矿井瓦斯抽采技术研究.docx
《矿井瓦斯抽采技术研究.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《矿井瓦斯抽采技术研究.docx(37页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
矿井瓦斯抽采技术研究
矿井瓦斯抽采技术研究
摘要:
随着矿井生产技术水平的快速发展,矿井生产能力大大提高,但随之而来的矿井瓦斯涌出大大增加。
矿井瓦斯已成为制约煤矿安全生产的头号大敌。
余吾矿瓦斯涌出量大,仅靠通风方法难以解决瓦斯超限问题,从而严重制约了该矿的正常生产能力。
本文介绍了该井田的基本情况,预测了矿井瓦斯的涌出量,对抽放瓦斯的必要性与可行性进行了论证。
通过对抽放方法的比较和抽放管路的计算和选择,设计了瓦斯抽放的方法和矿井瓦斯抽放系统。
并计算了抽放系统的管道阻力和瓦斯泵的流量与压力,选择了合适的瓦斯泵型号,建立了地面永久抽放泵站。
最后利用所抽瓦斯进行发电,以达到合理利用瓦斯,使其变废为宝、减少环境污染的目的。
关键词:
瓦斯预测、瓦斯抽放、瓦斯抽放系统、瓦斯
利用
1绪论
1.1选题背景及研究意义
“安全第一、预防为主”是我国各行各业都要遵循的安全生产方针。
采煤作业作为高危险行业,在安全生产方面尤为重视。
但是随着煤矿开采技术的快速发展,一方面煤矿机械化水平不断提高,煤矿生产越来越高效化、集约化,另一方面随着煤矿开采深度的不断加深,采煤作业的不断提速,使得矿井瓦斯涌出量一直处于上升状态,对煤矿的安全生产造成重大威胁。
如何处理好煤矿高产高效跟安全生产的关系,是我国煤矿开采在21世纪的重大任务。
我国现有国家重点煤矿657处,在其中有567处矿井有煤尘爆炸危险,高达86.3%;煤与瓦斯突出矿井有130处,高瓦斯矿井有180处,自然发火矿井有361处。
据有关资料统计我国煤矿一次死亡10人以上的特大事故中有70%以上是由于瓦斯(煤尘)爆炸事故。
2002年~2006年,工矿类相关行业死亡10人/次以上特重大事故中,煤矿死亡人数就占72.8%~89.3%;而在煤矿企业所发生的一次死亡10人以上事故中,瓦斯事故占死亡人数的77%。
这些血淋淋的事实无不说明了瓦斯事故是制约煤矿安全生产的“头号大敌”。
虽然矿井瓦斯是煤矿安全生产的重大危险源,但从能源角度来讲,瓦斯本身是一种优质洁净的能源。
我国瓦斯储量非常丰富,据初步估算,在全国范围内煤层气资源量大约有30万亿到36万亿立方米。
在我国2000米内,浅层煤层气资源相当于450亿吨标准煤,这意味着这些浅层煤层气如果完全开发可供我国使用20多年。
瓦斯气作为煤碳的伴生能源如果开采得当,在能源紧张的现如今完全可以为国民经济的快速发展做出重大贡献。
从现有技术水平来看,矿井瓦斯抽采可以做到既在保障煤矿高产高效安全生产的同时又能兼顾开发煤层瓦斯,使煤矿开采更加集约化。
1.2瓦斯抽放的国内外研究现状
1.2.1国外研究现状
1934年日本北海道新愰内矿抽放密闭区瓦斯,这是人类历史上首次在工业规模上利用机械开采瓦斯。
随后几十年内,煤矿瓦斯抽放在西欧、美国、前苏联、东亚开始迅猛发展。
世界瓦斯年抽放量从1951年的134Mm³增至1987年的5431Mm³,大约增加了39倍。
