论采空区瓦斯分布规律及瓦斯抽采方法研究

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毕业设计论文-瓦斯抽采及利用方案

第十三章瓦斯抽采及利用方案

第一节瓦斯抽采

一、矿井瓦斯灾害程度及抽采的必要性

（一）矿井瓦斯灾害程度

根据勘探地质报告及Ι

煤层瓦斯含量等值线示意图，矿井可采煤层为

Ι1煤层，Ι1煤层瓦斯含量一般13~19 ml/g·r，在钻孔N21-3局部瓦斯含量大于19 ml/g·r。本矿井Ι

煤层瓦斯含量普遍偏高，瓦斯成分以沼气为

主。

经预测，矿井绝对瓦斯涌出量47.35m3/min，相对瓦斯涌出量46.79m3/t，Ι1工作面绝对瓦斯涌出量20.48m3/min，相对瓦斯涌出量22.27m3/t，本矿井瓦斯涌出量较大。

煤层煤与瓦斯突出危险性较本矿井按煤与瓦斯突出矿井进行设计，Ι

大。

（二）瓦斯抽放的必要性

从以下几个方面来分析本矿井瓦斯抽采的必要性。

1、从煤层瓦斯含量和瓦斯涌出量的大小来看

根据勘探地质报告，煤层瓦斯含量大，经预测，+50m水平矿井最大绝

煤层工作对瓦斯涌出量为47.35m3/min，相对瓦斯涌出量为46.79m3/t，Ι

面最大绝对瓦斯涌出量为20.48m3/min，相对瓦斯涌出量为22.27m3/t。按《煤矿安全规程》第145条规定，本矿井必须建立瓦斯抽采系统。

2、从工作面需风量和最大通过风量来看

本矿井Ι

煤层为中厚煤层，工作面采高1.91m，有效过风断面不大，工

作面稀释瓦斯所需风量大于工作面的实际通过能力，如不考虑本煤层预抽和采空区抽放，难以保证工作面瓦斯不超限。因此，为保证安全生产，确保保护层工作顺利推进，必须抽放。

3、从防突的角度

本矿井按煤与瓦斯突出矿井设计，煤层瓦斯含量普遍较高，Ι

综放采空区瓦斯抽采技术研究

ＳｔｕｄｙｏｎＧｏａｆＧａｓＤｒａｉｎａｇｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＦｕｌｌｙＭｅｃｈａｎｉｚｅｄＴｏｐＣｏａｌＣａｖｉｎｇＦａｃｅ
ＣＨＥＮＪｉ —ｇａｎｇ，ＷＡＮＧＧｕａｎｇ—ｓｈｕａｉ，ＷＡＮＧＧａｎｇ（１．ＹｕｗｕＭｉｎｉｎｇＣｏ．Ｌｔｄ．ＬｕｈｎＧｒｏｕｐ，Ｃｈａｎｇｚｈｉ０４６１０３，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｉｎｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴａｉｙｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００２４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｙｕｗｕｃｏａｌｍｉｎｅ，ａｓａｈｉ【ｇｈｇａｓｍｉｎｅ，ａｐｐｌｉｅｄｆｕｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｃａｖｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｗｉｔｈｐｏｏｒｃｏａｌｓｅａｎｌ

矿山开采瓦斯治理与瓦斯抽采技术

开采中的瓦斯治理
01
实施瓦斯抽采
通过抽采井和管道将煤层中的瓦斯抽出，降低开采过程中的瓦斯涌出量。
02
监测瓦斯浓度和压力
在开采过程中，对煤层中的瓦斯浓度和压力进行实时监测，确保瓦斯治理的有效性。
03
调整瓦斯治理方案
根据实际开采情况和瓦斯监测数据，及时调整瓦斯治理方案，提高治理效果。
开采后的瓦斯治理
环境保护与资源利用的平衡发展
瓦斯资源化利用
通过瓦斯提纯、压缩等技术，将瓦斯转化为清洁能源，减少对化石燃料的依赖，降低温室气体排放。
生态恢复与治理
在矿山开采过程中，采取有效措施保护生态环境，减少对地表、地下水资源的破坏，同时对废弃矿井进行生态恢复和治理，实现资
源开发与环境保护的协调发展。
THANKS
自动化抽采设备
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。

