论采空区瓦斯分布规律及瓦斯抽采方法研究
关于瓦斯抽放方法及效果检验
摘要煤矿矿井中瓦斯涌出量很大，靠通风难以稀释排除时，可用抽放的方法,排除瓦斯,减少通风负担。
40年代末,中国在抚顺煤田进行抽放瓦斯试验,50年代应用于生产，抽出数量逐年增加。
其后阳泉、天府、中梁山、包头、南桐、北票等矿区也陆续开展抽放瓦斯工作。
1981年全国一百多个矿井安设了抽放瓦斯设备，每年抽放瓦斯达3亿米3，供给工业、民用燃料和作化工原料，变害为利。
在地面建立瓦斯泵站，经井下抽放瓦斯管道系统与抽放钻孔连接，泵运转时造成负压，将瓦斯抽出，送入瓦斯罐，或直接供给用户。
如抽出瓦斯数量较小，或很不稳定，可直接排放到大气中。
按瓦斯来源不同，可分三类：①抽放开采煤层本身的瓦斯。
开采高沼气厚煤层时，瓦斯主要来自开采层本身。
抚顺煤矿在煤巷掘进前，从底板岩石巷道打钻穿透煤层,钻孔中插入钢管并将孔口周围密封,瓦斯从插管中抽出。
因抽放超前于掘进、回采，使采掘工作减少了瓦斯威胁，此法又称“钻孔预抽瓦斯”。
②抽放邻近煤层中的瓦斯。
在多煤层矿井，用长壁工作面回采时，顶底板岩层和煤层（包括可采层与不可采层）卸压，瓦斯流动性增加，大量涌入工作面，危害生产。
通常在回采前打钻孔到顶板或底板的邻近煤层，回采后瓦斯大量流入钻孔，通过孔口插管，将瓦斯抽出。
③抽放采空区的瓦斯。
有的矿井采空区大量涌出瓦斯，可在采空区周围密闭墙上插入钢管；也可以从巷道向采空区打钻孔，抽放瓦斯。
在条件适宜时还可从地面钻孔抽放瓦斯。
优点是不受井下采煤工作的限制和干扰，钻孔抽放工作可超前于采掘工作，抽放时间较充裕。
缺点是钻孔较深，需排除孔内积水。
目前中国瓦斯抽放量只占抽放瓦斯矿井全部涌出量的20％。
正在研究瓦斯流动规律，加大煤层的透气性和改进抽放工艺，进一步提高瓦斯抽放量。
关于瓦斯抽放方法及效果检验一、瓦斯抽放的概念、目的和意义1.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，叫做瓦斯抽放。
采空区瓦斯分布规律及瓦斯抽采方法的研究_沈广辉
第4期 2009年4月工矿自动化I ndustry and M ine Automa tionNo .4 Apr .2009 文章编号:1671-251X (2009)04-0095-02采空区瓦斯分布规律及瓦斯抽采方法的研究沈广辉1, 樊艳虹2, 樊 斌3, 杜 冰1(1.平煤(集团)九矿,河南平顶山 467044;2.平煤(集团)物资供应总公司,3.平煤(集团)平宝煤业有限公司,河南平顶山 467000) 摘要:采空区瓦斯涌出是矿井瓦斯涌出的重要组成部分,文章详细描述了生产采空区和密闭采空区的瓦斯分布规律及其抽采方式,并结合平煤集团九矿采空区瓦斯抽采的实际情况,介绍了顶板走向钻孔抽采和采空区埋管抽采等采空区瓦斯抽采方法的应用。
关键词:采空区;瓦斯涌出;分布规律;瓦斯抽采 中图分类号:TD712.52/712.623 文献标识码:A 收稿日期:2009-01-10作者简介:沈广辉(1975-),男,河南平顶山人,本科,助理工程师,现主要从事煤矿通风安全方面的工作。
E -mail :sgh 2739141@0 引言对一个矿井而言,采空区瓦斯涌出量中的一部分来自现采区的采空区,另一部分则来自已采区采空区。
我国多数矿井采空区瓦斯涌出量占全矿井瓦斯涌出量的20%～45%,少数矿井为50%～60%,个别矿井达到70%,因此,抽采采空区瓦斯对矿井煤层气开发具有重要意义。
笔者在分析生产采空区和封闭采空区瓦斯分布规律的基础上,介绍了平煤(集团)九矿应用较成熟的2种采空区瓦斯抽放方法,对于采空区瓦斯抽放具有一定的指导意义。
1 生产采空区瓦斯分布规律及其抽采在开采煤层采动影响下,煤层和围岩将发生移动变形而卸压,煤层透气性增大,围岩裂隙也随之增加与扩张,邻近煤层和围岩中的瓦斯即通过这些裂隙流动而进入开采工作面空间和采空区。
开采层的采动使周围岩层在倾斜方向上发生移动、破坏和缓慢下沉,引起地层应力重新分布。
这种移动和破坏随着其与开采层距离的增加而减弱,自下而上依次出现冒落带、裂隙带和弯曲下沉带。
矿山开采瓦斯治理与瓦斯抽采技术
研发自动化抽采设备，实现瓦斯抽采的远程控制和智能调度，提高抽采效率，减少人工 干预和操作失误。
新型瓦斯抽采技术的研发
地面钻井抽采技术
通过地面钻井将瓦斯抽至地面，实现低浓度 瓦斯的集中处理和利用，降低安全风险和环 境影响。
井下瓦斯抽采技术
利用井下抽采设备，将瓦斯从煤层中抽出， 降低煤层中瓦斯压力，提高煤炭开采安全性 。
瓦斯抽采的方法与技术
地面钻孔抽采
通过在地面钻孔，将钻孔与煤层联通，利用负压将煤 层中的瓦斯抽出。
井下钻孔抽采
在井下巷道或工作面布置钻孔，通过负压将煤层中的 瓦斯抽出。
巷道密闭抽采
在井下巷道或工作面设置密闭墙，将需要抽采的区域 隔离，利用负压将隔离区域内的瓦斯抽出。
瓦斯抽采的设备与工具
瓦斯抽采泵 用于提供负压，将煤层中的瓦斯 抽出。根据不同的抽采需求，可 选择不同型号和规格的瓦斯抽采 泵。
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瓦斯抽采技术的应用场景与案例
煤矿瓦斯抽采
