上保护层开采卸压瓦斯抽采问题分析
浅谈煤矿瓦斯抽放存在的问题及对策
浅谈煤矿瓦斯抽放存在的问题及对策作者：毕卫东来源：《中国新技术新产品》2012年第16期摘要：本文以煤矿瓦斯抽放工作为研究对象，从现阶段煤矿瓦斯抽放的形式、煤矿瓦斯抽放存在的问题以及进一步完善煤矿瓦斯抽放的对策这三个方面入手，论证了做好煤矿瓦斯抽放工作，确保煤矿安全生产，进一步提高煤矿开采工作质量与工作效率的重要性。
关键词：煤矿；瓦斯；抽放；方式；问题; 对策中图分类号：TD71 文献标识码：A现阶段我国煤矿开采生产过程当中的安全事故问题频繁发生。
在造成安全事故的原因统计当中，由瓦斯抽放而造成的重大及特大安全事故更是层出不穷，煤矿瓦斯抽放安全事故已严重影响到国家财产及矿工人身安全。
因此防治煤矿瓦斯灾害事故的发生至关重要，然而现阶段我国有关煤矿瓦斯抽放事故的治理效果并不明显，究其原因多在于瓦斯抽放的时间过短、钻孔工程量不足、瓦斯抽放系统不匹配、封孔质量低下以及瓦斯抽放管理不到位等。
针对以上问题，应当采取怎样的措施对其加以改进与完善，确保煤矿瓦斯抽放的安全且高效运行，已成为现阶段相关工作人员最亟待解决的问题之一。
笔者现结合实践工作经验，就这一问题谈谈自己的看法与体会。
一、现阶段煤矿瓦斯抽放的形式分析在当前技术条件支持下应用最为普遍的瓦斯抽放方式为井下抽放。
考虑到煤矿瓦斯抽放对象的差异性，又可以划分出包括采空区瓦斯抽放、本煤层瓦斯抽放以及邻近煤层瓦斯抽放等多种形式。
笔者现对其做详细说明：①本煤层采前预抽。
一般来说，这种抽放方式适用于单一煤层高含量瓦斯的开始或是与煤层群距离较远矿区的开采；②本煤层边采边抽。
对于矿井突出以及瓦斯含量高的煤层抽放而言，考虑到本煤层预抽时间较短且抽放率低下的实际情况，为提高该煤层瓦斯抽放量，在回采过程当中应用该种抽放方式；③本煤层边掘边抽。
这种煤矿瓦斯抽放形式应用的最根本目的在于针对瓦斯抽放过程当中可能出现的瓦斯超限以及瓦斯突出问题加以预防；④邻近层钻孔抽放。
对于煤层群抽放而言，在以邻近煤层为主体的回采工作面瓦斯急剧涌出且常用通风方式已无法确保回采工作面瓦斯不超限的情况之下，实施该种瓦斯抽放形式；⑤邻近层巷道抽放。
我国煤矿瓦斯抽放存在的问题分析及解决策略
我国煤矿瓦斯抽放存在的问题分析及解决策略摘要近年来，随着经济的发展，我国煤矿生产企业也不断的增多，煤矿生产工作正在如火如荼的进行，与此同时，煤矿安全事故的发生却也愈加频繁。
在煤矿生产过程中，瓦斯抽放是引起煤矿安全事故的主要因素，本文就主要针对瓦斯抽放技术存在的问题以及相关的调整政策进行简单的分析。
关键词煤矿生产；瓦斯抽放技术；问题；对策在煤矿开采过程中，随着开采深度的不断增加，煤层地质也越来越复杂，开采过程中要承受的地应力、瓦斯压力也逐渐增大。
如果在矿井内没有完善的通风设施和瓦斯抽放设施，则很容易造成井内瓦斯过高，引起安全事故。
1 煤矿瓦斯抽放技术存在的问题1.1抽放时间短在煤矿采掘工作中，瓦斯的抽放效率是随着抽放时间的变化而变化，如果抽放时间越长，则瓦斯抽放效率越高。
在多数煤层的开采过程中，煤层自身的透气性交叉，要达到理想的抽放效率，需要至少6~8个月的抽放时间。
而目前，我国大多高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井都存在着采掘时间失调的现象，往往抽放时间在3~4个月左右，甚至最短的抽放时间仅仅为1个月，无法确保抽放时间。
1.2封孔质量较差。
孔底抽放负压具有引流瓦斯和强制瓦斯解吸的功效，封孔质量的好坏直接关系到瓦斯抽放效果的好坏。
目前，我国约有2/3的瓦斯抽放矿井仍然采用黄泥或水泥砂浆封孔，甚至少数开采近水平或缓倾斜煤的矿井也采用水泥砂浆封孔，封孔长度短而且密封质量很差。
我国约有65%的回采工作面预抽瓦斯浓度低于30%，充分反映了抽放钻孔封孔质量差的现状。
1.3抽放系统不匹配在我国，大多煤矿企业利用政府的资金对抽放系统进行了改造和更新，使得一部分抽放系统不匹配的现象得到缓解，然而这种现象在大多数煤矿生产企业中仍然大量的存在。
有的矿井瓦斯抽放泵无法满足抽放需要，其最大限度的抽放量也相对较小，无法克服管道产生的压力。
有的矿井中虽然抽放泵的抽放量较大，但是却由于主管线的管径小，而使得巨大的抽放量也损失在抽放管道的阻力上，造成了煤层瓦斯预抽钻孔孔口负压不超过490 Pa，有的甚至靠正压自排瓦斯的现象。
煤层瓦斯抽采效果影响因素分析及技术对策
煤层瓦斯抽采效果影响因素分析及技术对策摘要：为了保证煤矿的生产安全，我国煤矿瓦斯抽采技术被广泛重视。
在开采深度加大的背景之下，煤矿中瓦斯的含量也逐渐增高，想要满足煤矿开采各方面的安全需求，必须要充分利用瓦斯综合抽采技术。
分析了瓦斯综合抽采技术在深层煤炭开采过程中的具体应用。
关键词：瓦斯抽采；抽采效果；抽采技术引言随着中国煤炭产量不断增大，开采深度加深，采掘机械化程度提高，煤层瓦斯涌出问题已成为影响安全生产的主要因素。
中国煤矿的地质构造差异性较大，各个煤矿之间不能照搬一个模子来对瓦斯进行治理。
如果要制订出一套科学可行高效的瓦斯抽采技术，就要求必须从自身出发，结合具体条件，因地制宜地考虑可行性方案。
1瓦斯抽采影响因素1.1地质构造煤层地质构造是影响瓦斯赋存的一个重要因素。
瓦斯气体分为两种形式（吸附态和游离态）存在于煤体中，其中大部分是附着在煤体中的，在煤变质过程中，随着变质程度增加，瓦斯气体的吸附量也随之增加。
煤矿中常见的地质构造就是褶曲，褶曲构造的特点是封闭性好，瓦斯气体可大量汇集，且随着瓦斯气体的大量汇集，压力也会随着升高。
1.2煤层埋藏深度煤层的赋存深度越大，地应力越大，煤层中的裂隙、缝隙数量越少，瓦斯气体因扩散路径少而被密闭。
研究表明，在赋存一定的情况下，当煤层埋藏深度达到一定值时，瓦斯气体的含量趋于一个恒定的数值。
1.3煤层倾角在其他因素都确定的情况下，煤层倾角也是影响瓦斯含量的一个重要因素。
随着煤层角度的变化，其内部富含瓦斯等有害气体的浓度也随之变化。
造成这种现象的原因是在煤层顶底板类似的情况下，倾角越大，气体的扩散运动越剧烈，不利于瓦斯气体积聚。
1.4煤岩层的透气性煤岩层透气性越高，瓦斯气体的扩散运动越剧烈，煤层中瓦斯含量越低。
透气性越低，气体的扩散运动越不剧烈，瓦斯气体的浓度就越低。
在瓦斯突出矿井中，煤岩层的透气性均较差，如泥岩、充填致密的细碎屑岩、裂隙不发育的灰岩之类在含煤地层分布广泛，在自然状态下不利于瓦斯逸散，从而造成煤层中的瓦斯含量较高。
煤矿瓦斯抽放存在的问题及对策探究
煤矿瓦斯抽放存在的问题及对策探究摘要：进入 21 世纪以来，社会发展对于煤炭产品的强大需求催生了越来越多的集团化、大型化、机械化煤炭企业，良好的市场环境也造就了 " 黑金 " 开采的黄金十年。
而在 21 世纪初至 2014 年煤矿林立的阶段，各类矿井为了利润近乎疯狂的采掘也增加了安全隐患发生的概率。
煤矿瓦斯爆炸事故经常从报纸、电视上看到，惨烈的画面和文字描述一次次为人们敲响了警钟。
因此，建立高产高效矿井，保障煤矿安全生产起到十分关键的作用。
基于此，本文对煤矿瓦斯抽放存在的问题与对策了研究，以供参考。
关键词：煤矿；瓦斯抽放；问题与对策引言瓦斯是一種依附在煤层的混合型有毒气体，主要由甲烷和一氧化碳组成，煤矿开采时瓦斯从煤层中涌出，当空气中瓦斯含量超过一定浓度时遇明火会发生瓦斯爆炸的事故，瓦斯爆炸事故危害重大，对煤矿的安全作业造成严重威胁。
1 瓦斯抽放工艺1.1 开采层抽放。
在煤层开采之前对瓦斯进行抽放属于未卸压抽放，在开采时对瓦斯进行抽放属于卸压抽放。
未卸压抽放是对原始煤层进行钻孔瓦斯抽放，这种抽放方式的效果与原始煤体的透气性有很大的关系。
我国的煤矿瓦斯抽放一般都采用穿层上向钻孔的方式。
由于开采的影响，工作面附近的应力重新分配，形成卸压区域和应力集中区域，这时就会采用卸压抽放的方式。
在卸压区域煤层变形，导致透气性增加，在这个区域对瓦斯进行钻孔抽放，可以提高瓦斯的抽出量，还能有效阻止瓦斯流向工作区域。
1.2 邻近层抽放。
在对煤层群进行开采时，从开采层向临近层钻孔，让瓦斯在邻近层聚集，这种抽放瓦斯的方式叫邻近层抽放。
开采煤层群的矿井，当回采工作面瓦斯涌出以邻近层为主且通风方法不能保证瓦斯不超限时，需要实施邻近层瓦斯抽放，其中绝大部分的工作面采用穿层钻孔抽放邻近层瓦斯。
在邻近层巷道采用抽放瓦斯方式，其抽放效果最为显著，工作面瓦斯抽放率普遍较高，最高可达到 90%以上。
1.3 采空区抽放。
浅谈煤矿瓦斯抽放存在的问题及对策
２ ０ １ ７年第 ４ ２ 卷 第 ４期
Ｖｏ １ ． ４ ２ Ｎｏ ． ４
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浅 谈 燥矿 瓦 斯 抽放 存 在 的 问题 及 对 策
栗 小然
（ 山西汾西正令煤业有 限责任公司， 山西 孝义 ０ ３ ２ ３ ０ ０ ）
［ 摘
要 ］ 防治瓦斯事故要从 源头上控制瓦斯的体积分数 ， 具体措施是对矿 井瓦斯进行抽放 ， 降低 井 下 瓦斯 体积 分数 。针 对 目前煤 矿 瓦斯 抽放 过程 中存在 的抽 放 系统 位 置 不合 理、 Байду номын сангаас 少抽 采 计 划 、 检 测装 备 不 完善 、 管理 制 度 不健全 等 问题 ， 提 出加 强矿 井 瓦斯抽
