矿井瓦斯抽放技术课件.ppt

煤矿安全科技周专题讲座煤矿安全科技周专题讲座煤矿安全科技周专题讲座煤矿安全科技周专题讲座矿井瓦斯抽放技术简介矿井瓦斯抽放技术简介主讲：姜文忠主讲：姜文忠 博士博士20082008年年5 5月月1717日日主要内容主要内容1 1、矿井瓦斯抽放的重要意义、矿井瓦斯抽放的重要意义2 2、我国煤矿抽放瓦斯技术的发展、我国煤矿抽放瓦斯技术的发展3 3、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介4 4、低透气性煤层强化抽放瓦斯技术研究、低透气性煤层强化抽放瓦斯技术研究5 5、鹤岗矿区瓦斯抽放技术评价及建议、鹤岗矿区瓦斯抽放技术评价及建议二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展1 1、我国煤矿抽放瓦斯技术的发展、我国煤矿抽放瓦斯技术的发展 （四个阶段）（四个阶段）v高透气性煤层瓦斯预抽高透气性煤层瓦斯预抽v邻近层卸压瓦斯抽放邻近层卸压瓦斯抽放v低透气性煤层强化抽放瓦斯低透气性煤层强化抽放瓦斯v高产高效矿井（工作面）综合抽瓦斯高产高效矿井（工作面）综合抽瓦斯2 2、典型矿区瓦斯抽放技术简述、典型矿区瓦斯抽放技术简述 淮南矿区淮南矿区：9对生产矿井均为煤与瓦斯突出矿井，矿区瓦斯涌出总量达对生产矿井均为煤与瓦斯突出矿井，矿区瓦斯涌出总量达820 m3/min。特点是原始煤体透气性低特点是原始煤体透气性低(0.001135m2/MPa2.d)，瓦斯含量大瓦斯含量大(1226m3/t)，瓦斯压力高瓦斯压力高(最高达最高达6MPa)，煤质松软煤质松软(f=0.2)。采煤工作面瓦斯涌出量最大为采煤工作面瓦斯涌出量最大为60 m3/min，掘进工作面瓦斯涌出量最大达掘进工作面瓦斯涌出量最大达 8 m3/min。2004年集团公司抽放瓦斯年集团公司抽放瓦斯1.5亿亿m3，平均矿井抽放率平均矿井抽放率41.5。矿区采用的抽放技术主要有：矿区采用的抽放技术主要有：顶板走向钻孔抽放瓦斯技术；顶板走向钻孔抽放瓦斯技术；专用瓦斯抽放巷道穿层钻孔抽放技术；专用瓦斯抽放巷道穿层钻孔抽放技术；地面钻井抽放采动影响区域瓦斯技术；地面钻井抽放采动影响区域瓦斯技术；顺层钻孔抽放技术；顺层钻孔抽放技术；采空区瓦斯抽放技术。采空区瓦斯抽放技术。二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展 谢二矿谢二矿4111（3）工作面顺层孔预抽钻孔布置图）工作面顺层孔预抽钻孔布置图 在在机机巷巷和和风风巷巷沿沿煤煤层层倾倾斜斜方方向向施施工工顺顺层层倾倾向向钻钻孔孔。孔孔间间距距810m,孔孔深深3035m,孔孔径径73mm，抽抽放放浓浓度度为为515%，抽抽放放流流量量为为13m3/min，煤煤层层瓦瓦斯斯预预抽抽率率达达到到了了32.78%，对对降降低低煤煤壁壁瓦瓦斯斯涌涌出出量量及防止煤与瓦斯突出起到了一定的作用。及防止煤与瓦斯突出起到了一定的作用。二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展潘三矿潘三矿 1772(3)边抽边掘钻场和钻孔布置示意图边抽边掘钻场和钻孔布置示意图参参数数：每每隔隔50m50m在在巷巷道道两两帮帮各各施施工工4m4m2.4m4m4m2.4m的的钻钻场场，在在每每个个钻钻场场施施工工4 4个个长长65m65m，直直径径91mm91mm的的抽抽放放钻钻孔孔。钻钻孔孔距距巷巷道道距距离离2.52.54.0m4.0m。所所以以每每个个钻钻场场内内开开孔孔间间距距500mm500mm，钻钻孔孔方方位位与与巷巷道道中中线线成成1 13 3度度的的夹夹角角，用用聚聚氨氨酯酯封封孔孔后后不不间间断断的的抽抽放放,前前后后钻钻场场钻钻孔孔重重叠叠15m15m。二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展 掘掘进进头头超超前前钻钻孔孔预预抽抽在掘进迎头一次性布置在掘进迎头一次性布置9 9个孔个孔深深16m16m，孔径，孔径75mm75mm的抽放钻孔的抽放钻孔（1 19 9），钻孔的抽放范围），钻孔的抽放范围控制在巷道轮廓外控制在巷道轮廓外4.0m4.0m。在迎。在迎头向后头向后2.0m2.0m处的巷道两帮各施处的巷道两帮各施3 3个抽放孔（个抽放孔（10101515），其），其参数为：方位与巷道中线夹角参数为：方位与巷道中线夹角成成2020，孔深，孔深30.0m30.0m，孔径，孔径75mm75mm，倾角分别为，倾角分别为+5+5，00，-5-5。迎头抽放钻孔每进尺。迎头抽放钻孔每进尺8.0m8.0m为一个作业循环，巷道两为一个作业循环，巷道两帮钻孔每掘进帮钻孔每掘进16.0m16.0m为一个作为一个作业循环。