煤矿瓦斯抽采技术

煤矿瓦斯抽采技术第一页，共四十页，2022年，8月28日（三）采空区抽放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。对采空区的瓦斯进行抽放的方法，叫做采空区抽放。第二页，共四十页，2022年，8月28日（三）采空区抽放——顶板高位钻孔抽放第三页，共四十页，2022年，8月28日（三）采空区抽放——低位钻场高位钻孔抽放第四页，共四十页，2022年，8月28日（三）采空区抽放——高位巷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15~20m，然后起坡施工至距开采煤层顶板15~20m左右变平，再施工至工作面走向边界。高抽巷采用锚网支护，断面为4m2，通过在高抽巷外口打密闭墙穿管抽放采空区积存的瓦斯。第五页，共四十页，2022年，8月28日（三）采空区抽放——高位巷抽放第六页，共四十页，2022年，8月28日（三）采空区抽放——埋管抽放第七页，共四十页，2022年，8月28日（三）采空区抽放——埋管抽放第八页，共四十页，2022年，8月28日（三）采空区抽放——全封闭抽放第九页，共四十页，2022年，8月28日（三）采空区抽放——全封闭抽放第十页，共四十页，2022年，8月28日四、抽放增透技术单一低透性煤层采取强化抽放措施如：加密钻孔、交叉钻孔、大直径钻孔，水力冲孔、水力割缝、松动爆破、深孔控制预裂爆破等增透技术，提高煤层透气率，增大抽采量。第十一页，共四十页，2022年，8月28日四、抽放增透技术——水力冲孔第十二页，共四十页，2022年，8月28日四、抽放增透技术——水力冲孔第十三页，共四十页，2022年，8月28日四、抽放增透技术——深孔控制预裂爆破第十四页，共四十页，2022年，8月28日四、抽放增透技术——水力压裂水力压裂是通过把高压驱动水流挤入煤中原有的和压裂后出现的裂缝内，扩宽并伸展这些裂缝，进而在煤中产生更多的次生裂缝与裂隙，从而增加了煤层的透气性。第十五页，共四十页，2022年，8月28日四、抽放增透技术——水力割缝第十六页，共四十页，2022年，8月28日技术途径钻场、钻孔合理空间位置的确定针对主要瓦斯源，结合煤层地质和井巷确定钻场、钻孔的合理空间位置邻近层抽采抽采上邻近层瓦斯钻孔—应满足在冒落拱上部和卸压角以里的范围抽采下邻近层瓦斯钻孔—应在卸压带内布孔邻近层瓦斯抽采钻孔间距—应保证安全抽采量以上连续接替顶板岩巷或水平长钻孔位置—应在裂隙带中下部，与风巷水平距离约1/3工作面长采空区抽采采空区插管、埋管抽采—吸风口应设在采空区的上部位置钻孔抽采采空区瓦斯—应打在靠回风侧冒落拱上部的裂隙带内五、提高矿井瓦斯抽采效果的技术途径第十七页，共四十页，2022年，8月28日采用深孔控制预裂爆或高压水射流扩孔技术，提高低透气性煤层预抽效果多钻孔、严封闭、综合抽多钻孔达到0.15m/t严封闭—严密封孔钻孔密封是瓦斯抽采工艺的重要环节，密封质量的好坏，直接关系到瓦斯抽采效果。五、提高矿井瓦斯抽采效果的技术途径第十八页，共四十页，2022年，8月28日多钻孔、严封闭、综合抽严封闭—严密封孔原则封孔深度要超过孔口的裂隙带深度，完整致密的岩孔一般3m，煤系地层钻孔一般5~7m，煤孔一般7~10m。五、提高矿井瓦斯抽采效果的技术途径第十九页，共四十页，2022年，8月28日严封闭—严密封孔方法封孔器封孔—胶圈封孔器适用于岩孔五、提高矿井瓦斯抽采效果的技术途径第二十页，共四十页，2022年，8月28日多钻孔、严封闭、综合抽严封闭—严密封孔方法水泥砂浆封孔适用于岩孔和煤孔人工封孔五、提高矿井瓦斯抽采效果的技术途径第二十一页，共四十页，2022年，8月28日多钻孔、严封闭、综合抽严封闭—严密封孔方法水泥砂浆封孔适用于岩孔和煤孔压气封孔五、提高矿井瓦斯抽采效果的技术途径第二十二页，共四十页，2022年，8月28日多钻孔、严封闭、综合抽严封闭—严密封孔方法水泥注浆泵封孔注浆泵五、提高矿井瓦斯抽采效果的技术途径第二十三页，共四十页，2022年，8月28日多钻孔、严封闭、综合抽严封闭—严密封孔方法水泥注浆泵封孔操作方法五、提高矿井瓦斯抽采效果的技术途径第二十四页，共四十页，2022年，8月28日多钻孔、严封闭、综合抽严封闭—严密封孔方法聚氨酯封孔适用于煤层长钻孔五、提高矿井瓦斯抽采效果的技术途径第二十五页，共四十页，2022年，8月28日多钻孔、严封闭、综合抽综合抽多煤层开采的高瓦斯或突出矿井，针对几个主要瓦斯涌出源实现预抽、卸压抽、采空区抽的综合抽采。有条件的矿区(阜新、屯留、寺河)，开展地面，井下综合抽采。五、提高矿井瓦斯抽采效果的技术途径第二十六页，共四十页，2022年，8月28日多钻孔、严封闭、综合抽严封闭—严密封孔方法水泥注浆泵封孔操作方法五、提高矿井瓦斯抽采效果的技术途径第二十七页，共四十页，2022年，8月28日多钻孔、严封闭、综合抽严封闭—严密封孔方法水泥注浆泵封孔操作方法五、提高矿井瓦斯抽采效果的技术途径第二十八页，共四十页，2022年，8月28日一、瓦斯抽放钻孔施工参数的确定瓦斯抽放钻孔施工参数主要有钻孔直径、钻孔深度、钻孔间距、钻孔方位角和钻孔倾角、钻孔的有效排放半径等。（一）钻孔直径的确定钻孔直径大，钻孔暴露煤的面积亦大，则钻孔瓦斯涌出量也较大。根据测定结果表明，钻孔直径由73mm提高到300mm，钻孔的暴露面积增至4倍，而钻孔抽放量增加到2.7倍。钻孔直径应根据钻机性能，施工速度与技术水平、抽放瓦斯量、抽放半径等因素确定，目前一般采用抽放瓦斯钻孔直径为75~150mm。六、煤层瓦斯抽放钻孔施工第二十九页，共四十页，2022年，8月28日

