抽放技术论文范文

抽放技术论文范文（精选12篇）

抽放技术论文 第1篇

随着开采深度的增加和年产量的不断提高, 煤矿对瓦斯工作的治理更加困难, 单靠以前的增加风量的办法解决瓦斯问题已经不可能了, 因此有效地利用瓦斯和施工瓦斯治理工程势在必行。至2003年以来我矿恢复抽放系统以来, 就采用本煤层边采边抽、邻近层抽放、采空区抽放、掘进工作面局部抽放和采煤工作面高位钻孔等综合性的抽放方法, 有效地解决了瓦斯问题。

1 矿井概况:

鸡西矿业集团城山煤矿是一座年产240万吨的大型矿井, 瓦斯等级为高瓦斯矿井, 矿井绝对瓦斯涌出量最大达到117m3/min。从2003年末恢复建立瓦斯抽放系统以来, 共对四个采区、7个煤层 (3#、4#、24#、25#、36#、37#、43#) 、21个采煤工作面、12个掘进工作面进行了瓦斯抽采, 累计抽采瓦斯10801.1万立方米, 解决了瓦斯制约安全生产的关键性问题。

前几年, 我矿一直采用卸压抽放, 而开采保护层的预抽钻孔施工较为困难, 没有较好的施工条件及设备, 导致抽放效果较差。随着矿井生产向深部延伸, 矿井瓦斯含量增大, 瓦斯突出的危险性越来越大, 瓦斯抽放严重滞后, 导致矿井生产布局失衡, 生产接续日趋紧张, 瓦斯危害日趋严重, 如果不从根本上进行治理, 则难以实现矿井的持续、稳定发展。为此, 从2004年起, 开始加大瓦斯抽放力度, 进行瓦斯综合治理, 防治瓦斯灾害为重点的生产布局调整, 通过多年的努力已经形成了需抽必抽、长钻孔、密集孔、强抽放的“掘、抽、采”新格局, 瓦斯抽放量明显增长, 抽放效果显著。

2 瓦斯抽放格局及抽放效果

2.1 瓦斯综合抽放格局

掘进巷道瓦斯抽放:如遇有掘进工作面瓦斯涌出量大或当掘进巷道掘至地质构造带附近, 其瓦斯量增大, 此时可采用边掘边抽方式。在3#层煤巷道掘进时进行顺层钻孔抽放, 即在与掘进巷道同时施工时, 每隔30～40 m施工一个煤层钻场, 向掘进方向布置3～6个煤层钻孔, 钻孔长度40m左右, 单个钻场内的瓦斯抽放量1.0～1.5m3/min, 而且衰减较快, 只能抽放2个月左右。 (见图1)

采煤工作面瓦斯采用综合抽放方法:

a.插管抽放采空区瓦斯。工作面上隅角瓦斯多来源于采空区, 属顶、底板冒落, 卸压, 上区段煤线及残煤的瓦斯涌出, 其规律受顶、底板岩性, 煤质和瓦斯含量所制约, 因此宜采用井下移动式抽放泵进行局部抽放, 利用插管抽放瓦斯的方法, 直接抽取高瓦斯地点的瓦斯, 抽放流量在10～25m3/min, 浓度为3%～12%。

b.高位插管抽放或尾巷密闭抽放采空区瓦斯。当工作面推进后底板卸压, 下临近层瓦斯有可能直接涌入上层工作面采空区, 使下临近层钻孔抽放效果受到影响, 而使回采时采空区瓦斯涌出较大且不易解决。则可采用高位插管法抽放采空区瓦斯, 即向采空区插铁管, 管口位置要抬高, 插管间距80m左右, 视双巷联络小川间距来决定, 插管管径50mm;或者采用分段小尾巷、密闭巷道插管抽放瓦斯方法抽放流量在1.2～1.8m3/min, 浓度为15%～20% (见图2) 。

c.高位钻孔抽放上隅角瓦斯。高位钻孔瓦斯抽放又称顶板裂隙带抽放, 主要是以工作面回采采动压力形成的顶板裂隙作为通道来抽放工作面采空区冒落带及裂隙带内的瓦斯, 进而改变采空区瓦斯浓度分布, 从根本上解决采空区瓦斯由上隅角大量涌出引起的瓦斯超限和回风流瓦斯超限问题, 钻场间距为130～150m, 钻孔长度为150～200m, 钻场内布置8～16个钻孔, 钻孔直径为Φ153mm。抽放流量在45～80m3/min, 浓度为30%～50% (见图3) 。

d.顺层长钻孔

预抽煤层瓦斯。用顺层平行钻孔预抽煤层瓦斯, 钻孔间距5m, 方位与机、风巷夹角为80°, 向切眼方向倾斜, 以便于工作面回采时边采边抽。钻孔倾角与煤层倾角一致, 抽放范围控制整个工作面, 不得留有抽采盲区, 钻孔要适当打深, 钻孔孔径一般采用Φ110mm, 同时也以孔径分别为Φ75mm、Φ94mm的钻孔配合进行抽放, 随着孔径增大, 钻孔瓦斯抽放量也增大;当孔径达到Φ110mm后, 钻孔瓦斯抽放量增大不明显, 尽量保证钻孔有效孔深和抽放效果, 做到钻孔施工的经济合理, 抽放流量在2～5m3/min, 抽放量较小, 但浓度较高, 一般能达40%以上。

e.顶板走向水平长钻孔抽放瓦斯。采用顶板岩石水平长钻孔布孔方式, 沿工作面风巷下帮布置钻场, 钻场间距为130～140m, 布置方式基本沿走向打钻。根据抽放瓦斯需要, 钻孔终孔位置 (水平投影) 距回风巷20～80m, 根据煤层倾角变化, 钻孔倾角作相应调整, 一般为4～110, 钻孔开孔直径为108mm。

2.2 瓦斯抽放效果及前景展望

通过六年来的瓦斯抽放格局调整, 以瓦斯抽放治理为重点, 以抽放利用为龙头的瓦斯抽放格局已初步形成。

应该说城山煤矿瓦斯抽放和利用的前景看好, 随着瓦斯抽放工作的加强, 抽放效果的提高, 移动泵抽放系统将逐步被地面永久抽放系统替代, 资源被充分利用。

3 结论

通过开采层预抽、上下临近层卸压边采边抽、采空区预埋管抽放等综合抽放瓦斯技术, 提高了采区和矿井瓦斯抽放率, 降低了工作面瓦斯涌出量, 矿井的安全性得到强有力的提升, 为矿井实施集约化规模生产奠定了牢固基础, 而且抽放出来的瓦斯可以发电再利用, 对企业经济效益的增长和环境保护也发挥了巨大作用。

参考文献

[1]徐方德.煤矿瓦斯抽放实用技术[M].北京:煤炭工业出版社, 2007.

瓦斯抽放总结 第2篇

1.瓦斯在煤层中的一般赋存状态：吸附、游离、吸收 2.影响煤层瓦斯含量的主要因素

（1）煤层的埋藏深度

埋深的增加不仅会因地应力增高而使煤层及围岩的透气性变差，而且瓦斯向地表运移的距离也增长，这二者都有利于封存瓦斯。（2）煤层和围岩的透气性

煤层及围岩的透气性越大，瓦斯越易流失，煤层瓦斯含量就越小；反之，瓦斯易于保存，煤层的瓦斯含量就越大。（3）煤层倾角

在同一埋深及条件相同的情况下，煤层倾角越小，煤层的瓦斯含量就越高。（4）煤层露头

露头存在时间越长，瓦斯排放就越多。（5）地质构造

①褶曲构造；②断裂构造；③煤化程度；④煤系地层的地质史；⑤水文地质条件

3.构造煤

构造煤是煤层受到构造强烈挤压和剪切破坏作用的产物，由于受力大小、作用范围和受力状态的非均衡性，煤层中范围和厚度大小不同的自然分层发生变形，丧失了原来的均质、层理清晰的条带状结构，而形成破碎的颗粒或粉状的构造破坏煤。

4.瓦斯在煤层中运移的复杂性主要表现在两个方面:（1）煤体结构的复杂性：孔隙一裂隙结构（2）瓦斯在煤层中赋存状态的复杂多变性

①游离瓦斯一般是以自由气体分子状态存在在于煤层孔隙和裂隙空间。②吸附瓦斯则是以固体分子状态附着在煤体表面和煤体结构内部。③当裂隙宽度大于10-7m时，煤层中瓦斯的运移主要呈层流运动

④当裂隙宽度小于10-7m时，一般情况下，瓦斯分子不能自由运动，呈扩散运动。

5.煤层瓦斯运移的动力条件：地层静压力、构造应力、浮力、水动力 6.瓦斯在煤层中的流动：扩散运动和层流运动

7.流场的空间流向分类：单向流动、径向流动和球向流动

8.煤层瓦斯抽采：指利用瓦斯泵或其它抽采设备、抽取煤层中高浓度的瓦斯、并通过与巷道隔离的管网，把抽出的高浓度的瓦斯排至地面或矿井总回风巷中。

9.衡量瓦斯抽放工作优劣的两个主要指标：抽放率和相对瓦斯抽放量。

瓦斯抽放率：抽出瓦斯量占矿井排出瓦斯总量的百分率。

相对瓦斯抽放量：每生产一吨煤所抽出的瓦斯含量。10.抽采瓦斯的原则与方法

（1）抽放瓦斯的原则

①瓦斯抽放应具有明确的目的性，即主要是降低风流中的瓦斯浓度，改善矿井生产的安全状况，并使通风处于合理和良好的状况。

②抽放瓦斯要有针对性，即针对针对矿井瓦斯来源，采取相应措施进行抽采。

③要认真做好抽采设计、施工和管理工作等．以便获得好的瓦斯抽采效果。（2）抽采瓦斯的方法 ①按瓦斯来源分类

本煤层瓦斯抽放、邻近层瓦斯抽放、采空区瓦斯抽放和围岩瓦斯抽放 ②按煤层是否卸压分类

未卸压煤层抽放瓦斯和卸压煤层抽放瓦斯 ③按抽放瓦斯与采掘时间关系分类

煤层预抽瓦斯、边采边抽和采后抽放瓦斯 ③按抽放工艺分类

钻孔抽放、巷道抽放和钻孔巷道混合抽放

11.抽放方法选择依据

（1）如果瓦斯来自于开采层本身，则既可采用钻孔抽采，也可采用巷道预抽形式直接把瓦斯从开采层中抽出，且多数形式采用钻孔预抽法。

（2）如果瓦斯主要来自于开采煤层的顶、底板邻近煤层内，则可采用开在顶底板煤、岩中的巷道，打一些穿至邻近煤层的钻孔，抽采邻近煤层中的瓦斯。

（3）如果在采空区或废弃巷道内有大量瓦斯积聚，则可采用采空区瓦斯抽采方法。

（4）如果在煤巷掘进时就有严重的瓦斯涌出，而且难以用通风方法加以排除，则需采用钻孔预抽或巷道边掘边抽的方法。

（5）如果是低透气性煤层．则在采取正常的瓦斯抽采方法的同时。还应当采取人工增大煤层透气性的措施，以提高煤层瓦斯抽采效果。

12.开采层瓦斯涌出量计算P25 13.本煤层瓦斯抽采方法：本煤层未卸压抽采、综合法、本煤层卸压抽采 14.巷道法预抽本煤层瓦斯的布置依据

①矿井的采掘布置方式；②巷道抽采瓦斯的有效范围；③煤层的瓦斯含量及其储量大小；④预计瓦斯抽出量及其抽采效益；⑤预计抽采瓦斯的时间。

15.分子滑流现象

当气体分子的平均自由程接近通道的尺寸时，界面上的各个分子将处于运动状态，且产生一个附加通量。

16.巷道法预抽本煤层瓦斯的布置方式

（1）采取网络式布置

该布置方式为，根据采区设计布置的巷道，在构成网络后，密闭巷道并插管抽放本煤层瓦斯，其特点是：

①各抽放瓦斯巷道与采区准备巷道相吻合，不需另掘巷道； ②巷道网络较密，煤壁暴漏面积大，抽放效果好；

③在掘进巷道时，对本区的瓦斯状况已有所查明，故而有利于安全回采。（2）采区深部截取式布置

该布置方式为，在现采区与深部采区之间的阶段煤柱上，其特点是：

①可提前抽取下部煤层中的瓦斯，为深部煤层的投产创造安全回采条件；

②可截取下部煤层瓦斯，使之不向上部采区流动，减少现采区瓦斯量； ③不受采区投产时间限制，有较长的抽放时间，以取得较好的抽放效果。

17.最低抽采瓦斯时间：巷道抽采瓦斯的一个重要参数，其值为开始抽采瓦斯到正常通风能够保证煤层安全回采，无需继续抽采为止所需的时间。

18.煤壁瓦斯涌出系数K：单位煤壁暴露面积在单位时间内的瓦斯涌出量。19.煤巷掘进时的安全措施

（1）增强局部通风（2）先抽后掘（3）边掘边抽（4）超前抽采

20.巷道法预抽本煤层瓦斯的优缺点

（1）由于在抽采瓦斯之前需先开掘瓦斯抽采巷道，故而往往会遇到瓦斯涌出量大，给掘进工作造成困难。此时，即使采取加强通风、边掘边抽等措施，最终也会造成效串低、成本高的结果。