者 巷道 的方 式对 开采 层 的瓦斯 进行 抽 放 。在煤 层 开 采之 前对 瓦斯 进行 抽 放属 于未 卸压 抽放 ，在开
采 时对 瓦斯 进行 抽放 属 于卸压 抽 放 。未卸 压 抽放
是 对原 始煤 层进 行钻 孔 瓦斯抽 放 ，这 种抽 放 方式
２ 煤 矿瓦斯抽放存在的 问题
通过 各种抽 放 瓦斯 的方法 ， 可 以对 开采 区 、 邻 近区、 采 空 区的瓦斯 进行 有效 的处 理 ， 减少 瓦斯 的 聚集 。但 是煤 矿 瓦斯 的抽 放 过程 中还 存在 许 多 的
时就会 采 用卸 压抽 放 的方式 。在 卸压 区域 煤 层变
形， 导 致透 气性 增加 ， 在 这个 区域 对 瓦斯进 行 钻孔 抽放 ， 可 以提 高瓦斯 的抽 出量 ， 还 能有 效 阻止 瓦斯
问题 ， 有待解决 。 ①有些瓦斯抽放系统的位置存在 不合理的现象 ，地面抽放泵距离井 口或者建筑物 太近 。 有 的瓦斯抽 放 系统 的安全 装置 不完 整 ， 比如 有 的系统 没有 防 回火和 防爆装 置 。这 是非 常 危 险 的。 ② 部分 抽放 系统 的参数 检测 装备 不完 善 ， 例如
瓦斯抽采存在问题及改进措施
瓦斯抽采存在问题及改进措施摘要：随着我国煤炭产业的发展，全国年抽采瓦斯量正逐年上升，但抽采率仍然很低，每年有大量的瓦斯泄漏到大气中去，没有被有效利用。
虽然从客观角度讲，抽采过程中存在着大量非人为方面的问题，制约着抽采的成果，但仍需要我们不断地通过研究和实践，进一步分析出存在的问题，并提出正确有效的改进措施来提高抽采技术和抽采率，才能更加适应经济的持续增长和社会的总体需求。
本文将从四个方面分析瓦斯抽采存在的问题，进一步总结出改进的措施。
关键词：瓦斯；煤矿；问题；措施前言：瓦斯是我们生活中非常重要的能源之一，世界上已有大部分国家提倡大量利用瓦斯来取代容易造成污染的汽油，我国也正积极地提高和发展瓦斯抽采技术，以期满足日益增长的社会需求。
上世纪60年代开始，瓦斯技术陆续由国外进入我国，相比其他国家，我国的瓦斯抽采技术发展的时间较短，技术还不够成熟。
瓦斯的抽采率不仅受技术的制约，同时也有一定的客观因素，比如煤、岩的瓦斯含量，煤层赋存条件，围岩性质、矿业企业自身存在的安全风险等，需要我们不断地客服客观因素，提高抽采技术，最大可能地提高抽采效率，降低抽采风险。
1.瓦斯抽采存在的问题1.1煤层较软，透气性低我国只有近5%的高瓦斯和突出矿井所开采的煤层是高透气煤层，超过95%的矿井所开采的煤层为低透气煤层（如图1），其透气性不超过10-3mD，只能勉强抽采，甚至难以抽采，这是制约瓦斯抽采的最主要客观原因。
另外，我国绝大部分矿井煤层普遍较软，或软分层较厚，较容易出现打钻难、塌孔、喷孔等现象。
目前分布在辽宁、吉林、包头等地的主要矿区，普遍存在这一问题，尤其是突出软煤层中打钻的难题不易解决。
图1 瓦斯抽采煤层图1.2抽采过程时间较短，方式单一由于地质环境的影响，给瓦斯抽采工程在作业时间上带来不同程度的制约，例如地下断层会存在一定的构造裂隙，极易引发出水，地下水给安全生产带来了隐患。
另外，作业面的尺寸计算失误、矿井自身存在隐患或已发生的安全事故等采掘失调现象，都限制了瓦斯的抽采时间，一些矿井每年的抽采时间不足8个月，而部分矿井甚至只有1个月，全国矿井平均每年抽采时间不足4个月。
保护层卸压瓦斯抽采及涌出规律研究
第23卷第1期2006年3月采矿与安全工程学报Journal of Mining &Safety EngineeringVol.23No.1Mar.2006收稿日期:20060206基金项目:国家自然科学基金重点项目(50134040);国家“十五”重点科技攻关项目(2001BA803B0412)作者简介:程远平(19622),男,吉林省集安市人,教授,博士生导师,工学博士,从事火灾防护理论及矿业安全工程方面研究.E 2m ail :ypc620924@ T el :0516283995759 文章编号:167323363(2006)0120012207保护层卸压瓦斯抽采及涌出规律研究程远平1,周德永2,俞启香1,周红星1,王海锋1(1.中国矿业大学煤矿瓦斯治理国家工程研究中心,江苏徐州 221008;2.淮南矿业(集团)有限责任公司,安徽淮南 232001)摘要:随着我国煤矿开采深度的增加,煤与瓦斯突出矿井和突出煤层的数量不断增加,利用保护层开采过程中的被保护层的卸压作用对卸压瓦斯进行强化抽采,使被保护层由高瓦斯突出危险煤层变为低瓦斯无突出危险煤层,从而实现煤与瓦斯资源的安全高效共采.系统介绍了基于分源原理的回采工作面瓦斯涌出预测方法,保护层开采及卸压瓦斯强化抽采技术的发展和工程应用.结合淮南潘一矿下保护层和谢一矿上保护层开采及卸压瓦斯强化抽采实例,将保护层工作面瓦斯涌出量预测结果与保护层工作面瓦斯涌出量实测结果进行了对比分析.研究结果表明,由于保护层开采的卸压作用,使被保护层卸压瓦斯抽采率远大于被保护层卸压瓦斯的自然排放率,导致保护层工作面瓦斯涌出量预测结果小于实际瓦斯涌出量.关键词:保护层开采;瓦斯抽采;瓦斯涌出规律;煤与瓦斯突出;煤与瓦斯安全高效共采中图分类号:TD 712 文献标识码:AResearch on Extraction and Emission Laws of Gas forPressure 2Relief in Protecting Coal SeamsC H EN G 2ping 1,ZHOU De 2yong 2,YU Qi 2xiang 1,ZHOU Hong 2xing 1,WAN G Hai 2feng 1(1.National Engineering and Research Center of Coal G as Control ,China University of Mining &Technology ,Xuzhou ,Jiangsu 221008,China ; 2.Huainan Mining (Group )Co.Ltd.,Huainan ,Anhui 232001,China )Abstract :Wit h t he increase of exploiting dept h of coal mines in China ,t he number of coal mines and coal seams wit h out burst hazard keep s increasing.U sing pressure 2relief effect s of t he p rotected seams to ext ract forcibly p ressure 2relief gas ,coal seams wit h high met hane and out burst hazard can be safely changed to t he ones wit h low met hane and no out burst hazard.As a result ,t he safe and high efficient exploitation of gas and coal can be realized.The system 2ic predicting met hod of met hane emission in working face is int roduced based on t he principle of telling apart it ’s sources.The develop ment and engineering application of t he technology for exploiting t he p rotecting seams and t he technology for forcibly extracting t he pressure 2relief gas are also int roduced.According to t he p ractical data in Panji No.1mine and Xieji No.1mine of Huainan city ,t he comparison of t he p redicting result s of gas emission wit h t he practical o nes in p rotecting working faces indicate t he ext racting rate of pressure 2relief met hane is much grea 2ter t han t he nat ural emission rate in protected coal seams because of t he pressure 2relief effect of protecting seams.This leads to t hat t he predicted amount of met hane emission is less t han t he practical one in p rotected seams.K ey w ords :protecting seams exploitation ;met hane ext raction ;emission laws of met hane ;coal and met hane out burst ;safe and highly efficient exploitation of gas and coal 第1期程远平等:保护层卸压瓦斯抽采及涌出规律研究 长期理论研究和突出危险煤层的开采实践证明,开采保护层和预抽煤层瓦斯是有效地防治煤与瓦斯突出的区域性措施,该方法可以避免长期与突出危险煤层处于短兵相接的状态,提高了防治煤与瓦斯突出措施的安全性和可靠性.