矿井瓦斯抽放方法[1]

1、矿井瓦斯抽放技术讲义矿井瓦斯抽放技术讲义焦作工学院瓦斯地质研究所焦作工学院瓦斯地质研究所 魏风清魏风清矿井瓦斯抽放讲义矿井瓦斯抽放讲义一、矿井瓦斯危害及瓦斯抽放的必要性矿井瓦斯危害及瓦斯抽放的必要性 二、国内外国内外瓦斯抽放概况瓦斯抽放概况三、三、矿井瓦斯抽放设计与可行性论证矿井瓦斯抽放设计与可行性论证 四、矿井瓦斯抽放方法分类四、矿井瓦斯抽放方法分类五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放六、回采工作面瓦斯抽放六、回采工作面瓦斯抽放七、采空区瓦斯抽放七、采空区瓦斯抽放八、瓦斯抽放规范八、瓦斯抽放规范一、矿井瓦斯危害及瓦斯抽放的必要性矿井瓦斯危害及瓦斯抽放的必要性1、矿井瓦斯危害矿井瓦斯危

2、害2、瓦斯抽放的必要性瓦斯抽放的必要性 一、矿井瓦斯危害及瓦斯抽放的必要性矿井瓦斯危害及瓦斯抽放的必要性1、矿井瓦斯危害矿井瓦斯危害 据统计，在我国煤矿发生据统计，在我国煤矿发生3 3人以上的死亡事故人以上的死亡事故中，瓦斯事故占中，瓦斯事故占70%70%以上，在以上，在1010人以上的死亡人以上的死亡事故中，瓦斯事故占事故中，瓦斯事故占90%90%以上。全国国有重点以上。全国国有重点煤矿煤矿657657个，其中煤尘爆炸危险矿井个，其中煤尘爆炸危险矿井567567个，占个，占86.3%86.3%，突出矿井，突出矿井130130个，高瓦斯矿井个，高瓦斯矿井180180个。个。全国年产全国年产3

3、3万万t t以上的地方国有煤矿以上的地方国有煤矿16501650个，其个，其中煤尘煤炸危险矿井中煤尘煤炸危险矿井700700个，突出矿井个，突出矿井120120个，个，高瓦斯矿井高瓦斯矿井700700个。个。一、矿井瓦斯危害及瓦斯抽放的必要性矿井瓦斯危害及瓦斯抽放的必要性2、瓦斯抽放的必要性瓦斯抽放的必要性（1 1）减少瓦斯涌出，避免瓦斯燃烧或爆炸，保证减少瓦斯涌出，避免瓦斯燃烧或爆炸，保证矿井安全生产；矿井安全生产；（2 2）防煤与瓦斯突出，减少人员伤亡；防煤与瓦斯突出，减少人员伤亡；（3 3）瓦斯为工业生产和人民生活服务）瓦斯为工业生产和人民生活服务, ,变害为利变害为利, ,创造良好的社

4、会效益和经济效益；创造良好的社会效益和经济效益；（4 4）减少瓦斯对大气的污染减少瓦斯对大气的污染, ,有利于生态环境的有利于生态环境的保护。保护。 二、国内外国内外瓦斯抽放概况瓦斯抽放概况1、国外概况、国外概况2、国内概况、国内概况二、国内外国内外瓦斯抽放概况瓦斯抽放概况1、国外概况、国外概况（1）系统地进行瓦斯抽放于一九四三年，在德系统地进行瓦斯抽放于一九四三年，在德国鲁尔矿区的曼斯弗尔德矿井。国鲁尔矿区的曼斯弗尔德矿井。（2 2）1950195019911991年，世界煤矿瓦斯抽放量基本年，世界煤矿瓦斯抽放量基本呈线性增长，呈线性增长，19911991年全世界约有年全世界约有565565

5、580580座煤座煤矿抽放瓦斯矿抽放瓦斯5858亿亿m m3 3（410410万万t/at/a）。）。（3 3）据有关统计资料，年抽放量超过据有关统计资料，年抽放量超过1 1亿亿 m m3 3的的国家有国家有1010个，即独联体、美国、中国、英国、个，即独联体、美国、中国、英国、德国、日本、波兰、搜克、法国和澳大利亚。德国、日本、波兰、搜克、法国和澳大利亚。 二、国内外国内外瓦斯抽放概况瓦斯抽放概况2、国内概况、国内概况 （1）1996年全国年全国143个煤矿共抽放瓦斯个煤矿共抽放瓦斯6.3亿亿m3，平均，平均439万万m3/矿井年，年抽放量大于矿井年，年抽放量大于500万万m3矿务局有矿务局