（2）为了在一定时间内抽出更多的瓦斯，往往需多掘巷道，以增加煤壁暴露面。这些巷道。虽然大多数在生产时可使用，但需提前投资；而月为了防止巷道在抽采瓦斯期间发生坍塌，还要加强支护。即使这样，经过较长时间的抽采后，这些巷道的冒顶和坍塌的情况往往仍较严重，给以后修复和生产造成一定的困难。

（3）在掘进抽采瓦斯巷道期间，往往会有大量瓦斯涌出；这种情况不仅会增加通风负担，而且还相应减少了瓦斯回收率，造成资源浪费。

（4）如果抽采巷道密闭不严，不仅会使抽出的瓦斯浓度偏低，而且易使煤层自然发火。

21.瓦斯抽放有效性系数K：钻孔累计抽放瓦斯量与钻孔极限抽放瓦斯量的比值。

K=0.8时，tx=1.609/ α;K=0.9时，tx=2.303/ α

其中，Tx为有效抽放时间；α为钻孔瓦斯流量衰减系数。———22.钻孔预抽方法的布置形式

（1）穿层钻孔布置方式（2）顺层钻孔布置方式

23.边采边抽本煤层瓦斯的布置方式及适用条件

（1）布置方式：平行钻孔、煤柱钻孔、顶板钻孔、顶分层钻孔、底板岩巷穿层钻孔（2）适用条件

①由于该方法是在回来或掘进的同时，抽采煤层中的瓦斯、因此不像预抽法那样受开采时间的限制，可适用于瓦斯涌出大、时间紧、用预抽法不能满足要求的地区。

②在抽采过程中，可借助于回采过程中的卸压作用，使抽采区域煤体松动，增大煤层的透气性，提高煤层瓦斯抽采效果。

③该方法是在采区掘进准备工作完成后(或掘进过程中)进行的。因此在实际应用中可根据采区各局部地点的瓦斯量大小，投入相应的边采边抽工程量。具有较强的针对性。因此，有利于解决生产环节中瓦斯涌出量大的问题。

24.邻近层瓦斯抽放

为了防止和减少邻近层的瓦斯通过层间裂隙的大量涌向开采层。可采用抽采的方法处理这一部分瓦斯，这种抽采方法称为邻近层瓦斯抽采。

25.邻近层瓦斯涌出量与工作面推进速度的关系

现象：当工作面推进速度不快时，基本上呈线性关

系，当当工作面推进速度较快时，则呈抛物线关系。原因：工作面推进速度加快时，围岩变形与破坏的 速度变缓，在一定的时间内，采空区的冒落带、裂

隙带的范围相对缩小，裂隙张开程度相对变小，从

而减弱与延缓了邻近层的瓦斯涌出。

26.邻近层瓦斯抽采方法

地面钻孔抽采法、井下钻孔抽采法和顶板巷道结合钻孔抽采法。

27.开始抽出距离

钻孔开始抽出卸压瓦斯时的滞后于工作面的距离，是决定第一个抽采钻孔位置的依据。

有效抽采距离

从开始抽出卸压瓦斯至钻孔失去作用的一段距离，是确定钻孔间距的基础。28.采空区的绝对瓦斯涌出量影响因素

煤层和岩石的瓦斯含量、老顶冒落步距、工作面长度、上下邻近层厚度、它们与开采层的间距、煤的渗透性能

29.采空区瓦斯赋存特征及运移规律

（1）赋存特征

①采空区瓦斯在工作面切眼1~12m范围内浓度变化较小，一般在3%~8%之间；在12~20m范围内瓦斯浓度变化幅度较大，一般在10%~18%；在20~40m范围内瓦斯浓度升高较快，一般在20%~35%；在40~60m范围内瓦斯浓度变化较大，一般在35%~50%之间。

②采空区瓦斯流动大体可以分为三个带: Ⅰ涌出带

采空区丢煤和卸压临近层解吸的瓦斯向工作面和和采空区排放，进入涌出带的瓦斯流动速度快，多以层流形式存在，且这部分瓦斯几乎全部被工作面风流和采空区的漏风流携带到回风道内，漏风大小与工作面供风量大小及支架位置和工作面通风方式有关。Ⅱ过渡带

过渡带瓦斯在工作面和采空区压差作用下，一部分进入工作面，另一部分暂时或永远滞留在采空区内，该区域瓦斯流动速度也明显下降。流动呈现出不均衡性，处于层、紊交错阶段。Ⅲ滞留带

释放采空区内的瓦斯一般滞留在采空区的深部，流动速度较低。（2）运移规律

①在垂直于工作面的走向上，近工作面采空区由于漏风流流速大，受到的紊动作用大，浮煤吸出的瓦斯和邻近层涌人的瓦斯随漏风流经上隅角进人回风巷，瓦斯浓度较低；随距工作面距离的增大，采空区瓦斯受扰动作用减小，因而瓦斯浓度增高。在采空区深处，随时间的推移，瓦斯浓度会日趋平均。

②在高度方向上，由于瓦斯受浮升力的作用，使采空区顶板附近的瓦斯浓度高于采空区底板附近的瓦斯浓度，并且这种分布特点使用于整个采空区。

③在沿工作面方向上，在漏风流影响到的区域，进风侧的瓦斯随风流向回风侧运移，导致回风侧瓦斯浓度的增大；在远离工作面，漏风流涉及不到的地方，这种回风侧比进风侧瓦斯浓度高的分布特点并不明显。

④在邻近层瓦斯涌人量较小的采空区，采空区瓦斯的分布以本煤层吸出瓦斯的分布特点为主。在涌人点形成瓦斯局部高浓度区，随距工作面距离的不断增大，局部高浓度瓦斯扩散而趋于符合上面的规律。

⑤在有大量邻近层瓦斯涌人的采空区，采空区瓦斯的分布以邻近层涌人瓦斯的分布特点为主，本煤层采空区吸出的瓦斯是叠加在邻近层涌人瓦斯的分布之上。

30.采空区瓦斯抽采方法

（1）回采过程中的瓦斯抽采

①密闭抽采法；②插管抽采法；③向冒落拱上方打钻孔抽效法；④在老顶岩石中打水平钻孔抽采法；⑤直接向采空区打钻抽采法；⑥地面垂直钻孔抽采法；⑦顶板巷道抽采；⑧前进式预埋管抽采法；⑨尾巷布管采空区瓦斯抽采（2）采后密闭采空区瓦斯抽采

①采完不久的采空区；②开采已久的采空区；③报废矿井

31.尾巷布置采空区瓦斯抽放（P57图2-4-9）32.影响采空区瓦斯抽采的主要参数

（1）采空区进回风巷的密闭；（2）抽采负压；（3）瓦斯抽采参数监测与控制 33.提高瓦斯抽放率的技术途径：

（1）改进钻孔抽放工艺参数

①增加布孔密度，确定合理钻孔间距；②改进布孔方式，合理确定钻孔位置；③增加钻孔深度；④提高抽放负压

（2）提高煤层透气性（煤层增透方法）

34.水力压裂法原理及工艺流程

（1）疾奔原理

水力压裂技术就是通过钻孔向煤层压入液体，当液体压入的速度远远超过煤层的自然吸水能力时，由于流动阻力的增加，进人煤层的液体压力就逐渐上升，当超过煤层上方的岩压时，煤层内原来的闭合裂隙就会被压开形成新的流通网路，煤层渗透性就会增加，而当压入的液体被排出时，压开的裂陷就为煤层瓦斯的流动创造了良好条件。（2）工艺流程

①钻井②测井③固井④射孔⑤压裂

35.水力割缝法原理及工艺流程

（1）基本原理

在钻孔内运用高压水射流对钻孔二侧的煤体进行切割，在钻孔二侧形成一条具有一定深度的扁平缝槽，利用水流将切割下来的煤块带出孔外，由于增加了煤体暴露面积．且扁平缝槽相当于局部范围内开采了一层极薄的保护层，因而使得钻孔附近煤体得到了局部卸压，改善了瓦斯流动条件。（2）工艺

①古老方法：先打钻孔，退钻杆，换上射流器，利用钻杆输送高压水，一边退杆一边割缝。

②改进方法：直接在钻杆上面安上射流器，钻进时不产生水射流，进入钻杆的水通过钻头前端流出；退杆时射流器动作进割缝。这种连续钻进工艺需要活塞式射流器。

36.瓦斯抽采参数

主要包括煤层瓦斯压力、煤层瓦斯含量、煤层瓦斯涌出量、煤层透气性系数、瓦斯抽采率及抽采管路和钻孔中的瓦斯流量。

37.煤层瓦斯压力测定的基本方法：间接测压法和直接测压法

38.原始瓦斯含量、残存瓦斯含量和可解析瓦斯含量定义及相互关系

（1）原始瓦斯含量：煤层未受采动影响时的瓦斯含量；

（2）残存瓦斯含量：煤层受到采动影响已经排放出部分瓦斯，剩余在煤层中的瓦斯含量；（3）可解析瓦斯含量：指在常压下能从煤体中解析出来的瓦斯含量。可解析瓦斯含量=原始瓦斯含量—残存瓦斯含量

39.煤层透气性测定方法正确与否的三个标准（1）在理论上的合理性，即看其理论推导是否合理，在理论推导过程中所做的假设是否符合客观实际。

（2）现场的实用性，即所需直接测定的参数在测定过程中不需要很高的要求，不用复杂的操作，方便易行。

（3）测试结果的稳定性，一般认为，测试结果是否稳定也反映了该方法在理论上是否合理，在测定时是否准确。同一测定方法在不同时间内测定的煤层透气性系数值应当是稳定的，且相差不大；否则测定方法就可能有问题。

40.计算：径向流量法测定煤层透气性系数（会做例题）P97 41.瓦斯流量测定方法

（1）变压降法；（2）恒压降法；（3）皮托管；（4）测定气体流速；（5）容积式流量计

42.节流装置的基本原理

在充满管道的连续流体中，当流体流经管道内的节流装置时，流束将会在节流装置处形成局部收缩，从而使流速增大，静压力降低。这种状况导致节流装置前后产生压力降。流动介质的流量越大，则在节流装置前后所产生的压差也越大。因此，可通过测量压差来衡量流体流量的大小，这就是利用节流装置测定管道内连续流体流量的基本原理。