煤矿瓦斯抽采是瓦斯抽采技术应用最 广泛的领域，主要用于降低煤矿开采 过程中的瓦斯浓度，预防瓦斯爆炸等 事故的发生。
案例：某大型煤矿采用瓦斯抽采技术 ，通过在煤层中布置瓦斯抽采孔，利 用瓦斯泵将煤层中的瓦斯抽出，降低 了矿井内的瓦斯浓度，提高了矿井的 安全性。
矿山开采瓦斯治理与瓦斯抽 采技术
汇报人：可编辑 2023-12-31
目录
• 矿山开采瓦应用场景与案例 • 瓦斯治理与抽采技术的发展趋势与展望
01
矿山开采瓦斯治理概述
瓦斯治理的定义与重要性
定义
瓦斯治理是指通过一系列技术和管理手段，对矿山开采过程中产生的瓦斯进行控制、管理和利用，以保障安全生 产和减少环境污染。
采空区瓦斯浓度分布规律研究
采空区瓦斯浓度分布规律研究摘要：通过对采空区顶板覆岩活动及空隙介质特征分析，采用现场束管监测的方法来测定采空区瓦斯浓度分布。
根据现场观测结果进行了采空区瓦斯浓度分布状态分区，得出采空区后方0-6m范围内的瓦斯稀释的区域；6～10 m范围内的瓦斯聚集区域；10 m以外的范围是瓦斯稳定区域，并根据这个理论，本文主要分析了采空区后方的岩层活动和瓦斯浓度分布的关系，得出造成采空区瓦斯浓度分布不同的根本原因。
关键词：采空区瓦斯浓度状态分区岩层活动Goaf gas concentration distributionAbstract: Through the roof rock activities in gob and the porosity media features analysis, Using the method of the scene beam pipe monitoring to determine he Distribution of Gas Density in Gob. According to the scene test results divided the gas density in gob into different regions. Reaching conclusion that 0-6m behind gob is gas dilution area and 0-10m behind gob is gas Gathering area and 10m beyond is gas stabilizing area. We analyzed the rough relationship between the distribution of gas density in gob and the strata movement. We get the basic causing that the different on the distribution of gas density in gob.Keywords: Gob; the gas density ; State partitions; Strata movement1 引言随着煤层工作面向前推进，由原始的煤层、围岩与瓦斯流体组成的平衡状态遭到破坏，工作面后方的煤层顶板不断冒落下来形成采空区，采空区上方煤层、岩层产生变形、下沉及断裂等变化形成裂隙、裂纹，从而改变了瓦斯原来的流动状态和赋存状态[1-4]。
采空区瓦斯分布规律及抽采方法
采空区瓦斯分布规律及抽采方法摘要：通过对采空区瓦斯分布规律的研究分析，并结合矿井的实际瓦斯情况，特别是采空区，采取了相应的抽采方法，如高位钻孔抽放，并指出了高位钻孔抽放在顺和煤矿的优化分析关键词：采空区；瓦斯；规律；抽采Abstract：Through the study of goaf gas distribution regularity, and combined with the analysis of mine gas, especially the practical goaf, and take the corresponding extraction methods, such as high drilling drainage, and pointed out the high drilling smoke on forever China two ore optimization analysis.Key words:Mined-out area; Gas; The rule; Extraction1 采空区瓦斯分布规律1.1采空区瓦斯来源分析1.1.1 采空区瓦斯来源煤层开采前，原始的煤层、围岩与瓦斯流体组成的系统处于均衡状态，开采后，随着工作面向前推进，工作面后方的煤层顶板不断冒落下来，形成采空区，采空区上方煤层、岩层产生变形、下沉及断裂等变化，形成裂隙、裂纹，从而改变了瓦斯原来的流动状态和赋存状态，瓦斯从煤层及围岩中通过贯穿的空隙空间向着采空区和工作面流动，甚至大量的涌出。
采空区内瓦斯涌出的能量来源于浓度差(压差)。
由于采空区深部的瓦斯浓度(压力)高于采面瓦斯浓度(压力)，而气体总就从浓度高的地方向浓度低的地方扩散，直至压力平衡。
此外在采空区靠近采煤工作面的空间内，由于存在着漏风，在采空区内形成通风负压。
采场范围内涌出瓦斯的地点称为瓦斯源，瓦斯涌出源的多少，各源涌出瓦斯量的大小直接影响着采场的瓦斯涌出量。