采空区瓦斯涌出特点与抽放方法

龙煤集团、鹤岗局富力煤矿可采煤层10个，为单斜构造，倾角15~35度，煤厚2~14米，发火期6~18个月。现有地质储量8200万吨，可采储量5100万吨，年生产能力280万吨。

随着矿井开采不断延深，矿井深度已达6、7百米，矿井集约化程度加大，采面逐步减少，产量逐年增加。随之而来的瓦斯隐患和事故逐年增加，特别是采空区瓦斯涌出更为突出。抽放采空区瓦斯是解决这一问题的有效技术途径。通过实践表明，对采空区瓦斯涌出的特征和采空区瓦斯抽放技术的掌握是取得较好抽放结果的保证。

1 采空区瓦斯涌出特征与煤层的赋存、开采条件密切相关，采空区瓦斯主要是由采空区内丢煤和邻近煤层的两部分组成。对于单一煤层开采，采空区瓦斯主要来源于采空区内丢煤和少部分围岩涌出的瓦斯。一般情况下，由于煤层开采，破坏了煤、岩体的压力平衡状态，上下部负荷卸除，引起煤、岩体移动，并向采空区方向膨涨。从而导致包括错动而产生的各种方向裂隙与采空区沟通，形成了向采空区排放瓦斯通道。这样邻近层的瓦斯在其自身压力作用下，通过这些通道向采空区放散。

为查明瓦斯在采空区内究竟是怎样运动的、浓度分配分布等规律，中国矿院、龙煤集团、鹤矿公司等单位在抽放期间进行跟踪测试：结果表明，采空区瓦斯浓度分布和采空区瓦斯移动规律如下：

1.1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12m～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%～40%，在40～80m范围内瓦斯浓度变化较小，一般在40%～55%之间。

黄陵矿业一号煤矿采空区瓦斯规律探究

作者：闫国锋

来源：《现代企业》2012年第10期

采空区瓦斯涌出量，在一般的回采工作面瓦斯涌出构成中占有最大的比例。特别是随着采煤工艺的进步，众多的大型矿井多采用综采方式、长壁布置，采煤量大，工作面顺槽较长，因此工作面瓦斯涌出量较大，采空区也较长。而采用U 型通风加上工作面下隅角端头封堵不及时就不可避免的导致工作面相当大的一部分风量漏入采空区，使得回风巷的上隅角瓦斯涌出得不到有效稀释并随时有超限的危险。研究采空区瓦斯浓度分布和高浓度区域，对确定瓦斯抽放参数十分重要，它直接影响瓦斯抽放量、抽放浓度等参数。所以，采空区瓦斯涌出规律的研究，对有效地提高抽放效果，消除或减轻工作面瓦斯威胁，提高工作面安全水平，有效地利用瓦斯资源具有重大意义。

一、采空区瓦斯浓度分布的一般规律

黄陵矿区一号煤矿位于陕西省黄陵县店头镇，为高瓦斯矿井。含煤地层为下侏罗系延安组，共含煤5层。2号煤层为主要可采煤层，厚度0～5.65m，平均厚度2.02m，倾角3°～5°，煤层构造由简单到较复杂。矿井采用综合机械化开采，长壁布置，采煤量大，工作面顺槽2700多米，全部垮落法管理顶板，工作面通风形式为“U型”，工作面正常配风量在1200㎡

∕min左右。

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入的瓦斯随漏风流经上隅角进入回风巷，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。

