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煤矿瓦斯抽放方法以及引起事故危险因素

的分析抽放瓦斯方法分类抽放瓦斯的分类方式和方法多种多样，目前尚无统一的标准。通常按以下三种方法进行分类。1、按抽放瓦斯的来源分类按抽放瓦斯的来源分为：1）开采层（本煤层）抽放瓦斯；2）邻近层抽放瓦斯；3）采空区抽放瓦斯。2、按抽放与采掘的时间分类按抽放与采掘的时间关系可分为：1）采前抽放（也称为预抽）；2）采中抽放（也称边抽，包括边采边抽和边掘边抽）；3）采后抽放（也趁旧区抽放）。3、按施工工艺和手段分类按施工工艺和手段可分为：1）巷道抽放法；2）钻孔抽放法；3）巷道、钻孔混合抽放法。瓦斯抽放方法虽然有以上不同分类方法和不同种类，但在现场实际应用时，往往是互相结合、综合使用，无法截然分开的。如，本煤层抽放中包括巷道预抽法、钻孔预抽法及边抽（掘）法等；同时，钻孔抽放法又应用于本煤层抽放、邻近层抽放及预抽、边抽等。开采煤层的瓦斯抽放分析开采煤层的瓦斯抽放，是在煤层开采之前或采掘的同时,用钻孔或巷道进行该煤层的抽放工作。煤层回采前的抽放属于未卸压抽放，在受到采掘工作面影响范围内的抽放，属于卸压抽放。决定未卸压煤层抽放效果的关键因素，是煤层的天然透气系数。按照煤层的透气系数评价未卸压煤层预抽瓦斯的难易程度的指标如下表：表2-1煤层抽放瓦斯难易程度分级表等级煤层透气系数/m2.MPa-2・d-l煤层百米钻孔瓦斯涌出衰减系数d-1容易抽放可以抽放较难抽放>1010-0.1<0,1<0.0150.03-0.05>0.05®未卸压抽放本法适用于透气系数较大的开采煤层预抽瓦斯。按钻孔与煤层的关系分为穿层钻孔和沿层钻孔；按钻角度分为上向钻孔、下向钻孔和水平钻孔。我过多采用穿层上向钻孔。穿层钻孔是在开采煤层的顶板或底板岩巷（或煤巷），每隔一段距离开一长约10米的钻场。从钻场向煤层打3-5个穿透煤层的钻孔，封孔或将整个钻场封闭起来，装上抽瓦斯管与抽放系统连接。此方法的优点是施工方便，可以预抽的时间较长。如果是厚煤层下行分层回采，第一层回采后，还可在卸压的条件下，抽放未分层的瓦斯。沿层钻孔适用于赋存稳定的中厚煤层。由运输平巷沿煤层倾斜打钻，或由上、下山沿煤层走向打水平孔（仰角r-2°）o这类抽放方法常受采掘接替的限制，抽放时间不长，影响了抽放的效果。国外采用的可弯曲钻，能由岩巷或地面打沿层钻孔，大大延长了抽放时间。我国1987年开始了有关研究工作，着重于井下水平长钻孔的打钻工艺。②卸压钻孔抽放在受回采或掘进的采动影响下，引起煤层和围岩应力重新分布，形成卸压区和应力集中区。在卸压区内煤层膨胀变形，透气系数大大增加。如果在这个区域内打钻抽放瓦斯，可以提高抽出力量，并阻截瓦斯流向工作空间。这类抽放方法现场叫随掘随抽和随采随抽。随掘随抽在掘进巷道的两帮，随掘进巷道推进，每隔10-15m开一钻孔窝，在巷道周围卸压区内打钻孔1一2个，孔径40-5-60mm,封孔深1.5—2.0m,封孔连接于抽放系统进行抽放。孔口负压不宜过高，一般为5.3-6.7kPa（40-50mmHg）o巷道周围的卸压区一般为5-15m,个别煤层可达15—30m。