业循环。二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展 潘一矿潘一矿2312（3）开采层顶板走向钻孔（高位钻孔）瓦斯抽放钻孔布置图）开采层顶板走向钻孔（高位钻孔）瓦斯抽放钻孔布置图 在工作面回风巷每隔在工作面回风巷每隔100m100m布置一个钻场，布置一个钻场，钻场在回风巷下帮开钻场在回风巷下帮开口，以口，以1717倾角向上倾角向上施工，掘进施工，掘进4m4m后变平，后变平，再施工再施工2m2m长的钻机平长的钻机平台；共布置台；共布置5 5个钻孔，个钻孔，钻孔直径钻孔直径91mm91mm，长度，长度115m115m；钻孔终孔点控；钻孔终孔点控制在回风巷下帮向下制在回风巷下帮向下3 323m23m范围内，终孔距范围内，终孔距煤层法距煤层法距18m18m左右。瓦左右。瓦斯抽放量为斯抽放量为7.07.012.0m12.0m3 3/min/min，平均，平均10.5 10.5 m m3 3/min/min。二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展 采采空空区区双双埋埋管管法法抽抽放放 随着回采工作面的移动，将抽放管路预埋在采空区的风巷位置，预埋管口距工随着回采工作面的移动，将抽放管路预埋在采空区的风巷位置，预埋管口距工作面的距离在作面的距离在151530m30m左右时投入抽放，在采空区上下两巷打密闭，密闭位置距左右时投入抽放，在采空区上下两巷打密闭，密闭位置距抽放管口抽放管口5m5m左右，密闭的间距左右，密闭的间距15m15m。瓦斯抽放浓度为。瓦斯抽放浓度为510%，平均为，平均为8%，瓦斯，瓦斯抽放纯流量为抽放纯流量为13.0m3/min，平均为，平均为2.0m3/min。二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展综合抽放：综合抽放：a.回采工作面综合抽放：回采工作面综合抽放：以高抽巷、顶板走向钻孔为主，巷帮边孔为辅，以高抽巷、顶板走向钻孔为主，巷帮边孔为辅，结合本煤层顺层钻孔预抽，上隅角埋结合本煤层顺层钻孔预抽，上隅角埋(插插)管做补充的管做补充的方式治理瓦斯。方式治理瓦斯。瓦斯预抽率只能达到瓦斯预抽率只能达到7%10%。而综合抽放时。而综合抽放时本煤层抽放浓度能保持在本煤层抽放浓度能保持在8%左右，高抽巷最大浓度左右，高抽巷最大浓度为为42%，最大纯量为，最大纯量为32m3/min,采煤工作面瓦斯抽放采煤工作面瓦斯抽放率能达到率能达到50%以上。以上。二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展b.地地面面钻钻井井与与泵泵站站示示意意图图地面钻井抽放功能：地面钻井抽放功能：1）采前预抽，预抽）采前预抽，预抽期期24个月；个月；2）采动卸压后抽放）采动卸压后抽放卸压带瓦斯；卸压带瓦斯；3）工作面回采完毕）工作面回采完毕后，可利用其进行后，可利用其进行采空区瓦斯抽放。采空区瓦斯抽放。单井日平均抽出瓦单井日平均抽出瓦斯斯14943m3，单井抽，单井抽放瓦斯量最高达放瓦斯量最高达28800m3/d。正常抽。正常抽放瓦斯浓度在放瓦斯浓度在95%左右。左右。二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展抚顺老虎台矿：抚顺老虎台矿：矿矿井井是是一一座座“水水、火火、瓦瓦斯斯、煤煤尘尘、煤煤与与瓦瓦斯斯突突出出、冲冲击击地地压压”六六害害俱俱全全的的矿矿井井，相相对对瓦瓦斯斯涌涌出出量量52.76m3/t，绝绝对对涌涌出出量量314.21m3/min。综综放放面面瓦瓦斯斯涌涌出出高高达达200m3/min；煤煤与与瓦瓦斯斯突突出出严严重重，1997年年10月月3日日，-780m运运输输石石门门揭揭煤煤在在煤煤层层中中掘掘进进时时由由于于构构造造应应力力的的作作用用发发生生突突出出，突突出出煤煤量量1,067t，涌涌出出瓦瓦斯斯10万万m3；冲冲击击地地压压每每年年发发生生近近4000次次左左右右，1993年年至至2002年年共共发发生生冲冲击击地地压压38,383次次，其其中中大大于于3级（里氏震级）级（里氏震级）44次，最大达次，最大达3.7级。级。二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展瓦斯抽放：瓦斯抽放：抚抚顺顺矿矿区区开开采采的的是是特特厚厚煤煤层层，从从20世世纪纪50年年代代开开始始就就采采取取预预抽抽煤煤层层瓦瓦斯斯的的方方式式进进行行瓦瓦斯斯抽抽放放，一一般般预预抽抽23年年左左右右，主主要要有有采采前前预预抽抽、边边采采边边抽和采空区抽放等方法。抽和采空区抽放等方法。