（二）、钻孔深度的确定根据实测结果表明，单一钻孔的瓦斯抽放量与其孔长基本上成正比关系，因此在钻机性能与施工技术水平允许的条件下，尽可能采用长钻孔增加抽放量和钻孔交叉长度。六、煤层瓦斯抽放钻孔施工第三十页，共四十页，2022年，8月28日

（三）、钻孔有效排放半径的确定钻孔的有效抽放半径是指在规定的抽放时间内抽放钻孔的影响范围，需要在现场实际测定。钻孔有效排放半径一般为0.5m~1.0m，钻孔的有效抽放半径一般为1.0m~2.0m。（四）、钻孔间距的确定钻孔间距应小于或等于钻孔有效排放半径的2倍，一般不超过2米。六、煤层瓦斯抽放钻孔施工第三十一页，共四十页，2022年，8月28日

二、瓦斯抽放钻孔的施工（一）、钻孔要严格按照标定的孔位及施工措施中规定的方位、角度、孔深进行施工，严禁擅自改动，并使用压风排粉。六、煤层瓦斯抽放钻孔施工第三十二页，共四十页，2022年，8月28日

（二）、安装钻杆时应注意以下问题：

1、先检查钻杆，应不堵塞、不弯曲、丝扣未磨损。

2、连接钻杆时要对准丝扣，避免歪斜和漏风。

3、装卸钻头时，应严防管钳夹伤硬质合金片、夹扁钻头和岩芯管。（三）、钻头送入孔内开始钻进时，压力不宜太大，要轻压慢转，待钻头下到孔底工作平稳后，压力再逐渐增大。六、煤层瓦斯抽放钻孔施工第三十三页，共四十页，2022年，8月28日