瓦斯抽放量得到井喷式发展主要有两个原因:
一是这期间抽放瓦斯矿井数目大大增加,二是单个矿井的年瓦斯抽放量的增长。
这期间为提高瓦斯抽放率,各国都对瓦斯抽采技术进行了研究:
前苏联针对低透气性煤层难抽问题,在顿巴斯、卡拉干达和库基巴斯矿区最先提出并试验应用了交叉钻孔强化预抽煤层瓦斯的方法,显著提高了低透气性煤层的瓦斯抽放率;而日本针对开采深度大的煤层时采用大直径钻孔来提高抽采效果;德国和捷克通过向煤层打放射状钻孔以延长抽采时间,成功达到了提高瓦斯抽采量的目的;在封孔工艺上,德国和日本在首先推广应用聚氨酯封孔技术,使抽放负压达到50KPa以上。
近年来由于石油、天然气能源的急缺,煤层气作为煤炭的伴生能源更是受到热捧,美国等发达国家掀起了对瓦斯抽采开发试验的新浪潮。
针对美国煤层埋藏稳定、构造简单、透气性好、倾角低的优点,美国则是采用石油钻井的成熟工艺在井下水平长钻孔预抽瓦斯,获得了很大的成功。
1.2.2国内研究现状
早在1637年,我国明代科学家宋应星在其所著的《天工开物》一书中就记载了利用竹管排放井下毒气,这是我国关于瓦斯抽放的最早记载。
到1938年,抚顺龙凤矿开始机械瓦斯抽采,我国瓦斯抽采技术正式走上了机械化开采的道路。
到如今,我国瓦斯抽采技术发展了七十余年,大致经历了以下几个发展阶段①高透气性煤层预抽瓦斯阶段;②邻近层卸压瓦斯抽采阶段;③低透气性煤层强化抽采阶段;④高产高效矿井(工作面)综合抽采瓦斯阶段。
现如今我国的抽采技术从一开始的单一钻孔抽采,发展到现在的巷道抽放、钻孔抽放、地面抽放和混合抽放,而且煤气一体化开采已经成为我国煤矿开采的新模式。
对于绝大多数抽采方法来说,国内外或多或少均有使用,并不存在“好”与“不好”的界定,仅仅是适用性不同而已。
对我国来说,煤层的主要特点有煤层透气性低、瓦斯含量高、煤层突出危险严重、煤层群开采、地质构造复杂多样,因此决定了我国的瓦斯抽采主要以卸压抽放为主。
以下介绍几种适合我国现状的抽采方法:
1.顺层密集长钻孔抽放本层瓦斯
顺层密集长钻孔主要用于区域性抽放,用在综放面或综采面来降低煤层瓦斯含量或者解决工作面突出问题,一般钻孔深度在80m以上,间距3-5m,预抽时间在半年以上。
为提高抽放效果,布孔时经常采用斜向孔及交叉钻孔,斜向布孔适用于边采边抽,交叉式布孔可以在不增加工程量的条件下,提高本煤层瓦斯抽放的效果。
2.网格式穿层钻孔抽放本层瓦斯
网格式穿层钻孔的优势在于可以有效的解决突出煤层打顺层孔时钻喷孔、塌孔问题。
大面积网格式穿层钻孔预抽试验表明,虽然低透气性煤层瓦斯预抽极为困难,但在合理布置钻孔、保证预抽时间的技术条件下,完全可以达到预期的抽放目的,瓦斯抽采率可以达到百分之三十以上。
目前网格式穿层钻孔已成为我国单一松软低透气性严重突出煤层防突的主要办法,已在白皖等突出严重的矿区推广使用。
3.顶板走向长钻孔抽放邻近层瓦斯
针对高瓦斯无煤柱综采或者综放工作面的特点,为了解决瓦斯超限问题,采用沿开采层顶板岩层走向布置仰面定向水平长钻孔代替顶板瓦斯巷抽放上邻近层瓦斯。
该方法与顶板岩巷抽放法、顶板穿层短钻孔抽放法相对比,在经济和技术上都有显著地优越性,对于采掘接续紧张的矿井,优越性更为显著。
该抽放方法为我国高瓦斯煤层群抽放提供了新的道路,给煤炭生产实现安全高效提供了技术保障。