综采采空区瓦斯运移规律及抽采研究
瓦斯 超 限 ， 更为严 重 地还 导 致成 分 区总 回风 巷 瓦斯 超 限 ， 重 威胁 到整 个 矿 井 的安 全 生产 ． 于前 人 关 于采 空 区 瓦斯 运移 的 研 究 成果 ， 严 基 采
用ＦＵ Ｎ Ｌ Ｅ Ｔ数值模拟研究 了某煤业公 司的 ２ ２ 综采工作 面采空区瓦斯运移规律 ， ３８ 并采用同样 的方法数值模拟优化研究 了上隅角瓦斯
程、 质量守恒方程等． 了便于对组成采空 区卸压 瓦斯 为 运移数学模型中层流与湍流流动方程（ Ｎ ． 模型） Ｒ Ｇｊ ｝ 、 连续性方程（ 用渗流速度表示 ）动量守恒方程 、 、 瓦斯质 量守恒方程等主要控制方程进行分析 ， 把瓦斯涌出作 为质量源项加到连续方程中， 并用同一程序对各方程 进行 求解 ， 到各控 制方 程 的通 用形 式翻 得 ：
率等开采因素 ， 及工作面风压 、 风量 、 采空 区内风流分 布规律 、 工作面与采空 区联通程度 、 采空 区内 冒落压
实程度等通风阻力因素影响 ． 一般情况下 ， 如果未受 抽采或采动影响，采空区内空气的压力一般在 １ １ × ． ３ ０
１ ａ ０Ｐ 左右 ，而瓦斯压力 可能高达 １ １ ０ １ １ × ． ３ １６ ． ３ ０ Ｘ ０
第 ２ 卷第 ２ ５ 期 湖南科技大学学报（ 自然科学版 ） ２ １ 年 ６ Ｊｕ ａ ｏ Ｈ ｎｎＵ ｉ ｒｔ ｏ Ｓｉ ｃ ００ 月 ｏ ｒ ｌ ｆ ｕａ ｎ ｅ ｉ ｆ ｃ ｎｅ＆Ｔｃｎｌ ｙＮ ｔ ａ Ｓ ｉ ｃ ｄｉ ） ｎ ｖ ｓｙ ｅ ｅｈｏ ｇ（ａ ｒ ｃ ｎｅＥｉ ｎ ｏ ｕｌ ｅ ｔ ｏ
型通风方式 ，工作面 回风量为 １ ０ ０ Ｓ ｉ， ０ １ ０ ／ ｎ 绝 ０ ５ ｍｍ
对瓦斯涌出量为 ｌ —１ ｍ／ ｉ ４ ６ Ｓ ｎ ｍ ．
过老巷、采空区瓦斯抽采措施
采掘工作面打透采空区、老空区、老巷排放瓦斯安全技术措施为一进步加强“一通三防”各项工作，防止今后各施工队在施工过程中无计划与采空区、老空区、老巷贯通，造成瓦斯涌出，威胁井下作业人员生命安全，特编制如下安全技术措施：一、组织机构为防止各施工队在施工过程中打透采空区、老空区、老巷，避免瓦斯突然涌出，保障井下作业人员安全，特成立领导组，具体如下：组长：矿长副组长：总工程师矿长助理安全矿长生产矿长机电矿长通风副总成员：通防科、调度室、安全科、机电科、技术科、地测科、相关科室负责人、项目部相关负责人领导组职责：负责解决该项措施在执行过程中出现的各类问题。
组长职责：全面负责打透采空区、老空区、老巷后造成瓦斯涌出，期间各项治理工作的方案制定与统一调度指挥。
副组长职责：具体负责指挥协调、解决打透采空区、老空区、老空区造成有瓦斯涌出后治理工作，并组织制定瓦斯治理技术方案和安全措施；负责瓦斯治理期间各项安全措施的落实及物资供应、人员调配等问题；按照抢险救灾指挥部统一指挥积极配合做好各自分管工作。
领导组下设三个专项工作小组：1、“一通三防”工作组：通风副总负责“一通三防”各项工作。
2、机电工作组：机电副总具体负责各项机电事宜。
3、措施贯彻督察工作组：安全矿长负责各项安全技术措施的贯彻落实工作。
二、预防无计划与采空区、老空区、老巷贯通的安全技术措施1、各施工队在施工前必须按照地测科提供的地质资料进行设计，对在地质资料中存在的采空区、老空区、老巷，必须在设计、施工图纸中标清，同时编制相应的过采空区、老空区、老巷措施。
2、各施工队在施工过程中严格执行“预测预报，有掘必探，先探后掘，长探短掘，先治后采”的原则进行掘进，并且长、短探距离及探眼数量必须符合相关规定。
3、地测科定期利用仪器对各施工队施工的巷道区域采空区进行探测，对已探测到的采空区要及时通知矿方和对组。
4、各施工队在距采空区、老空区、老巷50米前，必须每班绘制巷道贯通前的进度图表，及时准确掌握巷道与采空区、老空区、老巷贯通的具体时间，并通知领导组所有成员。
采空区瓦斯抽放技术
回风煤门 入风煤门
中间顶煤瓦斯道
顶煤瓦斯道 2
回风顺槽
4
-780皮带巷 2
-730流水巷
78001－I巷道 2 布置与瓦斯抽 放系统示意图
-680m流水巷
1--φ219mm瓦斯管 2--φ325mm瓦斯管 3--φ126mm瓦斯管 4--φ159mm瓦斯管
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
钻孔抽放方式 巷道抽放方式
埋、插管抽放方式
钻孔抽放方式 密闭插管抽放方式
密闭抽放
地面钻孔抽放
我国煤矿采空区抽放瓦斯技术
2、顶板走向钻孔抽放瓦斯
回风巷
抽放钻场 抽放管路 抽放钻孔
工 作 面
进风巷
在工作面回风巷每隔 70～100m布置一个钻 场，钻场在回风巷下 帮开口，以17°倾角 向上施工，掘进4m后 变平，再施工钻场； 每个钻场布置3～8个 钻孔，钻孔直径91mm， 长度120～150m；钻孔 终孔点控制在回风巷 下帮向下3～23m范围 内，终孔距煤层法距 18m左右。瓦斯抽放量 为7.0～12.0m3/min， 平均10.5 m3/min。
21 1.6 80 4 90 105 3~4 <6 14~ 0~20 1.5~ 15~