我国《煤矿安全规程》规定:“对于有突出危险煤层,应采取开采保护层或预抽煤层瓦斯等区域性防治突出措施”;“在突出矿井开采煤层群时,应优先选择开采保护层防治突出措施”;“开采保护层时,应同时抽放被保护层瓦斯”[1].2005年1月,国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局下发了《国有煤矿瓦斯治理规定》,其中明确规定:“突出矿井必须首先开采保护层,不具备开采保护层条件的,必须对突出煤层进行预抽,并确保预抽时间和效果”[2].2005年3月,国家发展与改革委员会、国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局下发了《煤矿瓦斯治理经验五十条》,其中规定:“强制性开采保护层,做到可保尽保,并抽采瓦斯,降低瓦斯压力”[3].由此可见,在现有技术条件下,开采保护层结合卸压瓦斯强化抽采对有效地防治煤与瓦斯突出,保障突出危险煤层的安全高效开采具有重要的现实意义.大量抽采的高体积分数瓦斯的利用减少了大量温室气体的排放,这不但促进了高效洁净能源的利用,而且保护了人类的生存环境.自1933年法国最先采用开采保护层预防煤与瓦斯突出措施以来,已经在有煤与瓦斯突出的国家普遍得到应用,如中国、前苏联、波兰、德国等.我国自1958年以来,先后在北票、南桐、天府、中梁山、松藻等局矿进行了保护层开采防治煤与瓦斯突出试验研究,取得了显著的效果.以后又在红卫、立新、六枝等局矿进行了推广应用.在上述煤与瓦斯突出严重的矿区推广保护层开采技术,使煤与瓦斯突出事故发生的次数大幅度下降[4].1998年以来,中国矿业大学与淮南矿业集团合作开展了远程下保护层开采(B11煤层,平均厚度1.9m,与被保护层C13煤层的层间距70m,层间距和保护层采高之比即相对层间距为35)及被保护层底板巷道网格式上向穿层钻孔卸压瓦斯抽采试验研究,发展了保护层开采这一防突技术措施,扩大了保护层开采的技术适用范围,通过保护层开采结合被保护层卸压瓦斯强化抽采工作,不仅可以消除被保护层的煤与瓦斯突出危险性,而且可以变高瓦斯突出危险煤层为低瓦斯无突出危险煤层,从而实现煤与瓦斯突出危险煤层的安全高效开采[526].自1990年以来,我国广泛地开展了矿井瓦斯涌出规律和矿井瓦斯预测方法的系统研究工作,建立了以回采工作面瓦斯分源预测方法为基础的矿井瓦斯涌出量预测方法,其中以“淮南预测方法”和“阳泉预测方法”比较系统完善.回采工作面瓦斯分源预测方法是回采工作面瓦斯综合治理的基础,但在上述方法中没有考虑到保护层开采及被保护层卸压瓦斯强化抽采的影响.保护层及被保护层瓦斯涌出规律及瓦斯涌出量分源预测对合理有效地实施瓦斯抽采技术方案及确定合理的通风方式和通风参数具有十分重要的意义.1 回采工作面瓦斯涌出量预测方法回采工作面瓦斯涌出来源于煤壁、采落煤炭和采空区,前两者属本煤层瓦斯涌出,后者主要来自于邻近煤层和围岩,属邻近层瓦斯涌出.本煤层(煤壁和采落煤炭)瓦斯涌出强度与煤的暴露时间呈负指数关系,即在暴露初始期间瓦斯涌出强度最大,以后随暴露时间的延长呈负指数关系衰减,所以落煤、放煤工艺是本煤层瓦斯涌出治理的重要时刻.邻近层的瓦斯涌出主要取决于邻近层的赋存状态、瓦斯含量、层间岩性、本煤层的开采工艺,以及本煤层和邻近层之间的相对位置关系等[728].回采工作面的相对瓦斯涌出量q分为本煤层相对瓦斯涌出量q b和邻近层相对瓦斯涌出量q L,则:q=q b+q L,(1)q b=kMm(X0-X c),q L=∑ni=1M imηi(X0i-X c i),k=k1・k2・k3,k2=1/c,k3=(L-2b)/L,式中:k为本煤层瓦斯涌出影响系数;k1为围岩瓦斯涌出系数,全部冒落法k1=1.2;k2为工作面丢煤瓦斯涌出系数;c为工作面回采率,%;k3为掘进巷道预排瓦斯影响系数;L为工作面的长度,m;b 为巷道瓦斯预排宽度,m;m,M分别为采高及煤层厚度,m;X0为煤层原始瓦斯含量,m3/t;X c为煤层残存瓦斯含量,m3/t;M i为第i邻近层的厚度, m;X0i为第i邻近层的原始瓦斯含量,m3/t;X c i为第i邻近层的残存瓦斯含量,m3/t;ηi为第i邻近层的瓦斯排放率,%.利用式(1)进行回采工作面瓦斯涌出量预测时,煤层残存瓦斯含量是指采落煤炭运至地表的残存瓦31采矿与安全工程学报第23卷 斯含量,煤层残存瓦斯含量主要取决于煤的挥发分含量,表1给出了不同挥发分条件下煤层的残存瓦斯含量.在厚煤层分层开采时,不同分层的瓦斯涌出量相差很大,首采分层的瓦斯涌出量最大,后采的分层瓦斯涌出量相对较小,在本煤层瓦斯涌出量预测时应考虑分层开采时瓦斯涌出比例系数(见表2),同时将煤层厚度与采高之比(M/m )取1.表1 煤层残存瓦斯含量与挥发分之间的关系T able 1 R elations betw een remnant gas contentof coal seams and volatile煤的挥发分含量/%6～88～1212～1818～2626～3535～4242～50煤层残存瓦斯含量/(m 3・t -1)9～66～44～33～2222表2 分层开采瓦斯涌出比例系数T able 2 R atio coeff icient of gas emission of exploitation by layers分层开采数目2第1分层第2分层3第1分层第2分层第3分层≥4第1分层分层瓦斯涌出比例系数1.5±0.50.5±0.051.8±0.10.7±0.10.5±0.12.2±0.5 图1给出了淮南矿业集团煤层赋存条件下邻近层瓦斯排放率曲线.由图1可知,在淮南矿业集团煤层赋存条件下,上邻近层瓦斯排放范围高达125m ,下邻近层瓦斯排放范围可达35m ,邻近层瓦斯排放率不但取决于层间距H ,而且还与邻近层的瓦斯压力p 有关,邻近层瓦斯压力越大,瓦斯排放率越高.图1 淮南矿区邻近层瓦斯排放率曲线Fig.1 Curves of gas emission rates of neighborhood coal seams in Huainan diggings图2给出了阳泉煤业集团煤层赋存条件下邻近层瓦斯排放率曲线[9].由图2可知,在阳泉煤业集团煤层赋存条件下,上邻近层瓦斯排放范围高达120m ,下邻近层瓦斯排放范围可达50m.由图2经回归分析的到上、下邻近层瓦斯排放率ηi 与层间距H 的关系为ηi (上)=257.01-53.48ln H ,ηi (下)=157.62-40.19ln H .(2)图2 阳泉矿区邻近层瓦斯排放率曲线Fig.2 Curves of gas emission rates of neighborhood coal seams in Yangquan diggings2 保护层开采及卸压瓦斯强化抽采方法我国《煤矿安全规程》规定:“应优先选择无突出危险煤层作为保护层.矿井中所有煤层都有突出危险时,应选择突出危险程度较小的煤层作保护层;应优先选择上保护层;选择下保护层开采时,不得破坏被保护层的开采条件”[1].由此可见,保护层应是煤层群条件下的首采煤层,而被保护层则是煤层群条件下的卸压煤层.保护层开采及卸压瓦斯强化抽采原理如下:保护层(首采煤层)开采之后,其顶板岩(煤)层将产生破断、移动、卸压变形,其底板岩(煤)层将产生底鼓和卸压变形,并在卸压岩(煤)层中产生裂隙,使透气性增加,从而形成了被保护层卸压瓦斯的“解吸2扩散2渗流”流动条件.此时,采用被保护层卸压瓦斯强化抽采方法可将卸压瓦斯有效地抽采出来,其结果:a.显著地减少了被保护层卸压瓦斯向保护层工作面的流动,保证了保护层工作面的安全高效开采;b.有效地降低了突出危险煤层的地应力和瓦斯压力,提高了煤体强度,消除煤与瓦斯突出危险性;c.使被保护层由高瓦斯突出危险煤层转变为低瓦斯无突出危险煤层,可实41 第1期程远平等:保护层卸压瓦斯抽采及涌出规律研究现被保护层工作面的安全高效开采.根据保护层与被保护层的相对位置关系,保护层分为上保护层和下保护层.为了描述下保护层开采后被保护层的卸压程度,文献[5]中引进了相对层间距的概念,即保护层与被保护层之间的平均距离与保护层平均采高之比.