（四）、钻进时，开钻前必须先供风，煤粉返回后才能给压钻进。（五）、钻进过程中的注意事项如下：

1、发现煤壁松动、片帮、来压必须立即停止钻进。

2、钻孔透采空区发现有害气体喷出时，要停钻加强通风并及时封孔。

3、钻孔钻进时出现瓦斯急剧增大、顶钻等现象时，要及时采取措施进行处理。

六、煤层瓦斯抽放钻孔施工第三十四页，共四十页，2022年，8月28日三、钻孔施工中常见事故钻孔施工过程中常见的事故有：①在钻孔施工过程中发生瓦斯燃烧、爆炸和熏人事故；②在钻孔施工过程中发生煤和瓦斯突出事故；③在钻孔施工过程中电气设备失爆或电气伤人事故；④钻孔施工作业场所由于片帮冒顶而造成伤人事故；⑤钻孔施工作业人员操作钻机而造成钻杆搅人及牙钳伤人等机械事故；⑥在钻孔施工过程中由于产生煤尘积聚，从而造成煤尘燃烧、爆炸事故；⑦在钻孔施工过程中的夹、顶、喷事故及其瓦斯超限等。六、煤层瓦斯抽放钻孔施工第三十五页，共四十页，2022年，8月28日

本煤层钻孔施工技巧性比较强，打钻水平高低主要体现在软煤钻孔上，避免和减少打钻事故是专职打钻工技术熟练程度的表现。对于较为常见的软煤层打钻过程中喷孔严重，甚至造成瓦斯超限问题，决不能强硬加压钻进。必须采取二次或多次套打，当钻进到喷孔位置后停钻退出钻杆另外打孔，给钻孔内喷孔段煤体卸压释放时间和逐渐平衡地应力的时间，等到该循环或该异常地段所有钻孔第一轮深度打够后，再从第一个钻孔开始进行套打，或者第一轮深度打够后使用简易的机械式封孔器进行封孔抽放，抽放后再套打，采取逐段打钻,逐段卸压排放,循序渐进,直至达到设计孔深。六、煤层瓦斯抽放钻孔施工第三十六页，共四十页，2022年，8月28日

四、钻孔施工安全措施

①为了防止在钻孔施工过程中发生瓦斯超限事故，钻孔施工作业场所必须要有良好的通风，并安设瓦斯自动报警断电仪。②对于瓦斯涌出量大的作业场所，钻孔必须装有防止瓦斯大量泄出的防喷装置，实行“边钻边抽”。③在钻孔施工过程中，必须安设专职瓦斯检查员加强对钻孔施工处的瓦斯等气体的检查④施工作业人员在钻孔施工过程中还必须佩带便携式瓦斯自动报警仪。⑤为了防止在钻孔内发生瓦斯燃烧、爆炸和熏人事故，采用风力排屑时，必须保证钻孔排屑畅通，且施工地点必须配备足够数量的灭火器材。⑥在钻孔施工过程中，严禁用铁器敲砸钻具。⑦为了防止在钻孔施工过程中发生煤和瓦斯突出事故，六、煤层瓦斯抽放钻孔施工第三十七页，共四十页，2022年，8月28日在突出煤层中打钻时，钻孔施工出必须用厚度不小于50mm的木板一次性被严被实，并在被板外侧用直径不小于180mm的圆木（不少于2根）紧贴背板打牢⑧在钻孔施工过程中，若发现有突出预兆及异常现象时，瓦斯检查员和施工负责人要迅速地将所有人员撤至安全地带，同时切断该巷道内所有电气设备的电源，并及时向矿总工程师、矿调度所及有关单位汇报，待经过处理且瓦斯等有害气体的浓度恢复正常后，方可继续施工；⑨为了防止钻孔施工作业场所发生片帮冒顶事故，必须加强钻孔施工六、煤层瓦斯抽放钻孔施工第三十八页，共四十页，2022年，8月28日

作业场所及周围巷道的支护，严禁空帮空顶；⑩为了防止在钻孔施工过程中发生电气伤人事故，施工钻孔的所有电气设备的防爆质量必须符合《煤矿安全规程》中的有关规定，加强电气设备的检查与维护，严禁电气设备失爆，确保设备完好，另外施工钻孔的电气设备的电源必须和作业场所的局扇和瓦斯探头实行风、电和瓦斯、电闭锁；①为了防止在钻孔施工过程中发生机械伤人事故，施工钻孔前，必须将钻机摆放平稳，打牢压车柱，吊挂好风水管路及电缆。②钻孔施工过程中，钻杆前后不准站人，不准用手托扶钻杆，③所有施工人员要将工作服穿戴整齐，佩