25
2.5 35
5~8 2.5 75 3~4 108~ 140 3~4 <6 28~ 34~ 15~24 30~ 20~
127
40
47
50 26.6
我国煤矿采空区抽放瓦斯技术
2、顶板走向钻孔抽放瓦斯
淮南潘一矿11#煤层采面采空区顶板钻孔抽放卸压瓦斯示意图
煤矿井下钻孔瓦斯抽采技术分析
煤矿井下钻孔瓦斯抽采技术分析煤矿资源的地下开采，需要相关开采技术的不断创和实践。
瓦斯是矿井煤层中含有的具有环境污染性质的气体，是当今煤矿开采过程中，严峻威逼矿采安全的重要隐患。
随着矿井开采深度的增加，高瓦斯矿井的增多导致煤矿安全生产形势严峻。
井下钻孔抽采瓦斯是可实现煤层瓦斯的环保开采和高效利用，是现代煤矿开采技术的突破。
本文针对井下钻孔抽采瓦斯技术工艺进展了简要分析。
1.矿井煤层瓦斯特性分析煤层瓦斯是一种具有猛烈温室效应和污染性能的气体，它是古代植物的有机质和纤维素在煤炭积存形成过程中，于高温、高压环境下，经厌氧菌的作用分解或者由于物理和化学作用，而形成的一种无色、无味、无臭的可燃性气体，主要成分是烷烃，此外还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气以及微量惰性气体。
瓦斯在标准状态下难溶于水，没有助燃和维持呼吸等功能，瓦斯在煤体或围岩中是以吸着游离状态存在的，到达肯定浓度时，能发生燃烧或爆炸。
瓦斯在矿内煤层和岩层中的来源主要包括瓦斯涌出、瓦斯喷出、瓦斯突出等形式。
瓦斯作为一种可燃性气体，具有较高的开发利用效能。
2.井下钻孔瓦斯抽采技术分析所谓井下钻孔抽采瓦斯技术，就是利用钻孔技术在井下瓦斯聚拢区岩层构造中设置相应钻孔，针对瓦斯气体进展预抽采集，已到达降低煤层中的瓦斯浓度含量，确保煤炭回采时瓦斯不超限，从而到达煤矿安全开采的技术方法。
煤矿开采中，不同的地质构造，应承受不同的钻孔技术工艺。
除了在煤矿地面表层进展瓦斯预抽的垂直钻孔外，针对井下瓦斯抽放的大量钻孔必需在煤矿井下进展施工。
煤矿井下瓦斯钻孔抽采时，依据钻孔的布置方式，井下钻孔抽采瓦斯技术主要包括高位钻孔抽采、顺层钻孔抽采以及穿层钻孔抽采等常见形式。
实际施工过程中，我们应依据矿井地质条件、瓦斯含量、井下环境、设备力量等因素，综合考虑确定合理的瓦斯抽采钻孔形式。
3.井下钻孔瓦斯抽采技术要点我国煤层瓦斯资源丰富，但地质构造条件相对简单，煤层分布特征存在很大的落差，依据不同的地质构造，井下钻孔抽采瓦斯技术主要包括以下技术要点：3.1高位瓦斯钻孔抽采技术高位钻孔抽采技术是依据煤层开采后形成的采空区空间变化以及煤岩覆存条件来确定和选择瓦斯抽采钻孔的层位布置，依据覆岩移动和瓦斯流淌规律，裂隙带中下部裂隙发育充分，瓦斯含量高、浓度大，是高位瓦斯抽采钻孔布置的最正确层位。
论采空区瓦斯分布规律及瓦斯抽采方法的研究
论采空区瓦斯分布规律及瓦斯抽采方法的研究摘要:随着煤矿生产规模的不断扩大与开采能力的提升,采空区瓦斯涌出问题日渐严重,目前一些矿井采空区瓦斯涌出量已经达到全矿井瓦斯涌出总量的50%、甚至70%,极大地增加了矿井的通风负担与潜在危险隐患。
本文在分析生产采空区与封闭采空区瓦斯涌出的不同成因及其分布规律的基础上,提出了采取技术成熟、高效可靠、有针对性的抽放措施,保障井下作业能顺畅、安全进行的具体方法。
关键词:采空区瓦斯分布抽采方法1 采空区瓦斯涌出概述采空区的瓦斯涌出主要来自现采区与已采区这两个部分,目前我国多数矿井的采空区瓦斯涌出量都在全矿井瓦斯涌出总量的20%～45%左右,然而随着煤矿生产规模的不断扩大与开采能力的提升,采空区瓦斯涌出问题日渐严重,一些矿井采空区瓦斯涌出量已经超过全矿井的50%,个别矿井甚至达到了70%,极大地增加了矿井作业的通风负担与潜在危险隐患。
因此,管理人员必须在深入理解采空区瓦斯涌出成因的基础上,全面掌握其分布规律,并采取技术成熟、高效可靠、有针对性的抽放措施,以保障井下作业能够顺畅、安全地进行。
2 采空区瓦斯分布的规律分析采空区瓦斯的分布规律主要与煤层开采情况及赋存条件有关,下面将分别对生产采空区与封闭采空区的瓦斯分布规律做一简单分析。
2.1 生产采空区瓦斯分布规律分析由于煤层和围岩在开采过程中会发生移动变形,使煤层在卸压后透气性增加,同时也使围岩的裂隙呈扩张的趋势,此时瓦斯便可能通过围岩裂隙渗入开采工作面与采空区。
岩层随生产采动作用沿倾斜方向发生移动,并逐渐引起缓慢下沉及破坏,促使底层应力的分布发生改变,并最终导致弯曲下沉带、裂隙带及冒落带自上而下依次出现。
通常弯曲下沉带的煤层与岩层都是非破坏性的,而仅仅呈现出整体的弯曲下沉和弹塑性形变,其瓦斯涌出至采空区的量也非常低。
裂隙带中的煤层中部分瓦斯在压力作用下通过贯通裂隙进入采空区,其涌出强度由上至下逐渐增强,大量聚积在采空区顶板附近。
瓦斯抽采的必要性及抽采方法探讨
瓦斯抽采的必要性及抽采方法探讨摘要：随着我国经济的发展,人们对煤的需求越来越大。
而原有的瓦斯抽采技术存在一定的局限性，从而导致抽采过程中出现大量瓦斯涌出的现象，甚至造成了一些人员伤亡事故的发生。
现如今通过改进抽采工艺，不但保证抽采施工的安全性，而且还显著提高了抽采效果。
关键词：瓦斯抽采；必要性；抽采方法引言中国是一个煤炭消费大国，同时也是一个煤炭蕴藏量大国。