2003年年矿矿井井瓦瓦斯斯抽抽放放量量为为105.06Mm3，平平均均抽抽放放速速度度为为199.89m3/min，平平均均抽抽放放浓浓度度为为50%，生产吨煤抽放量为，生产吨煤抽放量为29.18m3/t。二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展1-反斜钻孔；反斜钻孔；2-隔离式钻孔；隔离式钻孔；3-上抽钻孔；上抽钻孔；4-下截式钻孔下截式钻孔上抽式：上抽式：在采区上部煤柱中布在采区上部煤柱中布置钻场，每个钻场内打置钻场，每个钻场内打57个个钻孔，一直穿透全煤层，钻孔钻孔，一直穿透全煤层，钻孔角度一般为角度一般为03；下截式：下截式：将钻孔布置在采区下将钻孔布置在采区下部阶段煤柱内，布置与上抽式部阶段煤柱内，布置与上抽式相同；相同；反斜式：反斜式：将钻场设在阶段的下将钻场设在阶段的下部和煤层的顶部或顶板油母页部和煤层的顶部或顶板油母页岩内，然后打斜交上向钻孔；岩内，然后打斜交上向钻孔；隔离式：隔离式：将钻场和钻孔布置在将钻场和钻孔布置在边界（区间）煤柱中，抽放受边界（区间）煤柱中，抽放受采动影响的卸压瓦斯；采动影响的卸压瓦斯；原预抽孔的边采边抽。原预抽孔的边采边抽。总抽放率为总抽放率为36.8505采采区区边边采采边边抽抽钻钻孔孔布布置置平平断断面面图图边采边抽边采边抽二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展78001I巷道巷道布置与瓦斯抽布置与瓦斯抽放系统示意图放系统示意图 采空区抽放采空区抽放78001-I综放面回采时综放面回采时瓦斯涌出量：瓦斯涌出量：119.55m3/min，采用，采用尾巷插管，顶板巷道尾巷插管，顶板巷道和采空区埋管抽放空和采空区埋管抽放空区瓦斯，其中风排量区瓦斯，其中风排量19.28m3/min，抽放量，抽放量达到达到100.27m3/min，抽放率高达抽放率高达83.87%。二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展 20002003年抚顺矿井瓦斯涌出、抽放与利用量年抚顺矿井瓦斯涌出、抽放与利用量 项项 目目20002000200120012002200220032003矿井瓦斯涌出总量（矿井瓦斯涌出总量（Mm3Mm3）163.92163.92168.56168.56150.14150.14136.24136.24风排瓦斯量风排瓦斯量 （Mm3Mm3）37.0737.0736.8836.8828.8128.8131.1831.18抽放瓦斯量抽放瓦斯量 （Mm3Mm3）126.84126.84131.68131.68121.33121.33105.06105.06矿井抽放率矿井抽放率 （%）77.3877.3878.1278.1280.8180.8177.1177.11利用瓦斯量利用瓦斯量 （Mm3Mm3）117.48117.48121.67121.67109.99109.99105.02105.02瓦斯利用率瓦斯利用率 （%）92.6292.6292.4092.4090.6590.6599.9699.96二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展晋城寺河矿：晋城寺河矿：2004年年7月月矿矿井井瓦瓦斯斯鉴鉴定定，矿矿井井绝绝对对涌涌出出量量为为386m3/min，抽抽 放放 量量 为为 130m3/min，风风 排排 量量256.30m3/min，相对瓦斯涌出量，相对瓦斯涌出量21m3/t。抽抽放放方方法法有有三三种种，即即地地面面抽抽放放、本本煤煤层层预预抽抽和采空区抽放。和采空区抽放。二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展（1）地面钻孔抽放）地面钻孔抽放 2004年年在在寺寺河河矿矿潘潘庄庄井井田田施施工工30口口煤煤层层气气井井，井井距距为为310250m，控控制制面面积积为为3.64km2,2004年年度度累累计计产产气气量量538万万m3。二二期期工工程程的的70口口煤煤层层气气井井于于2004年年底底开开工工，于于2005年年10月月份份完完工工，年年底底形形成成了了0.81.5亿亿m3/a的的煤煤层层气气生生产产能能力力；2010年年完完成成三三期期工工程程，进进行行整整个个潘潘庄庄井井田田的的煤煤层层气气开发，实现年产气量开发，实现年产气量3亿亿m3。二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展寺河矿掘进时预抽钻孔布置寺河矿掘进时预抽钻孔布置寺河矿回采工作面预抽钻孔布置寺河矿回采工作面预抽钻孔布置 掘进巷道两侧间隔掘进巷道两侧间隔150m布置钻场，钻场内钻孔呈扇形布置，钻孔布置钻场，钻场内钻孔呈扇形布置，钻孔设计长设计长200米，实现对掘进面前方和圈定区域内的瓦斯进行抽放；米，实现对掘进面前方和圈定区域内的瓦斯进行抽放；回采前又进行采前预抽。