6、有22个，个，大于大于1000万万m3的有的有16个，大于个，大于2000万万m3的有的有11个，年个，年抽放量大于抽放量大于500万万m3的矿井的矿井25个，瓦斯抽出率平均为个，瓦斯抽出率平均为20.47%，其中抚顺、阳泉矿务局的瓦斯抽放量每年超，其中抚顺、阳泉矿务局的瓦斯抽放量每年超过过1亿亿m3。到。到1999年底，全国有年底，全国有158个煤矿开展瓦斯抽个煤矿开展瓦斯抽放工作，年抽放瓦斯放工作，年抽放瓦斯7.89亿亿m3。 （2）2002年全国抽放瓦斯年全国抽放瓦斯10亿立方米，国家煤矿安全监亿立方米，国家煤矿安全监察局要求察局要求2003年全国煤矿瓦斯抽放总量要达到年全国煤矿瓦斯抽放

7、总量要达到12亿立亿立方米。方米。二、国内外国内外瓦斯抽放概况瓦斯抽放概况2、国内概况、国内概况二、国内外国内外瓦斯抽放概况瓦斯抽放概况2、国内概况、国内概况（3）抚顺矿区抽放方法简介抚顺矿区抽放方法简介 （4）铁法矿区抽放方法简介铁法矿区抽放方法简介 三、三、矿井瓦斯抽放设计与可行性论证矿井瓦斯抽放设计与可行性论证1、决定瓦斯抽放效果的主要方面、决定瓦斯抽放效果的主要方面2、矿井抽放系统设计内容矿井抽放系统设计内容3 3、抽放系统装备抽放系统装备4 4、瓦斯抽放可行性论证、瓦斯抽放可行性论证 三、三、矿井瓦斯抽放设计与可行性论证矿井瓦斯抽放设计与可行性论证1、决定瓦斯抽放效果的主要方面、决定

8、瓦斯抽放效果的主要方面 矿井瓦斯抽放效果的优劣，主要取决矿井瓦斯抽放效果的优劣，主要取决于以下三个方面：于以下三个方面： （1 1）设计一套选型合理、装备完善的）设计一套选型合理、装备完善的抽放系统；抽放系统； （2 2）选取最有效的瓦斯抽放方法；）选取最有效的瓦斯抽放方法； （3 3）加强抽放系统日常管理。）加强抽放系统日常管理。三、三、矿井瓦斯抽放设计与可行性论证矿井瓦斯抽放设计与可行性论证2、矿井抽放系统设计内容矿井抽放系统设计内容 矿井瓦斯抽放管理规范矿井瓦斯抽放管理规范第第1313条规定，矿井瓦斯抽放设计包括下列内条规定，矿井瓦斯抽放设计包括下列内容：容：（1 1）矿井概况：煤层赋存

9、条件、矿井煤炭储量、生产能力、巷道布置、）矿井概况：煤层赋存条件、矿井煤炭储量、生产能力、巷道布置、 采煤方法及通风状况。采煤方法及通风状况。（2 2）瓦斯基础数据：瓦斯鉴定参数，矿井瓦斯涌出量，煤层瓦斯压力、）瓦斯基础数据：瓦斯鉴定参数，矿井瓦斯涌出量，煤层瓦斯压力、 含量，矿井瓦斯储量及可抽量，煤层透气性系数与钻孔瓦斯流量及含量，矿井瓦斯储量及可抽量，煤层透气性系数与钻孔瓦斯流量及 其衰减系数。其衰减系数。（3 3）抽放方法：钻孔（巷道）布置与抽放工艺参数。）抽放方法：钻孔（巷道）布置与抽放工艺参数。（4 4）抽放设备：抽放泵、管路系统、监测及安全装置。）抽放设备：抽放泵、管路系统、监测及

10、安全装置。（5 5）泵站建筑：泵房、供水、供电、采暖、避雷及其它。）泵站建筑：泵房、供水、供电、采暖、避雷及其它。（6 6）瓦斯利用；利用方式和利用量、利用方案、资金概算。）瓦斯利用；利用方式和利用量、利用方案、资金概算。（7 7）技术经济指标：投资概算及工期。）技术经济指标：投资概算及工期。（8 8）设计文件：设计说明书、设备与器材清册、资金概算、图纸。）设计文件：设计说明书、设备与器材清册、资金概算、图纸。三、三、矿井瓦斯抽放设计与可行性论证矿井瓦斯抽放设计与可行性论证3 3、抽放系统装备抽放系统装备 （1 1）控制装置）控制装置阀门、每一分支管路均应阀门、每一分支管路均应 安装；安装；（