煤炭作为人们生产生活以及工业生产的主要原材料，对中国经济社会的稳步发展具有举足轻重的作用。
煤炭资源属于不可再生资源，近些年，随着资源开发与利用规模、程度的不断扩大与加深，煤炭资源的贮藏量逐渐减少，开采难度逐渐提高，开采地质条件逐渐复杂。
而且煤矿瓦斯普遍存在于煤岩层中，给煤炭资源的安全开采带来了一定的影响，如果瓦斯抽采处理、利用不到位，非常容易出现安全生产事故，给人们的生命财产安全带来威胁。
所以，煤矿瓦斯抽采在整个煤炭开采过程中显得非常重要。
1瓦斯抽采的必要性瓦斯是一种无味、无色，难溶于水，可以燃烧或者爆炸，扩散性较高的一种以甲烷为主的有害气体，当其浓度达到一定程度时，可能发生爆炸，也可能使人窒息。
近年来，在国家及相关部门的严格治理下，煤矿事故发生率明显下降，但是较重大型煤矿安全事故仍然时有发生，在给矿工的生命安全带来巨大威胁的同时，也给煤矿企业和国家的经济造成了巨大的损失。
在众多煤矿安全事故中，瓦斯爆炸事故最突出、威胁最大。
从相关事故统计资料来看，在死亡人数为10人以上的特大事故中，基本上有70%的事故原因是瓦斯爆炸。
特别是当地质构造较复杂、煤层破坏严重、煤层瓦斯压力较高、地应力较大时，非常容易发生瓦斯事故。
当矿井瓦斯与空气混合并达到某种浓度时，一旦遇火就有可能发生爆炸或者燃烧事故，尤其是瓦斯爆炸会产生以下致命因素:爆炸冲击波，爆炸火焰和有害、有毒气体，这样不仅会导致生产中断，矿井设施毁坏，严重的还会造成人员伤亡。
所以，瓦斯抽采是煤矿安全生产和矿工生命安全的基础保障。
测算综采面采空区瓦斯涌出量的几种方法(标准版)
( 安全技术 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改测算综采面采空区瓦斯涌出量的几种方法(标准版)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes测算综采面采空区瓦斯涌出量的几种方法(标准版)1采空区瓦斯涌出来源分析采空区瓦斯涌出可分为几部分，即围岩瓦斯涌出、未采分层瓦斯涌出、回采丢煤瓦斯涌出和邻近层瓦斯涌出，如工作面周围有已采的老空区存在，也会向现采空区涌出瓦斯。
这几部分瓦斯随着采场内煤层、岩层的变形或垮落而卸压，按各自的规律涌入采空区，混合在一起，在浓度（压力）差和通风负压的作用下涌向工作面，要想严格区分上述各部分涌出的瓦斯量，由于采场条件所限是很困难的，以往的研究是根据有关的瓦斯涌出资料进行统计分析，确定各部分瓦斯涌出系数来计算采面各涌出源的瓦斯涌出量，煤炭科学研究总院抚顺分院的国家重点科技攻关成果“分源预测法，”就是在统计的基础上提出的计算瓦斯涌出量的方法，但系数选择对结果影响很大。
如果将上述的构成采空区瓦斯的几部分作为一个瓦斯源，采用切实可行的研究测定方法，来确定采空区的瓦斯涌出量是具有实际意义的，而且可降低系统误差。
因此，将综采工作面采空区当做一个整体严研究。
以淮南矿业集团潘三矿1452（3）综采面为例，该面采空区除围岩瓦斯涌出外，由于煤层厚度3.8m，采高3.3m，有未采的薄层煤遗留在采空区内，一部分采落的煤块也丢落到采空区内，此外开采层上部1m左右有1层厚1.1m的煤层，随工作面顶板垮落到采空区内，同时1452（3）综采面周围还有老空区存在。
因此1452（3）综采面采空区瓦斯涌出构成关系如图1所示。
综采工作面采空区瓦斯运移规律分析
图2各测点位置分布情况 Fio, 2 Location distkauhon of eech meysoring point
在采空区中部布置5号一11号测点，采空区两
不同推进距离时采空区瓦斯浓度分布、等值线 如图3所示。由图3可知:①沿采空区走向方向，随 着深入采空区,瓦斯浓度逐渐变大，且瓦斯主要集聚 在采空区中部靠回风侧位置。②沿采空区倾向方 向，在回风侧向进风侧方向，采空区瓦斯浓度有减小 的趋势，并且回风侧的瓦斯浓度梯度大于进风侧的 瓦斯浓度梯度，造成瓦斯在回风侧集聚。③随着采 煤工作面不断推进，各监测点的采空区瓦斯浓度有 升高的趋势，距离工作面越远，采空区瓦斯浓度越 大，采空区漏风量越小，集聚在采空区深部。在回风 侧,在距离工作面35 m范围处，采空区瓦斯浓度低 于5% ;在进风侧,在距离工作面99 m范围处，采空 区瓦斯浓度低于5%。
第43卷第6期 2221 年 6 月
能源 与环保
China Exergy and Exvironmextal Protection
Vol. 43 No. 4 Jnx. 2221
综采工作面采空区瓦斯运移规律分析
黄瑞玲，税坤
(四川省煤炭设计研究院昆明分院，云南昆明75404-)
摘要：为了解决综采工作面采空区瓦斯隐患和上隅角瓦斯积聚等问题 ，研究了综采工作面采空区瓦斯
煤炭对我国的经济快速发展起着重要的推动作 用，在国民经济中具有重要的战略地位。我国煤矿 地质条件较为复杂,随着煤矿资源逐渐向深部开采, 矿井面临的安全问题越来越多，其中瓦斯灾害最为 严重,煤矿对于瓦斯灾害也高度重视,采空区瓦斯赋 存规律和采空区遗煤与漏风密不可分。其采空区遗 煤自燃造成瓦斯爆炸很容易被忽视，并且很难治理。 国内对自燃煤矿自然发火防治和采空区瓦斯治理措