根据相对层间距的大小,将下保护层工作面后部采空区的瓦斯涌出分为近程瓦斯涌出、中程瓦斯涌出和远程瓦斯涌出.近程瓦斯涌出主要来自于首采煤层的未开采分层、采空区遗煤、处在垮落带的煤层、底鼓变形较大区域内的底部煤层和部分断裂带内煤层的瓦斯;中程瓦斯涌出主要来自于断裂带和部分弯曲带内煤层的瓦斯;远程瓦斯主要来自于弯曲带内煤层的瓦斯.近程、中程及远程瓦斯其“解吸2扩散2渗流”的条件不同,瓦斯汇集及运移条件不同,对应的瓦斯抽采方法也不相同,保护层开采及卸压瓦斯强化抽采方法如表3所示.对于瓦斯涌出量较大的保护层工作面,根据瓦斯涌出来源的不同,需要采取多种瓦斯抽放方法的组合,才能保证保护层工作面的安全高效开采.如淮南矿业集团谢一矿5121B9b工作面,保护层B9b煤层处在煤层群中间,在保护层开采的卸压区域中,上部有B9c,B10和B11煤层,下部有B9a,B8,B7和B6煤层.该保护层工作面回采过程中,绝对瓦斯涌出量达40m3/min,相对瓦斯涌出量达45m3/t,既采用了上部卸压区域的近程及远程瓦斯抽采方法,也采用了下部卸压区域的瓦斯抽采方法.表3 保护层开采及卸压瓦斯强化抽采方法汇总T able3 Summ ary of pressure2relief gas extraction methods and exploitation of protecting seams瓦斯抽采区域瓦斯抽采方法描述方法分类瓦斯来源 具体方法 应用矿区 应用效果上部卸压区域近程抽采中程抽采远程抽采1)首采煤层的未开采分层2)采空区遗煤3)处在垮落带的煤层4)底板变形较大区域内煤层5)断裂带内煤层6)少部分来自弯曲带内煤层1)断裂带内煤层2)部分来自弯曲带内煤层弯曲带内煤层顶板走向穿层钻孔淮南、淮北、铁法、沈阳等好顶板走向顺层长钻孔淮南、阳泉等较好顶板走向高抽巷淮南较好采空区埋管抚顺、淮南、淮北、平顶山等较好采空区尾抽淮南、阳泉等顶板走向高抽巷法阳泉、盘江、淮南等好顶板倾斜高抽巷法阳泉好顶板倾向穿层钻孔法阳泉较好地面钻井法阳泉、淮北、淮南、铁法等部分较好底板巷道网格式上向穿层钻孔法淮南、阳泉好地面钻井法阳泉、淮北、淮南、铁法等部分较好下部卸压区域下部卸压区域内煤层底板巷道网格式上向穿层钻孔法顶板巷道网格式上向穿层钻孔法淮南、天府、沈阳等淮南、天府等好较好3 保护层开采及卸压瓦斯强化抽采对工作面瓦斯涌出影响的实例分析3.1 潘一矿2352(1)下保护层工作面开采2352(1)下保护层工作面位于淮南矿业集团潘一矿东一采区和东二采区(两个采区联合开采),开采无煤与瓦斯突出危险B11煤层,工作面走向长1640m,倾斜长190m,位于-600～-650m等高线之间,煤层厚度1.5～2.4m,平均2.0m,倾角6°～13°,平均9°.B11煤层瓦斯含量为4～7.5 m3/t,保护层工作面煤层赋存稳定,地质构造简单,采用综合机械化采煤.被保护层为C13煤层,位于B11煤层上部70m处,相对层间距35.被保护C13煤层工作面为2121(3)和2322(3)工作面,工作面走向长1680m(两个面合计),倾斜长160 m,位于-530～-580m等高线之间,煤层厚度5.57～6.25m,平均6.0m,倾角6°～13°,平均9°.实测该区域C13煤层瓦斯压力为4.4M Pa,煤层瓦斯含量13.0m3/t,煤层原始透气性系数为0.011m2/(M Pa2・d).被保护层工作面煤层赋存稳定,地质构造简单,经卸压和远程瓦斯抽采全面消除煤与瓦斯突出危险性并有效地降低煤层瓦斯含量后采用综合机械化放顶煤采煤方法.为了有针对性地制定保护层及被保护层瓦斯综合治理技术方案,运用式(1)对保护层开采过程中的相对瓦斯涌出量进行了预测分析,2352(1)工作面影响区域内煤层瓦斯相对涌出量预测结果如表4所示.由表4可知,保护层工作面相对瓦斯涌出量为18.7m3/t,其中本煤层相对瓦斯涌出量为5.0m3/t,占总涌出量的27%;邻近层相对瓦斯涌出量为13.7m3/t,占总涌出量的73%.保护层工作面在不同产量条件下绝对瓦斯涌出量预测结果如表5所示,当工作面平均产量为1700t/d时,工作面绝对瓦斯涌出量达22.1m3/min.为了保证保51采矿与安全工程学报第23卷 护层工作面的安全高效开采,并实现被保护层工作面由高瓦斯突出危险工作面变为低瓦斯无突出危险工作面的目的,在保护层工作面开采过程中采用了顶板走向穿层钻孔近程瓦斯抽采方法,同时由被保护层底板岩巷向被保护层施工网格式上向穿层钻孔,用于抽放被保护层远程卸压瓦斯.2352(1)下保护层工作面回采期间配风量为1100～1300m3/min,风排瓦斯量6～14m3/min,平均为10m3/min;近程瓦斯抽放量为0.9～12.8 m3/min,平均为5.0m3/min;远程瓦斯抽放量为8.2～25.2m3/min,平均16.0m3/min;绝对瓦斯量17.1～39.5m3/min,平均31.0m3/min.工作面产量1400～2000t/d,平均1700t/d;平均相对瓦斯涌出量26.3m3/t;回风流中的瓦斯体积分数0.5%～1.1%,平均0.8%～0.9%.被保护层2121(3)工作面卸压瓦斯抽采率达60%以上,工作面回采期间风排瓦斯量4.56～12.47m3/min,平均9.0m3/min;顶板走向钻孔瓦斯抽放量6.0～13.1m3/min,平均9.0m3/min;绝对瓦斯涌出量13.1～24.7m3/min,平均18.0m3/min;工作面产量3772～6335t/d,平均5100t/d;相对瓦斯涌出量3.7～7.6m3/t,平均5.0m3/t;工作面配风量1700m3/min,回风流瓦斯体积分数0.3%～0.7%,平均0.5%.将2352(1)下保护层工作面实际平均绝对瓦斯涌出量和平均相对瓦斯涌出量与预测结果对比可知,实际结果远大于预测结果,绝对瓦斯涌出量相差8.9m3/min,相对瓦斯涌出量相差7.6m3/t.出现瓦斯涌出量实际结果与预测结果差异较大的原因主要是对被保护层实施了底板巷道网格式上向穿层钻孔远程卸压瓦斯抽采方法,如果不采取远程卸压瓦斯抽采方法,被保护层可解吸瓦斯含量最多只能有30%通过层间采动裂隙进入保护层工作面,而采用远程卸压瓦斯抽采方法后,被保护层瓦斯抽采率达到60%,相当于被保护层可解吸瓦斯含量的75%.实际上,正是由于远程卸压瓦斯的抽采作用,减少被保护层向保护层工作面的瓦斯涌出量,同时大幅度地降低了被保护层的瓦斯含量.表4 2352(1)下保护层工作面影响区域内煤层瓦斯相对涌出量预测T able4 Prediction results of relative gas emission in the influencing regions of the2352(1)low er protecting w orking face煤层煤层厚度/m层间距/m相对层间距原始瓦斯含量/(m3・t-1)X0-X c/(m3・t-1)瓦斯排放率/%相对瓦斯涌出量/(m3・t-1)C13220.97738.513.010.428 1.3C13 6.0703513.010.4309.4C120.8663313.010.432 1.3B11220.421 5.5 4.4900.8B11200 5.5 4.4100 5.0B11220.50.8 5.5 4.4800.9合计18.7 注:本煤层瓦斯涌出量预测时,本煤层瓦斯涌出影响系数的分量取值为k1=1.2,k2=1.05,k3=0.9.表5 2352(1)下保护层工作面不同产量条件下绝对瓦斯涌出量预测T able5 Prediction results of absolute gas emission under different output in the2352(1)low er protecting w orking face 工作面产量/(t・d-1)10001500170020002500绝对瓦斯涌出量/(m3・min-1)13.019.522.126.032.53.2 谢一矿51115C15上保护层工作面开采51115C15上保护层工作面位于淮南矿业集团谢一矿51采区,开采无煤与瓦斯突出危险C15煤层,工作面走向长650m,倾斜长180m,位于-635～-702m等高线之间,煤层厚度1.0～1.5 m,平均1.1m,倾角19°～22°,平均21°.C15煤层瓦斯含量15.6m3/t,保护层工作面煤层赋存稳定,地质构造简单,采用机械化采煤.被保护C13煤层工作面为51115C13工作面,工作面走向长650m,倾斜长198m,位于-666.6～-718m等高线之间,煤层厚度5.8～8.7m,平均6.5m,倾角平均21°.该区域C13煤层瓦斯压力为4.5 M Pa,煤层瓦斯含量16.2m3/t.被保护层工作面煤层赋存稳定,地质构造简单,经卸压和远程瓦斯抽采全面消除煤与瓦斯突出危险性并有效地降低煤层瓦斯含量后拟采用综合机械化放顶煤采煤方法.为了有针对性地制定保护层及被保护层瓦斯综合治理技术方案,运用式(1)对保护层开采过程中的相对瓦斯涌出量进行了预测分析,51115C15工作面影响区域内煤层瓦斯相对涌出量预测结果如表6所示.