11、2 2）测量装置）测量装置孔板、测压取样口，每一孔板、测压取样口，每一 分支管路均应安装；分支管路均应安装；（3 3）安全装置）安全装置放水器，阻焰器等，安装放水器，阻焰器等，安装 在合适地点；在合适地点；（4 4）监控装置）监控装置自动监控系统流量、浓度。自动监控系统流量、浓度。三、三、矿井瓦斯抽放设计与可行性论证矿井瓦斯抽放设计与可行性论证4 4、瓦斯抽放可行性论证、瓦斯抽放可行性论证 （1）煤层抽放难易程度评价煤层抽放难易程度评价类别钻孔流量衰减系数d-1煤层透气性系数（m2/atm2.d）容易抽放可以抽放较难抽放0.0150.0030.0030.050.050.10.10.0010.0

12、01三、三、矿井瓦斯抽放设计与可行性论证矿井瓦斯抽放设计与可行性论证4 4、瓦斯抽放可行性论证、瓦斯抽放可行性论证（2 2）论证步骤）论证步骤参数测定参数测定参数计算分析参数计算分析对照标准评价对照标准评价四、矿井瓦斯抽放方法分类四、矿井瓦斯抽放方法分类 1、按照矿井瓦斯来源，矿井瓦斯抽放方法分为：按照矿井瓦斯来源，矿井瓦斯抽放方法分为：（1）掘进工作面瓦斯抽放）掘进工作面瓦斯抽放（2）回采工作面瓦斯抽放）回采工作面瓦斯抽放（3）采空区瓦斯抽放）采空区瓦斯抽放2、按照、按照矿井瓦斯抽放管理规范矿井瓦斯抽放管理规范，矿井瓦斯抽，矿井瓦斯抽放方法分为：放方法分为：（1）开采层瓦斯抽放）开采层瓦斯抽

13、放（2）邻近层瓦斯抽放）邻近层瓦斯抽放（3）采空区瓦斯抽放）采空区瓦斯抽放（4）围岩瓦斯抽放）围岩瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放1、掘进工作面瓦斯抽放的必要性掘进工作面瓦斯抽放的必要性 2、掘进工作面瓦斯来源分析掘进工作面瓦斯来源分析 3 3、掘进工作面瓦斯抽放条件、掘进工作面瓦斯抽放条件4、掘进工作面抽放方法分类掘进工作面抽放方法分类 五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放1、掘进工作面瓦斯抽放的必要性掘进工作面瓦斯抽放的必要性 在突出危险工作面及高瓦斯工作面，为保证在突出危险工作面及高瓦斯工作面，为保证掘进工作面安全快速掘进，必须对煤层瓦斯进掘进工作面安全快速掘

14、进，必须对煤层瓦斯进行抽放。行抽放。 （1）瓦斯涌出量大严重制约了巷道掘进速）瓦斯涌出量大严重制约了巷道掘进速 度度 。（2）据统计，瓦斯突出主要发生在煤巷掘）据统计，瓦斯突出主要发生在煤巷掘 进工作面，瓦斯突出影响安全生产，进工作面，瓦斯突出影响安全生产， 降低掘进速度。降低掘进速度。五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放2、掘进工作面瓦斯来源分析掘进工作面瓦斯来源分析（1 1）瓦斯来源）瓦斯来源 涌入巷道中瓦斯来源可分为三类：工作面涌入巷道中瓦斯来源可分为三类：工作面前方破坏煤体瓦斯、掘进落煤瓦斯、巷道两侧前方破坏煤体瓦斯、掘进落煤瓦斯、巷道两侧卸压带瓦斯。在长距离掘进工作面，巷道两

15、侧卸压带瓦斯。在长距离掘进工作面，巷道两侧卸压带瓦斯是重要的瓦斯来源，直接影响掘进卸压带瓦斯是重要的瓦斯来源，直接影响掘进工作面瓦斯涌出量的多少。工作面瓦斯涌出量的多少。五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放2、掘进工作面瓦斯来源分析掘进工作面瓦斯来源分析（2）影响因素）影响因素卸压带尺寸卸压带尺寸煤层厚度煤层厚度原始瓦斯含量原始瓦斯含量煤层瓦斯透气性煤层瓦斯透气性煤层厚度、倾角和巷道相对于顶底板的煤层厚度、倾角和巷道相对于顶底板的位置位置 五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放3 3、掘进工作面瓦斯抽放条件、掘进工作面瓦斯抽放条件 掘进工作面瓦斯抽放条件由煤层突出危掘进工作面瓦斯