43.节流装置的选择原则

（1）当要求节流装置所产生的压力损失小时，可采用喷嘴或文特利管或文特利喷嘴。（2）测量易污染和浸蚀性介质时，采用喷嘴比采用孔板好。

（3）在测量的流量和压差值相同时，由于喷嘴的截面比比孔板的截面要小，所以，在此情况下，喷嘴的测量精度较高，而且需要的直线段长度也较短。

（4）在各节流装置中，以孔板的加工制造最为简单，喷嘴次之，文特利管和文特利喷嘴最为复杂。

44.节流装置的取压方法

（1）理论取压法

一般认为，入口端的取压嘴中心应位于孔板前端面距离为D的管道入口处，出口端的取压嘴中心，应位于流束收缩到最小的截面处。（2）径距取压法

入口端的取压嘴中心，应位于孔板前端面为D的管道入口处；出口端的取压嘴中心应位于孔板后端面距离为1/2D的管道出口处。（3）法兰取压法

法兰取压的入口和出口的取压嘴中心，均应位于距孔板两侧相应端面前、后25mm处，而与管径大小无关。（4）管径取压法

该取压法要求入口的取压嘴中心，应位于孔板前端面2.5D的管道入口处；出口的取压嘴中心应位于孔板后端面8D的管道出口处。（5）角接取压法

该取压法要求入口和出口的取压嘴中心，均应位于孔板前、后的端面处。

45.孔板流量计瓦斯流量计算（会做例题）P113 46.文特利管瓦斯流量计算（会做例题）P117 47.瓦斯抽放率：瓦斯抽放率通常是指矿井、采区或工作面等的抽出瓦斯量占瓦斯涌出总量的百分数。

48.瓦斯抽放有效性系数

瓦斯抽放有效性系数是指抽放瓦斯后较抽放瓦斯前回风流中瓦斯涌出量的减少程度，计算公式为：Kq0-q1×100%（q0是抽放瓦斯前回风流中的瓦斯涌出量；q1是抽放瓦斯q0后，回风流中的瓦斯涌出量）

49.瓦斯抽放的目的

其一是为了确保矿井安全生产，防止或减少瓦斯浓度超限；其二是为了开发利用瓦斯资源，变害为利。

50.抽放瓦斯的必要性指标

（1）安全生产角度

_

qq0.6vSCK

式中q——绝对瓦斯涌出量，m3/min；

q——允许瓦斯涌出量，m3/min；

v——巷道允许的最大风速，m/s； S——风流通过的最小巷道断面，m2；

C——《煤矿安全规程》允许的风流中瓦斯浓度，%； K——矿井或采区瓦斯涌出不均衡系数（2）安全经济角度

①一个回采工作面的绝对瓦斯涌出量大于5m3／min，或一个掘进工作面的瓦斯涌出量大于3m3／min；

②矿井绝对瓦斯涌出量大于15m3／min；

③矿井抽采瓦斯总量能长期稳定在2m3／min以上，抽采系统的服务年限应在10年以上。_51.煤层瓦斯抽放的可行性

（1）煤层的透气性系数λ；

（2）钻孔瓦斯流量衰减系数α；（3）百米钻孔瓦斯极限抽放量Qj。

在“容易抽放”的煤层中抽放瓦斯，往往可以获得较大的抽出量，取得较好的抽放效果，在“可以抽放”的煤层中抽放瓦斯，虽能取得一定的效果，但往往需要较长的抽放时间和较多的钻孔工程量才能达到预定的效果。属于“较难抽放”的煤层，常常采取特殊措施抽放。

52.矿井瓦斯抽放设计的原则及内容

（1）矿井瓦斯抽放设计的原则

①编制矿井抽放瓦斯设计要以上级批准的设计任务书和经审批的《矿井瓦斯抽放可行性研究报告》提供的瓦斯基础资料为依据。

②确定抽放规模与抽放能力时，应能适应矿井生产能力和服务年限的需要，并应满足矿井生产期间最大抽放瓦斯量的要求。

③设计抽采系统与抽采方法时，要有利于多抽瓦斯、保证矿井安全生产，应结合矿井及煤层的具体地质开采条件，矿井及采区主要瓦斯来源，以选择适宜的抽采方法：要有适宜打抽采瓦斯钻孔的地点及充足的施工和抽采时间；抽采瓦斯钻孔的孔口应有足够的抽采负压，要配备一定的抽采瓦斯专业人员和装备，以实施抽采瓦斯工程和进行维护管理工作。

④抽采瓦斯泵站的位置，应考虑利用瓦斯的方便。一般应设在用户集中区附近，并考虑到地面敷设输送瓦斯管路的可能性和经济上的合理性。

⑤新建抽采系统的设计，报矿务局批准，并报省煤炭局备案。经批准的设计。不得随意变更．如有重大修改，须重新审批。（2）矿井瓦斯抽采设计的内容

抽采瓦斯设计主要包括抽采瓦斯工程设计说明书、抽采瓦斯工程机电设备与器材清册、抽采瓦斯工程设计概算书、施工图纸等四个部分。

①抽采瓦斯工程设计说明书，一般应包括下述内容：矿井概况；抽采瓦斯；瓦斯泵站；供电系统及设备；劳动组织和经济技术指标。

②抽采瓦斯工程机电设备与器材清册 ③抽采瓦斯工程设计概算书

④施工图纸亦是抽采瓦斯工程设计的重要组成部分

53.瓦斯抽采管路系统的组成

瓦斯抽采管路系统主要由主管、分管、支管和附属装置组成。

54.瓦斯管直径

瓦斯管直径选择的恰当与否对抽采瓦斯系统的建设投资及抽采效果均有影响。直径太大，投资就多；直径过细，阻力损失大。故一般采用下式计算：

55.瓦斯管路阻力计算（P137）

瓦斯管路的阻力分摩擦阻力和局部阻力两种。

56.正压管路浮漂式自动放水器工作原理及放水过程

（1）工作原理

利用浮漂浮力开启球阎又借助其自重关闭球阀，实现自动放水。（2）放水过程

放水器的进水管与瓦斯管的正压管路连接，浮漂的自重与筒内的压力迫使球阀紧贴在阀座上．从而使其与大气隔绝。抽采管路的水经进水管流入放水器内，当水位上升至浮漂底部后，随着水位不断上升，浮力越来越大，待浮力大于浮漂白重与球阀上下压力差之和时，浮漂浮起，带动球阀而开启，筒内积水在筒内压力作用下经阀体排至简外。此时，如瓦斯管路继续向简内供水，水则连续不断地流出；若无水进入简内，则浮漂随着水位的下降而降落，最后落入阀体而关闭，保持与大气隔绝。因此，该放水器既能及时排除积水，而又能防止管路的瓦斯由故水器泄漏。同时，为防止大量的水突然进入放水器时，筒内压力增大而使浮原无法浮起的问题，在筒上没有平衡管，与进水管连通，以保证故水器能正常工作。57.瓦斯抽采管路的检查和管理的主要工作

（1）压力观测

需要配备人员进行经常性的检查和抽采地点的负压变化情况，并做好详细的记录。（2）对抽采管路中积水的检查

抽采管路往往容易发生积水现象，一旦积水，则对抽采瓦斯影响很大，故而应当引起重视。

（3）抽采管路状态的检查

井下有时因巷道发生变化，抽采管路也需作相应的改动。（4）抽采管路附属装置的检查

检查人员对抽采管路上的放水器、流量计、阀门和安全设施都要按制度全面检查。（5）对抽采管路的保养

对已抽采结束的管段要及时拆除，运往地面或井下易保存地点。运输时，要避免管胳受到碰撞或变形引起损坏；瓦斯管内外应注意做好防锈工作，以便延长瓦斯管的使用寿命。

58.表4-3-1（P145）

抽放技术论文 第3篇

突出矿井；底板抽放巷；穿层钻孔；封孔工艺；集气箱

1.矿井概况

龙山煤矿位于河南省安阳县水冶镇南约6km处，东距安阳市27km，南距鹤壁市35km。1969年建井，1978年投产，设计生产能力500kt/年。井田东起F165断层，西至F301、F303两断层，南以煤层露头和老窑开采为界，北部以煤层底板等高线为界。井田走向长3.68km，倾斜长2.65km，井田面积5.1387km2。龙山煤矿为煤与瓦斯突出矿井，属于单一煤层开采。由于受地质条件及瓦斯因素制约，自投产以来从未达产。主采煤层二1煤层，煤层平均厚度为4~6m，倾角为7~28€埃幻翰阄嗖灰鬃匀济翰悖撼颈ㄐ灾甘?.04%，无煤尘爆炸性。龙山煤矿为突出矿井，矿井绝对瓦斯涌出量为17.6m3/min，相对涌出量为21.06m3/t；煤层的透气性系数为2.92~8.36m2/MPa2·d，煤层的瓦斯压力为0.67~1.89MPa。矿井总风量为5966m3/min。龙山煤矿地面瓦斯抽采系统已于2006年12月建成。地面抽放站装备瓦斯抽放泵3台，2台2BEC-42型抽放泵，最大抽放能力120m3/min，1台2BEA-303-0型抽放泵，最大抽放能力50m3/min。主管路为直径16寸的无缝钢管，长度1130m。支管为 150mm或6寸PVC管共计5200m。现瓦斯抽放泵站抽放浓度为10%~15%。

龙山煤矿目前开采深度已经超过600m，随着采掘工作面向深部地区转移，瓦斯含量、压力呈递增趋势增大，煤巷掘进突出危险性越来越大，煤与瓦斯突出问题已成为制约采掘工作面单产单进和安全生产的主要问题。因此，在没有保护层开采、有围岩巷道的条件下，应优先选用底板抽放巷布置穿层钻孔条带预抽防突措施，保证矿井采掘接替平衡，也很难实现矿井安全高效发展。通过穿层钻孔预抽，消除工作面运输巷在掘进期间的突出危险性，实现煤巷安全掘进。同时，底抽巷内施工穿层孔还具有独特的优点：不受煤层采掘工作干扰，可在煤巷掘进、工作面回采之前超前进行钻孔施工和抽放，且预抽时间长，可充分利用底抽巷施工顶板扇形钻孔对整个工作面进行区域预抽。

2.底板岩巷穿层钻孔布置

A．底板抽放巷及抽放钻场布置

21041底板抽放巷布置在距煤层法线垂距20m的煤层底板内，巷道断面规格为3.6m€?.8m，采用锚网喷支护。为加大区域抽放力度，确保有足够的钻孔工程量和预抽时间，采取在掘进底抽巷的同时每隔20m在巷道下帮开掘1个4m深的抽放钻场，钻场断面规格为3.2m€?.0m，能够满足打钻需要。

B．穿层抽放钻孔布置

布孔原则。钻孔应当在预抽区域内均匀布置，钻孔应穿过煤层全厚遇见顶板为准；钻孔终孔间距应以实测有效抽放半径为基础设计；孔径应尽可能大，以提高抽放瓦斯浓度；封孔严密，以提高抽放效果。

设计方案。底抽巷内穿层钻孔设计、施工，主要是为煤巷掘进防突服务。利用每隔20m掘进的抽放钻场打钻对下底板巷周围煤层瓦斯进行条带区域预抽，在钻场内布置6排11列66个孔，钻孔直径75mm，沿煤层倾斜方向扇形布孔，钻孔控制到顺槽轮廓线外上帮20m、下帮10m范围。

3.提高瓦斯抽放效果的技术措施

A．实施大直径钻孔从源头上提高瓦斯抽放量

遵循：五大一深抽放模式、大钻孔原则，开孔孔径不得低于75mm，孔间距、排间距均为0.3m，做到横成排纵成列，以便封孔后规范连接。实践证明：增大钻孔直径可以有效提高瓦斯抽放量，过去施工的穿层孔直径只有75mm，孔径较小，瓦斯抽放效果不太乐观，通过提高钻孔直径，单孔浓度达到了80%以上，取得了很好的抽放效果。

B．封孔工艺改进创新

众所周知，钻孔封孔是瓦斯抽放工作中最为关键的环节，也是直接影响抽放效果的环节。龙山煤矿以往采用的编织袋缠PVC管注聚氨酯封孔方法效果很不理想，而且封孔长度仅6m，钻孔抽放浓度就不高，大部分在浓度45%以下，抽放一段时间后，浓度很快就衰减到20%以下，极大程度阻碍了瓦斯抽放工作的开展。为了解决这一问题，龙山煤矿在封孔工艺改进方面进行了创新，取得了显著效果。对新施工的瓦斯抽放钻孔封孔工艺全面改进，淘汰过去落后的封孔方法和封孔材料，采用特制冯安特-布袋-聚氯乙烯管三组合封孔技术，封孔深度由6m提高到10m，封孔管径由25mm提高到40mm，具体做法是在1根聚氯乙烯管上捆绑上特制布袋，布袋呈兜状捆绑，将冯安特按照1∶1的比例调配好倒入封孔器内，随即注入到钻孔内，几秒内就可膨胀，完成封孔工作。目前只在21041底抽巷4个钻场进行了试验，由于试验时间短，暂未发现问题，待成熟后再进行推广应用。

