瓦斯抽采方法及钻场孔施工

1、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含义：井下以甲烷（含义：井下以甲烷（CH4）为主的有毒有害）为主的有毒有害气体的总称；煤矿术语中可专指甲烷。气体的总称；煤矿术语中可专指甲烷。甲烷无色、无臭。甲烷无色、无臭。瓦斯爆炸范围：瓦斯爆炸范围：4%CH4%16%。井下气体的成分：氧气、氮气、二氧化碳、井下气体的成分：氧气、氮气、二氧化碳、甲烷、其它气体。甲烷、其它气体。u人体需氧浓度：人体需氧浓度：17%时可能窒息；时可能窒息；煤矿安全煤矿安全规程规程规定规定20%（即甲烷（即甲烷5%）。）。瓦斯的性质1 煤层与围岩中释放的气体；煤层与围岩中释放的气体；2 生产过程中生成的气

2、体；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；空气与煤、岩、矿物质等的化学反应；4 放射性物质蜕变。放射性物质蜕变。瓦斯的来源常规状态的瓦斯来源：常规状态的瓦斯来源：1 掘进工作面：掘进工作面：u煤壁、落煤、围岩；煤壁、落煤、围岩；2 采煤工作面：采煤工作面：u煤壁、落煤、围岩、邻近层；煤壁、落煤、围岩、邻近层；瓦斯的来源瓦斯的赋存形式吸附瓦斯吸附瓦斯游离瓦斯游离瓦斯吸收状态吸收状态吸着状态吸着状态抽采方法选择一般原则 选择选择抽采抽采瓦斯方法，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

3、比较确定。并应符瓦斯基础参数、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：合下列要求：抽采方法选择一般原则 专用专用抽采抽采瓦斯巷道的位置、数量应能满足选用的瓦斯巷道的位置、数量应能满足选用的抽采抽采方法的要求，方法的要求，达到良好的达到良好的抽采抽采效果。专用效果。专用抽采抽采瓦斯巷道的位置还应符合下列要求：瓦斯巷道的位置还应符合下列要求：抽采方法选择一般原则 对末卸压的原始煤层，对末卸压的原始煤层，抽采抽采瓦斯的难易程度可划分为三类，见瓦斯的难易程度可划分为三类，见下下表：表：抽采抽采瓦斯难易程度分类表瓦斯难易程度分类表类别钻孔流量衰减系数a(d-1)煤层透气性系数 (m2/M

4、Pa2d)容易抽采0.00310可以抽采0.0030.05100.1较难抽采0.050.1抽采方法与钻孔布置 开采层开采层抽采抽采瓦斯方法可按下列要求选择：瓦斯方法可按下列要求选择：分类分类煤矿抽采瓦斯方法名称煤矿抽采瓦斯方法名称开采开采煤层煤层瓦斯瓦斯抽采抽采方法方法1.立井揭煤层超前钻孔预抽瓦斯方法立井揭煤层超前钻孔预抽瓦斯方法2.石门揭煤层超前钻孔预抽瓦斯方法石门揭煤层超前钻孔预抽瓦斯方法3.煤巷掘进预抽（排）瓦斯方法煤巷掘进预抽（排）瓦斯方法4.煤巷先抽后掘抽采瓦斯方法煤巷先抽后掘抽采瓦斯方法5.穿层钻孔大面积预抽瓦斯方法穿层钻孔大面积预抽瓦斯方法6.顺层上向钻孔预抽瓦斯方法顺层上向钻

5、孔预抽瓦斯方法7.顺层下向孔预抽瓦斯方法顺层下向孔预抽瓦斯方法8.顺层走向水平孔预抽瓦斯方法顺层走向水平孔预抽瓦斯方法9.顺层交叉网状钻孔抽采瓦斯方法顺层交叉网状钻孔抽采瓦斯方法10.边掘边抽卸压瓦斯方法边掘边抽卸压瓦斯方法11.边采边抽卸压瓦斯方法边采边抽卸压瓦斯方法12.开采开采煤层（被保护层）瓦斯方法开采开采煤层（被保护层）瓦斯方法13.开采下保护采上保护层抽层抽采开采煤层瓦斯方法开采下保护采上保护层抽层抽采开采煤层瓦斯方法14.混合式抽采上、下保护层瓦斯方法混合式抽采上、下保护层瓦斯方法15.水力压裂强化抽采开采煤层瓦斯方法水力压裂强化抽采开采煤层瓦斯方法16.水力割缝强化抽采开采煤层