16、抽放条件由煤层突出危险性和巷道瓦斯涌出量决定：险性和巷道瓦斯涌出量决定：（1 1）当巷道瓦斯涌出量大于）当巷道瓦斯涌出量大于3m3m3 3/min/min，且，且通风机能力不足时；通风机能力不足时；（2 2） 煤层瓦斯压力大于煤层瓦斯压力大于1Mpa1Mpa，具有突出，具有突出危险时。危险时。五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放4、掘进工作面抽放方法分类掘进工作面抽放方法分类 （1）隔断式抽放）隔断式抽放（2）超前抽放）超前抽放（3）预抽）预抽五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放4、掘进工作面抽放方法分类掘进工作面抽放方法分类（1）隔断式抽放）隔断式抽放五、掘进工作面瓦斯抽放五

17、、掘进工作面瓦斯抽放4、掘进工作面抽放方法分类掘进工作面抽放方法分类（2）超前抽放）超前抽放五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放4、掘进工作面抽放方法分类掘进工作面抽放方法分类（3）预抽）预抽五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放4、掘进工作面抽放方法分类掘进工作面抽放方法分类（1）隔断式抽放）隔断式抽放 隔断式抽放原理隔断式抽放原理 设计原则设计原则 设计要求设计要求 基础参数基础参数 优化方法优化方法 应用实例应用实例 图图1 1 掘进工作面隔断式瓦斯抽放原理图掘进工作面隔断式瓦斯抽放原理图11抽放钻孔；抽放钻孔；22巷道；巷道；33抽放边界；抽放边界；ABCABC巷道卸压带

18、范围巷道卸压带范围五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放4、掘进工作面抽放方法分类掘进工作面抽放方法分类（1）隔断式抽放）隔断式抽放设计原则设计原则A A、有效隔断巷道两侧卸压带瓦斯向巷道、有效隔断巷道两侧卸压带瓦斯向巷道 空间的涌出，减少巷道两侧卸压带瓦空间的涌出，减少巷道两侧卸压带瓦 斯涌出量。斯涌出量。B B、对掘进工作面前方的煤体起到预抽作、对掘进工作面前方的煤体起到预抽作 用，消除工作面前方的抽放空白带，用，消除工作面前方的抽放空白带， 减少工作面前方破坏煤体向工作面空减少工作面前方破坏煤体向工作面空 间的涌出。间的涌出。五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放4、掘进工作

19、面抽放方法分类掘进工作面抽放方法分类（1）隔断式抽放）隔断式抽放设计要求设计要求A A、根据煤层在原始透气性条件下抽放半径与时间的关系、根据煤层在原始透气性条件下抽放半径与时间的关系、巷道掘进速度，确定隔断式抽放钻孔的布置参数。巷道掘进速度，确定隔断式抽放钻孔的布置参数。B B、隔断式钻孔抽放的最低要求是，当巷道掘进至某一位置、隔断式钻孔抽放的最低要求是，当巷道掘进至某一位置时，应保证钻孔抽放影响半径到达掘进断面两帮。时，应保证钻孔抽放影响半径到达掘进断面两帮。C C、隔断式钻孔抽放的最佳效果的方案是，当巷道掘进至某、隔断式钻孔抽放的最佳效果的方案是，当巷道掘进至某一位置时，钻孔抽放影响半径扩

20、展到巷道影响断面内，即一位置时，钻孔抽放影响半径扩展到巷道影响断面内，即消除抽放空白带，保证巷道在抽放影响带内掘进。消除抽放空白带，保证巷道在抽放影响带内掘进。 图图2 2 掘进工作面隔断式瓦斯抽放的最低效果掘进工作面隔断式瓦斯抽放的最低效果11抽放钻孔；抽放钻孔；22巷道；巷道；33抽放边界；抽放边界；44巷道卸压范围巷道卸压范围 图图3 3 掘进工作面隔断式瓦斯抽放的最佳效果掘进工作面隔断式瓦斯抽放的最佳效果11抽放钻孔；抽放钻孔；22巷道；巷道；33抽放边界；抽放边界；44巷道卸压范围巷道卸压范围五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放4、掘进工作面抽放方法分类掘进工作面抽放方法分类

21、（1）隔断式抽放）隔断式抽放基础参数基础参数A、抽放半径、抽放半径rB、钻孔长度、钻孔长度LcC、钻孔角度、钻孔角度 D、钻孔至巷帮的距离、钻孔至巷帮的距离dE、巷道掘进速度、巷道掘进速度v五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放4、掘进工作面抽放方法分类掘进工作面抽放方法分类（1）隔断式抽放）隔断式抽放优化方法优化方法A、抽放半径的确定、抽放半径的确定 根据研究结果，钻孔抽放影响半径的变化可用下式表根据研究结果，钻孔抽放影响半径的变化可用下式表示：示： r=tr=t1/2 1/2 r r钻孔抽放影响半径，钻孔抽放影响半径，m m； 反映煤层瓦斯动力性质的系数，反映煤层瓦斯动力性质的系数，

