煤矿瓦斯抽采

1、1煤矿瓦斯抽采2讲授主要内容讲授主要内容一、瓦斯抽放系统一、瓦斯抽放系统 二、瓦斯抽放基本方法二、瓦斯抽放基本方法 3第一部分第一部分 瓦斯抽放系统瓦斯抽放系统一、瓦斯抽放的目的意义一、瓦斯抽放的目的意义（一）、抽放瓦斯的目的意义（一）、抽放瓦斯的目的意义 矿井瓦斯抽放是矿井瓦斯抽放是为了减少和解除瓦斯对煤为了减少和解除瓦斯对煤矿安全生产的威胁，利用机械设备（抽放泵）矿安全生产的威胁，利用机械设备（抽放泵）和专用管道（抽放管路）造成的负压，将煤岩和专用管道（抽放管路）造成的负压，将煤岩层中存在或释放出来的瓦斯抽出来，输送到地层中存在或释放出来的瓦斯抽出来，输送到地面或其它安全地点并加以利用。面

2、或其它安全地点并加以利用。 抽放的目的就是通过抽放降低风流中的瓦抽放的目的就是通过抽放降低风流中的瓦斯浓度，来改善矿井的安全生产条件和安全状斯浓度，来改善矿井的安全生产条件和安全状况。况。 4 瓦斯抽放的意义瓦斯抽放的意义 1、减少瓦斯涌出，避免瓦斯燃烧或爆炸，、减少瓦斯涌出，避免瓦斯燃烧或爆炸，保证矿井安全生产；保证矿井安全生产； 2、防治煤与瓦斯突出，减少人员伤亡；、防治煤与瓦斯突出，减少人员伤亡； 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,变变害为利害为利,创造良好的社会效益和经济效益；创造良好的社会效益和经济效益； 4、减少瓦斯对大气的污染、减少瓦斯对大气的污染,

3、有利于生态有利于生态环境的保护环境的保护5 二、瓦斯抽放系统的构成二、瓦斯抽放系统的构成 瓦斯抽放系统分为地面固定式瓦斯瓦斯抽放系统分为地面固定式瓦斯抽放系统和井下临时瓦斯抽放系统。抽放系统和井下临时瓦斯抽放系统。 瓦斯抽放系统主要有管道、瓦斯泵、瓦斯抽放系统主要有管道、瓦斯泵、流量计、安全装置等组成。流量计、安全装置等组成。6（一）、抽放瓦斯的管道（一）、抽放瓦斯的管道 抽放瓦斯的管道由总管、分管、支管及抽放瓦斯的管道由总管、分管、支管及其附属装置所组成，管材一般选用钢管、其附属装置所组成，管材一般选用钢管、铸铁管、镀锌螺旋管、聚乙烯管等材料，铸铁管、镀锌螺旋管、聚乙烯管等材料，但井下禁止采

4、用玻璃钢管。但井下禁止采用玻璃钢管。 管道附属装置有阀门、钻孔（钻场）连管道附属装置有阀门、钻孔（钻场）连接装置、排渣放水器等。接装置、排渣放水器等。7（二）、瓦斯泵 常用的瓦斯泵有水环真空泵、离心常用的瓦斯泵有水环真空泵、离心式瓦斯泵和回转式瓦斯泵。水环真空泵式瓦斯泵和回转式瓦斯泵。水环真空泵的特点是真空度高、负压大、安全性好的特点是真空度高、负压大、安全性好（工作室内充满介质，不会发生瓦斯爆（工作室内充满介质，不会发生瓦斯爆炸）。炸）。 由于水环真空泵安全性好，抽放负由于水环真空泵安全性好，抽放负压大，所以煤矿使用较为广泛。压大，所以煤矿使用较为广泛。ZWY60/90 ZWY105/132

5、891011矿用移动式瓦斯抽放泵站皮带式传动结构简图12矿用移动式瓦斯抽放泵站直联传动式结构简图13（三）、孔板流量计（三）、孔板流量计 为了全面掌握与管理井下瓦斯抽放情为了全面掌握与管理井下瓦斯抽放情况，需要在总管、支管和各个钻场、钻孔况，需要在总管、支管和各个钻场、钻孔安设测定瓦斯流量的流量计。孔板流量计安设测定瓦斯流量的流量计。孔板流量计是根据气体流经节流装置时，会产生压力是根据气体流经节流装置时，会产生压力降（压差）的原理，来测定管道内气体流降（压差）的原理，来测定管道内气体流量的一种装置。孔板流量计是煤矿瓦斯抽量的一种装置。孔板流量计是煤矿瓦斯抽放广泛使用的计量装置，它的制作加工、放

