第八章-瓦斯抽采基本知识

第八章瓦斯抽采基本知识☆瓦斯抽放发展概况我国煤矿瓦斯抽放技术的发展

50年代中期，采用穿层钻孔抽放上邻近层瓦斯在阳泉获得成功，解决了煤层群开采中首采面瓦斯涌出量大的问题。同时，认识到利用煤层开采后形成的采动卸压作用进行边采边抽,可以有效地抽出瓦斯。高透气性煤层抽放瓦斯阶段邻近层卸压抽放瓦斯阶段

80年代开始，随着机采、综采和放顶煤技术的应用，开采强度增大，使工作面绝对瓦斯涌出员大幅度增加。为了解决高产、高效工作面多瓦斯涌出源、高瓦斯涌出量的问题，必须结合矿井的地质开采条件，实施综合抽放瓦斯50年代初期，在抚顺高透气性特厚煤层中首次成功采用井下钻孔预抽煤层瓦斯，解决了抚顺矿区的关键问题，在透气性小于抚顺煤层的其它矿井未取得明显的效果。突出煤层抽放瓦斯效果不理想、难以消除突出威胁。从60年代开始，试验研究了多种强化抽放开采煤层瓦斯的方法，如煤层高、中压注水、水力压裂、水力割缝、松动爆破、大直径钻孔等。低透气性煤层强化抽放瓦斯阶段综合抽瓦斯阶段

第一节瓦斯抽采一、瓦斯抽采的概念为了减少和解除矿井瓦斯对煤矿安全生产的威胁，利用机械设备和专用管道造成的负压，将煤层中存在或释放出的瓦斯抽出来，输送到地面或其他安全地点的做法叫做瓦斯抽采。二、预抽煤层瓦斯的方式目前，能做为区域防突措施的只有开采保护层和区域预抽煤层瓦斯。对于突出危险区域煤层不具备开采保护层的条件时，必须采用预抽煤层瓦斯。

预抽煤层瓦斯可采用的方式有：①地面井预抽煤层瓦斯②井下穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯③穿层钻孔预抽煤巷条带层瓦斯④顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯⑤穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯⑥顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯

预抽煤层瓦斯的方法，一般可用上述的排列顺序优先选取，或多种方法并用。有条件的矿井，应优采选用地面井预抽煤层瓦斯这种区域防突方法，但我国目前对于该种方法的相关技术参数，效果等还缺少必要的试验考察，在一些矿井此方法还不宜单独使用。其余五种，便可按其排列顺序优先选取。由于预抽煤层瓦斯，还不能向开采保护层那样可靠的防突效果，而且预抽煤层瓦斯的实施条件，效果特点也有差别，所以有条件的矿井最好采用多种方式联合使用的预抽煤层瓦斯。三、预抽煤层瓦斯的基本条件和要求

（一）采取预抽煤层瓦斯，区域防突时的要求1、穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制区段内的整个开采块段，两侧回采巷道及其外侧一定范围内的煤层。要求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，其它帮道轮廓线外至少15M，（上度指，沿层面的距离）

2、穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯，区域防突措施的钻孔应当控制整条煤层巷道及其两侧一定范围内的煤层。3、顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯，区域防突措施的钻孔应当控制整个开采块段的煤层。4、石门揭煤时，钻孔应当在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7米以前实施。

5、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应控制的条带长度不小于60M。6、当煤巷掘进和采煤工作面在预抽防突效果有效的区域内作业时，工作面距未预抽或者预抽防突效果无效范围的前方边界不得小于20M。7、厚煤层分层开采时，预抽钻孔应当控制开采的分层及其上部至少20M，下部至少10M。２、对预抽煤层瓦斯钻孔的一般性要求（1）、钻孔应当在整个预抽区域均匀布置，以使煤层内各处的瓦斯和地应当普遍，均匀地降低。（2）、钻孔间距离应根据实际考察的煤层有效抽采半径确定。

（3）、预抽瓦斯钻孔封堵必须严密，穿层钻孔的封孔长度不得小于5M，顺层钻孔的封孔长度不得小于8M。（4）钻孔孔口负压不得小于13KPa,预抽瓦斯浓度低于30%时，应当采取改进封孔措施。开采保护层时应考虑抽放被保护层瓦斯。

瓦斯抽放的条件矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件

一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或一个掘进工作面的瓦斯涌出量大于3m3／min，用通风方法解决瓦斯问题不合理的。

开采有煤与瓦斯突出危险煤层的。

①大于或等于40m3／min；②年产量1.0～1.5Mt的矿井，大于30m3/min；③年产量0.6～1.0Mt的矿井，大于25m3/min；④年产量0.4～0.6Mt的矿井，大于20m3/min；⑤年产量小于或等于0.4Mt的矿井，大于15m3/min。3、《煤矿安全规程》对抽采瓦斯的规定4、煤层瓦斯抽采难易程度的指标

煤层抽放瓦斯难以程度（可行性）主要针对预抽方法而言，主要有钻孔瓦斯流量衰减系数（瓦斯压力）和煤层透气性系数两项指标，是用来衡量开采层瓦斯抽放难易程度的重要参数。根据这两项指标将未卸压原始煤层的抽放难以程度划分为三类，即容易抽放、可以抽放和较难抽放。类别钻孔瓦斯流量衰减系数d-1煤层透气性系数m2·MPa-2·d-1容易抽放＜0.003＞10可以抽放0.003~0.0510~0.1较难抽放＞0.05＜0.1瓦斯抽放的意义瓦斯抽放是消除煤矿重大瓦斯事故的治本措施

瓦斯抽放能够利用宝贵的瓦斯资源。瓦斯抽放能够解决矿井仅靠通风难以解决的问题，降低矿井通风成本5、瓦斯抽采的意义第二节瓦斯抽采系统和抽采参数

一、瓦斯抽采系统由瓦斯抽采设备和管路等构成的系统，成为瓦斯抽采系统，瓦斯抽采系统主要由瓦斯泵、管路系统、流量计和安全装置等组成。〈防治煤与瓦斯突出规定〉突出矿井必须建立满足防突工作要求的地面永久瓦斯抽采系统。离心式瓦斯泵回转式瓦斯泵水环真空泵

瓦斯抽放管孔板流量计矿井瓦斯储量

可抽瓦斯量

瓦斯抽放率

钻孔瓦斯流量衰减系数α

煤层透气性系数λ

可按下式计算：W=W1+W2+W3+W4λ=K/2μpn

可按下式计算：Wk=W×dk/100矿井瓦斯抽放率

工作面本开采层的抽放率工作面邻近层的抽放率

工作面总抽放率

dk=100Qkc/(Qky+Qkc)

db=100Qbc/(Qbc+Qby)

Dl=100Qlc/(Qlc+Qly)dg=100(Qbc+Qlc)/(Qlc+Qly+Qbc+Qby)

Qt=Q0e-αtα=（lnQ0-lnQt）/t

施工参数为了判断瓦斯抽采的可能性和抽采效果，安全的进行抽采工作，必须对一些基本参数进行测算。其中包括施工参数、检测参数和管理参数。二、瓦斯抽采的基本参数166瓦斯抽放基本参数

瓦斯抽放量、瓦斯浓度、压力和温度等参数的测定，可随时调阅泵站各种指标变化曲线、数值、工作状态，以及显示、打印和编制抽放瓦斯报表。当任一参数超限时自动报警，并按设定的程序停止或启动抽放泵。

抽放泵因故停抽或抽放的瓦