22、m.dm.d-1/2-1/2 ； tt钻孔抽放时间，钻孔抽放时间，d d。五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放4、掘进工作面抽放方法分类掘进工作面抽放方法分类（1）隔断式抽放）隔断式抽放优化方法优化方法A、抽放半径的确定、抽放半径的确定五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放4、掘进工作面抽放方法分类掘进工作面抽放方法分类（1）隔断式抽放）隔断式抽放优化方法优化方法B、钻孔夹角、钻孔夹角 的确定的确定 图4 钻孔最佳角度的确定Lc钻孔长度；L钻孔在巷道轴向投影长度；r钻孔抽放影响半径，d孔口至巷帮距离； 钻孔角度cllrd五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放4、掘进工作面抽

23、放方法分类掘进工作面抽放方法分类（1）隔断式抽放）隔断式抽放优化方法优化方法B、钻孔夹角、钻孔夹角 的确定的确定 因因L=Lc.cos ，L=vt，tg =(r-d)/L， r=tr=t1/2 1/2 故故tg =(tt1/2 1/2 d)/Ld)/L或或tg =(.(L/v).(L/v)1/2 1/2 d)/Ld)/L式中式中 LcLc钻孔长度，钻孔长度，m m； LL钻孔在巷道轴向投影长度，钻孔在巷道轴向投影长度，m m； 钻孔角度，度；钻孔角度，度； dd孔口至巷帮距离，孔口至巷帮距离，m m； tt钻孔抽放时间，钻孔抽放时间，d d。五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放4、掘进

24、工作面抽放方法分类掘进工作面抽放方法分类（1）隔断式抽放）隔断式抽放应用实例应用实例A、17190机巷概况机巷概况B、己、己15煤层的抽放半径煤层的抽放半径C、基础参数、基础参数D、钻孔布置参数、钻孔布置参数E、抽放效果、抽放效果五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放4、掘进工作面抽放方法分类掘进工作面抽放方法分类（1）隔断式抽放）隔断式抽放应用实例应用实例A、17190机巷概况机巷概况 己己15151719017190机巷位于己七采区己机巷位于己七采区己15151717017170采面（已于采面（已于20002000年年1212月回采结束）下部，属于月回采结束）下部，属于突出危险掘进工

25、作面。己突出危险掘进工作面。己15151719017190机巷标高机巷标高- -510m510m，垂深为，垂深为700m700m左右，平均煤厚左右，平均煤厚3.5m3.5m，瓦斯，瓦斯压力约压力约1.8Mpa1.8Mpa，瓦斯含量，瓦斯含量15m15m3 3/t/t。设计断面。设计断面4.2m4.2m3.0m3.0m，采用锚网锚索支护。，采用锚网锚索支护。 五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放4、掘进工作面抽放方法分类掘进工作面抽放方法分类（1）隔断式抽放）隔断式抽放应用实例应用实例B、己己15煤层的抽放半径煤层的抽放半径 r=1.22 t1/2 五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦

26、斯抽放4、掘进工作面抽放方法分类掘进工作面抽放方法分类（1）隔断式抽放）隔断式抽放应用实例应用实例C、基础参数、基础参数（a a）钻孔长度）钻孔长度Lc=45mLc=45m（b b）孔口至巷帮距离）孔口至巷帮距离d=2md=2m（c c）巷道推进速度）巷道推进速度v=2.8m/dv=2.8m/d（d d）瓦斯动力性质系数）瓦斯动力性质系数=1.22 =1.22 m.dm.d-1/2-1/2 经计算隔断式钻孔的合理角度经计算隔断式钻孔的合理角度 =3.68 =3.68五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放4、掘进工作面抽放方法分类掘进工作面抽放方法分类（1）隔断式抽放）隔断式抽放应用实例应

27、用实例D、钻孔布置参数 在己15-17190机巷两侧做抽放钻场，在每个钻场距巷道壁23m处, 施工6个抽放钻孔，孔径75mm，深度45m左右。 图图4 4 钻场、钻孔布置平面图钻场、钻孔布置平面图图图5 5 钻场、钻孔布置倾向剖面图钻场、钻孔布置倾向剖面图图图6 6 钻场、钻孔布置走向剖面图钻场、钻孔布置走向剖面图五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放4、掘进工作面抽放方法分类掘进工作面抽放方法分类（1）隔断式抽放）隔断式抽放应用实例应用实例E、抽放效果、抽放效果00.511.5220406080距离S（m）纯流量（m3/min）00.511.52010203040抽放时间t（d）纯流量

