钻孔法抽采临近层瓦斯

钻孔法抽采邻近层瓦斯方法重庆工程职业技术学院主讲人：喻晓峰第三章矿井瓦斯的认识

任务三抽采邻近层瓦斯知识点一钻孔法抽采邻近层瓦斯邻近层

在煤层群开采时,由于开采层的采动影响,使其上部或下部的围岩及煤层卸压并引起这些煤岩层的膨胀变形和透气性的大幅度提高,引起这些煤层的瓦斯向开采层采掘空间涌出。能向开采煤层采掘空间涌出瓦斯的煤层称为邻近层。

位于开采煤层顶板内的邻近层称上邻近层，底板内的称下邻近层。

邻近层瓦斯抽采为了防止和减少邻近层的瓦斯通过层间的裂隙大量涌向开采层,可采用抽采的方法处理这一部分瓦斯，这种抽采方法称邻近层瓦斯抽采。目前认为，这种抽采是最有效和被广泛采用的抽采方法。分类邻近层的位置上邻近层(或顶板邻近层)抽采下邻近层(或底板邻近层)抽采邻近层瓦斯抽采按邻近层的位置分为上邻近层(或顶板邻近层)抽采和下邻近层(或底板邻近层)抽采分类汇集瓦斯的方法钻孔抽采巷道抽采钻孔综合抽采按汇集瓦斯的方法分为钻孔抽采、巷道抽采和巷道与钻孔综合抽采三类。上邻近层瓦斯抽采上邻近层瓦斯抽采即是邻近层位于开采层的顶板，通过巷道或钻孔来抽采上邻近层的瓦斯。根据岩层的破坏程度与位移状态可把顶板划分为冒落带、裂隙带和弯曲下沉带，底板划分为裂隙带和变形带。一、上邻近层瓦斯抽采上邻近层瓦斯抽采冒落带高度一般为采厚的5倍，在距开采层近、处于冒落带内的煤层，随冒落带的冒落而冒落，瓦斯完全释放到采空区内，很难进行上邻近层抽采。裂隙带的高度为采厚的8～30倍，此带因充分卸压，瓦斯大量解吸，是抽采瓦斯的最好区带，抽采量大，浓度高。因此上邻近层取冒落带高度为下限距离，裂隙带的高度为上限距离。一、上邻近层瓦斯抽采上邻近层瓦斯抽采010204由开采层运输巷、回风巷或层间岩巷等向上邻近层施工钻孔进行瓦斯抽采。在上邻近层掘汇集瓦斯巷道进行抽采。由开采层运输巷、回风巷等向采空区方向施工斜交钻孔进行瓦斯抽采。从地面施工钻孔进行抽采。03上邻近层瓦斯抽采分为：下邻近层瓦斯抽采下邻近层瓦斯抽采即是邻近层位于开采层的底板，通过巷道或钻孔来抽采下邻近层的瓦斯。根据上述三带原理，由于下邻近层不存在冒落带，所以不考虑上部边界，至于下部边界，一般不超过60～80m。二、下邻近层瓦斯抽采下邻近层瓦斯抽采010204由开采层运输巷、回风巷或层间岩巷等向下邻近层施工钻孔进行瓦斯抽采。在下邻近层掘汇集瓦斯巷道进行抽采。由开采层运输巷、回风巷等向采空区方向施工斜交钻孔进行瓦斯抽采。从地面施工钻孔进行抽采。03下邻近层瓦斯抽采分为：邻近层抽采钻孔布置的方式目前国内外广泛采用钻孔法，即由开采煤层进、回风巷道向邻近层打穿层钻孔抽采瓦斯，或由围岩大巷向邻近层打穿层钻孔抽采瓦斯。采用井下钻孔抽采邻近煤层瓦斯，要考虑煤层的赋存状况和开拓方式。钻孔布置方式主要有2种。一、邻近层抽采钻孔布置的方式1．由开采层层内巷道打钻其适应条件为缓倾斜或倾斜煤层的走向长壁工作面，具体又可分为以下几种：（1）钻场设在工作面副巷内，由钻场向邻近煤层打穿层钻孔。阳泉四矿、包头五当沟矿、六枝大用矿均采用这种，如图7-7、7-8、7-9所示图7-7阳泉四矿抽采上邻近层瓦斯层内副巷布孔方式钻孔布置方式钻孔布置方式图7-8包头五当沟矿抽采上邻近层瓦斯层内副巷布孔方式图7-9六枝大用矿抽采上邻近层瓦斯层内副巷布孔方式钻孔布置方式这种方式多用于抽采上邻近层瓦斯，优点是：①抽采负压与通风负压一致，有利于提高抽采效果，尤其是低层位的钻孔更为明显。②瓦斯管道设在回风巷，容易管理，有利于安全。缺点是：增加了抽采专用巷道的维护时间和工程量。（2）钻场设在工作面进风正巷内，由钻场向邻近层打穿层钻孔。此方式多用于抽采下邻近层瓦斯。南桐矿务局鱼田堡矿开采3号煤层抽采4号煤层瓦斯时就是这种布置，如图7-10所示。图7-10南桐鱼田堡矿抽采上邻近层瓦斯层内运输巷布孔方式钻孔布置方式钻孔布置方式与钻孔布置在回风水平相比，其优点是：①运输水平一般均有供电及供水系统，打钻施工方便。②由于开采阶段的运输巷即是下一阶段的回风巷，不存在由于抽采瓦斯而增加巷道