4.厚煤层开采采空区抽放
在厚煤层分层开采时或综放开采时,由于采空区内丢煤较多,再加上邻近层、围岩瓦斯涌出,使得采空区瓦阿斯涌出量较大,所以进行采空区瓦斯抽放很有必要。
厚煤层半封闭采空区瓦斯抽放方法在抚顺矿区首先取得试验成功,通过在采空区后部埋管抽放或者设引巷密闭插管抽放,使得工作面瓦斯抽放率达到80%。
5.综合瓦斯抽放
综合瓦斯抽放法主要用于高产高效矿井在开采高瓦斯且有突出危险煤层时,即在单个工作面或者整个采区采用多种抽放方法进行抽放。
这种方法可以灵活利用多种抽放方法,针对工作面存在的问题,使瓦斯抽采量及抽采率达到最高。
经过半个世纪的发展,我国的瓦斯抽采技术虽然取得了长足的发展,但由于我国井工开采采煤量大,到2000年止,抽放矿井的产煤量仅占总产量的14.8%,抽放瓦斯量仅占瓦斯涌出量的9.9%,故瓦斯抽采的工作还应该继续发展。
1.2.3矿井概述
由于主采煤层3#煤埋藏深度均在400m左右,矿井采用立井开拓。
盘区所采煤层3号煤层,为主要开采煤层,厚2.375~3.625m,平均厚度3m,含夹矸0~5层,总厚0~1.18m,结构一般较简单,夹石成份多为炭质泥岩或泥岩。
煤层倾角2-6°,属近水平煤层。
该煤层厚度变异系数Y=10.59%。
其可采指数Km=1,故该煤层属稳定煤层,所以采用综合机械化一次采全高后退式开采。
据最新瓦斯鉴定报告,矿井瓦斯绝对涌出量为268.96m3/min,相对涌出量为24.22m3/t;二氧化碳绝对涌出量为16.59m3/min,相对涌出量2.48m3/t。
矿井初期开采,预测为高瓦斯矿井。
本矿井采用三进(主井、副井、中央风井)两回(西回风井、东回风井)的通风方式,工作面采用双“U”型通风。
2矿井瓦斯涌出量的预测
2.1预测方法的选择
瓦斯涌出量预测是指根据某些已知的相关数据,按照一定的方法和规律,预估出整个矿井或者局部区域瓦斯涌出量的工作。
对于新建矿井,需要矿井瓦斯涌出量预测资料,作为通风设计以及制定瓦斯措施的依据。
瓦斯涌出量的预测的正确与否,直接影响着煤矿安全生产和经济效益。
若预测偏低,矿井投产不久就需要进行技术改造,甚至被迫减少产量,而预测偏高,则必须要增加投资和通风设备的运行费用。
所以研究矿井瓦斯涌出量的预测方法,提高预测精度,一直是世界各主要采煤国的重要课题之一。
综合国内外传统的瓦斯涌出量预测的方法有:
统计分析法、瓦斯含量预测法、分源预测法、类比法。
下面详细的介绍对比我国主要使用的瓦斯涌出量预测法优劣及其适用范围(表2.1)。
表2.1瓦斯涌出量预测法对比
方法
简介
优点
缺点
适用性
矿山统计法
据已开采工作面的实测瓦斯资料,经过统计分析得出某一煤层瓦斯涌出量随开采深度的变化规律,并将其应用于计算新采煤工作面瓦斯涌出量。
可以很简单地通过已知工作面的瓦斯涌出量来计算新采煤工作面的瓦斯涌出量。
需要前期积累的资料多,可推测的深度低,推测结果受煤层倾角和瓦斯涌出量的梯度影响,误差较大。
适用于生产矿井的延伸水平、开采水平的新区、邻近的新矿井。
分源预测法
根据采煤工作面同时涌出的瓦斯源及瓦斯源涌出量的大小,预测采煤工作面的瓦斯涌出源的涌出量
技术成熟,预测精度可达85%以上,适用性广。