煤矿单一煤层开采采空区瓦斯抽采优化研究

测点位置
b) 检修班图 1 采煤工作面上部横断面瓦斯体积分数分布
在采煤工作面倾向方向的中间位置，支架 55 架、 65 架、75 架、85 架、95 架范围瓦斯体积分数的具体情况如图 2 所示。
此处的分布情况也基本与端头位置的分布情况相同，煤壁到中间的瓦斯体积分数逐渐降低，从走向中间位置到采空区的瓦斯气体体积分数又在上升，在生产班时都是靠近煤壁处的体积分数相比最大，其次是靠近采空区的瓦斯体积分数，相对而言立柱间和人行道的瓦斯体积分数较低。此范围内的总体瓦斯体积分数要比端头位置（5 架到 4 架）的高，这也是风流方向所致，风把前面的瓦斯带到了中间位置。对比图 3 a)与图 3 b)可知整体变化趋势相同，检修班的总体瓦斯体积分数也是低于生产班，检修班时靠近采空区处的瓦斯瓦斯体积分数要比煤壁处大，仍然是由于煤壁暴露时间久，发散出来的瓦斯气体减少所致。
0.20 0.18 0.16 0.14 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02
0 煤壁输送机上部人行道立柱间采空区测点位置
a) 生产班
5架 15架 25架 35架 45架
0.12
0.10
0.08
5架
15架
0.06
25架
0.04
35架
45架
0.02
0 煤壁输送机上部人行道立柱间采空区

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 distribution

Abstract: 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.

综采采空区瓦斯运移规律及抽采研究

６
倾斜长１６采高２走向长壁后退式综采，５ｍ，．ｍ，５主采
二层煤，２煤层倾角２。瓦斯含量３Ｒ，厚．ｍ，８０，．ｍＵ５
越远瓦斯浓度越大，工作面１～００２围是瓦斯浓度ｍ范
变化幅度较大的区域．由于受矿山压力作用影响程度
始条件和边界条件，即可求解．
１综放采空区瓦斯运移模型
综采采空区具有典型的多孔介质特征，内的气其体流动遵循多孔介质内流体流动的连续方程、动量方
收稿Ｅ期：０００－１ｔ２１－３２
２综采采空区瓦斯运移规律数值模型
２１模拟工作面概况．
第２卷第２５期湖南科技大学学报（自然科学版）２１年６ＪｕａｏＨｎｎＵｉｒｔｏＳｉｃ００月ｏｒｌｆｕａｎｅｉｆｃｎｅ＆ＴｃｎｌｙＮｔａＳｉｃｄｉ）ｎｖｓｙｅｅｈｏｇ（ａｒｃｎｅＥｉｎｏｕｌｅｔｏ
治理的参数，实践取得了较好的抽采效果．现场
关键词：综采采空区；瓦斯涌出；瓦斯运移；瓦斯浓度分布；瓦斯抽采中图分类号：Ｄ１Ｔ７３文献标识码：Ａ文章编号：６２９０（０００ — ０６０１７ — １２２１）２００ — ４

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; Extraction

1 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。

采空区瓦斯涌出及防治技术研究现状及分析

摘要：该文通过对瓦斯在采空区的分布和运移规律各种因素的分析，总结出其运移分布规律，对治理采空区瓦斯涌出有指导作用。分析了目前常用的处理方法，及对各自优缺点作了阐述，为各矿提供参考依据。

关键词：瓦斯涌出运移规律分布特征防治技术

随着煤矿开采深度的增加，综合机械化采煤开采强度大、推进速度快、生产集中，使采煤工作面瓦斯涌出表现出了强度高、数量大和极不均衡等特点,同时综采工作面由于采高较大,推进速度较快、走向长度较长，因此，往往形成较大的采空区。在顶板周期来压时,常造成工作面及其回风流瓦斯涌出。

1 采空区瓦斯的来源及运移规律

1.1 邻近层瓦斯涌入的运移规律

煤层开采易导致上覆岩层的移动与破断，从而邻近层瓦斯大量涌入开采层采空区。这些涌入的高浓度瓦斯由于受到压力扩散、浓度扩散和风流扰动的作用，会重新分布，直至实现采空区内的动态平衡。在开采厚煤层的分层开采和多层开采煤层过程中，上煤层或上分层的瓦斯将沿采动裂隙涌入采空区，另外由于煤层的开采下邻近煤层覆盖压力得以解除，煤岩体膨胀变形，大大加强了煤层的透气性，所以下

