斯顺层钻孔预抽工作面瓦斯 7.3 抽采案例抽采案例祁南祁南713工作面预抽瓦斯工作面预抽瓦斯 钻孔施工钻孔施工高压水诱导喷孔 7 顺层钻孔预抽工作面瓦斯顺层钻孔预抽工作面瓦斯 7.3 抽采案例抽采案例祁南祁南713工作面预抽瓦斯工作面预抽瓦斯 顺层钻孔抽采顺层钻孔抽采 811 集中运输巷 711 中 段 机 巷 G5 G3 713 底 板 抽 放 巷 G7 G8 -545.52 G9 -546.92 G10 G13 -559.49 G14 LA -558.96-558.96 J2 -518.11

14、713 机 巷 J3 f2 -505.51 f3 -501.59 f4 -503.12 f5 J4 -522.59 J5 J6 -522.77 J7 f8 f9 J8 J9 -510 L2 LB -558.68 L4 L5L6 L7 f11 L8 f10 713切 眼 -533.3 J10 15 713 风 巷 f13 f12 -527.8 -520 1.1 组 组 组 组 组 组 组 f6 f7 王楼背斜 1#2# 7 顺层钻孔预抽工作面瓦斯顺层钻孔预抽工作面瓦斯 7.3 抽采案例抽采案例祁南祁南713工作面预抽瓦斯工作面预抽瓦斯 顺层钻孔抽采顺层钻孔抽采 7 顺层钻孔预抽工作面瓦斯顺层钻孔

15、预抽工作面瓦斯 7.3 抽采案例抽采案例祁南祁南713工作面预抽瓦斯工作面预抽瓦斯 顺层钻孔抽采（风巷顺层钻孔抽采（风巷15个月，机巷个月，机巷20个月）个月） 7 顺层钻孔预抽工作面瓦斯顺层钻孔预抽工作面瓦斯 7.3 抽采案例抽采案例祁南祁南713工作面预抽瓦斯工作面预抽瓦斯 瓦斯治理流程图（瓦斯治理流程图（瓦斯开始治理，至具备回采的条瓦斯开始治理，至具备回采的条 件，历时件，历时4年年3个月个月） 8 顺层钻孔预抽瓦斯顺层钻孔预抽瓦斯递进掩护递进掩护 8.1 布置参数布置参数 钻孔间距钻孔间距25m，直径，直径90120mm； 钻孔在工作面中间应有钻孔在工作面中间应有10m左右的压茬；左右

16、的压茬； 封孔长度封孔长度10m以上，抽采负压以上，抽采负压13kPa以上；以上； 抽采时间不低于抽采时间不低于5个月。个月。 8 顺层钻孔预抽瓦斯顺层钻孔预抽瓦斯递进掩护递进掩护 8.2 特点及适应条件特点及适应条件 不需要布置底板岩巷，工程量小；钻孔均为煤孔，钻孔不需要布置底板岩巷，工程量小；钻孔均为煤孔，钻孔 利用率高；利用率高； 煤体硬度大、倾角小、赋存稳定，构造相对简单、突出煤体硬度大、倾角小、赋存稳定，构造相对简单、突出 危险性相对较弱且易于成孔的煤层；危险性相对较弱且易于成孔的煤层； 8 顺层钻孔预抽瓦斯顺层钻孔预抽瓦斯递进掩护递进掩护 8.3 应用实例应用实例祁南祁南3煤层煤层

17、 祁南煤矿祁南煤矿3232煤层平均厚度煤层平均厚度2.38m2.38m，属较稳定煤层，属较稳定煤层， 实测最大瓦斯压力为实测最大瓦斯压力为4.5MPa4.5MPa，煤层具有突出危险性。，煤层具有突出危险性。 试验面试验面3434下下3 3工作面位于工作面位于3434下采区，该面的标高范围下采区，该面的标高范围 为为-563 -563 -635m-635m，面内平均瓦斯压力为，面内平均瓦斯压力为2.5MPa2.5MPa，平，平 均瓦斯含量为均瓦斯含量为9.48m9.48m3 3/t/t。 工作面顺层钻孔设计间距工作面顺层钻孔设计间距5m5m，钻孔直径，钻孔直径94mm94mm，顺层，顺层 钻孔的

18、施工长度为钻孔的施工长度为808090m90m，从上一区段工作面机巷，从上一区段工作面机巷 向向3434下下3 3工作面上半区域施工顺层钻孔抽采瓦斯，平工作面上半区域施工顺层钻孔抽采瓦斯，平 均抽采时间不低于均抽采时间不低于5 5个月。个月。 8 顺层钻孔预抽瓦斯顺层钻孔预抽瓦斯递进掩护递进掩护 8.3 应用实例应用实例祁南祁南3煤层煤层 8 顺层钻孔预抽瓦斯顺层钻孔预抽瓦斯递进掩护递进掩护 8.3 应用实例应用实例祁南祁南3煤层煤层 34下下3工作面的工程实践表明，顺层长钻孔瓦斯工作面的工程实践表明，顺层长钻孔瓦斯 抽采方法可使工作面煤层瓦斯含量降至抽采方法可使工作面煤层瓦斯含量降至6m3/

19、t左右，左右， 实现煤层的安全快速掘进及高效回采。掘进工作面实现煤层的安全快速掘进及高效回采。掘进工作面 瓦斯浓度控制在瓦斯浓度控制在0.6%以下，煤巷掘进速度可达以下，煤巷掘进速度可达 340m/月；回采工作面瓦斯浓度控制在月；回采工作面瓦斯浓度控制在0.30.5%之之 间，月产量可达间，月产量可达12万万t。 9 顺层钻孔预抽瓦斯顺层钻孔预抽瓦斯条带预抽条带预抽 9.1 布置方法布置方法 钻孔应控制的条带长度不小于钻孔应控制的条带长度不小于60m； 控制范围为倾斜、急倾斜煤层巷道上帮轮廓线外至少控制范围为倾斜、急倾斜煤层巷道上帮轮廓线外至少20m， 下帮下帮10m，其他巷道两侧至少，其他巷

20、道两侧至少15m。 特厚煤层分层开采时，采前抽采钻孔应控制开采的分层及其特厚煤层分层开采时，采前抽采钻孔应控制开采的分层及其 上部至少上部至少20m、下部至少、下部至少10m。 钻孔孔底间距一般不超过钻孔孔底间距一般不超过5m，钻孔直径为，钻孔直径为90120mm，钻，钻 孔超前距不小于孔超前距不小于20m。 9 顺层钻孔预抽瓦斯顺层钻孔预抽瓦斯条带预抽条带预抽 9.2 适应条件适应条件 效果检验需实测瓦斯压力、瓦斯含量，难度大；效果检验需实测瓦斯压力、瓦斯含量，难度大； 在一些穿层钻孔、顺层钻孔预抽控制不到或预抽效果相对较在一些穿层钻孔、顺层钻孔预抽控制不到或预抽效果相对较 差的的小区域范围采用。差的的小区域范围采用。 高瓦斯煤层煤巷掘进可用