28、（m3/min）00.20.40.60.810204060距离S（m）纯流量（m3/min）00.20.40.60.81010203040抽放时间t（d）纯流量（m3/min）00.250.50.75105101520抽放时间t（d）纯流量（m3/min）00.250.50.7510204060距离S（m）纯流量（m3/min）00.10.20.30.4010203040抽放时间t（d）纯流量（m3/min）1#2#3#00.10.20.30.4010203040抽放时间t（d）纯流量（m3/min）4#5#6#050100010203040抽放时间t（d）抽放浓度（%）1#2#3#05010

29、0010203040抽放时间t（d）抽放浓度（%）4#5#6#五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放4、掘进工作面抽放方法分类掘进工作面抽放方法分类（2）超前抽放）超前抽放作用机理作用机理钻孔布置参数钻孔布置参数应用效果应用效果五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放4、掘进工作面抽放方法分类掘进工作面抽放方法分类（2）超前抽放）超前抽放作用机理作用机理 超前抽放钻孔的主要作用超前抽放钻孔的主要作用-抽放煤层瓦斯抽放煤层瓦斯和局部卸压。用钻孔对巷道工作面前方的煤体和局部卸压。用钻孔对巷道工作面前方的煤体瓦斯进行超前抽放，可以降低掘进区域煤层瓦瓦斯进行超前抽放，可以降低掘进区域煤层瓦斯

30、含量，最终降低落煤及新暴露煤壁的瓦斯涌斯含量，最终降低落煤及新暴露煤壁的瓦斯涌出量。除了减少瓦斯涌出量，超前抽放还起到出量。除了减少瓦斯涌出量，超前抽放还起到防止煤与瓦斯突出的作用。防止煤与瓦斯突出的作用。 五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放4、掘进工作面抽放方法分类掘进工作面抽放方法分类（2）超前抽放）超前抽放钻孔布置参数钻孔布置参数 超前钻孔沿巷道掘进方向平行轴向施工或控制到巷道超前钻孔沿巷道掘进方向平行轴向施工或控制到巷道轮廓线以外。超前钻孔直径轮廓线以外。超前钻孔直径4242100mm100mm，长度从，长度从5 510m10m到到252550 m50 m，最小超前距离，最小

31、超前距离3 36 m6 m。钻孔数量根据煤层。钻孔数量根据煤层厚度、巷道断面、煤层瓦斯含量、突出危险性大小和掘厚度、巷道断面、煤层瓦斯含量、突出危险性大小和掘进速度而定，一般布置进速度而定，一般布置1 12 2排排5 51010个钻孔。当钻孔密个钻孔。当钻孔密封并入抽放系统时，抽放时间封并入抽放系统时，抽放时间7 710d10d，一般不超过，一般不超过15d15d。钻孔抽放负压不低于钻孔抽放负压不低于6500Pa6500Pa。五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放4、掘进工作面抽放方法分类掘进工作面抽放方法分类（2）超前抽放）超前抽放应用效果应用效果A、日本日本 矿矿 B、日本日本矿矿

32、C、平煤十二矿、平煤十二矿 在日本在日本 矿突出危险煤层，厚度矿突出危险煤层，厚度6 67 7m m，倾角倾角40400 050500 0，开采深度，开采深度700700780780m m，在掘进工作面扇形在掘进工作面扇形布置布置5 5个超前钻孔，直径个超前钻孔，直径5555mmmm，长度长度3030m m，相对于巷道轴相对于巷道轴线夹角线夹角15150 0和和30300 0。抽放期。抽放期20202525天，平均瓦斯流量天，平均瓦斯流量0.70.70.80.8m m3 3/min/min，每茬钻孔抽放瓦斯每茬钻孔抽放瓦斯2.32.32.52.5万万m m3 3, ,在巷道掘在巷道掘进期间无需

33、再采取其他措施，节省了费用。进期间无需再采取其他措施，节省了费用。 在日本在日本矿，开采厚度矿，开采厚度4 4m m的倾斜煤层，开的倾斜煤层，开采深度采深度700700m m，位于海底下。在掘进下山时为了防突，位于海底下。在掘进下山时为了防突，每进尺每进尺1212m m打打6 6个超前抽放钻孔，长度个超前抽放钻孔，长度20202525m m，直径直径35358080mmmm。因为钻孔抽放时间短，抽放率低仅为。因为钻孔抽放时间短，抽放率低仅为1212，超前抽放不能保证降低，主要作为日常防突措施。超前抽放不能保证降低，主要作为日常防突措施。 平煤十二矿平煤十二矿17190机巷掘进过程中，机巷掘进过