6、广泛使用的计量装置，它的制作加工、安装和使用都有严格的要求安装和使用都有严格的要求。 14 图4流量计量及负压测定装置15161718（四）、安全装置（四）、安全装置 地面瓦斯抽放系统安全防护装置有地面瓦斯抽放系统安全防护装置有防爆、防回火装置，放空和避雷装置防爆、防回火装置，放空和避雷装置等。等。 井下临时瓦斯抽放系统瓦斯排入井下临时瓦斯抽放系统瓦斯排入回风巷时，在抽放瓦斯管路出口处必回风巷时，在抽放瓦斯管路出口处必须设置栅栏、悬挂警戒牌等。须设置栅栏、悬挂警戒牌等。19 第二部分第二部分 瓦斯抽放基本方法瓦斯抽放基本方法 本煤层抽放本煤层抽放 邻近层抽放邻近层抽放 采空区抽放采空区抽放 2

7、0第一节第一节 本煤层瓦斯抽放本煤层瓦斯抽放 本煤层瓦斯抽放就是在煤层开采之前本煤层瓦斯抽放就是在煤层开采之前或采掘的同时，用钻孔进行该煤层的瓦或采掘的同时，用钻孔进行该煤层的瓦斯抽放工作。煤层回采前的抽放属于未斯抽放工作。煤层回采前的抽放属于未卸压抽放，在受到采掘工作面采动影响卸压抽放，在受到采掘工作面采动影响或人为的松动影响后的抽放，属于卸压或人为的松动影响后的抽放，属于卸压抽放抽放。21 1、穿层钻孔抽放、穿层钻孔抽放 穿层钻孔抽放是在岩石巷道或煤层巷穿层钻孔抽放是在岩石巷道或煤层巷道内向相邻煤层施工的穿透煤层全厚的钻道内向相邻煤层施工的穿透煤层全厚的钻孔，安装上抽放管路并与抽放系统连接

8、进孔，安装上抽放管路并与抽放系统连接进行抽放。行抽放。2223 2 2、顺层钻孔抽放、顺层钻孔抽放 顺层钻孔抽放是在开采煤层的进风巷顺层钻孔抽放是在开采煤层的进风巷和回风巷沿煤层倾斜方向施工顺层倾向和回风巷沿煤层倾斜方向施工顺层倾向钻孔，布孔方式有平行孔、扇形孔、交钻孔，布孔方式有平行孔、扇形孔、交叉孔、斜交孔等。叉孔、斜交孔等。 斜交钻孔：与工作面呈一定夹角布置的顺层钻孔。斜交钻孔：与工作面呈一定夹角布置的顺层钻孔。 平行钻孔：与工作面平行布置的顺层钻孔。平行钻孔：与工作面平行布置的顺层钻孔。 交叉钻孔：平行钻孔与斜交钻孔交替布置的钻孔。交叉钻孔：平行钻孔与斜交钻孔交替布置的钻孔。 2425

9、262728第二节第二节 邻近煤层瓦斯抽放邻近煤层瓦斯抽放 一、邻近层瓦斯抽放的含义一、邻近层瓦斯抽放的含义 邻近层瓦斯抽放，即为通常所称的卸邻近层瓦斯抽放，即为通常所称的卸压层瓦斯抽放。在煤层群条件下，受开采压层瓦斯抽放。在煤层群条件下，受开采层的采动影响，其上部或下部的邻近煤层层的采动影响，其上部或下部的邻近煤层得到卸压后会发生膨胀变形，其透气性会得到卸压后会发生膨胀变形，其透气性会大幅度提高，邻近煤层的卸压瓦斯会通过大幅度提高，邻近煤层的卸压瓦斯会通过层间裂隙大量涌向开采层，为防止和减少层间裂隙大量涌向开采层，为防止和减少邻近层瓦斯涌向开采层可采用抽放的办法邻近层瓦斯涌向开采层可采用抽放