采空区瓦斯抽采问题
采空区瓦斯抽采问题一、邻近煤层及围岩瓦斯和残留煤量的瓦斯都能带来大量瓦斯来源，老采空区内容易积聚着大量瓦斯，随着上邻近层的卸压范围增大，远距离邻近层也会下沉而卸压涌出瓦斯。
为了有效地利用瓦斯资源提高瓦斯抽放率，将采空区予以封闭而进行瓦斯抽放，为此我矿对井下开采区域有可能成为抽采对象的采空区密闭进行抽采。
二、进行抽放地点：1203风巷密闭表1：密闭内参数三、抽放地点的管路安装1203风巷密闭→8#总回→-600西大巷→3#底板→-400清理下山→皮带井→地面四、抽放的具体要求1、氧气浓度不得大于7％。
2、一氧化碳(CO)浓度必须趋于稳定。
3、瓦斯(CH4)浓度不得低于30％。
4、混合气体温度不得大于所在场所(地点)的空气温度；5、回风流的瓦斯和一氧化碳浓度不得超过《煤矿安全规程》的规定。
五、安全技术措施对采空区进行抽采，都存在采空区漏风和自然发火问题。
必须加强采空区的防火管理，有效控制自然发火的发生.为做好1203风巷密闭抽采期间防火安全管理工作，特制定以下安全技术措施：1、准备区对1203风巷密闭进行加固，如发现密闭受压、变形、墙体脱壳、开裂、四周围岩松动、脱落等情况，必须及时修复、粉刷、加固补强，减少密闭漏风。
2、通风队安排专职的密检员每两天检查密闭防火情况。
及时测定CH4、CO、压差和温度等防火有关气体参数。
同时取样送地面化验室进行检测。
3、通风队对该密闭检查情况、建立台帐，每天将检查情况、防火参数报通风调度、通风调度每天将汇报数据上通风报表，化验单呈报矿有关领导审阅。
4、通风队建立防火观测台帐，对1203风巷密闭的主要参数（CO、T、压差）要上图并分析参数的变化情况，发现问题及时向总工程师汇报。
5、机电四队必须在1203风巷密闭等抽采密闭前接好供水管路并确保每天24小时供水，同时还要配备一根20米长的软管。
6、如在抽放过程中一氧化碳浓度出现异常，应立即停止抽放。
7、综合队加强日常抽放瓦斯监测，包括抽放量、瓦斯浓度和抽放负压等参数。
煤矿的瓦斯抽采与利用技术
Part Three
瓦斯利用技术
瓦斯利用方式
压缩：将瓦斯压缩后储存或 运输，用于工业生产或民用
燃烧：将瓦斯作为燃料，用 于发电、供热等
液化：将瓦斯液化后储存或 运输，用于工业生产或民用
化学转化：将瓦斯转化为其 他化学品，如甲醇、氢气等，
用于工业生产或民用
瓦斯利用设备
瓦斯输送管道：用于输送瓦 斯，防止泄漏
瓦斯利用效率评估
瓦斯利用效率的定义和计算方 法
影响瓦斯利用效率的因素分析
提高瓦斯利用效率的技术措施
瓦斯利用效率的监测和评价方 法
Part Four
瓦斯抽采与利用的 安全管理
瓦斯抽采安全管理措施
制定严格的安全管理制度， 明确职责和权限
加强员工培训，提高安全 意识和操作技能
定期进行安全检查，及时 发现和整改安全隐患
瓦斯抽采与利用的投入产出比评估
瓦斯抽采设备 投入：包括钻 机、泵、管路 等设备，以及 维护和更新费
用
瓦斯利用设备 投入：包括压 缩机、净化设 备、发电设备 等，以及维护
和更新费用
瓦斯抽采与利 用的产出：包 括瓦斯发电、 瓦斯供热、瓦 斯化工等，以 及节省的能源 成本和环境效
益
投入产出比计 算：通过计算 瓦斯抽采与利 用的总投入与 总产出，评估
瓦斯抽采与利用的环境保护是实现可持续发展的重要途径 采用先进的瓦斯抽采与利用技术，减少对环境的污染和破坏 加强环境保护法律法规的制定和执行，确保瓦斯抽采与利用的可持续性 提高公众的环保意识和参与度，共同推动瓦斯抽采与利用的可持续发展
THANKS
汇报人：
态环境
土地资源破坏： 瓦斯抽采可能 导致地面沉降、 裂缝等，影响 土地资源和农
煤矿瓦斯抽采必要性及抽采技术
煤矿瓦斯抽采必要性及抽采技术摘要：瓦斯事故率居高不下，其大部分原因为瓦斯抽采不达标所致，因此研究瓦斯抽采技术对于保证矿井安全生产具有重要意义。
本文是从技术发展角度来研究和分析问题，通过分析瓦斯抽采的必要性、瓦斯抽采理念与技术发展历程，简要说明我国瓦斯抽采的技术，并指出瓦斯抽采技术的发展趋势。
关键词：瓦斯抽采；必要性；抽采技术引言煤矿井下瓦斯爆炸事故常有发生，社会各界由此提高了对煤矿井下瓦斯抽采技术的重视程度。
同时，也对煤矿井下瓦斯抽采技术提出了更高的要求。
所以，要通过更为有效、创新的方法提高煤矿井下的瓦斯抽采率，尽可能地降低煤矿井下的瓦斯含量和煤矿井下瓦斯涌出含量，这对于实现煤矿井下作业稳定安全有着至关重要的作用，同时也对煤矿安全生产有着积极的促进作用。
1煤矿瓦斯抽采的必要性1.1 有助于实现安全煤矿作业CO以及CH4是瓦斯的主要成分，遇明火会产生严重爆炸事故，同时工作人员吸入大量CO以后，会发生窒息，威胁生活安全。
而煤炭资源开采作业中，通常会涌出大量瓦斯，工作面大于5m3/min掘进工作面瓦斯涌出量和大于5m3/min采煤工作面瓦斯涌出量时，就会增加煤炭资源开采作业的危险性。
此时必须综合应用井下临时抽放系统以及地面永久抽放系统，对大量涌出的CO以及CH4进行抑制，确保工作人员可以在特定时间内将瓦斯彻底排出，提升煤炭资源开采安全性。