回采前又进行采前预抽。（2 2）本煤）本煤层预抽层预抽二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展（3 3）采空区瓦斯抽放）采空区瓦斯抽放通通过过采采空空区区密密闭闭插插管管进进行行半半封封闭闭抽抽放放，有有效效的的改改变变上上隅角风流运移方向，达到治理上隅角瓦斯的目的。隅角风流运移方向，达到治理上隅角瓦斯的目的。工工作作面面回回采采结结束束后后，对对密密闭闭工工作作面面采采空空区区继继续续进进行行全全封闭抽放，以减小采空区瓦斯涌出量。封闭抽放，以减小采空区瓦斯涌出量。采采空空区区抽抽放放瓦瓦斯斯混混合合量量：7580m3/min；抽抽放放CH4浓浓度：度：1317%；抽放纯瓦斯量；抽放纯瓦斯量1114m3/min。二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展1 1、煤煤矿矿抽抽放放瓦瓦斯斯类类型型按按抽抽放放瓦瓦斯斯来来源源可可分分为为4 4个类型：个类型：开采煤层瓦斯抽放类型开采煤层瓦斯抽放类型邻近层瓦斯抽放类型邻近层瓦斯抽放类型围岩瓦斯抽放类型围岩瓦斯抽放类型采空区瓦斯抽放类型采空区瓦斯抽放类型三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介开采煤层瓦斯抽放方法类型开采煤层未卸压瓦斯抽放方法开采煤层采动卸压瓦斯抽放方法人为强化卸压瓦斯抽放方法回采工作面大面积预抽瓦斯方法煤巷掘进预抽瓦斯方法边掘边抽卸压瓦斯抽放方法边采边抽卸压瓦斯抽放方法开采保护层抽放开采煤层卸压瓦斯方法水力压裂法水力割缝法长钻孔控制预裂爆破法其 它 强化 卸 压法本层采掘巷道周边卸压瓦斯抽放方法层外先采卸压瓦斯抽放方法开采煤层瓦斯抽放方法开采煤层瓦斯抽放方法岩巷揭煤层预抽瓦斯方法三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介下邻近层卸压瓦斯抽放方法邻近层瓦斯抽放方法类型上邻近层卸压瓦斯抽放方法钻孔抽放瓦斯方式巷道抽放瓦斯方式钻孔巷道混合抽放瓦斯方式邻近层瓦斯抽放方法邻近层瓦斯抽放方法 三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介围岩瓦斯抽放方法类型顶底板围岩采动卸压瓦斯抽放方法围岩裂隙（溶洞）喷出瓦斯抽放方法作为邻近层瓦斯被抽放涌入采空区瓦斯被抽放钻孔方式抽放封闭巷道插管抽放方式围岩瓦斯抽放方法围岩瓦斯抽放方法 三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介钻孔抽放方式巷道抽放方式插（埋）管抽放方式钻孔抽放方式密闭插管抽放方式采空区瓦斯抽放方法类型回采工作面采空区瓦斯抽放方法老采空区瓦斯抽放方法报废矿井瓦斯抽放方法采空区冒落拱（带）卸压瓦斯边采边抽方法采空区积聚瓦斯抽放方法工作面上隅角瓦斯抽放方法地面钻孔抽放密闭抽放采空区抽放瓦斯方法采空区抽放瓦斯方法 三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介2 2、开采煤层瓦斯抽放方法技术、开采煤层瓦斯抽放方法技术 （1）开采煤层未卸压瓦斯抽放方法岩巷揭煤层预抽（排）瓦斯方法煤巷掘进预抽（排）瓦斯方法煤巷掘进预抽（排）瓦斯方法回采工作面大面积预抽瓦斯方法回采工作面大面积预抽瓦斯方法 三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介适适用用条条件件：用用于于倾倾斜斜、缓缓倾倾斜斜中中厚厚以以上上突突出出危危险险煤煤层层超超前前预预抽（排）瓦斯。抽（排）瓦斯。技技术术工工艺艺参参数数：沿沿井井筒筒周周边边外外1.5m1.5m处处，扇扇形形布布置置108mm108mm钻钻孔孔，井井筒筒围围内内均均匀匀布布置置75mm75mm钻钻孔孔，孔孔间间距距约约1m1m，一一般般抽抽排排时时约约1 1个个月月，使使煤煤层层瓦瓦斯斯含含量量下下降降30%30%以以上上，或或煤煤层层瓦瓦斯斯压压力力下下降降到到0.74MPa0.74MPa以以下下。防防突突措措施施应应遵遵照照防防治治煤煤与与瓦瓦斯斯突突出出细细则则有有关关规定。规定。应应用用说说明明：用用于于铁铁法法大大兴兴矿矿等等。抽抽排排瓦瓦斯斯时时，应应防防止止钻钻孔孔积积水影响瓦斯涌出。水影响瓦斯涌出。