效果分析：通过在对21041底抽巷穿层孔封孔工艺的改进，大幅提高了瓦斯抽放浓度，新钻孔单孔抽放浓度均在80%以上，甚至高达100%，抽放6个月后钻场瓦斯抽放浓度仍然保持在50%以上，抽放效果较好。实践表明：大管径、深封孔是提高瓦斯抽放效果最直接、最有效的措施，也是今后瓦斯抽放工作发展的必然趋势。

C．“集气箱”的成功应用

龙山煤矿原来使用的钻场连接方式是在2根并行焊接的短节上焊接多个三通接头用软胶管与钻孔连接。若钻孔略有积水就会堵塞管路造成孔口负压低，从而影响瓦斯预抽效果。针对这一问题，经过不断探讨、比拟、分析，成功的研制出抽放钻场“集气箱”，该装置能够使钻孔内瓦斯、水、煤岩粉三者进行气、水、物自然分离，瓦斯被抽走，积水和杂物沉淀后通过排水孔排出，彻底解决了抽放钻场、管路积水问题，保证了预抽效果。

结构特点与操作程序。集气箱由长800mm、宽800mm、高1200mm的钢板焊接而成，在集气箱顶部焊接66个连接钻孔的直通，箱体一侧焊接1个短节与抽放管路连接抽放，在短面1侧焊接1个排气口和放水口。连抽后安设闸阀进行控制，需要进行放水时，关闭钻场阀门，打开放水阀门和排气阀门，放水结束后，操作顺序反之。

作用原理。钻孔在抽放过程中，会产生大量的瓦斯、水和少量的煤岩粉。根据三者物理性质，煤岩粉、水会自动沉积到箱体底部，而瓦斯密度小，漂浮在箱体顶部，在抽放负压的作用下，随抽放系统被抽走，积水和杂物沉淀后通过排水孔排出，形成气、水、物自然分离现象。

连接方式。集气箱与钻孔连接采用钢丝管连接，接口处不再使用传统的铁丝捆绑方式，改为钢丝箍-螺丝固定方式，这种连接方式优点是：钢丝弹性性能较好，可以有效杜绝漏气现象；可以定期紧固螺丝，可以保证钻孔时常处于紧密封闭状态。

效果分析。通过在21041下底板抽放巷安装集气箱后，效果十分显著，瓦斯抽放浓度、抽放量明显提高，消除了抽放管路积水、连接管接口漏气现象，保证了抽放系统的稳定。

D.钻场管理

集气箱上每个连接管上都焊接有观测孔，实现了单孔观测。每个钻场汇合处均安设1个孔板流量计进行计量，以便对单孔、钻场抽放数据异常情况进行观测、分析、采取有效措施进行处理。钻场抽放后，实行挂牌管理。

4.结语

浅析瓦斯抽放安全技术措施 第4篇

矿井抽放瓦斯是减少矿井和采区瓦斯涌出量的有效途径。我国煤矿的瓦斯抽放方法按瓦斯来源大致可以分为以下五类: (1) 开采层瓦斯抽放方法; (2) 邻近层瓦斯抽放方法; (3) 采空区瓦斯抽放方法; (4) 围岩瓦斯抽放方法; (5) 综合抽放瓦斯方法。其中综合抽放瓦斯方法是前四类方法中两种或两种以上方法的配合使用。

根据《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》, 瓦斯抽采方法, 应根据煤层赋存条件、瓦斯来源、巷道布置、时间配合、瓦斯基础参数、瓦斯利用要求等因素经济技术经济比较确定, 并符合下列要求:

(1) 宜利用开采巷道抽采瓦斯, 必要时可布置钻场、钻孔的专用瓦斯抽采巷道;

(2) 应能适应煤层的赋存条件及开采技术条件;

(3) 应有利于提高瓦斯抽采率;

(4) 抽采效果应好, 抽采的浓度宜满足利用要求;

(5) 宜采用综合瓦斯抽采方法;

(6) 瓦斯抽采工程系统宜简单, 并宜有利于维护和安全生产, 投资宜省, 抽采成本宜低。

根据对矿井采、掘工作面瓦斯涌出量的预测、矿井抽采瓦斯必要性的阐述和前面对工作面瓦斯来源和涌出构成的分析, 结合矿井具体开采技术条件, 可以采用的择优选择抽取方法。针对于具备开采保护层的条件, 选择地面钻井、煤层大巷掘进前采用在岩层大巷施工穿层钻孔预抽煤层大巷条带煤层瓦斯、煤层大巷施工顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯等方案, 再结合回采工作面边采边抽、工作面顺槽边掘边抽和先抽煤层瓦斯后掘进、采空区瓦斯抽放的综合方案。

二、抽放系统安全措施

(一) 瓦斯抽放系统的选择

通过先对矿井瓦斯储量以及可抽量预测, 得知本矿井瓦斯资源可靠、储量丰富;对矿井煤层瓦斯抽放的可行性以及必要性进行论证后, 得出本矿井可以进行瓦斯抽放的结论。《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》 (GB 50471-2008) 3.2节规定, 瓦斯抽采系统设计抽采量大于或等于2m3/min的矿井, 应建立地面固定瓦斯抽采系统。矿井在采取本煤层预抽和采空区抽放等综合抽放措施后, 瓦斯抽放量在2 m3/min以上。

瓦斯抽放系统目的就是为了进行矿井煤层瓦斯抽放, 以减少矿井煤层瓦斯在井下涌出, 因此应根据各抽放对象以及抽放钻场的分布情况、巷道布置情况以及瓦斯利用的要求, 必须敷设至少一套完整的瓦斯输送管路, 作为单独输送瓦斯之用。一般进行管路系统的选择应该满足以下要求:

1) 瓦斯管路系统必须根据巷道布置图, 选择巷道曲线段少和距离最短的线路;

2) 瓦斯管路应设在不经常通过矿车的回风巷道, 以防止管道被撞坏漏气, 若设在运输巷道, 需架设在巷道的上方;

3) 敷设瓦斯管路应考虑到运输、安装和检修的方便;

4) 敷设瓦斯管路应考虑到抽放设备或管路系统一旦发生故障, 管道内的瓦斯不至于进入采掘工作面、机房或硐室等;

5) 抽放管路系统中必须安装调节、控制、测定、防爆、防回火装置。

(二) 瓦斯抽放系统安全措施

(1) 抽放钻场、钻孔施工时防治瓦斯危害的措施

抽放钻场 (孔) 施工前, 必须编制施工作业规程, 制定施工安全措施, 打钻时, 必须配备专职瓦斯检查员, 严格执行《煤矿安全规程》的有关规定, 杜绝诸如无水打钻、瓦斯超限作业等违章作业。打钻过程中如遇喷孔, 必须立即停钻, 采取处理措施, 并向有关领导汇报。

(2) 管路防漏气、防砸坏、防带电、防底鼓措施

抽放系统必须设置负压测定装置和截止阀门, 新敷设的管路要进行气密性检查, 正常抽放的管路亦应定期进行气密性检查。敷设抽放管路的巷道虽非主要运输巷道, 但在管路上要悬挂警示牌, 管路外部涂红色以示区别, 提醒车辆注意, 并要每天巡回检查, 发现问题及时更换。抽放管路在巷道内吊挂安装时, 吊挂高度不小于1.8m;为防止底鼓折损管路, 管道都用墩垛垫起, 垫起高度不小于0.3m。井下瓦斯抽放管应尽量避免与通讯、动力电缆设在一起, 以防管路带电。

(3) 斜巷、立巷管路防滑措施

斜井、斜巷、上下山布置管道时, 要用半圆形铁卡子固定在巷道内的支撑物上, 支撑物要卧底安装。

(4) 管路防腐及地面管路防冻措施

地面和井下金属管路外表均要先涂刷二层樟丹, 地面管路再涂刷一层油性调和漆;埋入土壤的管路再涂一层热沥青, 外缠玻璃丝布和聚氯乙烯;井下管路再涂二层煤焦沥青漆, 管路外表不设置保温层。

三、抽放泵站安全措施

为了保证抽放泵站安全运转, 必须具有以下安全措施:

(1) 一个瓦斯抽放泵站内, 瓦斯抽放泵及附属设备只有一套工作时, 应备用一套;两套或两套以上工作时, 其备用量可按工作量的60%设计。钻机备用量按工作台数的60%设计。

(2) 抽放泵站位置应设在不受洪涝威胁且工程地质条件可靠地带, 应避开滑坡、溶洞、断层破碎带及塌陷区等;宜设在回风井工业场地内, 泵房距井口和主要建筑物及居住区不得小于50m。

(3) 泵房及泵房周围20m范围内禁止有明火。

(4) 泵房应建在靠近公路和有水源的地方。

(5) 泵房应考虑进出管敷设方便:有利瓦斯输送, 并尽可能留有扩能的余地。

(6) 抽放泵站建筑必须采用不燃性材料, 耐火等级为二级。

(7) 泵站周围必须设置栅栏或围墙。

(8) 泵站附近管道应设置防水器及防爆、防回火、防回气装置, 设置放空管及压力、流量、浓度测量装置, 并应设置采样孔、阀门等附属装置、放空管设置在瓦斯抽放泵的进、出口, 管径应大于或等于泵的进、出口直径, 放空管的管口要高出泵房房顶3m以上。

(9) 泵房内电器设备、照明和其它电器、检测仪表均应采用矿用防爆型。

(10) 泵房必须有直通矿调度室的电话。

(11) 抽放泵站应有供水系统, 瓦斯抽放泵站设备冷却水一般采用闭路循环。给水管及水池容积均应考虑消防水量。污水应设置地沟排放。

(12) 瓦斯泵前后防回火、防爆炸措施。

(13) 为防止抽放泵的回火、爆炸事故, 在抽放泵进气管和出气管的适当位置设置防爆、防回火装置。

四、安全管理措施

1) 泵房内不得使用非防爆电器, 杜绝明火;

2) 建立抽放设备检查制度。定期对抽放设备进行检查、维修, 发现问题及时处理, 并将有关情况及时向主管部门和领导汇报;

3) 建立抽放设备停、运联系制度。未经有关部门和领导研究, 任何人不得私自停开抽放设备, 不得私自调整抽放系统的抽放负压;

4) 建立抽放参数定期检查制度。抽放系统各测点每三天必须进行一次全面观测, 有条件的应每天测定一次, 每次观测都要及时填写在抽放日报上;瓦斯泵房内抽放管路的瓦斯浓度、正压、负压、流量、水温必须每隔10~30分钟测定、记录一次, 并建立记录台帐;

5) 建立泵站值班人员交接班制度;

6) 泵房值班室设直通矿调度室电话, 遇见特殊情况及时汇报;

五、结论

本文从多方面分析了瓦斯抽放系统的安全技术措施, 以期能够保证瓦斯抽放的安全实现。另外, 具体的安全管理职责方面矿井瓦斯抽放工作由企业总工程师负全面技术责任, 应定期检查、平衡瓦斯抽放工作:负责组织编制、审批、实施、检查瓦斯抽放工作长远规划、年度计划和安全技术措施, 保证瓦斯抽放工作的正常衔接, 做到“掘、抽、采”平衡。

摘要：矿井瓦斯是一种宝贵的能源, 与人工制气相比, 利用瓦斯具有成本低, 质量高, 清洁安全, 使用方便等显著优点。因此, 充分利用瓦斯资源, 不但可以获得显著的经济、社会效益, 而且还可以减少大气污染, 保护人类生存环境。瓦斯抽放是控制瓦斯灾害事故最有效的措施之一。本文从安全技术规范以及抽放系统安全措施、抽放泵站安全措施以及安全管理措施等方面进行阐述瓦斯抽放安全技术措施。

关键词：瓦斯抽放,安全技术措施,抽放泵站

参考文献

[1]杨明.浅析煤矿采空区瓦斯抽放技术的优选运用[J].城市建设理论研究, 2013 (49)