的维护时间和工程量的问题。上述布孔方式，每个钻场内一般打1-2个钻孔，也有多于2个的，钻孔方向与工作面平行或斜向采空区。2．在开采层层外巷道打钻。其适应条件为不同倾角的煤层和不同采煤方法的回采工作面。钻孔布置方式又分为：(1)钻场设在开采层底板岩巷内，由钻场向邻近层打穿层钻孔。多用在抽采下邻近层瓦斯。天府磨心坡矿、淮北芦岭矿、淮南谢二矿和松藻打通一矿均是这种布置图7-7阳泉四矿抽采上邻近层瓦斯层内副巷布孔方式钻孔布置方式钻孔布置方式这种方式的优点是：①抽采钻孔一般服务时间较长，除抽采卸压瓦斯外，还可用作预抽和采空区抽采瓦斯，不受回采工作面开采的时间限制。②钻场一般处于主要岩石巷道中，相对减少了巷道维修工程量，同时对于抽采设施的施工和维护也较方便。（2）钻场设在开采层顶板岩巷。多用于抽采上邻近层瓦斯。根据中梁山煤矿的应用，同样是开采2号煤层时抽采1号煤层瓦斯，与在开采层内布孔的方式相比，抽采效果大大提高，巷道工程量并不增加多少，只是石门稍向煤层顶板延伸即可，由于石门之间有相当间距，要使钻孔有效抽采2个石门间的瓦斯，每一钻场的钻孔应采用多排扇形布置。图7-10南桐鱼田堡矿抽采上邻近层瓦斯层内运输巷布孔方式钻孔布置方式钻孔布置的主要参数1．钻孔间距决定钻孔间距的原则是工程量少，抽出瓦斯多，不干扰生产。煤层的具体条件不同，钻孔的距离也不同，有的在30m～40m之间，有的可达100m以上。应该通过试抽，然后确定合理的距离。钻孔布置的主要参数2．钻孔角度钻孔角度是指它的倾角（钻孔与水平线的夹角）和偏角（钻孔水平投影线和煤层走向或倾向的夹角）。钻孔角度对抽采效果关系很大。抽采上邻近层时的仰角，应使钻孔通过顶板岩石的裂隙带进入邻近层充分卸压区，仰角太大，进不到充分卸压区，抽出的瓦斯浓度虽然高，但流量小；仰角太小钻孔中段将通过冒落带，钻孔与采空区沟通，必将抽进大量空气，也大大降低抽采效果。如图7-16所示，下邻近层抽采时的钻孔角度没有严格要求，因为钻孔中段受开采影响而破坏的可能性较小。钻孔布置的主要参数3．钻孔直径抽采邻近煤层瓦斯的钻孔的作用主要是作引导卸压瓦斯的通道。由于抽采的层位不同，钻孔长度不等，短的只十多米，长的数十米，而一般钻孔瓦斯抽采量只是1～2m3/min左右，少数达4～5m3/min；因此，孔径对瓦斯抽出量影响不大，无需很大的孔径，即可满足抽采的要求。目前国内外抽采邻近层瓦斯钻孔直径，一般都采用75mm左右。钻孔布置的主要参数层间距/m有效抽采距离/m可抽距离/m合理孔距/m上邻近层10203040608030～5040～6050～7060～8080～100100～12010～2015～2520～3025～3535～4545～5516～2420～2827～3632～4142～5050～60下邻近层

102030408025～4535～5545～6070～90110～13010～1515～2020～2530～3550～6012～2418～3223～4136～5054～63钻孔间距经验值钻孔布置的主要参数