1-井壁；井壁；2-超前钻孔；超前钻孔；3-煤层煤层立井揭煤层超前钻孔抽排瓦斯方法立井揭煤层超前钻孔抽排瓦斯方法三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介适适用用条条件件：用用于于石石门门揭揭开开突突出出煤煤层层前前预预抽抽排排瓦瓦斯斯，煤煤层层倾倾角角、厚厚度度不不限限，单单一一煤煤层层，近间距煤层群均可采用。近间距煤层群均可采用。技技术术工工艺艺参参数数：主主要要抽抽排排石石门门上上方方（7 78m8m）及及二二侧侧（5 56m6m）保保护护圈圈内内的的瓦瓦斯斯。孔孔径径75mm75mm，间间距距1 12m.2m.抽抽排排时时间间3 3个个月月至至一一年年（与与孔孔间间距距有有关关），其其它它防防突突措措施施按按防防治治煤煤与与瓦瓦斯斯突突出出细细则则有关规定执行。有关规定执行。应应用用说说明明：用用于于重重庆庆天天府府煤煤矿矿。为为了了提提高高瓦瓦斯斯抽抽排排效效果果，可可采采用用煤煤层层扩扩孔孔钻钻扩扩大大煤煤层层段段钻钻孔孔直直径径；钻钻孔孔可可与与抽抽放放系统联接，用负压进行抽放。系统联接，用负压进行抽放。石门揭煤层超前钻孔抽排瓦斯方法石门揭煤层超前钻孔抽排瓦斯方法 三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介适适用用条条件件：用用于于突突出出煤煤层层 煤煤巷巷掘掘进进工工作作面面前前方方煤煤体体瓦瓦斯斯抽抽排。排。技技术术工工艺艺参参数数：钻钻孔孔直直径径757590mm90mm，软软煤煤选选用用小小直直径径，孔孔间间距距应应按按钻钻孔孔在在有有效效抽抽放放时时间间内内的的排排放放半半径径确确定定，一一般般为为0.50.52.0m2.0m，钻钻孔孔应应控控制制巷巷道道两两帮帮外外2 23m3m，还还应应控控制制巷巷道道顶顶部部煤煤层层。钻钻孔孔长长度度应应超超过过巷巷道道前前方方应应力力集集中中带带。一一般般为为151520m20m。有有关关防防突突措措施施应应按按防防治治煤煤与与瓦瓦斯斯突突出出细则执行。细则执行。应应用用说说明明，平平顶顶山山十十矿矿等等。该该方方法法为为突突出出煤煤层层煤煤巷巷掘掘进进最最常常用的防突技术措施。用的防突技术措施。煤巷掘进超前钻孔抽煤巷掘进超前钻孔抽（排）瓦斯方法（排）瓦斯方法 三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介煤巷先抽后掘抽放瓦斯方法煤巷先抽后掘抽放瓦斯方法 适适用用条条件件：各各类类煤煤层层，抽抽放放瓦瓦斯斯的的巷巷道道位位置置应应处处于于钻钻机机能能力力范范围围内内，一一般般不不大大于于200m200m。下下向向孔孔抽抽放放时时，钻钻孔孔应应为为缓缓倾倾角角，否否则则应应采采用用钻钻孔孔排排水措施。水措施。技技术术工工艺艺参参数数：孔孔径径757590mm90mm，间间距距10m10m左左右右，钻钻孔孔长长度度必必须须超超过过巷巷道道所所在在位位置置处处，抽抽放放时时间间应应满满足足巷巷道道掘掘进进时时通通风风安安全全或或防防治治突突出出的的预预抽抽瓦瓦斯斯指标要求。指标要求。应应用用说说明明：随随着着钻钻机机能能力力的的提提高高，该该方方法法结结合合采采煤煤工工作作面面大大面面积积预预抽抽瓦瓦斯斯，同同时时先先抽抽后后掘掘巷巷道道的的瓦瓦斯斯，应应是是一一项项较较实实用用的的先先抽抽后后掘掘巷巷道道的的方方法法。平平煤煤十十矿矿采采用用了了煤煤巷巷先先抽抽后后掘掘抽放瓦斯方法。抽放瓦斯方法。三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介a.单一煤层穿层钻孔抽放瓦斯方法单一煤层穿层钻孔抽放瓦斯方法 1.采空区；采空区；2-阶段煤柱阶段煤柱 穿穿层层钻钻孔孔预预抽抽煤煤层层瓦瓦斯斯方方法法三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介b.煤层群穿层钻孔抽放瓦斯方法煤层群穿层钻孔抽放瓦斯方法 穿穿层层钻钻孔孔预预抽抽煤煤层层瓦瓦斯斯方方法法三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介c.网格式穿层钻孔抽放瓦斯方法网格式穿层钻孔抽放瓦斯方法 穿穿层层钻钻孔孔预预抽抽煤煤层层瓦瓦斯斯方方法法三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介顺层钻孔预抽开采煤层瓦斯方法顺层钻孔预抽开采煤层瓦斯方法 a.顺层上向钻孔预抽开采煤层瓦斯方法顺层上向钻孔预抽开采煤层瓦斯方法1-回风巷道回风巷道 2-运输巷道运输巷道 3-瓦斯管瓦斯管 4-抽放钻孔抽放钻孔 5-回采工作面回采工作面适适用用条条件件：具具有有底底（顶顶）板板围围岩岩巷巷或或邻邻近近煤煤层层巷巷道道，可可以以从从该该巷巷道道向向抽抽放放瓦瓦斯斯煤煤层打钻；层打钻；图图a适适用用于于容容易易及及可可以以抽抽放煤层。