6、瓦斯方法水力割缝强化抽采开采煤层瓦斯方法17.长钻孔控制预裂爆破强化抽采开采煤层瓦斯方法长钻孔控制预裂爆破强化抽采开采煤层瓦斯方法开采层抽采瓦斯方法 底板岩巷穿层钻孔放水器流量计瓦斯抽采干管回风上山人行上山轨道上山运输上山瓦斯道边界回风上山岩石轨道巷岩石集中巷联络巷联络石门风巷机巷上区段岩石轨道巷上区段岩石集中巷开切眼收作线机巷风巷上区段机巷岩石轨道巷岩石集中巷联络石门联络巷8煤层9煤层10m20m80m40m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：邻近层抽放瓦斯方法可按下列要求选择：类型类型煤矿抽采瓦斯方法名称煤矿抽采瓦斯方法名称邻近层邻近层卸压瓦卸压瓦斯抽采斯抽采方法方法1

7、.平行穿层钻孔抽采上邻近层瓦斯方法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迎面斜交钻孔抽采上邻近层瓦斯方法3.顶板走向长钻孔抽采上邻近层瓦斯方法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）下

8、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）9.上向孔抽采下邻近层瓦斯方法上向孔抽采下邻近层瓦斯方法B钻孔2M3M2M1钻孔1a1a2煤层煤层煤层c煤层煤层煤层12BB BAAM3M1M2a1a2A A7煤4煤七层煤轨道上山皮带巷走向高抽巷抽采上邻近层瓦斯方法走向高抽巷抽采上邻近层瓦斯方法进风巷回风巷高位抽放巷高位抽放巷(a)(b)倾斜高抽巷抽采上邻近层瓦斯方法倾斜高抽巷抽采上邻近层瓦斯方法(a)(b)进风巷8108综放工作面回风巷切巷轨道下山回风下山尾巷裂隙带倾向高抽巷冒落带回风巷尾巷下向孔抽采下邻近层瓦斯方法下向孔抽采下邻近层瓦斯方法3号层4号层5号层尾巷工作面回风巷上向孔抽

9、采下邻近层瓦斯方法上向孔抽采下邻近层瓦斯方法AA钻孔 2022（4022）A-A2022工作面8号煤层9号煤层12号煤层钻孔4022工作面抽采方法与钻孔布置 采空区抽放瓦斯应符合下列要求：采空区抽放瓦斯应符合下列要求：采空区瓦斯抽采方法采空区瓦斯抽采方法类型类型煤矿抽采瓦斯方法名称煤矿抽采瓦斯方法名称采空区采空区 瓦斯抽瓦斯抽采方法采方法1.从回风巷布孔抽采卸压带、冒落带瓦斯方法从回风巷布孔抽采卸压带、冒落带瓦斯方法2.从回风巷抬高钻场布孔抽采卸压带、冒落带瓦斯方法从回风巷抬高钻场布孔抽采卸压带、冒落带瓦斯方法3.低位专用抽瓦斯巷抽采卸压带、冒落带瓦斯方法低位专用抽瓦斯巷抽采卸压带、冒落带瓦斯

10、方法4.密闭回风巷横贯插管抽采采空区积聚瓦斯方法密闭回风巷横贯插管抽采采空区积聚瓦斯方法5.密闭尾巷抽采采空区积聚瓦斯方法密闭尾巷抽采采空区积聚瓦斯方法6.埋管抽采采空区积聚瓦斯方法埋管抽采采空区积聚瓦斯方法7.顶煤专用巷抽采采空区瓦斯方法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、冒落带瓦斯方法从回风巷布孔抽采卸压带、冒落带瓦斯

11、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、冒落带从回风巷抬高钻场布孔抽采卸压带、冒落带瓦斯方法瓦斯方法ABA-AB-BAB密闭回风巷横贯插管抽采采空区积聚瓦斯方法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密闭尾巷抽采采空区积聚瓦斯方法密闭尾巷抽放管回风巷埋管抽采采空区积聚瓦斯方法埋管抽采采空区积聚瓦斯方法直接顶阀门 检测口 立管 抽放管采面筛孔立管顶煤专用巷抽采采空区瓦斯方法顶煤专用巷抽采采空区瓦斯方法（平面图）-（剖面图）顶煤-（剖面图）采空区钻孔抽采老空区瓦斯方法钻孔抽采老空区瓦斯方法40mAA903 剖面瓦斯管走向钻

12、孔钻孔A A瓦斯抽放管回风巷抽放泵进风巷扩散器密闭 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开采煤层全过程综合抽放瓦斯方法多邻近层综合抽放瓦斯方法采空区瓦斯综合抽放方法钻孔抽放，巷道抽放、插埋管等抽放方式综合抽放瓦斯方法综合抽放瓦斯方法 设计原则煤层群开采的矿井，应部署抽采采动卸压瓦斯的配套工程。煤层群开采的矿井，应部署抽采采动卸压瓦斯的配套工程。 开采保护层时，必须布置对被保护