34、程中，遇到落差遇到落差2m的断层，在采取排放钻孔措的断层，在采取排放钻孔措施无效的情况下，实施了超前抽放。施无效的情况下，实施了超前抽放。020406080100051015抽放时间（d）抽放浓度（%）1#2#3#4#5#6#7#五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放4、掘进工作面抽放方法分类掘进工作面抽放方法分类（3）预抽）预抽钻孔参数钻孔参数应用实例应用实例五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放4、掘进工作面抽放方法分类掘进工作面抽放方法分类（3）预抽）预抽钻孔参数钻孔参数 在采面的机巷（或风巷）向未掘进的风巷（或机巷）在采面的机巷（或风巷）向未掘进的风巷（或机巷）位置打钻位置

35、打钻 进行预抽，可以大大降低巷道瓦斯涌出量。进行预抽，可以大大降低巷道瓦斯涌出量。 钻孔直径钻孔直径8080100mm100mm，钻孔长度应超过采面，钻孔长度应超过采面151520m20m，钻孔间距根据煤层瓦斯含量、透气性、煤层厚度、抽放钻孔间距根据煤层瓦斯含量、透气性、煤层厚度、抽放时间长短而定，从时间长短而定，从6 68m8m到到202025m25m。钻孔抽放期。钻孔抽放期12122020个月，抽放负压个月，抽放负压1.31.310104 4PaPa以上。根据矿山技术条件，以上。根据矿山技术条件，可以布置上行钻孔、下行钻孔或水平钻孔。煤层预抽和可以布置上行钻孔、下行钻孔或水平钻孔。煤层预抽

36、和隔断抽放综合运用，掘进巷道的瓦斯预抽率大大提高。隔断抽放综合运用，掘进巷道的瓦斯预抽率大大提高。五、掘进工作面瓦斯抽放五、掘进工作面瓦斯抽放4、掘进工作面抽放方法分类掘进工作面抽放方法分类（3）预抽）预抽应用实例应用实例俄罗斯卡拉甘达矿区俄罗斯卡拉甘达矿区 在卡拉干达矿区，采用下行钻孔抽放缓倾斜在卡拉干达矿区，采用下行钻孔抽放缓倾斜（8 810100 0）厚煤层（）厚煤层（8m8m），钻孔总长），钻孔总长6.5Km6.5Km，间距间距101020m20m，平均抽放期，平均抽放期2424个月，抽放瓦斯个月，抽放瓦斯369369万万m m3 3。因此掘进巷道瓦斯涌出量降低了。因此掘进巷道瓦斯涌出

37、量降低了50505555。六、回采工作面瓦斯抽放六、回采工作面瓦斯抽放1、回采工作面瓦斯抽放方法分类、回采工作面瓦斯抽放方法分类2、钻孔瓦斯流量影响因素分析钻孔瓦斯流量影响因素分析 3、提高本煤层瓦斯抽放率的方法提高本煤层瓦斯抽放率的方法六、回采工作面瓦斯抽放六、回采工作面瓦斯抽放1、回采工作面瓦斯抽放方法分类、回采工作面瓦斯抽放方法分类（1 1）顺煤层扇形布孔预抽）顺煤层扇形布孔预抽（2 2）顺煤层平行布孔预抽）顺煤层平行布孔预抽（3 3）边采边抽）边采边抽（4 4）本煤层预抽强化方法）本煤层预抽强化方法六、回采工作面瓦斯抽放六、回采工作面瓦斯抽放1、回采工作面瓦斯抽放方法分类、回采工作面瓦

38、斯抽放方法分类（1 1）顺煤层扇形布孔预抽）顺煤层扇形布孔预抽六、回采工作面瓦斯抽放六、回采工作面瓦斯抽放1、回采工作面瓦斯抽放方法分类、回采工作面瓦斯抽放方法分类（2 2）顺煤层平行布孔预抽）顺煤层平行布孔预抽六、回采工作面瓦斯抽放六、回采工作面瓦斯抽放1、回采工作面瓦斯抽放方法分类、回采工作面瓦斯抽放方法分类（3 3）边采边抽）边采边抽六、回采工作面瓦斯抽放六、回采工作面瓦斯抽放1、回采工作面瓦斯抽放方法分类、回采工作面瓦斯抽放方法分类（4 4）本煤层预抽强化方法）本煤层预抽强化方法开采层瓦斯抽放强化技术方法可分为开采层瓦斯抽放强化技术方法可分为4 4种种利用钻孔抽放采面卸压带瓦斯；利用钻