放煤层。钻钻场场间间距距一一般般为为30m，每每个个钻钻场场内内扇扇形形布布孔孔5-7个个，孔孔径径90mm左右。左右。在抚顺各矿应用在抚顺各矿应用。顺顺层层钻钻孔孔抽抽瓦瓦斯斯方方法法三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介b.顺层下向钻孔预抽开采煤层瓦斯方法顺层下向钻孔预抽开采煤层瓦斯方法图图b可可用用于于各各类类瓦瓦斯斯抽抽放放难难易易程程度度的的煤煤层层。对对于于较较难难抽抽放放瓦瓦斯斯的的煤煤层层或或突突出出煤煤层层，在在采采前前进进行行预预抽抽后后，当当先先采采一一层层（开开采采保保护护层层）后后，可可以以继继续续预预先先抽抽放放开开采采煤煤层层的的卸卸压压瓦瓦斯斯（详详见见本本节节层层外外先先采采，预预抽抽开开采采煤煤层层卸卸压压瓦瓦斯斯方方法法）；钻钻场场间间距距一一般般为为30m，每每个个钻钻场场内内扇扇形形布布孔孔5-7个个，孔孔径径90mm左右。左右。在重庆中梁山煤矿应用在重庆中梁山煤矿应用 顺顺层层钻钻孔孔抽抽瓦瓦斯斯方方法法三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介c.顺层走向水平钻孔预抽煤层瓦斯方法顺层走向水平钻孔预抽煤层瓦斯方法图图c适适用用于于预预抽抽严严重重突突出出煤煤层层的的瓦瓦斯斯，可可以以作作为为区区域域性性防防突突措措施施，有有关关要要求求应应符符合合防防治治煤煤与与瓦斯突出细则规定。瓦斯突出细则规定。要要求求在在开开采采煤煤层层的的范范围围内内均均匀匀布布孔孔，孔孔间间距距一一般般为为1010m，要要求求抽抽放放时时间间一一年年左左右右，抽抽放放率率（抽抽放放量量与与煤煤层层瓦瓦斯斯储储量的比值）大于量的比值）大于30%。在在芙芙蓉蓉白白皎皎矿矿，北北票票台台吉矿等应用吉矿等应用 顺顺层层钻钻孔孔抽抽瓦瓦斯斯方方法法三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介d.顺层交叉网状钻孔预抽煤层瓦斯方法顺层交叉网状钻孔预抽煤层瓦斯方法顺顺层层钻钻孔孔抽抽瓦瓦斯斯方方法法三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介顺层钻孔抽放时，要求的钻孔量（顺层钻孔抽放时，要求的钻孔量（m/t）煤层类别煤层类别薄煤层薄煤层中厚煤层中厚煤层厚煤层厚煤层容易抽放容易抽放0.050.030.01可以抽放可以抽放0.050.10.030.050.010.03较难抽放较难抽放0.10.050.03三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介焦作焦西矿顺层上、下钻孔预抽煤层瓦斯方法焦作焦西矿顺层上、下钻孔预抽煤层瓦斯方法 顺顺层层钻钻孔孔抽抽瓦瓦斯斯方方法法三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介2 2、开采煤层瓦斯抽放方法技术、开采煤层瓦斯抽放方法技术 （2 2）开采煤层采动卸压瓦斯抽放方法）开采煤层采动卸压瓦斯抽放方法开采煤层采掘巷道周边卸压瓦斯抽放方法开采煤层采掘巷道周边卸压瓦斯抽放方法开采保护层抽放开采煤层卸压瓦斯方法开采保护层抽放开采煤层卸压瓦斯方法 三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介适适用用条条件件：适适用用于于容容易易抽抽放放瓦瓦斯斯煤煤层层，煤煤巷巷掘掘进进工工作作面面区区域域瓦瓦 斯斯 涌涌 出出 量量 较较 大大（超超 过过3m3/min）时。）时。技技术术工工艺艺参参数数：巷巷帮帮钻钻孔孔主主要要应应避避开开巷巷道道周周围围松松动动圈圈，且且处处于于巷巷帮帮煤煤体体卸卸压压范范围围内内，钻钻孔孔封封孔孔段段长长度度应应超超过过巷巷道道松松动动圈圈范范围围。孔孔径径75100mm，孔孔长长50 100m，钻钻 场场 间间 距距 3050m，每每个个钻钻场场内内布布置置24个个孔，孔底距巷帮平距孔，孔底距巷帮平距815m。应用说明：在鸡西穆梭矿掘应用说明：在鸡西穆梭矿掘进进1.71.9m厚的煤巷时，掘厚的煤巷时，掘进巷道瓦斯涌出达进巷道瓦斯涌出达8.2m3/min，采用该方法后，抽出瓦斯，采用该方法后，抽出瓦斯57m3/min，巷道瓦斯涌出量，巷道瓦斯涌出量降低降低6070%。a巷帮斜交钻孔抽瓦斯方法巷帮斜交钻孔抽瓦斯方法三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介适适用用条条件件：适适用用于于煤煤与与瓦瓦斯斯突突出出危危险险煤煤层层，用用于于消消除除掘掘进进工工作作面面突突出出危险性。危险性。