抽放瓦斯观测工操作规程 第5篇

莲山 课件 w w w.5Y k J.C om 8

抽放瓦斯观测工操作规程

一、安全规定：

1、按规定设置的抽放瓦斯系统，必须符合《煤矿安全规程》第146条规定要求，并保持完好。

2、如需进入栅栏内工作，必须两人前后同行，并随时检查巷道内瓦斯和氧气。瓦斯、氧气浓度不符合规定时，应停止进入，及时汇报。

3、抽放孔、高抽巷管路都应设置气门、放水器和观测瓦斯、负压、流量的装置。

4、瓦斯抽放泵站必须安设通往调度室的直通电话，并保证完好。

5、井上下敷设的瓦斯管路，不得与带电体接触，并应有防止砸坏管路的措施。

二、正常操作：

1、按照工作程序安排，进行巡回检查。

2、检查管道内瓦斯：

（1）要使用100%的瓦检仪。

（2）瓦检仪的气泵应选择合适，尽量采用高负压气泵；如使用仪器本身气泵不合适，必须用气样泵抽取管道内瓦斯进行测定。

（3）用仪器气泵时，应连续挤压气泵（即一鼓起立即再捏扁）；在挤压5—6次后，气泵一复原的瞬间，立即将仪器的进气口从管道内拔出。

（4）检查时必须检查2次以上，发现差别较大时应查明原因，重新检查。

3、观测负压，（1）U形水柱计内必须是蒸馏水。

（2）观察时，要将U形水柱计垂直放置，使两水柱凹面持平。

（3）用U形水柱计测定抽放压力时，应按规定将水柱计的胶管与管道上的压力接孔连接，并使其稳定1-2分钟，然后读取压力值。

4、在测定负压时，如U形水柱跳动不止，应检查管路积水情况，并采取放水措施。

5、定时观测观测点的流量计读数。

6、抽放瓦斯钻孔及分路观测点必须悬挂观测记录牌，并注明观测地点和孔号。每次观测后，应将有关参数（如负压、静压差、瓦斯浓度、流量、观测时间及观测人姓名）填写在记录牌上，并保证牌板、记录和报表三对口。

7、定时观测管路系统中的放水器（自动、手动），手动放水时：

（1）关闭隔离阀门，切断抽放负压。

（2）打开进水阀门，使得水箱内外压力平衡。

（3）打开放水阀门，放空水箱内的积水。

（4）正常抽放时，应关闭进气阀门、放水阀门，打开隔离阀门，使得管路内的水可以流入水箱。

8、必须经常清理润滑油、阀门，以确保阀门使用灵活。

9、对所负责地区的抽放系统及设施要定期进行全面检查，发现漏气、断管、埋管、积水等问题时应立即汇报，并采措施进行处理。

10、需要更换管路，钻孔的连接应按照管路工的有关规定执行。

三、特殊操作：

1、当抽放管路中瓦斯浓度急剧变化时，应及时调节该钻孔或高抽巷的管路抽放负压。当浓度低于25%、又不影响作业面中的瓦斯含量时，应关掉该孔（巷）的气门。

2、布置在回采工作面的抽放钻孔，必须在能抽上瓦斯前连接好。本煤层抽放瓦斯钻孔，应在钻孔完后及时连接好，并把钻孔与抽放管路连通的气门打开。

3、连接钻孔前，要将顶板的浮矸清理掉，严禁冒险作业。

4、抽放钻孔或管路的拆除，必须经通风科科长批准。

5、瓦斯钻孔或高抽巷瓦斯管路拆除后，必须采取防止瓦斯外泄的措施。

6、未经批准，任何人不得调整主、干管路的抽放负压。

7、抽放的瓦斯进行再利用时，还要检查系统中的防回火、防回气装置，确保其完善可靠。

高位钻孔瓦斯抽放影响参数研究 第6篇

关键词：高位钻孔 抽放率 钻孔间距 钻孔直径

中图分类号：TD7文献标识码：A文章编号：1674-098X（2013）05（a）-0071-01

瓦斯是煤矿井下发生爆炸的根源。据统计，仅1983-1994年间，我国就发生瓦斯事故675起，死亡4571人，直接经济损失150亿元。近年来，因瓦斯事故造成生命与财产安全损失更为严重[1]。瓦斯事故死亡事故中的死亡人数占总死亡人数的比重基本在80%以上[2]。 瓦斯的主要成分是甲烷，其温室效应是二氧化碳的20多倍，因此大量瓦斯气体释放到大气中，会带来严重的环境灾害。随着开采规模的扩大，以及新技术的应用，煤矿事故中煤与瓦斯突出事故日趋严重[3]。瓦斯抽放是防治煤矿瓦斯灾害事故的根本措施，有效地提高瓦斯抽放浓度和抽放量，能够减少煤矿安全事故，将其变害为宝，具有重大的经济意义和环境意义。

1 高位钻孔抽放参数分析

高位钻孔抽放是采空区瓦斯抽放常用的方法之一，其抽放效果与抽放参数的选取直接相关，因此要提高瓦斯抽放率和瓦斯抽放浓度，必须选取合理的参数。1211工作面可采储量181万 t，设计日产量7325 t，综采工作面相对瓦斯涌出量预计为：6 m3/t，绝对瓦斯涌出量：30 m3/min，为低透气性煤层。本文以张集矿1211 工作面为背景，利用FLUENT软件进行数值模拟，确定采空区上覆岩层的三带位置，将钻孔布置在顶板裂隙带。根据高位钻孔抽放瓦斯模型，利用MATLAB软件，模拟瓦斯流场的二维等值线图，从而确定钻孔抽放参数。

1.1 钻孔间距

为了确定合理的钻孔间距，分别对0.5 m和1 m的钻孔间距进行了瓦斯流场与抽放率的模拟分析，如图1、2和3所示。从图中可以看出，钻孔直径为75 mm、抽放时间为1天时，钻孔间距为0.5 m比1 m的瓦斯流场变化幅度明显增大；抽放率的变化更为明显，钻孔间距为0.5 m比1 m的抽放率大了两倍以上，并且有随时间增加的趋势。因此，钻孔间距取0.5 m较合适。

1.2 抽放负压

在分别为不同抽放负压下的瓦斯流场图。从中可以看出抽放负压为0 MPa时比抽放负压为0.05 MPa时的瓦斯流场的变化幅度反而小，抽放率也较抽放负压为0.05 MPa时小，其原因可能是瓦斯供给源贫乏及钻孔漏气严重，这时就需要调整抽放负压。

提高抽放负压，对煤（岩）层中瓦斯压力差的增大是有限的，因为其极限值只能达到0.1 MPa，且由于受管路及钻孔密封性的影响，提高抽放负压会增加巷道空气量的漏入，影响抽放效果；同时提高负压对抽放设备的要求也有所提高，因而受到一定的限制。在不同负压下抽放率比较，可以看出，一定范围内，不同抽放负压对瓦斯抽放率影响不大。因此，抽放时要保证有一定的负压，同时不能太大，在0～0.05 MPa之间较合适，在高位钻孔抽放中，可取20～30 kPa。

1.3 抽放钻孔直径

在出了抽放负压为0.05 MPa，抽放时间为120 d时，不同钻孔直径下瓦斯抽放率随时间变化曲线。由图可知，在时间相同时，直径越大抽放率越高，但其增长的幅度远比直径增长的幅度小。钻孔直径的大小对抽放效果的影响主要表现在瓦斯沿钻孔流动的阻力有所不同，且相差不大，但是增大钻孔直径则施工难度将增大，且费用提高。在钻孔抽放中，现场一般取75 mm，在条件许可情况下尽可能采用大直径孔，以提高瓦斯抽放率。

2 结语

通过数值分析得到了高位钻孔时钻孔间距、抽放负压以及钻孔直径对瓦斯抽放率的影响规律。结果表明钻孔间距从1 m减小到0.5 m，可以明显提高瓦斯抽放率；抽放负压对瓦斯抽放率影响与负压范围有关，当抽放负压到达一定范围时，对抽放率的影响不明显；增大钻孔直径对提高抽放率有一定影响，但抽放率的增大幅度远小于钻孔直径增大幅度。该分析结果为高位钻孔抽放瓦斯参数的选取提供了理论指导。

参考文献

[1]梁冰，孙可明.低渗透煤层气开采理论及其应用[M].科学出版社，2006.

[2]马丕梁，范启炜.我国抽放瓦斯现状与展望[J].中国煤炭，2004，30（2）：5-8.

刍议高位钻孔瓦斯抽放技术 第7篇

关键词：高位钻孔,采空区瓦斯,上隅角,瓦斯抽放

前言

目前大多数矿井在瓦斯治理方面的主要手段都是采用大面积施工抽放钻孔 (穿层钻孔、本煤层钻孔 (或叫顺层钻孔) 、防突钻孔、高位抽放钻孔) , 该方法是通过施工钻孔来增加煤层中的孔隙以达到瓦斯排放的目的, 钻孔施工的目的就是排放瓦斯, 具有任务单一性。通过长时间的一线工作经历积累, 利用本专业的技术知识, 通过对钻孔资料的收集和分析, 深刻体会到瓦斯抽放钻孔资料也可作为地质资料的一部分, 为煤巷掘进和采面回采提供一定原始地质数据。在工作面的瓦斯抽放钻孔数据进行了采勘对比后, 了解了瓦斯抽放钻孔资料确实对煤巷掘进和采面回采有一定的指导意义 (从地质工作角度) , 现将瓦斯抽放钻孔在21125运巷掘进过程中所起的指导作用例举如下, 供同行参考。

1 高位钻孔瓦斯抽放的适用条件及合理层位选择

1.1 适用条件

高位钻孔主要作用是通过抽放围岩或采空区瓦斯, 在上邻近层瓦斯向采空区运移时进行拦截, 从而解决上隅角和回风流瓦斯超限的问题。所以其适用条件是工作面瓦斯主要来源于采空区、上部围岩或邻近层工作面。该技术最终解决的是采空区瓦斯超限问题。

1.2 高位钻孔合理层位选择

高位钻孔合理层位主要指抽放效果较好的层位高度, 通常为瓦斯来源较广、瓦斯释放较活跃的区域。一般地, 高位钻孔抽放带的理论下限要高于顶板冒落带高度。若高位钻孔施工层位低于冒落带, 则直接与采空区沟通, 后果是钻孔负压小、流量大。但瓦斯浓度却很低, 故下限一般在煤层顶板5~20 m范围内, 而在一些瓦斯含量较高、煤层较厚的放顶煤工作面, 其下限也可在煤层中。高位钻孔抽放带的理论上限一般与煤层顶板距离小于50m, 如果排除封孔效果的因素, 则层位越高, 瓦斯抽放浓度也越高, 但抽放混合量也越小。实践表明, 高位钻孔抽放带的理论前方界限位于工作面前方几米左右, 理论后方界限至工作面后方几十米左右。

2 高位钻孔瓦斯抽放的主要参数及理论计算方法

裂隙带可抽高度:指高位钻孔可以取得较好抽放效果的高度范围, 把某个范围内能抽到高浓度瓦斯的高度定为裂隙带可抽高度。用终孔高度、高浓度起点高度和高浓度终点高度3个参数来控制可抽高度区间。有效平距:钻孔有效抽放段在水平面上的投影长度。搭接长度:前后两个钻场钻孔间重叠长度。高位钻孔瓦斯抽放各参数位置如图1所示, 计算方法如下。

式中:h1~高位钻场距煤层顶板距离, h2~钻场内钻孔开孔高度, X~钻孔轴线在巷道方向的投影长度, Y~钻孔终孔点垂直水平面至煤层面的投影点到风巷的距离, H~钻孔终孔点距煤层顶板法线距离, L~钻孔孔深, α~钻孔水平投影线与巷道的夹角, β~钻孔仰角, γ~煤层倾角;

3 工程应用

3.1 地质概况

土城矿21125工作面位于该井田西部的一采区二水平三亚阶段, 开采12#煤层。该采区12#煤层已回采的上亚阶段21121、21122、21123煤层稳定、煤质良好, 煤层厚度1.8~2.6m, 仅只21123工作面的煤层有局部薄化段和断层 (小落差) 造成煤层底板起伏。总体说来, 12#煤层为中厚煤层, 煤层层位稳定。