随采随抽是在采煤工作面前方由机巷或风巷每隔一段距离（20—60m）,沿煤层倾斜方向，平行于工作面打钻、封孔、抽放瓦斯。孔深应小于工作面斜长的20—40m。工作面推进到钻孔附近，当最大集中应力超过钻孔后，钻孔附近煤体就开始膨胀变形，瓦斯的抽出量也因而增加，工作面推进到距钻孔1—3m时，钻孔处于煤面的挤出带内，大量空气进入钻孔，瓦斯浓度降低到30%以下时，应停止抽放。在下行分层工作面，钻孔应靠近底板，上行分层工作面靠近顶板。如果煤层厚超过6-8m,在未采分层内打的钻孔,当第一分层回采后，仍可继续抽放。这类抽放方法只适用于赋存平稳的煤层，有效抽放时间不长，没孔的抽出量不大。③人工增加煤层透气系数的措施透气系数低的单一煤层，或者虽为煤层群，但是开采顺序必须先采瓦斯含量大的煤层，那么上述抽放瓦斯的方法,就很难到达预期的目的。必须采用专门措施增加了煤层的透气系数以后，才能抽出瓦斯。国内外都已试验过的措施有：煤层注水、水力压裂、水力割缝、深孔爆破、交叉钻孔和煤层的酸液处理等。水力压裂是将大量含砂的高压液体（水或其他溶液）注入煤层，迫使煤层破裂，产生裂隙后砂子作为支撑剂停留在缝隙内，阻止它们的重新闭合，从而提高煤层的透气系数。注入的液体排出后，就可进行瓦斯的抽放工作。龙凤矿北井、阳泉、红卫等矿都曾做过这种方法的工业试验。水力割缝是用高压水射流切割孔两侧每体（即割缝），形成大致沿煤层扩张的空洞与裂缝。增加煤体的暴露面，造成割缝上、下煤体的卸压，提高它们的透气系数。深孔爆破是在钻孔内用炸药爆炸造成的震动力使煤体松动破裂。酸液处理是向含有碳酸盐类或硅酸盐类的煤层中，注入可溶解这些矿物质的酸性溶液。交叉钻孔是除沿煤层打处置于走向的平行孔外，还打与平行钻孔呈15。-20。夹角的斜向钻孔，形成互相连通的钻孔网。其实质相当于扩大钻孔直径，同时斜向钻孔延长了钻孔在卸压带的抽放时间，也避免了因钻孔坍塌而对抽放效果的影响。在焦作矿务局九里山煤矿的试验结果表明，这种布孔方式较常规的布孔方式相比，相同条件下提高抽放量0.46—1.02倍。邻近层的瓦斯抽放分析开采煤层群时，回采煤层的顶、底板围岩发生冒落、移动、龟裂和卸压，透气系数增加。回采煤层附近的煤层或夹层中的瓦斯，就能向回采煤层的采空区转移。这类能向开采煤层采空区涌出瓦斯的煤层或夹层，就叫做邻近层。位于开采煤层顶板内的临近层叫上临近层，底板内的叫下邻近层。邻近层的瓦斯抽放，即是在有瓦斯赋存的邻近层内预先开凿抽放瓦斯的巷道，或预先从开采煤层或围岩大巷内向临近层打钻，将邻近层内涌出的瓦斯汇集抽出。前一方法称巷道法，后一方法称钻孔法。目前国内外都广泛采用钻孔法，即由开采煤层进回风巷道或围岩大巷内，向邻近层打穿层钻孔抽瓦斯。当采煤工作面接近或超过钻孔时，岩体卸压膨胀变形，透气系数增大，钻孔瓦斯的流量有所增加，就可开始抽放。钻孔的抽出粮随工作面的推进而逐渐增大，达到最大值后能以稳定的抽出量维持一段时间（儿十天到几个月）。由于采空区逐渐压实，透气系数逐渐恢复，抽出量也将随之减少，直到抽出两减少到失去抽放的意义，便可以停止抽放。巷道法抽放时，也可以采用倾斜高抽巷和走向高抽巷抽放上临近层中的瓦斯。80年代试验成功的倾斜