由表6可知,保护层工作面相对瓦斯涌出量为52.8m3/t,其中本煤层相对瓦斯涌出量为14.8m3/t,占总涌出量的30%,邻近层相对瓦斯涌出量为38.0m3/t,占总涌出量的70%.保护层工作面在不同产量条件下绝对瓦斯涌出量预测61 第1期程远平等:保护层卸压瓦斯抽采及涌出规律研究结果如表7所示,当工作面平均产量为900t/d 时,工作面绝对瓦斯涌出量达33.0m3/min.为了保证保护层工作面的安全高效开采,并实现被保护层工作面由高瓦斯突出危险煤层变为低瓦斯无突出危险煤层的目的,在保护层工作面开采过程中采用了顶板走向高抽巷、采空区尾抽瓦斯抽采方法和尾巷排放及回风排瓦斯综合治理方案,同时由被保护层底板岩巷向被保护层施工网格式上向穿层钻孔,用于抽放被保护层卸压瓦斯.表6 5111C15上保护层工作面影响区域内煤层瓦斯相对涌出量预测T able6 Prediction results of relative gas emission in the influencing regions of the51115C15upper protecting w orking face煤层煤层厚度/m层间距/m原始瓦斯含量/(m3・t-1)X0-X c/(m3・t-1)瓦斯排放率/%相对瓦斯涌出量/(m3・t-1)C15 1.1015.612.510014.8C140.6215.612.580 5.4C13 6.51916.213.04030.6C120.532716.213.030 1.9合计52.7 注:本煤层瓦斯涌出量预测时,本煤层瓦斯涌出影响系数的分量取值为k1=1.2,k2=1.1,k3=0.9.表7 5111C15上保护层工作面不同产量条件下绝对瓦斯涌出量预测T able7 Prediction results of absolute gas emission under different output in the51115C15upper protecting w orking face产量/(t・d-1)瓦斯涌出量/(m3・min-1)本煤层瓦斯涌出涌出量/(m3・min-1)比例/%邻近层瓦斯涌出涌出量/(m3・min-1)比例/%70025.77.73018.070 80029.38.83020.570 90033.09.93023.170 100036.711.03025.770 51115C15上保护层工作面回采期间总进风量为700～1434m3/min,其中工作面回风量为200～932m3/min,平均600m3/min;工作面尾排风量240～1120m3/min,平均570m3/min;工作面绝对瓦斯涌出量50m3/min,其中平均瓦斯抽采量40 m3/min(包括采空区尾抽平均瓦斯抽采量10.5 m3/min、顶板走向高抽巷平均瓦斯抽采量12.0 m3/min、底板岩巷网格式上向穿层钻孔平均瓦斯抽采量17.5m3/min),平均风排瓦斯量10.0 m3/min(包括尾巷平均排放瓦斯量5.5m3/min、回风平均排放瓦斯量4.5m3/min).C15煤层平均瓦斯涌出量8.2m3/min,占工作面绝对瓦斯涌出量的16.4%,C13煤层及其邻近层瓦斯涌出量41.8m3/min,占工作面绝对瓦斯涌出量的83. 6%.保护层工作面平均产量900t/d,平均相对瓦斯涌出量为78.0m3/t.经瓦斯涌出平衡计算分析,在被保护层C13煤层的有效卸压范围内瓦斯抽采量为11.2m3/t,瓦斯抽采率达68%.将51115C15上保护层工作面实际平均绝对瓦斯涌出量和平均相对瓦斯涌出量与预测结果对比可知,实际结果远大于预测结果,绝对瓦斯涌出量相差17.0m3/min,相对瓦斯涌出量相差25.2 m3/t.出现瓦斯涌出量实际结果与预测结果差异较大的原因主要是对被保护层实施了底板巷道网格式上向穿层钻孔远程卸压瓦斯抽采方法,如果不采取远程卸压瓦斯抽采方法,被保护层可解吸瓦斯含量最多只能有40%通过层间采动裂隙进入保护层工作面,而采用远程卸压瓦斯抽采方法后,被保护层瓦斯抽采率达到68%,相当于被保护层可解吸瓦斯含量的86%.实际上,正是由于被保护层卸压瓦斯的抽采作用,减少被保护层向保护层工作面的瓦斯涌出量,同时大幅度地降低了被保护层的瓦斯含量.4 结 论传统的保护层开采技术的核心是被保护层的卸压作用和卸压瓦斯通过开采形成层间裂隙的自然排放,目的是为了消除被保护层的煤与瓦斯突出危险性.随着保护层开采技术的发展,其技术核心已经转化为被保护层的卸压作用和卸压瓦斯的强化抽采,目的是使被保护层由高瓦斯突出危险煤层变为低瓦斯无突出危险煤层,从而实现煤与瓦斯资源的安全高效共采.现有回采工作面瓦斯涌出量分源预测方法,将工作面瓦斯涌出分为本煤层和邻近层两部分,在邻近层瓦斯涌出量预测时采用邻近层瓦斯自然排放模型.在无邻近煤层(被保护层)卸压瓦斯强化抽采条件下,上述分源预测方法获得结果经现场实践验证,预测准确率达80%以上.而保护层开采及卸压瓦斯强化抽采实践证明,由于对被保护层采取了卸71采矿与安全工程学报第23卷 压瓦斯强化抽采技术,使被保护层工作面瓦斯抽采率(潘一矿2352(1)下保护层工作面为60%,谢一矿51115C15上保护层工作面为68%)远大于被保护层卸压瓦斯的自然排放率(潘一矿2352(1)下保护层工作面为30%,谢一矿51115C15上保护层工作面为40%),导致保护层工作面瓦斯涌出量预测结果小于实际瓦斯涌出量.建议在保护层开采及卸压瓦斯强化抽采条件下进行保护层工作面瓦斯涌出量预测时,应预先确定被保护层卸压瓦斯强化抽采方法,根据保护层开采及卸压瓦斯强化抽采实践确定被保护层瓦斯抽采率,用瓦斯抽采率替代被保护层卸压瓦斯的自然排放率.参考文献:[1] 国家安全生产监督管理局,国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].北京:煤炭工业出版社,2004. [2] 国家安全生产监督管理局,国家煤矿安全监察局.国有煤矿瓦斯治理规定(第21号令)[S].2005.[3] 国家煤矿安全监察局.瓦斯治理经验五十条[M].北京:煤炭工业出版社,2005.[4] 于不凡.开采解放层的认识与实践[M].北京:煤炭工业出版社,1986.[5] 程远平,俞启香.煤层群煤与瓦斯安全高效共采体系及应用[J].中国矿业大学学报,2003,32(5):4712475.CH EN G Yuan2ping,YU Qi2xiang.Application ofsafe and high2efficient exploitation system of coal andgas in coal seams[J].Journal of China University ofMining&Technology,2003,32(5):4712475.[6] 程远平,俞启香.煤与远程卸压瓦斯安全高效共采试验研究[J].中国矿业大学学报,2004,33(2):1322 136.CH EN G Yuan2ping,YU Qi2xiang.Experimental re2 search of safe and high2efficient exploitation of coaland pressure relief gas in long distance[J].Journal ofChina University of Mining&Technology,2004,33(2):1322136.[7] 瓦斯通风防灭火安全研究所.矿井瓦斯涌出量预测方法的发展与贡献[J].煤矿安全,2003,34(增刊):10213.[8] 俞启香,王 凯,杨胜强.中国采煤工作面瓦斯涌出规律及其控制研究[J].中国矿业大学学报,2003,29(1):9214.YU Qi2xiang,WAN G Kai,YAN G Sheng2qiang.Study on pattern and control of gas emission at coal face in China[J].Journal of China University of Min2 ing&Technology,2003,29(1):9214.[9] 包剑影,苏 燧.阳泉煤矿瓦斯治理技术[M].北京:煤炭工业出版社,1996.中国矿业大学获准组建“煤矿瓦斯治理国家工程研究中心” 国家发展和改革委员会日前以发改高技[2005]2259号文批准由中国矿业大学和淮南矿业(集团)有限责任公司联合组建煤矿瓦斯治理国家工程研究中心,并分别在徐州和淮南建立研发基地和产业化基地,这标志着中国矿业大学国家工程研究中心实现零的突破.煤炭是我国一次能源的主体,煤炭行业又是高危行业.我国高瓦斯和瓦斯突出矿井占一半左右,煤矿瓦斯防治是煤矿安全工作的重中之重.在煤炭安全领域建设国家工程研究中心,对煤矿瓦斯灾害治理和利用技术进行科研攻关和工程化、系统化研究,形成具有自主知识产权的矿井瓦斯灾害监测监控技术体系,提高煤矿生产安全保障能力,实现煤炭工业健康可持续发展,具有十分重要的意义.中国矿业大学和淮南矿业(集团)有限责任公司共同组建煤矿瓦斯治理国家工程研究中心,充分体现了产学研结合、优势互补的原则.该中心主要围绕瓦斯重(特)大灾害的控制与防治,建设瓦斯地质保障技术、煤与瓦斯共采及利用技术、瓦斯灾害预警技术、煤矿安全监测监控技术、煤矿救援技术等方面的研究开发设施,对控制瓦斯灾害的重大科研成果进行完整的工程化和集成化研究开发,消化、吸收和集成创新引进的先进技术,为煤矿瓦斯灾害防治提供成套成熟的先进工艺、技术和装备;同时推动国际合作与交流,培养高水平的煤矿安全工程技术与管理人才,为煤炭行业安全生产提供技术支持和服务.81。