邻近煤层及围岩中的瓦斯沿着膨胀裂隙涌入回采工作面采空区。邻近层瓦斯涌出具有“跳跃性”，因此其涌出也存在一定的特殊规律。这些涌入的瓦斯在采空区内也会重新分布，直至实现动态平衡。由于浮升例的作用，上邻近层瓦斯在采空区上部区域滞留；下邻近层涌入的瓦斯亦如此，瓦斯在整个采空区内都符合以上分布特点。因此就垂直方向而言，近底板附近的瓦斯浓度低于近顶板附近的瓦斯浓度。另外，涌入点的分布和涌入量的大小存在差异，因此瓦斯浓度在瓦斯涌入点附近，瓦斯浓度和梯度都明显加大。

采空区瓦斯浓度分布及运移规律研究

作者：刘义磊黄素果

来源：《科技资讯》2012年第29期

摘要：针对采空区瓦斯运移包括渗流和非均质气体的扩散两个方面的问题，利用渗流理论、气体扩散理论为基础建立起采空区风流流动数学模型，以及采空区瓦斯运移的数学模型，并采用计算机数值求解，将数值模拟结果与现场实测数据结果进行对比分析，提出了采空区瓦斯浓度分布特征及瓦斯运移规律。

关键词：综放工作面采空区瓦斯气象参数

中图分类号：TD712 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）10（b）-0048-02

采空区瓦斯浓度分布不但受流场速度分布影响，同时流场的速度分布又反过来影响浓度分布，这个两个问题的方程需要耦合求解。本文利用渗流理论、气体扩散理论为基础建立风流流动及瓦斯运移的数学模型，采用计算机数值求解，分析研究采场气体流动和瓦斯分布规律。

1 采空区风流流动数学模型

在矿井通风系统中，风流的流动可分为管道流动和采空区冒落区域内的流动。在采场内的管道流动时风压稳定，各处的压力差值相对很小，不考虑温度的变化影响，此时风流流动可以看作不可压缩流体的稳定流动，符合连续方程。而采空区的冒落区域被破碎的岩石填满，岩石之间形成多处缝隙，风流在这些缝隙中流动的速度很低，可看作是渗流，在忽略结构变形的影响时，符合达西定律：。式中：V为渗流速度；为渗流场压力；k为渗流系数。因此可以得到风流在采空区范围内稳定流动的微分方程：

由于在实际的流场分布中风速测量起来比较简单方便，因此选择第二类边界条件作为求解条件，此时该方程存在定解的充要条件是：

新建矿井采空区瓦斯抽采设计研究

新建矿井采空区瓦斯抽采设计研究
王占立朱亚辉李军辉（１．黑龙江科技大学安全工程学院，黑龙江哈尔滨１５００２７；２．王家营青利煤矿，贵州毕节４５４０００）
摘要：高瓦斯近距离煤层群保护层采煤工作面回采后，邻近煤层、煤柱、围岩和工作面遗煤等处的瓦斯继续涌入采空区。新建矿井设计应考虑采空区瓦斯超限，采用综合瓦斯抽采技术解决瓦斯超限问题。关键词：采空区；瓦斯超限；瓦斯抽采
—
区联通程度有关外，还与采空区空间位置上的顶板岩石的冒落情况、空洞的压实程度等密切相关。因此，必须掌握采空区瓦斯浓度的分布和变化规律，才能对采空区的瓦斯涌出实施有效的控制与处理。采空区瓦斯抽采采用的方法有：（１）钻孔抽采，即在工作面“ 两巷” 向后方采空区顶板裂隙带打钻孔抽已采区瓦斯，或者利用原邻近层钻孔继续抽采；（２）顶板巷道抽采；（３）煤层巷道抽采，利用开采层煤巷封闭后插入管进行瓦斯抽采；（４）全封闭采空区大面积抽采。本文针对王家营青利煤矿采空区瓦斯抽采采取的抽采方案为：（１）利用高位瓦斯抽采巷，在采面回采过程中，进步对采面采空区瓦斯继续抽采。（２）工作面回采时，利用采面回风巷和运输巷向下施工穿层钻孔抽采邻近层卸压瓦斯。工作面回采后，邻近的上、下煤层因卸压影响，煤层的透气性将大大增加。为减少邻近层涌人采面的瓦斯量，设计在工作面回采时，利用工作面运输巷和回风巷向下施工穿层钻孑Ｌ抽采下邻近煤层卸压瓦斯。钻孔布置见图１。