技技术术工工艺艺参参数数：巷巷帮帮钻钻孔孔主主要要应应避避开开巷巷道道周周围围松松动动圈圈，且且处处于于巷巷帮帮煤煤体体卸卸压压范范围围内内，钻钻孔孔封封孔孔段段长长度度应应超超过过巷巷道道松松动动圈圈范范围围。孔孔径径75100mm，孔孔长长50100m，钻钻场场间间距距3050m，每每个个钻钻场场内内布布置置24个孔，孔底距巷帮平距个孔，孔底距巷帮平距815m。应应用用说说明明：在在淮淮南南局局各各矿矿应应用用，潘潘三三 矿矿 掘掘 进进 巷巷 道道 平平 均均 抽抽 放放 瓦瓦 斯斯1.5m3/min，最最高高3.2m3/min，抽抽放放率率达达3550%,一一年年内内累累计计安安全全掘掘进进1080m，平平均均月月进进90m，最最高高115m，认认为为这这是是防防治治掘掘进进过过程程中中瓦斯超限和防治突出的治本措施。瓦斯超限和防治突出的治本措施。b巷帮钻孔结合超前钻孔抽放瓦斯方法巷帮钻孔结合超前钻孔抽放瓦斯方法边掘边抽卸压瓦斯方法边掘边抽卸压瓦斯方法三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介边采边抽卸压瓦斯抽放方法边采边抽卸压瓦斯抽放方法适适用用条条件件：受受回回采采工工作作面面前前方方矿矿压压变变化化的的影影响响，回回采采工工作作面面前前方方一一段段范范围围内内，煤煤体体被被压压碎碎松松动动卸卸压压，该该地地段段煤煤体体内内瓦瓦斯斯会会大大量量解解吸吸，随随着着回回采采工工作作向向前前推推进进，此此松松动动卸卸压压地地段段也也会会不不间间断断的的向向前前移移动动。因因此此抽抽放放该该地地段段内内的的卸卸压压瓦瓦斯斯，会会取取得得较较好好的的效效果果。但但顺顺层层单单一一平平行行钻钻孔孔孔孔口口，孔孔底底与与回回采采工工作作面面距距离离相相同同，所所以以钻钻孔孔孔孔口口与与孔孔底底同同时时被被破破坏坏，钻钻孔孔抽抽放放松松动动卸卸压压区区内内瓦瓦斯斯的的时时间间短短。而而交交叉叉钻钻孔孔中中的的斜斜向向钻钻孔孔或或斜斜交交钻钻孔孔，当当孔孔底底被被回回采采工工作作面面采采过过后后，仍仍有有部部分分钻钻孔孔段段留留在在卸卸压压煤煤体体内抽放瓦斯，因而能取得较好的抽放瓦斯效果。内抽放瓦斯，因而能取得较好的抽放瓦斯效果。技技术术工工艺艺参参数数：与与回回采采工工作作面面大大面面积积预预抽抽瓦瓦斯斯方方法法抽抽瓦瓦斯斯方方法法相相同同，在在抽抽放放期期间间，要要严严格格抽抽放放瓦瓦斯斯钻钻孔孔管管理理，发发现现钻钻孔孔大大量量漏漏气气时时，必必须须及时关闭，以免影响整个抽放系统的抽放负压及瓦斯浓度。及时关闭，以免影响整个抽放系统的抽放负压及瓦斯浓度。应应用用说说明明：焦焦作作九九里里山山矿矿等等应应用用效效果果较较好好。关关键键在在于于对对预预抽抽钻钻孔孔坚坚持持继续抽放及加强抽放瓦斯的管理。继续抽放及加强抽放瓦斯的管理。三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介开采保护层抽放瓦斯的作用：开采保护层抽放瓦斯的作用：减少被保护层卸压瓦斯向保护层回采工作面涌出，等于抽放了下邻近层涌出的卸压瓦斯，保障了保护层安全开采；消除被保护层煤与瓦斯突出危险；减少被保护层（主开采煤层）巷道掘进及回采的瓦斯涌出，消除瓦斯威胁。开采保护层抽放开采煤层卸压瓦斯的方法开采保护层抽放开采煤层卸压瓦斯的方法:上保护层开采抽放被保护层（开采层）瓦斯方法；下保护层开采抽放被保护层（开采层）瓦斯方法；混合式抽放上、下被保护层瓦斯方法。三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介a a 底板穿层钻孔抽放被保护层瓦斯方法底板穿层钻孔抽放被保护层瓦斯方法 上保护层开采抽放被保护层（开采层）瓦斯方法上保护层开采抽放被保护层（开采层）瓦斯方法三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介 b 顶板反向穿层钻孔抽放被保护层瓦斯方法顶板反向穿层钻孔抽放被保护层瓦斯方法 c 混合式钻孔抽放被保护层瓦斯方法混合式钻孔抽放被保护层瓦斯方法 三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介d 顺层钻孔抽放被保护层瓦斯方法顺层钻孔抽放被保护层瓦斯方法上保护层开采抽放被保护层瓦斯方法上保护层开采抽放被保护层瓦斯方法三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介适适用用条条件件：开开采采煤煤层层群群的的矿矿井井，有有围围岩岩巷巷道道或或相相邻邻煤煤层层巷巷道道，开开采采煤煤层层厚厚度度，倾倾角角不不限限，煤煤层层为为较较难难抽抽放放瓦瓦斯斯煤煤层层及突出煤层。及突出煤层。