煤矿瓦斯抽放技术存在的问题及对策分析
煤矿瓦斯抽放技术存在的问题及对策分析摘要：随着我国对煤炭产业的大力发展，其过程中发生的瓦斯事故越来越多，这就证明传统的瓦斯抽放技术对于现在煤炭新的开采现状来说可能需要做出改变了。
所以，为保证煤炭开采工作的正常进行，提高煤炭工作的安全和效率，我们就需要认识到其抽放技术目前存在的问题，并根据问题来提出解决措施，以此来帮助企业和国家发展安全的煤炭工业经济。
关键词：瓦斯抽放技术；问题；对策引言：在煤炭行业的不断发展中，对于煤矿最上层的开采已经大部分开采完毕，但是随着将开采的脚步放在下面一层的时候，传统的抽放技术已经不能满足对于煤矿中瓦斯的抽放了。
如果煤矿开采环境中的瓦斯抽放不充分，那么对于工作的工人来说是一个非常危险的隐患，而且，如果发生瓦斯事故，那么对于煤矿的开采公司来说也是非常麻烦的事。
所以，从哪个方面来看我们都需要对现在煤矿的抽放技术做出问题分析和解决对策。
一、煤矿生产中瓦斯抽放的必要性现代社会发展到现在，煤炭资源是居功至伟的。
作为工业和生活的重要原料我们从来没放弃对它的开采，在开采的这几十年中出现过很多事故问题，最多的就是瓦斯事故。
瓦斯是煤炭开采过程中溢出的一种易爆气体，稍不注意就会产生爆炸，对于身处地下密闭环境中的工人来说是致命的事故。
随着煤炭开采的发展和煤矿资源的分布位置更深了一步，现在的抽放技术设备满足不了现在对于开采环境中对瓦斯的浓度要求，以至于在开采工作中出现了很多瓦斯事故。
所以，为了减少这类工作事故的发生，瓦斯的抽放技术就显得非常重要了，从安全方面来看，这是煤矿开采工作顺利进行的重要保障，是保证旷工生命安全的重要手段。
二、瓦斯抽放技术目前存在的问题1、对于抽放技术的管理松懈不到位虽然瓦斯的抽放技术对于煤炭开采工作来说非常重要，但是目前许多开采公司对此技术的重视是不够的，如果没有发生瓦斯事故，那么公司对于抽放技术就永远不会放在安全生产的第一位，公司的技术人员也会将本应是重要的瓦斯抽放工作当成是一个可有可无的流程。
保护层卸压瓦斯抽采及涌出规律研究
保护层卸压瓦斯抽采及涌出规律研究[摘要]瓦斯与煤突出矿井以及突出煤层数量随着煤矿开采深度的增加而不断增加，如何实现瓦斯与煤资源的高效安全共采已成为矿井作业的重点，而通过保护层开采时的被保护层卸压作用强化抽取卸压瓦斯，可以将高瓦斯突出危险煤层的被保护层有效变成低瓦斯无突出危险的煤层。
本文探讨了强化抽采保护层开采与卸压瓦斯技术，并在分源原理基础上对回采工作面瓦斯涌出预测方法进行分析。
[关键词]保护层开采；卸压瓦斯抽采；瓦斯涌出规律中图分类号：td712.6 文献标识码：a 文章编号：1009-914x （2013）07-0012-01预抽煤层瓦斯以及开采保护层作为瓦斯与煤突出的区域性防治措施，有效提高了瓦斯与煤资源开采的安全性与高效性。
科学技术的不断进步与发展，为强化抽采卸压瓦斯及开采保护层的有机结合奠定技术基础，为保障瓦斯与煤突出危险煤层开采的高效安全提供有力保障。
保护层卸压瓦斯强化抽采以及回采工作面的瓦斯涌出量预测对瓦斯抽采技术方案的有效实施与相关参数的确定有重要意义。
1、保护层开采与卸压瓦斯强化抽采根据我国相关规程规定可知，在煤层群条件下，首采煤层即为保护层应，而卸压煤层为被保护层。
强化抽采保护层开采与卸压瓦斯的原理为：开采保护层（即首采煤层）之后，保护层底板岩/煤层则会发生底鼓及卸压变形，而其顶板岩/煤层会发生移动、破断以及卸压变形，卸压岩/煤层中会由于产生裂隙而增加其透气性，为被保护层的卸压瓦斯进行解吸、扩散以及渗流创造了流动条件。
通过强化抽取被保护层的卸压瓦斯，可有效地将卸压瓦斯抽采出来，一方面使得被保护层的卸压瓦斯流向保护层工作面的状况显著缓减，为安全高效开采保护层工作面提供有力保障。
另一方面让突出危险煤层的瓦斯压力与地应力有效降低，使得煤体强度大大提高，进而消除瓦斯与煤突出危险性。
同时，高瓦斯突出危险煤层的被保护层转变成为低瓦斯无突出危险煤层，为开采被保护层工作面的安全性与高效性创造有利条件。
煤矿瓦斯抽放存在的问题及对策探究
煤矿瓦斯抽放存在的问题及对策探究白少锋贺晓辉裴燕锋（义煤集团义络煤业公司，河南洛阳471600）摘要：当前缓解通风负担，降低井下的瓦斯浓度，消除瓦斯事故隐患是煤矿生产最关键的问题，因为这对煤矿安全生产起到了至关重要的作用。
矿井瓦斯抽放是从源头上防止瓦斯事故的治本措施，是减少瓦斯向采掘空间涌出、降低井下空气中瓦斯浓度的有效方法。
近年来，在符合瓦斯抽放条件的高瓦斯矿井中，除装备有大功率的主要通风机，狠抓矿井的通风系统改造、通风安全质量达标等基础工作外，都装备了地面永久性瓦斯抽放系统。
本文主要探讨煤矿瓦斯抽放存在的问题及对策。
关键词：煤矿瓦斯抽放；采掘；事故隐患；消除中图分类号：TD712文献标识码：A 文章编号：1003-5168(2012)24-0001-01瓦斯抽放就是把井下的一部分瓦斯通过专用的设备和管路系统抽出来，不使它涌入通风的风流中增加瓦斯浓度，从而减轻通风的负担。
抽放瓦斯不仅可以降低瓦斯涌出量，消除煤与瓦斯突出危险，而且抽出的瓦斯如果质量和数量都比较高目.稳定时，可以收集加以利用，变害为利。
《煤矿安全规程》规定，有下列情况之一的矿井，必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统[1]。
1煤矿抽放方法矿井瓦斯抽放方法，按瓦斯的来源可分为开采层抽放、临近层抽放和采空区抽放三类；按抽放的机理可分为未卸压抽放和卸压抽放两类；按汇集瓦斯的方法分为钻孔抽放、巷道抽放和巷道与钻孔综合抽放3类。
1.1开采层抽放瓦斯开采层抽放瓦斯是指在煤层开采之前或采掘的同时，用巷道或打钻孔的方式对开采煤层内瓦斯进行抽放的一种抽放形式。
煤层采掘前的抽放属于未卸压抽放，在受到采掘工作而影响范围内的抽放属于卸压抽放。
1)未卸压钻孔抽放。
未卸压钻孔抽放是钻孔打入未卸压的原始煤体进行抽放瓦斯。
其抽放效果与原始煤体的透气性有关。
钻孔按与煤层的关系分为穿层钻孔和沿层钻孔两种；按角度分为上向钻孔、下向钻孔和水平钻孔3种。
我国多采用穿层上向钻孔。
保护层卸压开采低透瓦斯煤层原理分析
《煤层气（瓦斯）抽采理论与防治》课程论文2014-2015学年第二学期保护层卸压开采低透瓦斯煤层原理分析摘要：针对高地应力、低渗透性煤层，如果临近煤层为低瓦斯煤层时，采用保护层卸压开采，可以有效改变瓦斯煤层围岩应力状态，提高瓦斯渗透性；在保护层开采时打高位钻孔抽放卸压瓦斯，可减少回风巷与上隅角瓦斯浓度，保证工作面安全。
关键词：保护层开采；低渗透性；高位钻孔；瓦斯抽放Abstrat: The coal seam is with high in-situ stress and low permeability. if there is a coal seam with low gas, we can useprotective seam mining to change rock stress state of gas seam and increase permeability. When protective seam mining ,we can use high drilling to absorb relief gas from protected seam.The results show that concentration of gas is decreasing at return air road way and the upper corner, the safety a efficiency of recovery are ensured.Keywords: protective seam mining; low permeability; high drilling; gas drainage随着我国煤炭开采深度的不断增加，高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井越来越多。
随着煤层埋藏深度的增加，地应力不断加大，煤层的渗透性逐渐降低，煤层的塑性不断增加，使沿着煤层打钻困难，煤层预抽瓦斯效果差[1]。
煤矿瓦斯抽放存在的问题及对策探讨
煤矿瓦斯抽放存在的问题及对策探讨摘要】当前缓解通风负担，降低井下的瓦斯浓度，消除瓦斯事故隐患是煤矿生产最关键的问题。
矿井瓦斯抽放是从源头上防止瓦斯事故的治本措施，是减少瓦斯向采掘空间涌出、降低井下空气中瓦斯浓度的有效方法。
近年来，在符合瓦斯抽放条件的高瓦斯矿井中，除一些基础工作外，都装备了地面永久性瓦斯抽放系统。
本文主要探讨煤矿瓦斯抽放存在的问题及对策。