1.2 有利于减少环境污染煤层瓦斯是煤层形成过程中的一种伴生产物，煤层开采或掘进过程中涌出的瓦斯不仅对矿井安全生产产生威胁，而且破坏地球大气的臭氧层，污染大气环境，同时，瓦斯又是一种优质的能源，将抽出的瓦斯加以利用，可以变害为宝，不仅改善能源结构，而且减少了对环境的污染。
1.3 有利于瓦斯能源综合利用从瓦斯作为新能源角度来看瓦斯抽采的必要性瓦斯是一种优质资源, 基本不含硫, 燃烧后产生的污染物少, 其废气是一种气态肥料, 可增加植物的光合作用。
因此，在对煤矿瓦斯抽采技术进行合理利用的背景下，可以实现瓦斯资源的有效采集，对于提升瓦斯能源综合利用率具有重要意义。
综采工作面采空区瓦斯立体式抽采技术的应用探究
综采工作面采空区瓦斯立体式抽采技术的应用探究综采工作面采空区瓦斯立体式抽采技术是一种利用立体吸放瓦斯技术将采空区瓦斯抽采至矿区地面处理的技术。
该技术主要包括瓦斯抽采、输送、处理和利用等环节。
具体来说，该技术利用瓦斯抽采设备将采空区瓦斯抽到地面，然后通过管道输送至瓦斯处理站进行处理，最后再将处理后的瓦斯排放到大气中或者进行利用。
这种瓦斯抽采方式不仅减少了采空区瓦斯的积聚，降低了瓦斯爆炸风险，还可以为煤矿提供可观的经济效益。
目前，我国煤炭生产企业普遍采用传统的巷道式瓦斯抽采方式，这种方式存在着瓦斯抽采能力低、矿井通风能耗大、难以处理高浓度瓦斯等问题。
为了解决这些问题，国内外煤矿企业积极探索瓦斯抽采新技术，推广应用瓦斯立体式抽采技术。
近年来，我国一些大型煤炭集团公司已经在部分矿井进行了综采工作面采空区瓦斯立体式抽采技术的试点工作，并取得了良好的效果。
特别是在局部瓦斯超限或者超临界条件下，应用这项技术可以有效地避免瓦斯爆炸事故的发生，保障了矿井的安全生产。
1. 抽采效率高：采用瓦斯立体式抽采技术，可以在短时间内将采空区瓦斯抽到地面，大大提高了瓦斯抽采效率。
2. 抽采成本低：相较于传统的巷道式抽采技术，综采工作面采空区瓦斯立体式抽采技术可以节约大量的设备和能源成本。
3. 抽采安全可靠：技术成熟的综采工作面采空区瓦斯立体式抽采系统可以实现自动监测和远程控制，提高了安全生产水平。
4. 瓦斯利用价值高：通过对瓦斯进行处理和分离，可以获得高浓度的甲烷气体，可以供应给化工、城市燃气等领域，为企业带来可观的经济效益。
尽管综采工作面采空区瓦斯立体式抽采技术具有很多优势和特点，但在实际应用过程中也面临着一些挑战。
其中主要包括以下几个方面：1. 设备研发创新：目前，我国相关的瓦斯立体式抽采设备还处于发展初期，需要不断加强技术研发和创新，提高设备的抽采效率和安全性。
2. 技术标准制定：目前，我国尚未形成完善的瓦斯立体式抽采技术标准，需要加快技术标准的制定和推广，以便更好地指导企业实施技术。
采空区瓦斯分布规律及瓦斯抽采措施
压力作用下进入采 空 区 ， 瓦斯 涌 出强 度随贯通 裂 隙 自 下而上逐渐 减弱而 衰减 ， 积聚 在采空 区顶板 裂 隙带 的
采空 区和上 隅角抽采方法很多 ， 常情 况下 ， 通 可采 用顶板走 向钻孔抽采和 上隅角埋管抽采联合 的抽 采方
法 。采用 顶板走 向钻孑 法时 ， 场距离 煤层 顶板上 方 Ｌ 钻
层 应 力 重新 分 布 。这 种 移 动 和 破 坏 随 着 与 开采 层 距 离
区瓦斯抽采应该通 过钻孔 、 以裂 隙为通道 使抽采 负压 能够加速瓦斯解 吸 ， 再通过 煤壁裂 隙和 顶板裂 隙流入 抽采钻孔 ， 这是能抽到高浓度 瓦斯 的原 因。 生产采空区抽 采普遍 采用 的方法 主要有 瓦斯道抽 采法、 钻孔抽采法 、 导人法 、 管抽采 法 。生 产采 空 区 埋 瓦斯抽采 的应 抽强 度与采 面产量 、 量 、 进距 离、 风 推 瓦 斯 涌出量的大小 、 大气 压力 的变化 以及采 空区三 带分 布状况 等 因素 的影 响有 着 密切关 系。条件 不 同 的采
工作 面测 定 ， 工 作 面 正 常 开 采 时 ， 空 区瓦 斯 涌 出 量 在 采
占工作 面总涌 出量的 ５ ． ％ ； ６ ４ 工作 面检 修时 ， 空 区 采 瓦斯涌出量 占工 作 面瓦 斯 总涌 出量 的 ６ ． ％ 。在 采 ５２ 空区距离工作 面 ２ ｍ范围 内， ０ 瓦斯浓度波动较大 ， 浓 且 度偏 低 ； 在距离工 作面 ２ ５ ｍ范 围内， ０～ ０ 采空 区瓦斯浓
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论采空区瓦斯分布规律及瓦斯抽采方法的研究
摘要:随着煤矿生产规模的不断扩大与开采能力的提升,采空区瓦斯涌出问题日渐严重,目前一些矿井采空区瓦斯涌出量已经达到全矿井瓦斯涌出总量的50%、甚至70%,极大地增加了矿井的通风负担与潜在危险隐患。
本文在分析生产采空区与封闭采空区瓦斯涌出的不同成因及其分布规律的基础上,提出了采取技术成熟、高效可靠、有针对性的抽放措施,保障井下作业能顺畅、安全进行的具体方法。
关键词:采空区瓦斯分布抽采方法
中图分类号:td7 文献标识码:a 文章编
号:1674-098x(2012)04(a)-0005-01
1 采空区瓦斯涌出概述