对瓦斯含量测定值的可靠性和含量点的分布有较高的要求,计算使用经验公式,其结果的精度有一定的局限性。
适用于新建矿井、生产矿井水平延深、新设计采区以及采掘工作面的瓦斯涌出量预测。
类比法
根据生产矿井已采地区瓦斯涌出量的实测资料,计算出采煤工作面的相对瓦斯涌出量与煤层瓦斯含量的比值,还可计算出掘进巷道绝对瓦斯涌出量与煤层瓦斯含量的比值。
简便易行,在地质条件类似的临近新建矿井,利用这两个之间的比值,结合设计方案,便可进行新矿井瓦斯涌出量预测。
煤层瓦斯含量与采、掘瓦斯涌出量的比值通常是变化的,只简单的将这些归为平均值,导致误差比较大,因此只适合做定性分析。
适用于与邻近生产矿井具有相同或相似的地质、开采条件的新建矿井瓦斯涌出量预测。
通过表1.1可看出,分源预测法在预测新建矿井方面有明显的优势,由于文家坡系新建矿井,统计分析法、类比法所要求的数据积累远远达不到,如果使用可能会造成很大的误差,因此选用分源预测法对文家坡矿井瓦斯涌出量进行预测。
2.2预测过程
2.2.1分源预测法的原理
含瓦斯煤层在开采时,因受到采动作业的影响,使煤层及围岩中的瓦斯赋存平衡状态遭到破坏,破坏区内的煤层、围岩所含瓦斯将涌入井下巷道。
瓦斯涌出源即是井下瓦斯涌出的地点。
瓦斯涌出源的多寡、涌出瓦斯量的大小是决定矿井瓦斯涌出量大小的重要因素。
根据抚顺分院的研究,矿井瓦斯涌出的源、汇关系如图2.1所示。
图2.1矿井瓦斯涌出的源、汇关系
2.2.2准备资料
(1)各煤层瓦斯含量测定资料
据钻孔瓦斯测定成果,本井田各煤层甲烷含量在0.01~0.91ml/g·rad之间。
自燃瓦斯成分中甲烷在0.4~20.11%之间,瓦斯分带为二氧化碳~氮气带及氮气~沼气带。
瓦斯测定成果见表2.2。
鉴于目前勘探中瓦斯采样手段的限制,仅从钻孔瓦斯资料尚难准确评价未来矿井瓦斯含量及等级。
初步设计矿井瓦斯含量暂时参考大佛寺矿井经验,将报告中最大瓦斯含量乘2.7的备用系数(3号煤最大瓦斯含量:
0.29×2.7=0.783ml/g.daf;3号煤最大瓦斯含量:
0.78×2.7=2.106ml/g.daf),以此含量计算矿井瓦斯涌出量,并确定矿井瓦斯等级及进行瓦斯抽采系统系统设计。
2.2.3预测计算
(1)开采煤层瓦斯涌出量
首采盘区301盘区,位于3号煤层西部,煤厚3m,设计采用综合机械化一次采全高开采,采用走向长壁开采,采高3m。
开采区瓦斯涌出量应按厚煤层分层按式2.1计算。
(2-1)
式中q1——开采煤层(包括围岩)相对瓦斯涌出量,m³/t;
k1——围岩瓦斯涌出系数,采用全部陷落法管理顶板,所以取值1.3;
k2——工作面丢煤瓦斯涌出相对系数,其值为工作面回采率倒数,回采率为85%,所以取值1/0.85=1.18;
k3——准备巷道预排瓦斯对工作面煤体瓦斯涌出影响系数;
kfi——取决于煤层分层数量和顺序的分层开采瓦斯涌出系数;
x0——煤层瓦斯含量,m³/t;
x1——煤的残存瓦斯含量,m³/t。
工作面采用长壁后退式回采,系数k3取值按式2.2确定:
(2-2)
式中L——采煤工作面长度,m,取值200m;
h——巷道瓦斯预排等值宽度,m,取值13m。
则k3=(200-2×13)/200=0.87
(2)邻近层瓦斯涌出量
邻近层瓦斯涌出量用式2.4计算。