3.2 瓦斯钻孔施工情况

3.2.1 钻孔布置:

在同亚阶段的下伏13#煤层 (煤层间距18m) 开掘瓦斯抽放巷, 布置12#煤层的底板穿层钻孔, 钻场间距30m, 每个钻场布置抽放钻孔42个, 其中1~12#和37~42#钻孔共18个, 每排6个, 钻孔纵横间距 (12#煤层中) 5m, 钻孔倾角分别是0~3°、7°、12°, 中间钻孔垂直12#煤层底板, 呈扇形布置。13~36#钻孔孔间距10m, 每排3个钻孔, 呈扇形布置, 钻孔倾角分别是19°、31°, 。全部钻孔控制范围为30×88m2。

3.2.2 钻孔施工情况:

在1~11#钻场施工期间, 局部钻孔有瓦斯喷孔现象, 极少数钻孔见煤不好, 表现在煤层厚度变薄, 层间距有大小不超过3.6m的变化, 但12#钻场以后出现钻孔见煤不隐定现象, 主要表现在煤层厚度局部变薄、少数钻孔出现无煤现象、煤层底板起伏更加频繁。

3.3 巷道掘进揭露情况

21125掘进初期, 风、运巷煤层正常, 煤层厚度1.8~2.2m, 煤质良好。而运巷掘进420m以后煤层出现厚度变化, 厚度在1.2~2.1m间, 至460m后煤层厚度低于1.4m, 490m后煤层变为0.4m、底板起伏明显, 而且已接近巷道拐弯位置 (因煤层走向变化, 巷道方位须由原来的266°拐为258°) 。因煤层底板起伏和厚度变化, 曾多次用钻机对前方煤层进行探测, 但结果收效甚微。

由于抽放钻孔经常上图并及时做些简单的分析, 矿总工程师得知此信息后, 要求打钻队技术室对掘进前方的12#煤层做详细分析。经过巷道掘进证实, 巷道掘进59m后进入了厚煤区。之后根据穿层钻孔和21125上、下巷的本煤层钻孔分析绘制了21125工作面内部煤层变化曲线 (煤层变薄区) 。

4 结论

通过对高位钻孔参数的研究, 配合高位钻孔与上隅角瓦斯抽放的运用, 使土城矿大部分工作面瓦斯浓度一直保持在0.1%~0.5%之间, 抽放率可达到83%;达到了较好的抽放效果。

参考文献

[1]袁亮.煤矿总工程师技术手册[M].北京:煤炭工业出版社, 2010.[1]袁亮.煤矿总工程师技术手册[M].北京:煤炭工业出版社, 2010.

矿井开采煤层瓦斯抽放技术措施 第8篇

关键词：开采煤层,瓦斯抽放,技术,措施

在矿井瓦斯抽放设计过程中, 要充分利用矿井合理的通风系统和所需要必备的抽放巷道, 沿实际生产最经济、最合理的回风巷, 作为瓦斯抽放专用巷道。巷道要求用不燃性材料进行支护, 在抽放管路系统中, 安全装置有防回火网、防回气、防爆炸水箱、安全监控装置、放水器、阀门、孔板流量计、放空管和避雷装置。

开采煤层瓦斯抽放是在开采煤层内预先掘进或打钻孔抽放本煤层内含有的瓦斯。开采煤层瓦斯抽放根据抽放的机理可分为未卸压抽放和卸压抽放。根据汇集瓦斯方法分为钻孔抽放、巷道抽放和钻孔与巷道联合抽放。

1 巷道预抽开采煤层瓦斯 (未卸压)

巷道预抽开采煤层瓦斯, 通常是利用回采的准备巷道进行抽放。即在采区煤 (岩) 巷施工完成后, 将其密闭, 并在上部插入管子进行抽放, 抽放瓦斯工作要在煤巷掘进后和回采开始前进行。

1.1 巷道预抽本煤层瓦斯的依据

巷道预抽本煤层瓦斯虽然是有效可行的, 同时, 也存在一些问题, 如在掘进瓦斯涌出量较高时可能给正常掘进工作造成困难, 因巷道掘进后需较长时间抽放, 开采前还要维修巷道, 故增加了成本等。所以, 是否选择巷道法预抽开采煤层瓦斯, 要认真进行论证。通常条件下, 应注意以下因素:第一, 矿井采掘布置方式。第二, 巷道抽放瓦斯的有效范围。第三, 煤层的瓦斯含量及其储量大小。第四, 预计瓦斯抽出量及其抽放效益。第五, 预计抽放瓦斯时间。要统筹考虑个中因素, 进行比较论证, 方可确定是否采用巷道法预抽开采煤层瓦斯。

1.2 巷道法预抽开采煤层瓦斯的布置

抽放瓦斯的巷道布置一般是按照采煤工作面的需要进行安排的。一般条件下, 其巷道是回采的准备巷道。巷道法预抽开采煤层瓦斯的布置方式有两种:第一, 采区网络式布置, 即按照采区设计布置的巷道, 在构成网络后, 密闭巷道并插管抽放本煤层瓦斯。第二, 采区深部截取式布置:布置在现采区与深部采区之间的阶段煤柱上。

2 开采煤层未卸压钻孔抽放

开采煤层预抽瓦斯是钻孔打入未卸压的原始煤体进行抽放瓦斯。它的抽放效果和原始煤层的透气性及瓦斯压力有关, 煤层透气性愈小, 瓦斯压力愈低, 越难抽出瓦斯。对于透气性系数大或没有邻近层卸压条件的煤层, 可以预抽原始煤体。根据钻孔与煤层的关系分为穿层钻孔和沿煤层钻孔, 根据钻孔角度分为上向孔、下向孔和水平孔。

2.1 穿层钻孔布置

在布置穿层钻孔时, 通常把钻场设在底板岩石巷道或邻近煤层巷道中, 也有把钻场设在顶板岩层中, 从钻场向开采煤层打钻, 贯穿煤层全厚。开采层经过预抽后, 即可进行采掘工作, 以解决掘进和采煤全过程的瓦斯问题。把钻场设在采区集中巷内垂直煤层走向, 打上、下两排贯穿煤层钻孔。也有把钻场设在煤层底部煤层内、顶部煤层内或顶板岩层内打扇形钻孔布置, 穿透多煤层。

第一, 钻场, 是为穿层钻孔抽放瓦斯的专用硐室。第二, 钻孔, 预抽煤层瓦斯的穿层钻孔是指在钻场内开孔, 穿过岩层进入并一直穿透全煤层或多个煤层的钻孔。第三, 钻孔布置, 为了让开采层瓦斯得到有效的抽放, 要按抽放钻孔的有效范围 (或称有效半径) , 在煤层中均匀布置钻孔, 在煤层的层面上形成网格式布置。通常在钻场内采用沿倾斜和走向扇形布孔方式。第四, 钻孔的有效抽放半径, 是在规定的时间内钻孔抽放瓦斯的有效影响范围, 其范围大小与煤质、瓦斯等因素相关, 要在实际抽放中进行测定。第五, 钻孔的瓦斯流量, 进行开采层瓦斯抽放时, 通常都进行钻孔瓦斯量的测定, 主要包括自然涌出量和抽放量, 煤层钻孔瓦斯涌出量通常呈现随时间的延长而衰减的变化规律, 基本符合负指数方程。

2.2 顺层钻孔布置

顺层钻孔可用于石门见煤处、煤巷及采煤工作面。我国采用较多的是采煤工作面, 是在采煤工作面准备好之后, 用不同的方式布置钻孔, 抽放一段时间后再进行采煤, 以减少回采过程中的瓦斯涌出量。

第一, 抽放方式及钻孔布置。石门穿煤点抽放:在采区煤巷还没有掘进之前, 利用石门见煤点向两侧及顶部打沿层扇形钻孔预抽瓦斯。在回采巷道圈出后或在巷道掘进过程中, 在运输巷、回风巷或切眼布置不同方式的顺层钻孔。

第二, 钻孔瓦斯流量。对顺层钻孔的瓦斯流量, 因各矿和煤层的赋存条件各不相同, 包括煤层赋存状态、厚度、瓦斯压力、含量以及钻孔布置方式和长度、直径的不同, 钻孔的瓦斯流量也不相同。

第三.钻孔预抽方法。利用岩石揭煤后向煤层施工穿层钻孔抽放, 掘进工作面超前钻孔抽放, 开采层运输, 回风巷或石门向开采层施工穿层钻孔, 或由地面施工穿层钻孔等进行抽放。

3 开采煤层抽放卸压瓦斯

边采 (掘) 边抽是在开采层未经预抽或预抽时间不够的条件下, 为了解决开采时瓦斯涌出量大的问题, 在回采 (或掘进) 的同时进行的抽放方式。

岩石截流钻孔抽放瓦斯技术的应用 第9篇

按照邻近层瓦斯流动规律,工作面开采后顶板垮落,其周围的岩层及煤层向采空区方向移动、变形,地层应力重新分布,在采空区上方形成自然垮落拱,应力传递给采空区以外的岩层承受,对开采层周围的煤层(包括被保护层)及岩层产生采动影响。在由岩石卸压角所圈定的卸压带内,地层应力降低,垂直煤层层面方向出现膨胀变形,在煤层和岩层内,不但产生新裂缝,原有裂缝也会张开扩大,使得煤层透气性系数增高数十到数百倍[3]。由于保护层和被保护层之间岩层卸压后发生垂直层面的膨胀变形,使得平行层面的部分岩层发生收缩变形,导致原岩层裂缝沟通,上、下煤层及围岩内的瓦斯将通过顶底板裂隙进入采空区,并涌入工作面。

1 岩石截流钻孔抽放瓦斯的原理

岩石截流钻孔抽放瓦斯实际上就是邻近层瓦斯抽放,是对现有的邻近层瓦斯抽放、本层瓦斯抽放和采空区瓦斯抽放技术的补充,其基本原理是:近距离煤层群下开采保护层时,邻近层瓦斯抽放钻孔随着工作面的推进,钻孔受到破坏,停止了瓦斯抽放,容易造成工作面邻近层的瓦斯通过围岩裂缝进入采掘空间引起工作面瓦斯超限,因此,在保护层与被保护层之间施工1条专用瓦斯抽放巷,在专用瓦斯抽放巷内,按一定的间距施工岩石钻孔,拦截从邻近层通过围岩裂缝向工作面涌入的瓦斯,起到截流的作用[4,5,6,7,8]。

2 试验区概况

试验煤矿为近距离、近水平煤层群开采矿井,可采和局部可采煤层有3层,自上而下依次为7#、8#和11#煤层,如图1所示。其中8#煤层为中厚煤层,是矿井的主采层,具有严重突出危险性;7#和11#煤层为薄煤层,7#煤层为突出煤层。作为下保护层先行开采的11#煤层首采工作面1102,其工作面倾向长150 m,走向长717 m,埋深442～564 m,煤厚0.35～0.81 m,平均煤厚为0.65 m,煤层倾角4°～8°,煤层瓦斯含量15.08 m3/t。工作面为倾斜长壁仰斜开采,综合机械化采煤,采用全部垮落法控制顶板,“U”型+尾排通风技术治理瓦斯。开采时瓦斯涌出量为26.24 m3/min,相对瓦斯涌出量为110.2 m3/t。上邻近层瓦斯涌出量占工作面总瓦斯涌出量的75.78%。

3 钻孔布置

工作面开采前,在距离11#煤层顶板10 m位置施工1条瓦斯抽放巷,瓦斯巷与工作面运输、回风巷平行,分别相距60、80 m。在瓦斯巷内向上施工邻近层抽放钻孔,钻孔终孔于8#煤层顶板,同时,在瓦斯巷内每隔5～6 m向左右施工1个平行于工作面走向的岩石截流钻孔,孔深60～80 m,钻孔控制工作面全宽。在工作面运输、回风巷内向上施工邻近层抽放钻孔,钻孔终孔于8#煤层顶板。钻孔的布置如图2所示。