10、的办法来处理这部分瓦斯。来处理这部分瓦斯。29 开采煤层群时，回采煤层的顶、底开采煤层群时，回采煤层的顶、底板围岩将发生冒落、移动和卸压，透板围岩将发生冒落、移动和卸压，透气性系数增加。回采煤层附近的煤层气性系数增加。回采煤层附近的煤层中的瓦斯，就能向回采煤层的采空区中的瓦斯，就能向回采煤层的采空区转移。能向开采煤层采空区涌出瓦斯转移。能向开采煤层采空区涌出瓦斯的煤层，就叫做邻近层。邻近层瓦斯的煤层，就叫做邻近层。邻近层瓦斯抽放即是在有瓦斯赋存的邻近层内预抽放即是在有瓦斯赋存的邻近层内预先开凿抽放瓦斯的巷道，或预先从开先开凿抽放瓦斯的巷道，或预先从开采煤层或围岩大巷内向邻近层打钻，采煤层或围岩

11、大巷内向邻近层打钻，将邻近层内涌出的瓦斯抽出。将邻近层内涌出的瓦斯抽出。30（一）、上邻近层瓦斯抽放（一）、上邻近层瓦斯抽放 上邻近层瓦斯抽放即是邻近层位于开采层的上邻近层瓦斯抽放即是邻近层位于开采层的顶板，通过巷道或钻孔来抽放上邻近层的瓦斯。顶板，通过巷道或钻孔来抽放上邻近层的瓦斯。根据岩层的破坏程度与位移状态可把顶板划分为根据岩层的破坏程度与位移状态可把顶板划分为冒落带、裂隙带和弯曲下沉带，底板划分为裂隙冒落带、裂隙带和弯曲下沉带，底板划分为裂隙带和变形带。冒落带高度一般为采厚的带和变形带。冒落带高度一般为采厚的5倍，在倍，在距开采层近、处于冒落带内的煤层，随冒落带的距开采层近、处于冒落带

12、内的煤层，随冒落带的冒落而冒落，瓦斯完全释放到采空区内，很难冒落而冒落，瓦斯完全释放到采空区内，很难31进行上邻近层抽放。裂隙带的高度为采厚的进行上邻近层抽放。裂隙带的高度为采厚的830倍，此带因充分卸压，瓦斯大量解吸，是倍，此带因充分卸压，瓦斯大量解吸，是抽放瓦斯的最好区带，抽放量大，浓度高。因此抽放瓦斯的最好区带，抽放量大，浓度高。因此上邻近层抽放层位取冒落带高度为下限距离，裂上邻近层抽放层位取冒落带高度为下限距离，裂隙带的高度为上限距离。隙带的高度为上限距离。 （二）、下邻近层瓦斯抽放（二）、下邻近层瓦斯抽放 下邻近层瓦斯抽放即是邻近层位于开采层的下邻近层瓦斯抽放即是邻近层位于开采层的底

13、板，通过巷道或钻孔来抽放下邻近层的瓦斯。底板，通过巷道或钻孔来抽放下邻近层的瓦斯。32第三节第三节 采空区瓦斯抽放方法采空区瓦斯抽放方法 一、采空区瓦斯抽放的含义一、采空区瓦斯抽放的含义 开采厚煤层或邻近层处于冒落带时，其中大量的瓦斯会直接进入采空区。当回采工作面的采空区或老空区积存大量瓦斯时，往往被漏风带入生产巷道或工作面，造成瓦斯超限而影响生产，因而应对采空区的瓦斯进行抽放。采空区抽放瓦斯：抽放现采工作面采空区和老采空区的瓦斯。前者称现采空区（半封闭式）抽放，后者老采空区（全封闭式）抽放。33二、采空区瓦斯抽放的分类二、采空区瓦斯抽放的分类 按采空区的状态分为半封闭采空区抽放按采空区的状态

14、分为半封闭采空区抽放和全封闭采空区抽放。和全封闭采空区抽放。（一）、钻孔抽放法（一）、钻孔抽放法 1、利用在开采层顶板中掘的巷道向采空、利用在开采层顶板中掘的巷道向采空区顶部施工钻孔进行抽放。区顶部施工钻孔进行抽放。 34 2、在回风巷工作面侧每隔一段距离施工一个、在回风巷工作面侧每隔一段距离施工一个钻场，迎着工作面方向向冒落带上方施工顶板走钻场，迎着工作面方向向冒落带上方施工顶板走向钻孔进行抽放。向钻孔进行抽放。3、如果采空区距地表不深时，也可以从地表、如果采空区距地表不深时，也可以从地表向采空区打钻孔进行抽放。向采空区打钻孔进行抽放。（二）、巷道抽放法（二）、巷道抽放法 1、利用上阶段回风