(2-4)
式中q2——邻近层相对瓦斯涌出量,m³/t;
mi——第i个邻近层厚度,m;
m1——开采层的开采厚度,m,3.5m;
ki——第i邻近层瓦斯排放率;
x0i——第i邻近层原始瓦斯含量,m³/t;
x1i——第i邻近层残存瓦斯含量,m³/t,取0。
由于开采层开采厚度为3.5m,根据《矿井瓦斯抽放规范》可知ki取值由式图2.2确定。
图2.2
与邻近层距采煤面垂直距离
关系图
由以上可得,ki取值及邻近层瓦斯含量见表2.7。
表1.7各邻近层瓦斯含量
邻近层编号
x0i,m³/t
mi,m
hi,m
ki,%
qi,m³/t
1号
0.68
1.43
83.00
17
0.047
2号
0.94
0.87
70.65
27
0.063
3号
0.58
1.32
60.00
36
0.079
4下1号
1.46
1.54
1.99
98
0.730
(3)掘进巷道煤壁瓦斯涌出量
301盘区布置有一个综采工作面,配备三个综掘工作面。
掘进面的瓦斯涌出量由式2.5求得。
(2-5)
式中q3——掘进巷煤壁瓦斯涌出量,m³/t;
D——巷道断面内暴露煤壁面的周边长度,m;
v——平均掘进速度,m³/min,0.011m³/min;
q0——瓦斯涌出初速度,m³/(m2·min);
L——掘进巷巷道长度,m,3000m。
D由式2.6求得:
(2-6)
式中h——巷道高度,m,取3.5m;
b——巷道宽度,m,取6m;
则D=2×3.5+6=13m。
q0取值由式2.7确定:
(2-7)
式中q0——瓦斯涌出初速度,m³/min;
Vdaf——煤中挥发分含量,32.09%;
x0——煤层原始瓦斯含量,m³/t,取1.661m³/t。
(4)掘进丢煤的瓦斯涌出量
掘进丢煤的瓦斯涌出量由式2.8求得:
(2-8)
式中q4——掘进巷道丢煤的瓦斯涌出量,m³/min;
S——掘进巷道断面积,㎡,17.5㎡;
v——平均掘进速度,m/min,0.011m/min;
ρ——煤的密度,t/m3,1.38t/m3;
x0——煤层原始瓦斯含量,m³/t,1.661m³/t;
x1——残存瓦斯含量,m³/t,设计从安全角度考虑取x1=0。
(5)开采工作面瓦斯涌出量
开采工作面瓦斯涌出量为开采煤层瓦斯涌出量及邻近层瓦斯涌出量之和,由式2.9求得:
(2-9)
式中q5——开采工作面瓦斯涌出量,m³/t;
q1——开采煤层瓦斯涌出量,m³/t,3.333m³/t;
q2——邻近层瓦斯涌出量,m³/t,0.819m³/t。
(6)掘进工作面瓦斯涌出量
掘进工作面瓦斯涌出量为掘进巷道煤壁的瓦斯涌出量及掘进巷道丢煤的瓦斯涌出量。
四个掘进巷道参数相近,因此掘进工作面瓦斯涌出量可由式2.10求得:
(2-10)
式中q6——掘进巷工作面瓦斯涌出量,m³/min;
q3——掘进巷道煤壁瓦斯涌出量,m³/min;
q4——掘进巷道丢煤瓦斯涌出量,m³/min。
(7)生产采区瓦斯涌出量
生产采区瓦斯涌出量系采区内所有采煤工作面、掘进工作面及采空区瓦斯涌出量之和,由式2.11求得:
(2-11)
式中q7——生产采区瓦斯涌出量,m³/t;
k——生产采区内采空区瓦斯涌出系数;
q5i——第i个采煤工作面瓦斯涌出量,m³/t;