4 岩石截流钻孔瓦斯抽放效果考察

在工作面运输、回风巷以及顶板瓦斯巷施工穿层钻孔和岩石截流钻孔,分别安设单孔测量装置,并随着工作面的推移,利用煤气表定期测定钻孔流量,同时利用高浓度瓦斯检测仪测定钻孔瓦斯浓度,根据钻孔流量和浓度的变化,考察岩石截流钻孔抽放瓦斯的“黄金”带及与邻近层钻孔抽放瓦斯的区别。

4.1 岩石截流钻孔抽放瓦斯的“黄金”带

在工作面顶板瓦斯巷施工的岩石截流钻孔中,选择了2个考察钻孔,采用机械封孔,封孔深度15 m以上,每孔安设单孔测量装置,然后进行抽放。在采煤工作面推进过程中,测定考察钻孔抽放参数,其结果见表1、表2。

考察表明,只有当工作面推至钻孔前方18 m左右时,岩石截流钻孔才检测到瓦斯和流量。当工作面推至钻孔前方18 m到工作面推过8 m左右,钻孔瓦斯浓度和抽放流量上升较快,钻孔处于卸压阶段,最高瓦斯体积分数为93%,单孔最大瞬时流量为0.123 m3/min,钻孔最大抽出量为1 437 m3,平均抽出量为1 316 m3;当工作面推过钻孔11 m后,钻孔瓦斯浓度和抽放流量明显下降,钻孔处于残抽阶段。

4.2 岩石截流钻孔抽放瓦斯与邻近层钻孔抽放瓦斯的区别

在工作面顶板瓦斯巷考察岩石截流钻孔抽放瓦斯的“黄金”带的同时,在工作面的运输、回风巷以及顶板瓦斯巷施工的穿层钻孔中各选择了2个孔,同时考察岩石截流钻孔抽放瓦斯和邻近层钻孔抽放瓦斯效果的区别,考察表明,岩石截流钻孔单孔平均抽出量为1 316 m3,邻近层抽放钻孔单孔平均抽出量为1 407 m3,差别不大(见表2),但两种方式抽放瓦斯的“黄金”带却不一样。

1) 从工作面推至运输、回风巷上邻近层钻孔前方15

m左右,到工作面推过钻孔18 m左右,钻孔瓦斯浓度和抽放流量明显增加,钻孔处于卸压阶段;在工作面推过钻孔18 m左右后,钻孔进入残抽阶段。

2) 从工作面推至顶板瓦斯巷上邻近层钻孔前方24

m左右,到工作面推过钻孔28 m左右,钻孔瓦斯浓度和抽放流量明显增加,钻孔处于卸压阶段;在工作面推过钻孔28 m左右后,钻孔进入残抽阶段。

3) 从工作面推至岩石截流钻孔前方18

m,到工作面推过8 m左右,钻孔瓦斯浓度和抽放流量上升较快,钻孔处于卸压阶段;在工作面推过钻孔8 m左右后,钻孔进入残抽阶段。

5 结语

1) 岩石截流钻孔是一种较好的抽放方式,是对瓦斯综合抽放方式的补充,对开采下保护层的瓦斯治理起着重要的作用。在近距离煤层群保护层开采时,能有效地将上邻近层向工作面涌入的部分瓦斯进行拦截,达到了防止工作面回采过程中瓦斯超限的目的。

2) 试验煤矿1102首采下保护层工作面岩石截流钻孔单孔最高瓦斯体积分数达到93%,平均抽出量1 316 m3,抽放浓度和抽出量与邻近层穿层钻孔相当,但其瓦斯抽放的“黄金”带只有26 m,比上邻近层穿层钻孔小。

参考文献

[1]任洞天.矿井通风与安全[M].北京:煤炭工业出版社,1984.

[2]张铁岗.矿井瓦斯综合治理技术[M].北京:煤炭工业出版社,2001.

[3]于不凡.煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手册[K].修订版.北京:煤炭工业出版社,2005.

[4]梁运培,孙东玲.岩层移动的组合岩梁理论及其应用研究[J].岩石力学与工程学报,2002(5):654-657.

[5]袁亮,刘泽功.淮南矿区开采煤层顶板抽放瓦斯技术的研究[J].煤炭学报,2003(2):149-152.

[6]张国华,侯凤才.预留瓦斯抽放钻场中钻场间距及布孔参数的确定[J].煤炭学报,2008(9):992-996.

[7]朱贵旺,方恩才,卢平.不同地质条件下顶板走向长钻孔抽放瓦斯技术试验研究[J].矿业安全与环保,2003(S1):1-4.

抽放技术论文 第10篇

1 回采工作面概况

15121回采工作面位于红岭矿五采区北翼中部, 采用炮采放顶煤一次采全高开采法开采, 工作面标高-370～-390 m。工作面走向长580 m, 可采长度400 m, 倾斜长80～103 m, 平面面积45 346 m3, 开采二1煤层, 煤层厚度6 m, 倾角20°。直接顶为砂质泥岩, 裂隙发育易垮落, 厚度2 m;基本顶为砂岩, 坚硬, 裂隙发育。瓦斯含量为20 m3/t, 工作面掘进过程中曾多次出现瓦斯超限, 煤尘爆炸指数21.18%, 有爆炸危险性, 煤层不易自燃。该工作面2005年9月开始掘进, 2006年7月贯通, 10月开始试采, 2007年11月底采完结束。

2 抽放方法

15121工作面从掘进到开采过程, 分别采用了边掘进边抽放、本煤层预抽放、切眼及采面煤墙临时抽放、高位裂隙孔抽放、上隅角敷管抽放5种瓦斯综合治理方法。抽放设备使用SKA-353型抽放泵, 最大抽气量60 m3/min, 最大抽放负压81 kPa, 主管道Ø200 mm, 支管Ø150 mm。从主管到末端封孔管分别为铁管、聚乙烯、PVC软管, 全部抗静电, 防止产生静电火花发生瓦斯事故。

2.1 边掘进边抽放

工作面运输巷、回风巷掘进过程中, 在巷道两帮开钻场进行打钻施工, 钻场间距30 m, 沿走向扇形布置3～4个钻孔, 孔径75 mm, 钻孔深40 m以上, 用Ø20 mm铁管封孔, 聚氨酯密封, 采用Ø25 mm抗静电软管连接抽放管路。

2.2 本煤层预抽放

在工作面运输巷、回风巷边掘边抽钻场沿倾向扇形布置10个钻孔, 孔径75 mm, 钻孔深40 m以上。紧跟边掘边抽钻孔施工, 用Ø20 mm铁管封孔, 聚氨酯密封, 用Ø25 mm抗静电软管连接抽放管路。

2.3 切眼及采面煤壁临时抽放

切眼贯通后, 在采煤侧巷帮用煤电钻打孔, 钻孔间距1.5 m, 孔深12 m, 孔径42 mm, 用Ø20 mm铁管封孔, 用黄泥密封, 用Ø25 mm抗静电软管连接抽放管进行初采前预抽, 抽放时间60 d。工作面正常采煤期间, 在工作面上部利用循环间隙时间临时抽放, 间隔3 m打钻孔, 深12 m抽1次, 其他参数同切眼巷钻孔, 抽放时间15 h。

2.4 高位钻孔抽放

在回风巷下帮垂直回风巷仰角25°, 掘进高位裂隙孔钻场, 全部进入煤层顶板后平巷掘进4 m作为钻场。该工作面布置6个高位钻场, 钻场间距70 m, 每个钻场布置8个钻孔, 8个终孔平距5 m。从距工作面回风巷8 m开始, 终孔点距工作面高度6～25 m, 钻孔深90 m以上, 孔径75 mm, 用Ø40 mm铁管封孔, 用Ø50 mm抗静电软管与抽放管路连接。高位裂隙孔到工作面初采基本顶来压后正常发挥作用。该方法利用煤体和顶板受采动压力影响形成的裂隙, 钻孔打在裂隙带中, 瓦斯在煤体压力和抽放负压作用下, 通过裂隙进入钻孔被抽走。所以, 钻场及钻孔落点与煤体和顶板位置关系是该方法的技术关键。

2.5 上隅角敷管抽放

工作面上隅角敷设Ø50 mm抗静电软管, 软管端悬挂在上隅角采空区空当内瓦斯聚集处, 外端接入抽放管路, 随着工作面向前掘进, 不断移动软管。

3 抽放效果

(1) 边掘进边抽放和本煤层预抽放, 平均抽放流量1.6m3/min, 抽放5个月, 共抽放338 400 m3。

(2) 切眼预抽放, 抽放期2个月, 抽放流量为0.4m3/min, 则抽放量为33 840 m3。煤壁临时抽放共打抽放钻孔130个循环, 每个循环抽放15 h, 平均流量0.25 m3/min, 则抽放量为29 250 m3。

(3) 高位钻孔抽放平均流量3.2m3/min, 抽放时间14个月, 则抽放总量为1 895 000m3。

(4) 上隅角敷管抽放平均流量0.2m3/min, 抽放时间14个月, 则抽放总量为1 895 000m3。m3/min, 抽放时间15个月, 则抽放量为126 900 m3。

以上4项抽放总量2 423 390 m3, 其中可采瓦斯含量6 048 000 m3, 则抽放率为40% (通过抽放量可以看出, 高位裂隙抽放是综合抽放技术的关键, 占总抽放量的78%) 。工作面开采期间配风量650 m3/min, 风流瓦斯浓度正常在0.6%以下, 杜绝了瓦斯超限现象。

4 效益

(1) 减少了瓦斯对生产的制约, 有效提高了生产水平, 每天增产原煤150 t, 该工作面可增创经济效益945万元。

(2) 有效降低了工作面采空区瓦斯浓度和含量, 保证放顶及出煤的作业安全。提高了整个工作面瓦斯影响安全系数, 创造了巨大的社会效益。

(3) 工作面配风量减少200 m3/min, 有效缓解了矿井风量紧张状况。

摘要：红岭矿对15121回采工作面采取一系列的抽放措施, 解除了瓦斯对工作面安全生产的威胁, 保证了工作面的回采安全。

抽放技术论文 第11篇

关键词：瓦斯抽放；固定连接；顺槽；阻燃；抗静电

中图分类号：TD712.6 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）29-0172-03

瓦斯爆炸事故是煤矿安全生产的主要危害之一。近年来，全国瓦斯爆炸事故频频发生，造成了极为严重的人员伤亡和经济损失及恶劣的社会影响。因此，加强矿井瓦斯治理及做好对高瓦斯矿井的瓦斯抽放工作显得尤为重要。

1 研究的必要性

目前，我国矿用瓦斯抽放泵以及瓦斯抽放主管道等在大量生产、实验的基础上已经统一了标准，并已经达到了高瓦斯矿井安全生产所要求达到的条件。连接煤壁内瓦斯抽放封孔管和瓦斯抽放主管道之间的部分目前国内还没有进行在材料、结构以及尺寸上进行统一规范，该类产品目前大多都是采用代用品（普通塑料管、普通PE管、高压胶管等），密封处用胶带或铁丝缠绕而成。代用品在性能上不具备阻燃、抗静电条件；软管管道抗负压能力弱，容易折曲变形，被煤尘及泥水堵塞，达不到良好的抽放效果；管道连接处密封效果差，极易泄漏出瓦斯、一氧化碳等有毒有害气体，气体泄露处与金属接触的地方甚至会产生火花，给煤矿安全生产埋下了很大的隐患。

因此，对高瓦斯矿井顺槽瓦斯抽放固定连接系统的研究并推出一套合适的产品，进而对这一产品进行行业性规范，就显得尤为重要。

2 问题的提出及研究内容、方向

依据全国各高瓦斯矿井同类产品使用现状调查报告，中煤科技集团公司决定开发该套合适产品。开发时间：2011年9月至2012年12月。

2.1 本项目主要研究、实验的内容

研制出瓦斯抽放汇流管、直通（含球阀、测压孔）、三通、弯头（方向可多角度调节）、法兰接头（带球阀）、密封件等一整套合适材质、结构和规格的产品。

2.2 研究目标

项目研究的目标，就是要通过对瓦斯抽放汇流管、直通（含球阀、测压孔）、三通、弯头（方向可调节）、法兰接头（带球阀）、密封件等产品的材料及其结构进行分析、研究、试验，最终研制出高瓦斯矿井顺槽瓦斯抽放固定连接系统，使该系统内产品：