【关键词】煤矿瓦斯抽放；采掘；事故隐患；消除瓦斯抽放就是把井下的一部分瓦斯通过专用的设备和管路系统抽出来，不使它涌入通风的风流中增加瓦斯浓度，从而减轻通风的负担。
抽放瓦斯不仅可以降低瓦斯涌出量，消除煤与瓦斯突出危险，而且抽出的瓦斯如果质量和数量都比较高目.稳定时，可以收集加以利用，变害为利。
1.目前使用的煤矿瓦斯抽放技术存在的问题1.1抽放时间比较短通过研究发现，要想使瓦斯抽放率越高，就必须使瓦斯抽放的时间越久。
我国主要的瓦斯开采主要是在低透气性煤层中，为了保证瓦斯抽放的高效性，规定的瓦斯预抽时间六个月以上。
不过，在瓦斯抽放的实际操作中，因为存在着采掘失调、回采工作面的预抽瓦斯时间普遍不足等缺陷，导致国内多数煤矿企业的瓦斯抽放时间在5个月以内，瓦斯抽放率低下。
1.2钻孔工程量不足结合实际生产看出，我国近百分之八十五的瓦斯开采将本煤层预抽的方式作为高合含量瓦斯及瓦斯突出危险工作面的抽放的主要方式，但是这样的抽放方式由于钻孔的长度不足，瓦斯回采工作面的平均钻孔长度小于了 0.020m。
直接影响了钻孔瓦斯的流速，导致钻孔工程量不足，最终使得瓦斯抽放率偏低。
1.3封孔质量差现阶段的生产技术中，最直接、最有效的途径是孔底负压的抽放，它在煤矿瓦斯抽放过程当中涉及的瓦斯引流、瓦斯强制性解吸，其具有引流瓦斯、强制瓦斯解吸等作用。
所以，封孔质量的好坏会直接影响到瓦斯抽放的实际效果。
根据我国目前的生产情况，1/3的矿井推广采用聚氨酯封孔技术，余下的大部分瓦斯抽放矿井采取的还是黄泥或水泥砂浆封孔，少数的采用了水泥砂浆封孔，这种封孔技术的封孔长度不够，密封质量也不过关。
论煤矿瓦斯抽放存在的问题及对策
论煤矿瓦斯抽放存在的问题及对策作者：陈磊来源：《科技风》2016年第15期摘要：伴随着中国煤矿产业的不断发展进步，瓦斯抽放技术应用技术价值也逐渐变高。
但是与其他发达国家相比，我国的煤矿开采中使用的瓦斯抽放技术仍然处于比较落后的地位，还存在许多问题和漏洞急需我们改进和克服。
例如，抽放方法、抽放效果、抽放量等任然存在很多问题，这些问题都是阻碍我国煤矿开采事业的发展进步。
因此，本文作者结合煤矿瓦斯抽放技术中存在的问题进行探讨分析，提出最佳的解决方法或者措施。
关键词：煤矿；瓦斯抽放；问题；对策目前中国经济在持续增长，与此同时，我国煤矿产业也获得了长远的发展和巨大的孔家，生产技术和效率都不断地更新和提高，确保了我国工业生产正常发展。
但是，在此过程中影响煤矿行业持续发展的一个重要问题就是煤矿生产的安全问题。
通产煤矿产业中比较常见的安全问题有煤矿坍塌、煤矿爆炸以及煤矿漏水等。
一旦煤矿开采中出现安全事故，不但会影响煤矿正常的生产和经营，而且在社会上也会带来一些不好的影响。
而在此过程中，要避免安全事故的发生最重要的是需要我们注瓦斯的抽放。
一、我国瓦斯抽放技术现状（一）抽放技术瓦斯技术陆续引入中国企业是从上个世纪六十年代开始。
瓦斯抽放，就是将井下的瓦斯在风流的干预下，通过设备将瓦斯从地下抽上来，改变瓦斯在低下的浓度，从而降低煤矿开采过程中的通风危险。
在抽取瓦斯的过程中，由于瓦斯的涌出量会增加煤和瓦斯的危险冲突，因此煤与瓦斯的质量和数量对技术应用的效果的影响为主要因素。
（二）抽放方法瓦斯抽放方法按照不同的标准可以分成好几种不同的开采方法。
如果是按照瓦斯的来源来分的话，抽放技术可以分为开采层抽放、采空区抽放和临近层抽放这三种方法；但是如果换成按照抽放的机理来划分则为未卸压抽放和卸压抽放两种类型；分成钻孔抽放、巷道抽放和巷道与钻孔结合的3类抽放技术是依据汇集瓦斯的方法来分类的。
1.临近层抽放煤层围岩最脆弱的地方就是煤层群了，因此这个地方煤层常常会出现移动、卸压、脱落和龟裂等情况，抽放技术通常在回采层中会采用临近运动转移煤层中的瓦斯。
我国煤矿瓦斯抽放存在的问题及对策探讨
我国煤矿瓦斯抽放存在的问题及对策探讨我国是世界上最大的产煤国，同时也是发生煤矿灾害事故最严重的国家。
2000年，我国原煤产量由关井压产前的13亿t降至10亿t，煤炭生产死亡5798人，百万吨死亡率为5.8，是俄罗斯的12倍，印度的16倍，美国的182倍。
瓦斯灾害是造成我国煤矿灾害事故严重的主要原因。
2000年，我国煤矿共发生一次死亡3～9人重大事故367起，共计死亡1694人，其中瓦斯事故267起，死亡1281人，分别占3～9人重大事故起数的72.75％、死亡人数的75.62％；发生一次死亡10人以上的特大事故75起，死亡1398人，其中，瓦斯事故69起，死亡1319人，分别占10人以上特大事故起数的92.00％、死亡人数的94.35％。
瓦斯抽放是防治煤矿瓦斯灾害事故的根本措施，我国政府及有关部门对此给予了高度重视。
从20世纪50年代开始，我国就将瓦斯抽放作为治理煤矿瓦斯灾害的重要措施在高瓦斯和突出矿井推广；2002年，国家煤矿安全监察局制定了“先抽后采，以风定产，监测监控”的煤矿瓦斯防治方针，强化了瓦斯抽放治理瓦斯灾害的地位；《煤矿安全规程》（2001年版）也以法规的形式对煤矿瓦斯抽放作了详尽的规定。
半个世纪以来，我国实施瓦斯抽放的矿井数量和瓦斯抽入量逐年稳步上升，抽放瓦斯总量仅少于美国，居世界第2位，尽管如此，和煤矿瓦斯灾害治理对瓦斯抽放的要求相比，我国煤矿瓦斯抽放效果亟待提高。
1我国煤矿瓦斯抽放现状1.1瓦斯抽放量据不完全统计，2002年，我国共有141个煤矿实施瓦斯抽放，年抽放瓦斯总量达到12.17亿m3。
与20世纪50年代初期相比，瓦斯抽放矿井数量增加了25.5倍，年瓦斯抽放量增加了近10倍。
晋城（28个地方煤矿）、抚顺、阳泉、松藻、天府、淮南、盘江、铁法、石炭井、水城、平顶山、芙蓉、中梁山、南桐、淮北、鹤岗、峰峰、焦作、丰城、六枝是我国目前的主要抽放瓦斯矿区，各矿区瓦斯抽入情况见表1。
我国煤矿瓦斯抽放面临的难题及策略分析
我国煤矿瓦斯抽放面临的难题及策略分析摘要：迄今为止，伴随着经济不断的往前发展，我国加入煤矿厂的公司数量也在逐年增多，生产煤炭的行业也发展的越来越好，正因为如此，伴随而来的时煤矿的安全事故。
并且煤矿的安全事故发生率也越来越高了。
在煤矿生产的过程中，造成煤矿安全事故最大的原因是瓦斯的产生。
这篇论文以煤炭开发中面临的不足为题展开了讨论。
关键词：制作煤矿；处理瓦斯技术；不足；办法一、我国处理煤矿瓦斯工程面临的主要困境整个公司生产和管理重中之重的任务是保证煤矿安全生产。
导致煤炭生产发生事故的最主要的原因是天然气的存在。
我国的煤矿是让工作人员在地底下采集的，使用逃离的瓦斯将对开采煤的工作人员带来可怕的威胁。
正因为如此，为了有效地保证相关工作人员的安全，以及我国煤矿行业、地底下工作的安全，我们需要将瓦斯从地底下分离开来。
迄今为止，以下几点是我国实施将瓦斯从地底下分离开来工作所面临的难题：1、抽取煤矿瓦斯所用器具的不足导致将瓦斯从地底下分离开来工作能否如期完成的主要原因是将瓦斯从地底下分离开来所需的器具质量不足。
将瓦斯从地底下分离开来所需的器具需要很好的排水性能。
将瓦斯从地底下分离开来所需的器具在使用的过程中，将瓦斯从地底下分离开来的工作将会有非常严重的安全事故发生。
为了加大将瓦斯从地底下分离开来工作的实施力度，加长分离瓦斯的时间，我们需要作出的努力是难以想象的。
将瓦斯从地底下分离开来工作实施的时间一般在5个月左右，然而在现实实施的过程中，将瓦斯从地底下分离开来的工作所需要的时间远远多于5个月。
如果将瓦斯从地底下分离开来的工作进行了5个月之久，就会产生瓦斯。
正因为如此，将瓦斯从地底下分离开来的工作必须一直坚持，杜绝排放现象的发生，同时我们也应该加大该工作的实施力度。
2、抽放煤矿设备工程量不够在将瓦斯从地底下分离开来的工作中，第一点应该要考虑器具工作的时候对外界的影响，尽量杜绝更大事故的发生。
煤矿企业应该尽可能将器具放在人口不多的地方，放在没有人住的地方。
上保护层开采卸压瓦斯抽采问题分析
作者： 申晋豪[1];李润求[1,2,3];王刚[1]
作者机构： [1]湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭411201;[2]应急管理部南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室,湖南湘潭411201;[3]煤矿安全开采技术湖南省重点实验室,湖南湘潭411201
出版物刊名： 科技创新与应用
页码： 60-61页
年卷期： 2019年 第3期
主题词： 上保护层;瓦斯抽采;瓦斯超限;钻孔布置;抽采钻孔
摘要：上保护层开采后邻近煤层瓦斯涌入工作面后造成工作面瓦斯超限,通过对瓦斯来源以及瓦斯运移分析提出了相关的降低保护层瓦斯超限的方法;提出不同层间距对被保护层和保护层的抽采钻孔的钻孔布置时机的影响分析和相应的解决方法。
煤矿矿井瓦斯抽采过程中的安全问题
煤矿矿井瓦斯抽采过程中的安全问题煤矿矿井瓦斯抽采是煤矿生产过程中的关键环节，也是一个安全隐患较大的环节。
瓦斯是煤矿中常见的危险气体，具有易燃、易爆的特点。
煤矿矿井瓦斯抽采过程中的安全问题，是关系到矿工生命安全和矿井稳定运行的重要议题。
本文将从瓦斯抽采过程中的防治措施、安全管理和技术创新三个方面分析煤矿矿井瓦斯抽采过程中的安全问题。