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。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。

矿井瓦斯抽采方法

煤矿抽采瓦斯是减少矿井和采区瓦斯涌出量的有效途径。瓦斯抽采分为采前抽采、采中抽采及采后抽采三个阶段。我国煤矿的瓦斯抽采方法大致可以分为以下五类：(1)地面瓦斯抽采；(2)开采层瓦斯抽采；(3)邻近层瓦斯抽采；(4)采空区瓦斯抽采；(5)围岩瓦斯抽采；(6)综合抽放瓦斯。其中综合抽放瓦斯方式两种以上方式的综合使用。

选择抽采瓦斯方法时，应遵循如下原则：

1）应适合煤层赋存状况、开采巷道布置、地质条件和开采技术条件；

2）应根据瓦斯来源及涌出构成进行，应尽可能采用综合抽采瓦斯方法，以提高抽放瓦斯效果；

3）应有利于减少井巷工程量，实现抽采巷道与开采巷道的结合；

4）应有利于抽采巷道的布置与维护；

5）应有利于提高瓦斯抽采效果，降低抽采成本；

6）应有利于钻场、钻孔的施工、抽放系统管网敷设，有利于增加抽采钻孔的瓦斯抽采时间；

7）选择先进的打钻设备，且根据设备的性能，合理确定抽采巷的层位；

8）合理安排抽采钻孔的钻孔间距，尽可能缩短矿井首采面抽放时间；

9）尽可能避免巷道误穿煤线时，发生煤与瓦斯事故。

选择抽采瓦斯方法，主要根据矿井或采区）瓦斯来源、煤层赋存状况、采掘布置、开采顺序以及开采地质条件等综合考虑。根据矿井开拓、开采技术条件，设计设置高、低负压两套瓦斯抽采系统，其中，低负压抽采系统主要用于埋管抽采采空区瓦斯，高负压抽采系统主要采用穿层钻孔预抽区段煤层瓦斯、石门揭煤预抽煤层瓦斯、高位钻孔抽采回采区高顶瓦斯等相结合的综合抽采方法。