15、密闭接瓦斯管路进行抽放。、利用上阶段回风密闭接瓦斯管路进行抽放。 2、专门掘瓦斯尾巷或高抽巷，通过瓦斯尾巷、专门掘瓦斯尾巷或高抽巷，通过瓦斯尾巷或高抽巷接瓦斯管路进行抽放。或高抽巷接瓦斯管路进行抽放。高抽巷：在开采层顶部处于采动影响形成的裂隙带高抽巷：在开采层顶部处于采动影响形成的裂隙带内挖掘的专用抽放巷道。内挖掘的专用抽放巷道。 35三、采空区瓦斯抽放的布置形式及特点三、采空区瓦斯抽放的布置形式及特点 （一）、半封闭采空区瓦斯抽放（一）、半封闭采空区瓦斯抽放 半封闭采空区瓦斯抽放是指半封闭采空区瓦斯抽放是指:回采工作面后回采工作面后方的，在工作面回采过程中始终存在，并且随着方的，在工作面回采

16、过程中始终存在，并且随着工作面推进范围逐渐增加的采空区。半封闭采空工作面推进范围逐渐增加的采空区。半封闭采空区抽放主要抽放方式有：区抽放主要抽放方式有： 1) 开采煤层顶板走向长钻孔瓦斯抽放开采煤层顶板走向长钻孔瓦斯抽放 通过施工顶板走向钻孔进行瓦斯抽放，切断了上通过施工顶板走向钻孔进行瓦斯抽放，切断了上邻近层瓦斯涌向工作面的通道，同时对采空区下邻近层瓦斯涌向工作面的通道，同时对采空区下部赋存的瓦斯起到拉动作用，改变了采煤工作面部赋存的瓦斯起到拉动作用，改变了采煤工作面上隅角一带瓦斯积聚区的流场分布规律，在采空上隅角一带瓦斯积聚区的流场分布规律，在采空区流场上部增加汇点，使瓦斯通过汇点流出。区

17、流场上部增加汇点，使瓦斯通过汇点流出。3637（2）、高抽巷瓦斯抽放）、高抽巷瓦斯抽放 在开采煤层采煤工作面阶段上山沿走向在开采煤层采煤工作面阶段上山沿走向方向先施工一段高抽巷平巷，与工作面回方向先施工一段高抽巷平巷，与工作面回风巷水平距离内错风巷水平距离内错1520m，然后起坡施工，然后起坡施工至距开采煤层顶板至距开采煤层顶板1520m左右变平，再施左右变平，再施工至工作面走向边界。通过在高抽巷外口工至工作面走向边界。通过在高抽巷外口打密闭墙穿管抽放采空区积存的瓦斯。打密闭墙穿管抽放采空区积存的瓦斯。3839 （3）、后退式老塘预埋管路瓦斯抽放（上）、后退式老塘预埋管路瓦斯抽放（上隅角远距离

18、埋管瓦斯抽放）隅角远距离埋管瓦斯抽放） 将抽放瓦斯管路预先布置在回风巷内，每隔将抽放瓦斯管路预先布置在回风巷内，每隔2030米设置一个三通，随着工作面推进，将米设置一个三通，随着工作面推进，将管路埋入采空区，当工作面推进至下一个三通时，管路埋入采空区，当工作面推进至下一个三通时，打开三通，开始抽放。通过抽放使得积聚在采空打开三通，开始抽放。通过抽放使得积聚在采空区上隅角的瓦斯在没有进入回风流前被抽出。埋区上隅角的瓦斯在没有进入回风流前被抽出。埋压的抽放管路不再回收，抽放高浓度瓦斯。压的抽放管路不再回收，抽放高浓度瓦斯。40（4） 工作面尾巷抽放工作面尾巷抽放 在回采工作面与回风巷平行做一条排瓦斯尾巷，在回采工作面与回风巷平行做一条排瓦斯尾巷，在采取风排措施在采取风排措施 还不能解决瓦斯超限问题的条还不能解决瓦斯超限问题的条件下，采用逐段密闭瓦斯尾巷接管抽放采空区件下，采用逐段密闭瓦斯尾巷接管抽放采空区瓦斯的一种方式。瓦斯的一种方式。 （5） 地面钻孔抽放地面钻孔抽放 4142（二）全封闭采空区抽放瓦斯二）全封闭采空区抽放瓦斯 全封闭采空区抽放瓦斯是指工作全封闭采空区抽放瓦斯是指工作面（或采区、矿井）已采完封闭的采面