Ai——第i个采煤工作面平均日产量,t/d,设计年产量为4.0Mt/t,则平均日产量为12121t/d。
q6i——第i个掘进工作面瓦斯涌出量,m³/t;
A0——生产采区平均日产量,t/d,12121+900=13021t/d。
采空区瓦斯涌出系数k按表2.8取得。
表2.8采空区瓦斯涌出系数取值
采空区瓦斯涌出系数
煤层属性
取值范围
取值原则
生产采区
k`
单一煤层
1.20~1.35
(1)对通风管理水平较高,开采煤层厚度式中,丢煤较少,煤层层数较少的矿井(或采区),应取下限值
(2)对通风管理水平较差,开采中厚以上煤层且煤层数较多的矿井(或采区),应取上限值
近距离煤层群
1.20~1.45
已采采区
k`
单一煤层
1.15~1.25
近距离煤层群
1.25~1.45
(8)矿井瓦斯涌出量
矿井瓦斯涌出量包括矿井内全部生产采区和已采采区(包括其他辅助通道)瓦斯涌出量两部分,其计算公式为:
(2-12)
式中q8——矿井相对瓦斯涌出量,m³/t;
k``——已采采区采空区瓦斯涌出量,由表2.7取1.25;
q7i——第i个生产采区瓦斯涌出量,m³/t;
A0i——第i个生产采区平均日产量,d/t;
解得矿井相对瓦斯涌出量q8=24.22m³/t,矿井绝对瓦斯涌出量Q=268.96m³/min。
2.3预测结果
根据矿井瓦斯涌出量预测结果本矿井相对瓦斯涌出量为24.22m³/t,绝对瓦斯涌出量为268.96m3/min,按照《煤矿安全规程》第一百三十三条规定本矿井为高瓦斯矿井,本次按高瓦斯矿井进行设计。
3抽放瓦斯方法与工艺
3.1瓦斯抽放设计参数
瓦斯抽放设计参数主要包括煤层瓦斯含量、矿井瓦斯储量、可抽瓦斯储量、抽放率、煤层透气性系数、百米钻孔瓦斯流量衰减系数等。
3.1.1矿井瓦斯总储量
瓦斯储量是指煤矿开发中能够向矿井排放瓦斯的煤层(包括不可采煤层)以及围岩所能赋存的瓦斯总量,其计算公式为:
(4-1)
式中W1——可采煤层瓦斯储量的总和,Mm3;
(4-2)
A1i——第i个可采煤层的煤炭储量,Mt;
x1i——第i个可采煤层的瓦斯含量,m3/t。
W2——可采煤层采动影响范围内的不可采煤层的瓦斯储量总和,Mm3;
(4-3)
式中A2I——可采煤层采动影响范围内的每一个邻近不可采煤层的煤炭储量,Mt;
x2i——可采煤层采动影响范围内的每一个邻近不可采煤层的瓦斯含量,m3/t;
W3——围岩瓦斯储量,Mm3,根据实际测定资料取,或按煤层瓦斯储量的5%~20%估算,此处取煤层的15%估算。
本矿矿井瓦斯储量计算见表4.1。
表4.1瓦斯储量计算结果表
煤层
瓦斯含量
(m3/t)
煤炭地质储量(Mt)
围岩及不可采煤层含量系数
瓦储储量
(Mm3)
1
0.677
65.54
K1=1.15
51.03
2
0.939
60.54
65.37
3
0.583
39.00
26.15
4
1.661
563.97
1077.27
4下1
1.885
33.40
72.40
合计
762.45
1292.22
从表中看出,矿井瓦斯储量1292.22Mm3,其中主采煤层3号煤层的瓦斯储量占到83.37%。
3.1.2可抽瓦斯量Qk
可抽瓦斯量即矿井瓦斯储量在当前技术水平能被抽出的最大瓦斯量,一般用式4.4计算:
(4-4)
式中Qk——矿井可抽采瓦斯量,Mm3;
W——矿井瓦斯储量,Mt;
d——矿井瓦斯可抽放系数,由式4.5计算。
(4-5)
式中d1——煤层瓦斯排放系数,由式4.6求得;
d2——负压抽采时抽采作用系数,取1.2;
dg——矿井瓦斯抽采率,由于本井田煤层透气性较好,可抽性较好。
但在矿井瓦斯含量相对较低,有些地点可能不具备抽采条件。
所以综合分析取矿井抽采率dg=0.30。
(4-6)
式中d5——瓦斯涌出程度系数,由于本井田瓦斯涌出量主要来自开采煤层,所以以后瓦斯抽放以开采煤层为主,取d5=0.95;
x——煤层原始瓦斯含量,m3/t,1.661m3/t;
x1——煤层残余瓦斯含量,m3/t,设计从原煤完全释放原则考虑,取0。
经计算可得,Qk=441.94Mm3,其中3煤层可抽采储量为368.43Mm3。
3.2抽放瓦斯方法
瓦斯抽放方法根据瓦斯来源可划分为开采煤层的预抽、邻近层抽放和采空区抽放三种;根据抽放的原理可划分为未卸压抽放和卸压抽放两类;根据瓦斯抽采工艺可划分为钻孔抽放、巷道抽放和巷道与钻孔综合法三类。
表4.2对各类瓦斯抽放的使用条件及可抽放率进行汇总。
表4.2各类瓦斯抽放的适用条件及抽放率
抽放分类
抽放方法
适用条件
可抽放率,%
开采煤层瓦斯抽放
未卸压抽放
岩巷揭煤及煤巷掘进抽放
由岩巷向煤层打穿层钻孔
突出危险煤层
30~60
煤巷工作面打超前钻孔
高瓦斯煤层
20~60
采区大面积预抽放
由开采层机巷、风巷或煤门等上向、下向顺层钻孔
有预抽时间的高瓦斯煤层、突出危险煤层
20~60
由石门、岩巷、邻近层煤巷等打穿层钻孔
属“勉强抽放”煤层
20,个别超过50
地面钻孔
高瓦斯“容易抽放”煤层,埋藏较浅
20~30
密封开采巷道
高瓦斯“容易抽放煤层”
20~30
卸压抽放
边掘进边抽放
由煤巷两侧或岩巷向煤层周围打防护钻孔
高瓦斯煤层
20~30
边采进边抽放
由开采曾机巷、风巷等向工作面前方卸压区打钻孔
高瓦斯煤层
20~30
水力割缝、松动爆破、水力压裂(预抽)
由开采层机巷、风巷等打顺层钻孔,由岩巷或地面打孔
高瓦斯“难以抽放”煤层
20~30
〈30
邻近层抽放瓦斯
卸压抽放
开采层工作面推过后抽放上下邻近层瓦斯
由开采层机巷、风巷、中巷或岩巷向邻近层打钻
邻近层瓦斯涌出量大、影响开采煤层安全时
40~80
由开采层机巷、风巷、中巷等向采空区方向打斜交钻孔
40~80
由煤门打沿邻近层钻孔
40~80
在邻近层掘汇集瓦斯巷道
邻近层瓦斯涌出量大、钻孔的通过能力满足不了抽放要求时
40~80
从地面打孔
地面打钻优于井下时
30~70
采空区抽放
密封采空区插管抽放
无自燃危险或采取防火墙措施时
50~60
现采采空区设密闭墙插管或向采空区打钻孔抽放、预埋管抽放
20~60
围岩瓦斯抽放
由岩巷两侧或正前方溶洞或裂隙带打钻、密闭岩巷进行抽放、封堵岩巷喷瓦斯区并插管抽放
围岩有瓦斯喷出危险,瓦斯涌出量大或者有溶洞、裂隙带储存高瓦斯时
3.3抽放瓦斯方法的确定
抽放瓦斯的方法选择时应该遵循以下的原则:
1.选择的抽放瓦斯方法要适合煤层赋存状况、采掘布置、地质条件以及开采技术条件;
2.抽放方法的选取应根据瓦斯来源进行,经可能采取综合瓦斯抽放方法,以提高抽放瓦