①瓦斯抽放汇流管、直通、三通、弯头（方向可调节）、法兰接头产品阻燃、抗静电、耐负压、通径大。

②瓦斯抽放汇流管、直通、三通、弯头（方向可调节）、法兰接头重复利用率高。

③直通、三通跟汇流管连接处均能达到合适的调节量。

④弯头（方向可调节）韧度足够，能向各个方向弯曲。

3 研制产品的性能和技术水平

性能需要满足：阻燃、抗静电；耐正负压性能好、密封性能可靠；抽放效果显著，管道不易堵塞；适应能力强，有水无水均能适应；安装方便、快捷，无需借助额外工具；耐油、耐腐蚀；可重复使用。

技术水平要达到以下标准：

①瓦斯抽放汇流管、直通、三通、弯头（方向可调节）、法兰接头材料要满足国家标准值（MT558.2-2005）。阻燃性试验：有焰≤3 s， 无焰≤20 s；表面电阻实验：内外壁表面电阻≤1.0×106 Ω；负压试验：壁厚5 mm，负压≥0.8 MPa；正压试验：壁厚5mm，正压≥1.6 MPa。

②直通（带球阀）、三通、调节弯头（40°圆锥角内任意转动）、法兰接头（带球阀）材质、尺寸。材质：PE；规格：DN50（国标），端口到中心点长度200 mm（调节量+/- 200 mm）。

③蕾型密封圈。密封效果好、耐腐蚀、抗老化。

4 研制产品实物图及试验试用情况

高瓦斯矿井顺槽瓦斯抽放固定连接系统现场试验研究是在晋煤集团成庄矿4104、4219巷进行的，实物如图1所示，共试验安装200套连接固定装置，其中在4104、4219巷各试验试用了100套产品，各地点每5～8个抽放钻孔作为一个抽放单元，每个抽放单元外加一个放水器，从放水器出来的瓦斯流经管道通过汇流管与抽放主管路相连。

4.1 安装时间确定

在巷帮煤壁打抽放钻孔，待钻孔周围瓦斯降至1%以下时，方可进行连接抽放钻孔。抽放固定连接装置规格全部采用DN50圆柱体，无台阶，采用螺帽上的螺纹在拧紧的的过程中螺纹将蕾型密封圈沿着锥面推动，使其产生径向推力，产生的摩擦力来实现固定，从而达到管材与连接部件紧密结合，实现密封。

4.2 安装程序

将DN50直通（带球阀）一端固定在煤壁封孔管端，依次连接汇流管、直通、调节弯头、汇流管、三通，作为一个抽放连接孔，钻孔间距2 m（根据现场实际钻孔间距来定），每5～10个抽放连接孔作为一个抽放单元终端连接至放水器，放水器通过一段汇流管连接到抽放主管路上。

4.3 井下4104、4219巷抽放情况

在巷道顶部敷设聚乙烯管，用9 mm钢丝绳挂起。抽放管路不得同带电体接触；抽放管路每两根管留一个三通，三通外接DN50阀门与DN50抽放三通对接，通过放水器后联接顺层抽放钻孔。

4104巷观察点钻孔抽放情况（抽放时间2个月）如表1所示，4219巷观察点钻孔抽放情况如表2所示。

4.4 井下试验试用产品情况总结

通过在井下4104、4219巷试验安装200套瓦斯抽放连接固定装置后，将现场安装使用情况总结如下：

①所有管件、管接头阻燃、抗静电，使用过程中未发生过燃烧、起静电现象。

②调节弯头在使用过程中能够在以球心为中心的范围内做40°圆锥角摆动，即弯头最大调整角度±20°，能够很好的满足由于钻孔倾角和孔与孔之间距离的差异带来的安装操作问题。转动连接处采用两道密封，调节弯头为预先装配好的一体管件，使用过程中未发生漏气现象。

③管道通径大，各部件规格均为DN50，各接头内径Φ50 mm，不易堵塞，偶有堵塞的情况下工人手工拧下相应堵塞部位管件掏出堵塞物体再拧上即可，操作方便、快捷、疏通效果显著。

④安装、操作方便，整个安装过程管道和各部件连接处用手拧合各部件两端的端盖即可完成，无需额外安装工具，非常适合快速安装。

⑤耐油，耐腐蚀，使用过程中未出现过由于井下环境潮湿引起的腐蚀现象。

⑥各管件接头可以重复拆装使用。

⑦现场使用该连孔装置后，根据参数表显示，单孔抽采浓度普遍升高。

5 结 语

该项目研制出了符合高瓦斯矿井安全生产条件的抽放连接固定产品，该套产品的规范使用能够有效避免高瓦斯矿井在抽采过程中瓦斯泄露及疏通效果差给矿井带来的危害，产品的大量使用对矿井的安全生产意义重大。

参考文献：

[1] 胡殿明，林柏泉，吕有厂，等.煤层瓦斯赋存规律及防治技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，2009.

[2] 沈怀健，郑孝鹏.低透气性高瓦斯煤层立体多层次瓦斯综合治理技术[J].煤矿开采，2007，（4）.

[3] 国家安全生产监督管理总局.煤矿安全规程[M].北京：中国法制出版社，2010.

[4] 张金山，王政伟.埋管抽放技术在内蒙古太西煤业集团应用的可行性分析[J].现代矿业，2010，（6）.

[5] 张金山，王政伟.注浆封孔法测定煤层瓦斯压力在平沟煤矿的应用[J].中国煤层气，2010，（3）.

[6] 郝长胜，孙宝雷.采空区埋管抽放技术在采煤工作面的应用[J].煤，2010，（4）.

煤矿综采工作面瓦斯抽放技术分析 第12篇

1 瓦斯抽放方法

目前, 我国瓦斯抽放技术还没有统一分类。通过查阅资料, 根据瓦斯抽放的原理和瓦斯源的情况, 现将瓦斯抽放分为采空区瓦斯抽放、邻近层瓦斯抽放、本煤层瓦斯抽放。

1.1 本煤层瓦斯抽放方法

在工作面, 要解决瓦斯超限的问题, 必须抽放本煤层自身所含有的瓦斯。其目的就是为了降低工作面的瓦斯浓度、降低回风巷中的瓦斯浓度。所以要使开采层的瓦斯涌出量和落煤的瓦斯涌出量减少, 就必须减少煤层中原始的瓦斯含量。在本煤层瓦斯抽放过程中, 一般采用巷道预抽本煤层瓦斯、钻孔法抽放本煤层瓦斯、边 (采) 掘边抽本煤层瓦斯。

1.1.1 巷道预抽本煤层瓦斯

这种方法是将采区的煤巷都掘完以后, 密封进出口, 并且架设管路, 用来抽放瓦斯。这个瓦斯抽放过程是在回采开始前进行的。这种方法优点是:抽放的瓦斯流量大, 煤体暴露在空气中的面积大, 其次巷道断面大, 对抽放效果有利。缺点是:工程量比较大, 比较费时费力, 成本高, 对技术要求比较高, 瓦斯抽放结束后, 还要对巷道二次维护。

1.1.2 钻孔法抽放本煤层瓦斯

现在, 在煤矿中预抽本煤层瓦斯最常用的是穿层和顺层钻孔法。

用穿层钻孔预抽本煤层瓦斯时, 从邻近的巷道布置钻场, 将钻孔打到开采层, 对涌出的瓦斯, 抽放一段时间后, 可以有效解决掘进和采煤过程中的瓦斯涌出问题。

通过顺层钻孔抽放瓦斯一段时间后, 在进行回采, 这种方法有效避免了工作面瓦斯超限的问题。其优点是:由于煤层比岩层软, 所以打钻的速度快, 效率高, 工期短, 同时钻孔都在煤层中, 煤体暴露的面积比较大, 瓦斯抽放的效果比较好。

使用钻孔法预抽本煤层瓦斯的缺点是:由于本煤层没有受到采动的影响, 煤层的透气性比较差, 在瓦斯抽放的过程中, 达不到想要的结果;使用顺层钻孔时, 出现钻孔喷孔、塌孔的情况, 严重影响瓦斯抽放的进行。

1.1.3 边掘边抽法

这种方法是在巷道两帮隔一段距离, 掘一钻场, 每个钻场向工作面推进的方向打钻孔, 接着, 在这些钻孔上插管, 然后密封钻孔, 进行瓦斯抽放。以此类推, 逐渐推进工作面。这种方法的优点是:煤层受到采动的影响比较大, 煤层的通透性较好, 有利于瓦斯的释放。缺点是增加了打钻的工程量, 费时费力。

1.2 采空区瓦斯抽放方法

采空区瓦斯涌出会严重影响采煤工作面的工作环境, 为了保证生产, 就必须对采空区的瓦斯进行处理。

1.2.1 插管抽放法

此种方法使用起来比较简单。用直径为75mm~100mm的管子, 在顶板垮落之前, 插入到采空区上方, 插到采空区上方的管子基本上为2m~3m。这种方法的优点是操作简单, 技术含量低, 成本低。缺点是抽出的瓦斯浓度不高, 只有15%, 瓦斯抽放效果不是很好。

1.2.2 专用巷道抽放法

这种方法是专门掘出一条巷道, 用来抽放瓦斯。这种方法抽放瓦斯量非常大, 效果也比较好;但是缺点也不少, 掘专用的巷道, 需要投资人力物力, 同时如果密闭不好, 有漏气现象, 那么瓦斯抽放效果也不是特别好。

1.2.3 高位钻孔抽放采空区瓦斯法

这种方法又叫顶板裂隙带抽放。该方法是将钻场布置在回风巷中, 并且是高位钻场, 然后在钻场内向工作面方向钻孔, 使钻孔的底部到达顶板的裂隙带中。此方法是利用工作面的采动, 使煤体产生裂隙, 这些裂隙可以成为瓦斯流动的通道, 使瓦斯通过此通道流出来, 然后进入瓦斯抽放管路, 最后到达瓦斯收集的装置中。该方法的优点是:抽放效果比较好, 瓦斯浓度可以达到50%左右, 施工量比较小, 工期也比较短, 瓦斯抽放也稳定。在煤矿高瓦斯矿井中, 该方法应用比较广泛。

1.3 邻近层瓦斯抽放方法

由于邻近层中的瓦斯会通过层间的裂隙、孔隙向开采煤层涌出, 从而造成开采层的瓦斯涌出量超限。而邻近层瓦斯抽放的目的正是为了减少采掘空间瓦斯的超限。

1.3.1 平行穿层钻孔抽放上邻近层 (围岩) 瓦斯方法

该方法是在回风尾巷中布置钻场, 从钻场向采空区打钻孔, 钻孔平行于工作面。

1.3.2 迎面斜交钻孔抽放上邻近层瓦斯方法

这种方法是在距工作面一定距离的地方布置钻场, 向煤层顶板打钻孔。此种方法是利用了受采动的影响, 顶板会形成裂隙, 通过裂隙作为通道, 来抽放煤壁及上隅角涌出的瓦斯。该种方法能够比较好地抽出煤壁中的原始瓦斯。但是施工比较困难, 开孔不易, 很容易造成钻头损坏, 并且对封孔的要求也比较高。

1.3.3 地面钻孔抽放上邻近层瓦斯方法

这种方法是从地面打钻孔到煤层, 一般钻场布置在地面平坦的地方, 距回风巷和切眼处分别为:50m、45m, 并且钻孔深度一般大于500m。

2 结论

从瓦斯抽放的现状以及瓦斯抽放的适用条件等方面考虑, 综合分析了常用瓦斯抽放方法的优缺点, 一般煤矿采用本煤层和采空区相结合的瓦斯抽放方法, 顺层钻孔抽放法和采空区插管法相结合的瓦斯抽放方法。

参考文献

[1]胡千庭, 等.我国煤矿瓦斯灾害防治对策[J].矿业安全与环保, 2000, 2.

[2]问光才.煤矿瓦斯防治技术的新进展[J].矿业安全与环保, 2000, 2.

[3]林柏泉.影响煤层瓦斯抽放的因素及其分析[J].煤矿安全, 1999, 9.