采空区瓦斯涌出的分析与防治

煤矿井下的煤层中往往含有大量的瓦斯，当煤层被开采时，瓦斯会随着煤层裂隙的扩

大而涌出，形成采空区瓦斯。采空区瓦斯是煤矿井下煤炭开采过程中重要的安全问题，对

煤矿工人的生命安全和矿山的正常生产运营都具有重要影响。对采空区瓦斯的涌出进行分

析与防治是十分必要的。

一、采空区瓦斯的涌出分析

1. 瓦斯涌出来源

瓦斯涌出的来源主要是两部分：一部分是煤层内原本就存在的瓦斯，称为原生瓦斯；

另一部分是由煤层开采过程中释放出的瓦斯，称为煤层瓦斯。原生瓦斯在煤层形成时便已

经存在于煤层中，主要由有机质的分解生成，含量较高。煤层瓦斯是在煤层开采过程中释

放出的瓦斯，与煤矿开采作业密切相关。

2. 瓦斯涌出规律

采空区瓦斯的涌出规律受到多种因素的影响，主要包括煤层的气体吸附解吸规律、煤

体物性参数、采煤工艺及工作面进度等。一般来说，随着煤层开采的深入和工作面进度的

增加，瓦斯涌出量也会增加。不同类型的煤层在瓦斯涌出规律上还存在一定的差异，如煤

层中内含的透气性障碍、煤层的构造特征等都会对瓦斯涌出产生影响。

3. 瓦斯涌出预测方法

为了准确预测采空区瓦斯的涌出量，需要综合考虑煤层的物理性质和化学性质，采用

适当的预测方法。常用的预测方法主要包括实验室模拟实验、理论计算方法和经验公式等。实验室模拟实验是通过模拟矿井开采工况，测定煤样在不同条件下的气体释放特性，然后

根据实验结果进行计算预测。理论计算方法主要通过建立数学模型，利用煤样的物理参数

和实验数据进行计算预测。经验公式则是通过统计分析大量的煤矿实际数据，找出瓦斯涌

矿井煤层开采瓦斯抽放技术研究

矿并煤层开采瓦斯抽放技术研夯
大同煤矿集团有限责任公司晋华宫矿通风区高永强
［摘要］本文通过分析大同煤矿集团公司晋华宫矿一高瓦斯盘区内主采煤层的瓦斯涌出来源和煤层顶底板岩石特性，提出采取扩大瓦斯抽放钻孔直径和使用大功率瓦斯抽放泵的方法来治理上述区域内各回采工作面的瓦斯。［关键词］瓦斯抽放技术研究近年来，随着矿井生产强度的提高和开采深度的加大，矿井瓦斯涌出量增大，采空区瓦斯涌出现象也逐渐加剧。根据不完全统计，全国一半以上的矿井采空区瓦斯涌出量占矿井涌出量的２５ — ３０％，个别矿井高达４０ — ５０％，一些现采工作面的采空区瓦斯涌出量占工作面瓦斯含量的６０ — ７０％，造成工作面瓦斯严重超限，安全生产没有保障，同时也限制了产量的提高，不能发挥综合机械化采煤的效能，甚至酿成重大恶性事故。晋华宫矿是大同煤矿集团有限责任公司直属的一个多井口高瓦斯矿井。该矿自２００７年使用瓦斯抽放方法以来，经过近五年的不断总结和学习，研究了一套较完善的、切合矿井实际情况的抽放瓦斯方法。矿井瓦斯涌出量简介及高瓦斯盘区瓦斯来源分析１、矿井瓦斯涌出量简介晋华宫矿属高瓦斯矿井，煤层瓦斯含量相对较大，同时又属于较难抽采煤层，瓦斯治理和瓦斯管理难度相对较大。２０１１年，晋华宫矿矿井瓦斯等级鉴定后的批复结果为：矿井绝对瓦斯涌出量为４６．５ｍ３／ｍｉｎ，相对瓦斯涌出量为７．６１ｍ／ｔ；绝对二氧化碳涌出量为７０．６９ｍ３／ｍｉｎ，相对二氧化碳涌出量为１１．６ｍ。多年来的开采实践表明：掘进工作面的瓦斯通过采用不断更新大功率风机和大直径风筒，以及提高局部通风安全装备水平等方法，可得到有效治理；但回采工作面瓦斯涌出量大，工作面上隅角瓦斯易于积聚，并导致局部瓦斯超限时有发生，这在晋华宫大井河南区域１２煤层３０１盘区开采过程中表现尤为明显。２、高瓦斯盘区瓦斯涌出来源观察和分析１２层３０１盘区各已采工作面在回采期间的最大瓦斯绝对涌出量平均达到了８ｍ３／ｍｉｎ，且多数工作面瓦斯在经过风量稀释后仍不时有瓦斯超限事故发生。因此，依据《煤矿安全规程》第一百四十五条的规定，晋华宫矿必须建立瓦斯抽放系统。通过对ｌ２层３０１盘区各采煤工作面回采期间的瓦斯来源观察，发现工作面的瓦斯涌出主要来自上覆煤层的老采空区。本煤层采空区和工作面的瓦斯涌出量仅占工作面瓦斯涌出总量的２０％左右。二、建立抽放瓦斯系统１、瓦斯抽放设备１２层的瓦斯抽放设备采用ｚｗＹ一１１０／１６０一Ｇ瓦斯抽放泵一台、ＤＹ — ＦＲＰＳ — ＤＮ３００型抽放主管６５０米、放水器、孑Ｌ板流量计、 “ ｕ ” 型压差计仪表等。２、抽放泵站供水系统