13、层进行瓦斯抽采的配套工程。开采保护层时，必须布置对被保护层进行瓦斯抽采的配套工程。煤层底（顶）板专用抽采瓦斯巷道应当满足下列要求：煤层底（顶）板专用抽采瓦斯巷道应当满足下列要求： 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。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求；布孔均匀程度满足布孔均匀程度满足煤矿瓦斯抽采达标暂行规定煤矿瓦斯抽采达标暂行规定的要求。的要求。设计原则钻场的布

14、置应符合下列规定：钻场的布置应符合下列规定：设计原则钻孔布置及施工应符合下列规定：钻孔布置及施工应符合下列规定：设计原则钻孔布置及施工应符合下列规定：钻孔布置及施工应符合下列规定：设计原则钻孔布置及施工应符合下列规定：钻孔布置及施工应符合下列规定：煤层类别薄煤层中厚煤层厚煤层容易抽放0.050.030.01可以抽放0.050.10.030.050.010.03较难抽放0.10.050.03吨煤钻孔量（吨煤钻孔量（/ /）表）表设计、施工与验收采掘工作面进行瓦斯抽采前，必须采掘工作面进行瓦斯抽采前，必须进行施工设计进行施工设计。瓦斯抽采工程必须瓦斯抽采工程必须严格按设计施工严格按设计施工，并，并

15、应当进行验收应当进行验收。 瓦斯抽采工程竣工资料（图）除应有与设计对应的内容外，还应包瓦斯抽采工程竣工资料（图）除应有与设计对应的内容外，还应包括各工程开工时间、竣工时间以及工程施工过程中的异常现象（如括各工程开工时间、竣工时间以及工程施工过程中的异常现象（如喷孔、顶钻、卡钻等）等内容。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。准确记录钻孔接抽时间。本煤层抽采钻孔设计邻近层抽采钻孔设计1一卸压圈一卸压圈2一冒落圈一冒落圈3一钻孔一钻孔4邻近煤层邻近煤层泄压瓦斯抽采钻孔设

16、计封孔接抽抽采钻孔封孔应注意以下事项：抽采钻孔封孔应注意以下事项：聚氨酯封孔水泥注浆封孔抽 放 管钻 孔水 泥 浆注 浆 管封 孔 泵抽 放 管注 浆 管黄 泥 封 堵封孔泵与被封钻孔的连接图封孔泵与被封钻孔的连接图接抽 瓦斯抽采钻孔连接示意图瓦斯抽采钻孔连接示意图（ b ） 回 采 面 抽 采 管 路 连 接 图（ a ） 掘 进 面 管 路 连 接 图钢 丝 胶 管放 水 器阀 门抽 放 支 管汇 总 管钻 孔封 孔 材 料抽 放 管煤 层流 量 测 定 管流 量 测 定 管煤 层抽 放 管封 孔 材 料钻 孔汇 总 管抽 放 支 管阀 门放 水 器钢 丝 胶 管煤矿井下定向长钻孔施工关键

17、技术及装备煤矿井下定向长钻孔施工关键技术及装备高压水射流扩孔技术与工艺高压水射流扩孔技术与工艺水力导喷增流提透技术水力导喷增流提透技术深孔预裂控制爆破增流提透技术及工艺深孔预裂控制爆破增流提透技术及工艺立体交叉钻孔布孔增透技术立体交叉钻孔布孔增透技术松软煤层抽放钻孔关键技术及装备松软煤层抽放钻孔关键技术及装备1 煤层与围岩中释放的气体；煤层与围岩中释放的气体；2 生产过程中生成的气体；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；空气与煤、岩、矿物质等的化学反应；4 放射性物质蜕变。放射性物质蜕变。瓦斯的来源倾斜高抽巷抽采上邻近层瓦斯方法倾斜高抽巷抽采上邻近层瓦斯方法(a)(b)

18、进风巷8108综放工作面回风巷切巷轨道下山回风下山尾巷裂隙带倾向高抽巷冒落带回风巷尾巷采空区瓦斯抽采方法采空区瓦斯抽采方法类型类型煤矿抽采瓦斯方法名称煤矿抽采瓦斯方法名称采空区采空区 瓦斯抽瓦斯抽采方法采方法1.从回风巷布孔抽采卸压带、冒落带瓦斯方法从回风巷布孔抽采卸压带、冒落带瓦斯方法2.从回风巷抬高钻场布孔抽采卸压带、冒落带瓦斯方法从回风巷抬高钻场布孔抽采卸压带、冒落带瓦斯方法3.低位专用抽瓦斯巷抽采卸压带、冒落带瓦斯方法低位专用抽瓦斯巷抽采卸压带、冒落带瓦斯方法4.密闭回风巷横贯插管抽采采空区积聚瓦斯方法密闭回风巷横贯插管抽采采空区积聚瓦斯方法5.密闭尾巷抽采采空区积聚瓦斯方法密闭尾巷抽采采空区积聚