39、孔抽放采面卸压带瓦斯；利用交叉钻孔抽放瓦斯；利用交叉钻孔抽放瓦斯；利用水力脉冲提高煤层透气性抽放瓦斯；利用水力脉冲提高煤层透气性抽放瓦斯；利用邻近层卸压抽放。利用邻近层卸压抽放。六、回采工作面瓦斯抽放六、回采工作面瓦斯抽放1、回采工作面瓦斯抽放方法分类、回采工作面瓦斯抽放方法分类（4 4）本煤层预抽强化方法）本煤层预抽强化方法利用交叉钻孔抽放瓦斯利用交叉钻孔抽放瓦斯六、回采工作面瓦斯抽放六、回采工作面瓦斯抽放2、钻孔瓦斯流量影响因素分析钻孔瓦斯流量影响因素分析（1 1）煤层透气性煤层透气性 （2 2）衰减系数）衰减系数（3 3）钻孔长度钻孔长度 （4 4）钻孔直径钻孔直径 （5 5）抽放负压抽

40、放负压 （6 6）钻孔封孔深度）钻孔封孔深度六、回采工作面瓦斯抽放六、回采工作面瓦斯抽放3、提高本煤层瓦斯抽放率的方法提高本煤层瓦斯抽放率的方法（1 1）增加钻孔密度）增加钻孔密度-增加钻孔长度、缩小钻孔增加钻孔长度、缩小钻孔间距间距（2 2）增加预抽时间）增加预抽时间（3 3）改变钻孔布置方式）改变钻孔布置方式-交叉布孔交叉布孔（4 4）改善煤层透气性）改善煤层透气性-人工方法、保护层开采人工方法、保护层开采（5 5）加强系统管理）加强系统管理七、采空区瓦斯抽放七、采空区瓦斯抽放1 1、全封闭式（老采空区）抽放全封闭式（老采空区）抽放2 2、半封闭式（现采空区）抽放半封闭式（现采空区）抽放

41、七、采空区瓦斯抽放七、采空区瓦斯抽放2 2、半封闭式（现采空区）抽放半封闭式（现采空区）抽放（1 1）埋管抽放埋管抽放 （2 2）钻孔抽放钻孔抽放 （3 3）巷道抽放）巷道抽放（4 4）风机引排）风机引排七、采空区瓦斯抽放七、采空区瓦斯抽放2 2、半封闭式（现采空区）抽放半封闭式（现采空区）抽放（1 1）埋管抽放埋管抽放 随工作面的推进，在风巷处向采空区埋入随工作面的推进，在风巷处向采空区埋入抽放管路每隔抽放管路每隔303050 m50 m在管路上设一吸气口。在管路上设一吸气口。由于抽放管处于冒落带，抽放浓度低，一般在由于抽放管处于冒落带，抽放浓度低，一般在5 515%15%之间，瓦斯纯流量低

42、，对采空区瓦斯抽之间，瓦斯纯流量低，对采空区瓦斯抽放效果不显著。目前采空区抽放很少采用埋管放效果不显著。目前采空区抽放很少采用埋管抽放，主要作为辅助措施采用。抽放，主要作为辅助措施采用。七、采空区瓦斯抽放七、采空区瓦斯抽放2 2、半封闭式（现采空区）抽放半封闭式（现采空区）抽放（1 1）埋管抽放埋管抽放 七、采空区瓦斯抽放七、采空区瓦斯抽放2 2、半封闭式（现采空区）抽放半封闭式（现采空区）抽放（2 2）钻孔抽放钻孔抽放 顶板水平长钻孔抽放顶板水平长钻孔抽放 高位钻孔抽放高位钻孔抽放 七、采空区瓦斯抽放七、采空区瓦斯抽放2 2、半封闭式（现采空区）抽放半封闭式（现采空区）抽放（2 2）钻孔抽放

43、钻孔抽放 顶板水平长钻孔抽放顶板水平长钻孔抽放 风巷70m80m80m80m80m80m80m80m70m80m85m85m121110987654321机巷切眼停 采线17150综采工作面风巷2 .2m钻场25406m0 .5m2 .2m543214m254310.8m钻场风巷2.4m4.6m4m4m 0102030405101520垂距（m）瓦斯浓度（%）10-1#012345101520垂距（m）纯流量（m3/min）10-1#0102030405101520平距（m）瓦斯浓度（%）5-2#012345101520平距（m）纯流量（m3/min）5-2#七、采空区瓦斯抽放七、采空区瓦斯抽放 2 2、半封闭式（现采空区）抽放半封闭式（现采空区）抽放（2 2）钻孔抽放钻孔抽放 顶板水平长钻孔抽放顶板水平长钻孔抽放 平煤十二矿平煤十二矿1715017150采面，以钻孔纯流量采面