技技术术工工艺艺参参数数：穿穿层层钻钻孔孔的的钻钻场场间间距距一一般般为为45m，每每个个钻钻场场布布孔孔4-6个个，钻钻孔孔角角度度1040孔孔底底间间距距1520m，孔孔径径75mm左左右右，钻钻孔孔长长度度要要求求穿穿过过各各个个抽抽放放瓦瓦斯斯的的煤煤层层，并并在在保护范围内。保护范围内。顺顺层层钻钻孔孔的的长长度度应应大大于于回回采采工工作作长长度度的的一一半半，间间距距可可为为预预抽顺层钻孔间距的抽顺层钻孔间距的12倍，为单一平行或扇形布孔方式。倍，为单一平行或扇形布孔方式。应用说明：穿层钻孔抽放被保护层瓦斯方法应用较广泛。应用说明：穿层钻孔抽放被保护层瓦斯方法应用较广泛。三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介上、下保护层开采抽放被保护层瓦斯方法上、下保护层开采抽放被保护层瓦斯方法 下保护层开采抽放被保护层瓦斯方法下保护层开采抽放被保护层瓦斯方法适用条件：急倾斜煤层群适用条件：急倾斜煤层群开采矿井可以选用此法，被开采矿井可以选用此法，被保护层主采煤层为严重突出保护层主采煤层为严重突出后，其它防突措施效果不佳后，其它防突措施效果不佳时，可选用此法。时，可选用此法。技术工艺参数：钻场距煤技术工艺参数：钻场距煤层顶板层顶板10m，钻场间距，钻场间距3060m，钻场孔数一般为，钻场孔数一般为35个，孔间距个，孔间距3015m。应用说明：该方法在中梁应用说明：该方法在中梁山煤矿浅部开采时，取得了山煤矿浅部开采时，取得了较满意效果，但随着矿井开较满意效果，但随着矿井开采深度增加，因顶板大量涌采深度增加，因顶板大量涌水已不再继续使用。水已不再继续使用。三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介混合式抽放上、下被保护层瓦斯方法混合式抽放上、下被保护层瓦斯方法 1-h30m(上保护层)开采上、下保护层时钻孔流量曲线开采上、下保护层时钻孔流量曲线 三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介3 3、开采煤层瓦斯抽放方法技术及适用性、开采煤层瓦斯抽放方法技术及适用性 （3 3）人为（强化）卸压瓦斯抽放方法）人为（强化）卸压瓦斯抽放方法水力压裂强化抽放开采煤层瓦斯方法水力压裂强化抽放开采煤层瓦斯方法 水力割缝强化抽放开采煤层瓦斯方法水力割缝强化抽放开采煤层瓦斯方法 长钻孔控制预裂爆破强化抽放开采煤层瓦斯方法长钻孔控制预裂爆破强化抽放开采煤层瓦斯方法 三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介 1 1）水力压裂强化抽放开采煤层瓦斯方法）水力压裂强化抽放开采煤层瓦斯方法 适用条件：地面钻孔水力压裂方法适用于地表较平坦，具备钻井、压裂、适用条件：地面钻孔水力压裂方法适用于地表较平坦，具备钻井、压裂、抽放施工条件，地面钻孔水力压裂的煤层应为可以及容易抽放厚度为中厚以抽放施工条件，地面钻孔水力压裂的煤层应为可以及容易抽放厚度为中厚以上、倾角为缓及倾斜煤层。井下水力破裂法适用条件较广。上、倾角为缓及倾斜煤层。井下水力破裂法适用条件较广。技技术术工工艺艺参参数数：地地面面钻钻孔孔水水力力压压裂裂及及井井下下钻钻孔孔水水力力破破裂裂技技术术工工艺艺的的差差别别是是：井井下下钻钻孔孔水水力力破破裂裂过过程程中中不不加加支支撑撑剂剂（砂砂子子），其其它它工工艺艺都都相相同同，有有钻钻井井（打打钻钻）完完井井（封封孔孔）压压裂裂排排水水抽抽放放瓦瓦斯斯。工工艺艺参参数数中中的的关关键键是是孔孔间间距距、压压裂裂液液注注入入速速度度、加加砂砂量量、排排水水效效果果等等，因因煤煤层层赋赋存存条条件件不不同，各技术工艺参数也不同。同，各技术工艺参数也不同。应应用用说说明明：地地面面钻钻孔孔水水力力压压裂裂法法在在我我国国的的白白沙沙红红卫卫矿矿，抚抚顺顺北北龙龙凤凤及及焦焦作作中中马马矿矿做做过过试试验验，由由于于煤煤层层透透气气性性较较小小、工工程程较较大大，没没有有推推广广应应用用。晋晋城城地地区抽放效果良好。区抽放效果良好。三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介a、地面钻孔水力压裂抽放煤层瓦斯方法、地面钻孔水力压裂抽放煤层瓦斯方法 b b、井下钻孔水力破裂抽放煤层瓦斯方法、井下钻孔水力破裂抽放煤层瓦斯方法三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介 2 2）水力割缝强化抽放开采煤层瓦斯方法）水力割缝强化抽放开采煤层瓦斯方法 适适用用条条件件：中中硬硬或或软软（打打钻钻不不自自喷喷）的的厚厚煤煤层层，采采用用顺顺层层上上向向孔孔及及水平孔的煤层均可采用水力割缝强