本煤层采前抽采

第7章本煤层采前抽采瓦斯方法一、井下本煤层采前抽采瓦斯的防突机理二、穿层钻孔采前抽采瓦斯方法三、顺层钻孔抽采瓦斯方法四、枝状长钻孔抽采瓦斯方法五、提高采前抽采瓦斯效果的技术途径前言区域防突措施包括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、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1.降低地应力，释放应变潜能（钻孔煤层层内取煤，地应力降低；瓦斯抽采出来，煤体收缩；应变能降低）2.释放瓦斯，降低瓦斯潜能

（突出过程中，瓦斯潜能集中释放；抽采后瓦斯压力降低，瓦斯潜能降低）3.增大突出阻力（煤层的硬度增加，提高了煤的抵抗外力破坏的能力；二是降低了采前抽采区内瓦斯压力梯度，抽采后，煤的坚固性系数提高1.5倍以上，透气性系数增高9倍

）7.1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主要有底板岩巷大面积穿层钻孔预采工作面瓦斯与底板岩巷密集穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯两种。大面积穿层钻孔预抽布置方法岩巷数量考虑钻机的施工能力及工作面倾向长度钻场间距考虑钻孔控制范围及钻孔施工能力；大面积穿层钻孔预抽基本要求钻孔控制范围《防突规定》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20m，下帮至少10m；其他煤层巷道两侧轮廓线外至少各15m。巷道及钻场要求

底板岩石巷道一般布置在工作面底板15~25m、赋存稳定的岩层中，巷道断面一般不小于10.5m2（3m×3.5m）。钻场间距考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12.25m2大面积穿层钻孔预抽布置参数钻孔直径90～120mm；间距2～10m；钻孔穿透煤层0.5m；在煤层内均匀布置；封孔长度8m以上；抽采负压25kPa以上；抽采时间满足规定要求，不小于6个月大面积穿层钻孔预抽特点安全性有保障穿层钻孔施工灵活、方便，适应性强巷道、钻孔工程量大；钻孔利用率低大面积穿层钻孔预抽适应条件无保护层开采的突出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、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钻孔需要控制到采掘空间的上方、下方、左方、右方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煤体的突出危险性是非常困难的，而且安全性难以保证。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应用实例（芦岭8~9煤层）通过12～18个月的抽采，煤层瓦斯抽采率可达30%。但8、9煤层煤体原始瓦斯含量20m3/t以上，煤层的残余瓦斯含量也高达14.0m3/t以上。

穿层钻孔预抽煤巷条带布置方法岩巷布置在距离煤层20～25m的稳定岩层中巷道断面不小于10.5m2岩巷位置侧向工作面内部钻场间距考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12.25m2穿层钻孔预抽煤巷条带钻孔参数钻孔直径90～120mm；间距2～5m；钻孔穿透煤层0.5m；在煤层内均匀布置；封孔长度8m以上；抽采负压25kPa以上；抽采时间满足《规定》要求，不小于5个月6穿层钻孔预抽煤巷条带6.3特点安全性高；钻孔施工灵活、方便，适应性强；钻孔控制范围小，工程量、钻孔量相对较小，可早进入煤层6穿层钻孔预抽煤巷条带6.4适应条件可在较短的时间内消除煤巷条带的突出危险性，为尽早进入突出煤层、继续采取顺层钻孔预抽消除工作面突出危险赢得了时间。具有广泛的适应性，是目前不具备保护层开采条件的突出煤层，区域性瓦斯治理的主要方法。7顺层钻孔预抽瓦斯——一般方法7.1布置参数钻孔间距2~5m，直径90~120mm；钻孔在工作面中间应有10m左右的压茬；封孔长度10m以上，抽采负压13kPa以上；抽采时间不低于5个月。7顺层钻孔预抽工作面瓦斯7.2特点及适应条件顺层钻孔均为煤孔，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7.3抽采案例——祁南713工作面预抽瓦斯祁南煤矿7煤层为煤与瓦斯突出煤层，713工作面标高为-503～-550m，煤层平均厚度3.5m，平均倾角5°，瓦斯压力2.42MPa，瓦斯含量10.39m3/t。

7顺层钻孔预抽工作面瓦斯7.3抽采案例——祁南713工作面预抽瓦斯钻孔施工——高压水诱导喷孔抽瓦斯排瓦斯、煤、水钻机7顺层钻孔预抽工作面瓦斯7.3抽采案例——祁南713工作面预抽瓦斯钻孔施工——高压水诱导喷孔7顺层钻孔预抽工作面瓦斯7.3抽采案例——祁南713工作面预抽瓦斯钻孔施工——高压水诱导喷孔7顺层钻孔预抽工作面瓦斯7.3抽采案例——祁南713工作面预抽瓦斯顺层钻孔抽采7顺层钻孔预抽工作面瓦斯7.3抽采案例——祁南713工作面预抽瓦斯顺层钻孔抽采7顺层钻孔预抽工作面瓦斯7.3抽采案例——祁南713工作面预抽瓦斯顺层钻孔抽采（风巷15个月，机巷20个月）7顺层钻孔预抽工作面瓦斯7.3抽采案例——祁南713工作面预抽瓦斯瓦斯治理流程图（瓦斯开始治理，至具备回采的条件，历时4年3个月）8顺层钻孔预抽瓦斯——递进掩护8.1布置参数钻孔间距2~5m，直径90~120mm；钻孔在工作面中间应有10m左右的压茬；封孔长度10m以上，抽采负压13kPa以上；抽采时间不低于5个月。8顺层钻孔预抽瓦斯——递进掩护8.2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，钻孔利用率高；

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；8顺层钻孔预抽瓦斯——递进掩护8.3应用实例——祁南3煤层祁南煤矿32煤层平均厚度2.38m，属较稳定煤层，实测最大瓦斯压力为4.5MPa，煤层具有突出危险性。试验面34下3工作面位于34下采区，该面的标高范围为-563～-635m，面内平均瓦斯压力为2.5MPa，平均瓦斯含量为9.48m3/t。工作面顺层钻孔设计间距5m，钻孔直径94mm，顺层钻孔的施工长度为80～90m，从上一区段工作面机巷向34下3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5个月。

8顺层钻孔预抽瓦斯——递进掩护8.3应用实例——祁南3煤层8顺层钻孔预抽瓦斯——递进掩护8.3应用实例——祁南3煤层

34下3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6m3/t左右，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0.6%以下，煤巷掘进速度可达340m/月；回采工作面瓦斯浓度控制在0.3～0.5%之间，月产量可达12万t。

9顺层钻孔预抽瓦斯——条带预抽9.1布置方法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20m，下帮10m，其他巷道两侧至少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上部至少20m、下部至少10m。钻孔孔底间距一般不超过5m，钻孔直径为90～120mm，钻孔超前距不小于20m。9顺层钻孔预抽瓦斯——条带预抽9.2适应条件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差的的小区域范围采用。高瓦斯煤层煤巷掘进可用来降低掘进过程中的瓦斯涌出量。

10交叉钻孔抽采10.1布置方法顺层钻孔直径为90～120mm，顺层钻孔间距2~5m；交叉钻孔抽采瓦斯的有效钻孔垂直间距以小于8倍钻孔直径为宜，在现场进行交叉钻孔抽采瓦斯时，可采用4倍钻孔直径的垂直距离进行抽采。10交叉钻孔抽采10.2特点交叉钻孔在交叉区内相互作用，使得钻孔周围的塑性应力圈半径加大，相