采空区的瓦斯涌出主要来自现采区与已采区这两个部分,目前我国多数矿井的采空区瓦斯涌出量都在全矿井瓦斯涌出总量的20%～45%左右,然而随着煤矿生产规模的不断扩大与开采能力的提升,采空区瓦斯涌出问题日渐严重,一些矿井采空区瓦斯涌出量已经超过全矿井的50%,个别矿井甚至达到了70%,极大地增加了矿井作业的通风负担与潜在危险隐患。
因此,管理人员必须在深入理解采空区瓦斯涌出成因的基础上,全面掌握其分布规律,并采取技术成熟、高效可靠、有针对性的抽放措施,以保障井下作业能够顺畅、安全地进行。
2 采空区瓦斯分布的规律分析
采空区瓦斯的分布规律主要与煤层开采情况及赋存条件有关,下面将分别对生产采空区与封闭采空区的瓦斯分布规律做一简单分析。
2.1 生产采空区瓦斯分布规律分析
由于煤层和围岩在开采过程中会发生移动变形,使煤层在卸压后透气性增加,同时也使围岩的裂隙呈扩张的趋势,此时瓦斯便可能
通过围岩裂隙渗入开采工作面与采空区。
岩层随生产采动作用沿倾斜方向发生移动,并逐渐引起缓慢下沉及破坏,促使底层应力的分
布发生改变,并最终导致弯曲下沉带、裂隙带及冒落带自上而下依次出现。
通常弯曲下沉带的煤层与岩层都是非破坏性的,而仅仅呈现出整体的弯曲下沉和弹塑性形变,其瓦斯涌出至采空区的量也非常低。
裂隙带中的煤层中部分瓦斯在压力作用下通过贯通裂隙进入采空区,其涌出强度由上至下逐渐增强,大量聚积在采空区顶板附近。
而处于冒落带的煤与岩层则常由于垮落使瓦斯直接进入采空区。
数据显示,采空区瓦斯涌出量在工作面正常开采时可占工作面总涌出量的50%左右,而检修时其占总涌出量的比例还要更高(可达65%以上)。
当采空区距工作面＜20m时,其瓦斯浓度偏低而波动明显,在距工作面20m～50m时,其浓度以一定比例逐渐升高,因此综合考虑抽采效果及抽采安全等因素后,应将抽采位置确定在与工作面相距30m至60m的范围内。
实际作业中常使采空区沿钻孔、以裂隙为通道形成负压环境加速其解吸,再采用钻孔、导入、埋管等抽采方法将高浓度的瓦斯抽离采空区。
抽采时应首先分析弯曲下沉带、裂
隙带及冒落带的分布情况,再根据瓦斯涌出量及采面产量、风量、气压等参数确定抽采强度。
2.2 封闭采空区瓦斯分布规律分析
作为矿井开采工作的副产物,大面积封闭采空区本身就具有积蓄瓦斯气体的特性,一旦其中的高浓度瓦斯随着气压的改变或通风负压的作用从煤柱裂隙或密闭墙渗入到巷道或采区,就极有可能导致严重的安全事故。
因此,必须选用适宜的方法,将其中的高浓度瓦斯抽离。
该类采空区瓦斯的抽采方法一般是以插管法直接抽采,其抽采效果主要受到密闭墙气密性的影响,因此应保证密闭墙具有良好的气密性,并设置好泄水管与观测管。
瓦斯抽采量通常取决于采空区的范围及其封闭时间,通常抽采初期浓度较高,并随着抽采工作的进行而逐渐降低。
抽采中应注意避免漏风等操作引起的残留煤自燃问题。
密闭采空区抽取的高浓度瓦斯可作为煤层气产业的能源产品加以利用,以达到提高开采效率,降低生产成本的节能减排目的。
3 采空区瓦斯抽采的具体措施
目前采空区瓦斯抽采的方法很多,选取时应结合工作面的巷道布置与开采方法等实际生产特征,优选技术较为成熟的方法,并做好相应的安全保护措施。
3.1 引导排放法
引导排放抽采法的工作原理是利用相邻层采空区的瓦斯对现采空区中的瓦斯进行引排。
其使用条件的要求是工作面的煤层不存在自然发火的可能性,当该现采空区上段存在采空区时,可首先考虑
采取引导排放法,通过对上段采空区的瓦斯进行强化抽采,在上段
形成一负压区域,以改变两采空区之间的压力平衡,从而使先采空
区中的瓦斯因负压作用向上区段流动,间接排除了现采空区的瓦斯,具有安全、对现阶段生产作业影响小等优点。
3.2 顶板走向钻孔抽采
顶板走向钻孔抽采法可以控制采空区上隅角瓦斯的涌出状态,通常情况下采用顶板走向钻孔抽采和上隅角埋管抽采联合的抽采方法。
采用顶板走向钻孔法时,钻场距离煤层顶板上方约1m～2m,钻场深度5.5m左右,钻场间距70m～80m,为长短、高低两排孔,终孔位于距离煤层顶板10m～20m、距风巷的水平距离为5m～30m处,钻孔终孔间距为5m～10m,长孔为110m,短孔为75m,钻场间钻孔压茬长度在30m～40m之间。
该抽采方法的抽采效果关键在于高位钻孔终孔位置的合理选择。
综采工作面的顶板钻孔层位布置应根据工作面的推进速度、老顶来压步距、顶板岩性等综合考虑确定。
工作面裂隙带最大发育高度通常为采高的7倍左右,钻孔终孔布置在煤层顶板6倍左右的高度时,钻孔抽采瓦斯浓度可达60%以上,但抽采流量小、阻力大,抽采泵负压达50kpa以上,抽采流量仅为额定流量的10%。
而合适的钻孔位置在冒落拱的顶部,抽采浓度不高,但抽采流量大。
因此,钻孔终孔应布置在3～6倍的采高处,即距煤层顶板10m～20m的位置。
在采空区流场中,瓦斯聚集区一般位于风巷下10m左右,布置在该区域内的钻孔瓦斯浓度较大,因此钻孔在倾向上应布置在该区域,对邻近层瓦斯和采空区瓦斯进行拦截,减少上隅角瓦斯涌出。
3.3 采空区埋管抽采
采空区埋管抽采通过安装管路直接抽采采空区瓦斯,尽量减少采空区瓦斯流入工作面。
该方法预先在回风巷安装金属抽采管路与矿井抽采系统相连,金属抽采管直径一般为200mm～300mm。
随着工作面向前推进,管路的末端进入采区。
参考文献
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