一、瓦斯抽采过程中的防治措施1. 瓦斯抽采系统的设计和改进瓦斯抽采系统是煤矿矿井瓦斯抽采的核心设备，其设计和改进直接关系到瓦斯抽采的效果和安全性。
在设计时，应充分考虑瓦斯抽采的工艺特点和矿井情况，保证系统的稳定和可靠性。
同时，根据矿井瓦斯生成和分布规律，合理设置和调整瓦斯抽采系统的布置方式，提高瓦斯抽采的效果。
2. 安全监测系统的建设和完善安全监测系统是瓦斯抽采过程中的重要手段，可以实时监测瓦斯浓度和矿井风量等关键参数，及时预警和控制瓦斯的积聚。
在瓦斯抽采过程中，应建立完善的安全监测系统，包括瓦斯测量、风量测量等仪器设备的安装和维护，以及数据采集和分析的系统建设。
通过安全监测系统的建设和完善，可以及时发现和处理瓦斯异常情况，确保矿工的安全。
二、安全管理1. 严格的规章制度和操作规程在煤矿矿井瓦斯抽采过程中，应建立和实施严格的规章制度和操作规程，对瓦斯抽采工作进行规范管理。
规章制度和操作规程应包括瓦斯抽采工作的组织、安全操作流程、紧急处理措施等内容，确保瓦斯抽采工作的安全性。
2. 培训和教育对从事瓦斯抽采工作的矿工进行培训和教育，提高其安全意识和操作技能。
培训和教育内容包括瓦斯的危害性、瓦斯抽采工作的注意事项、紧急情况处理等方面，使矿工能够正确识别和处理瓦斯相关问题。
三、技术创新1. 瓦斯抽采技术的创新瓦斯抽采技术是煤矿矿井瓦斯抽采过程中的关键。
通过技术创新，可以提高瓦斯抽采的效率和安全性。
例如，采用先进的瓦斯抽采设备和方法，提高瓦斯抽采的效率；开展瓦斯抽采技术研究，不断改进瓦斯抽采技术，提高其适应性和稳定性。
上保护层开采卸压被保护层抽采优化实例应用
上保护层开采卸压被保护层抽采优化实例应用内容摘要保护层开采对被保护层抽采，抽采时分源管理预抽和卸压方法，分源计量、高低负压抽采，优化钻孔布置方式，沿工作面倾斜布置，提高钻孔利用率，实现高产高效。
关键词;保护层开采卸压抽采分源抽采钻孔优化实现高产高效前言新兴煤矿为煤与瓦斯突出矿井，瓦斯治理工作是我矿安全生产的重中之重，是确保矿井安全生产的前提和基础。
我矿认真落实“四位一体”综合防突措施管理，坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则，优化采掘布局，合理配置开拓区、抽采区、保护层开采区和被保护层有效区。
新兴煤矿主要采取综合瓦斯治理方式，且具备开采保护层条件，因此优先开采保护层。
对具备开采保护层的煤层进行可行性论证，优先采取开采保护层区域防突措施，同时抽采被保护层及邻近煤层瓦斯，进行综合防治。
对所有保护层开采完毕后，每50米进行两次区域验证，验证指标合格，无异常情况，区域防突措施达标。
一、工作面概况1、煤层情况五采区三水平左三片67层，煤层结构简单，黑灰色半亮型煤为主，沥青光泽，一般厚度1.5米，煤层倾角23°。
被保护层68层2、工作面瓦斯来源分析67#煤层煤体瓦斯涌出主要来源于开采层的煤壁和落煤解吸的瓦斯。
68#煤层煤体瓦斯涌出主要来源于邻近层68#煤层及68#底部标志层涌出的瓦斯。
3、地质构造工作面的构造以断层为主，在掘进过程中可能揭露小落差的断层，影响较小，无岩浆岩侵入。
4、邻近巷道巷道标高-480-—-516，对地表不产生影响，上部65#、66#未采，63#为采空区。
二、保护层选择此次主要介绍五采区回采67层保护68层。
67层与68层层间距16-22米，符合保护层开采条件。
67层原始瓦斯含量5.6m3/t，原始瓦斯压力0.42MPa。
68层原始瓦斯含量8.3m3/t，原始瓦斯压力0.78MPa。
67层瓦斯储量142万m3，68层瓦斯储量220万m3。
三、钻孔设计五采区三水平左三片67#采面瓦斯涌出主要为本煤层67#及邻近68层,68底部层瓦斯，采用仰角、本煤层、穿层底抽钻孔预抽煤层方式预抽煤层瓦斯；1、钻场设计利用采煤备面上、下巷及钻场进行本煤层及穿层、仰角钻孔施工，上巷仰角钻场间距60米，下巷穿层钻场间距15-30米。
煤矿瓦斯抽采技术存在的问题及对策研究
煤矿瓦斯抽采技术存在的问题及对策研究发布时间：2021-05-17T07:43:07.486Z 来源：《中国科技人才》2021年第8期作者：邹辉明[导读] 煤矿瓦斯是煤层开采过程中所产生的有害气体，也被称之为煤层气，当煤矿瓦斯含量超标时会对作业人员的生命安全产生极大的威胁。
河南省郑州市新郑煤电赵家寨煤矿河南省郑州市 451184摘要：煤矿瓦斯抽采与防治工作有十分的重要性，一直以来被煤矿开采工作所重视。
目前虽然已经掌握了很多有效的煤矿瓦斯抽采技术，但实际应用过程中依然存在着一些亟需解决的问题，积极解决煤矿瓦斯抽采技术使用中的问题尤为关键。
本文先简要介绍当前所使用的煤矿瓦斯抽采技术，继而重点分析论述煤矿瓦斯抽采技术存在的问题及对策。
关键词：煤矿瓦斯抽采技术；瓦斯抽采；煤层瓦斯含量煤矿瓦斯是煤层开采过程中所产生的有害气体，也被称之为煤层气，当煤矿瓦斯含量超标时会对作业人员的生命安全产生极大的威胁。
因此，煤炭行业一直以来可以给予煤矿瓦斯抽采工作高度的重视。
近年来应用在煤矿瓦斯抽采与防治中的技术越来越多，均取得较好的效果，但也存在着一些问题，需要积极做好这些问题的解决工作。
1.煤矿瓦斯抽采技术煤矿瓦斯抽采工作的重要性集中体现在三方面，一是可以通过合理的使用瓦斯，实现资源回收利用，缓解能源紧张压力，且能够增加经济效益；二是积极治理及利用瓦斯可以起到保护环境和减少大气污染的目的；三是煤矿瓦斯对矿井安全生产及人体健康有很大的威胁，若不采用合理的技术加以治理，必然会威胁矿井安全生产及职工的生命安全。
基于这三方面的重要性，近年来煤矿企业对煤矿瓦斯抽采技术的研究给予了高度的重视，也由此探索和掌握了很多的煤矿瓦斯抽采技术，有效的提升了煤矿瓦斯治理工作的工作质量。
总的来说，当前阶段所使用的煤矿瓦斯抽采技术按照开采区域的不同可以分为三种，即采空区瓦斯抽采、开采层瓦斯抽采和近煤层瓦斯抽采技术。
这三种煤矿瓦斯抽采技术使用时有一定的特殊性和差异性，需要合理使用。
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上保护层开采卸压瓦斯抽采问题分析作者：申晋豪李润求王刚来源：《科技创新与应用》2019年第03期摘要：上保护层开采后邻近煤层瓦斯涌入工作面后造成工作面瓦斯超限，通过对瓦斯来源以及瓦斯运移分析提出了相关的降低保护层瓦斯超限的方法；提出不同层间距对被保护层和保护层的抽采钻孔的钻孔布置时机的影响分析和相应的解决方法。
关键词：上保护层；瓦斯抽采；瓦斯超限；钻孔布置；抽采钻孔中图分类号：TD712 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）03-0060-03Abstract： The overrun of gas in the working face is caused by the influx of gas from the adjacent coal seam after the upper protective layer is mined. Through the analysis of the gas source and gas migration， the related methods for reducing the overrun of the gas in the protective layer are put forward. The analysis of the influence of different interval spacing on the drilling time of the protected layer and the extraction borehole of the protective layer， and the corresponding solving methods.Keywords： upper protective layer； gas drainage； gas overrun； borehole layout； drainage borehole引言我国是世界上煤与瓦斯突出灾害最严重的国家之一，自上世纪五十年代年吉林省辽源矿务局富国西二坑发生第一次有记录突出以来，我国矿井不断发现煤与瓦斯突出事故，虽然近年来国家加强煤矿安全投入，但煤与瓦斯突出事故还是时有发生。
一方面是由于煤矿对安全问题的疏忽，另一方面也是因为经过多年来的开采我国大部分矿井已经进入深部开采，深部开采时代的到来造成很多低瓦斯煤矿变为高瓦斯矿井，高瓦斯矿井的煤与瓦斯突出问题更加严重。
根据《防治煤与瓦斯突出规定》在开采具有突出危险性煤层群时应首选保护层开采作为区域防突措施[1]。
保护层开采技术最早用于防治煤与瓦斯突出是在法国，之后在各个主要采煤国得到广泛运用和改进。
我国自上世纪中后期以来进行了大量保护层开采的试验研究，先后在北票、天府、中梁山等矿区开展了实验性研究，取得了一系列成果。
我国煤炭赋存多以煤层群赋存，这就为保护层开采提供了条件。
国家要求强制开采保护层，做到可保尽保、并抽采瓦斯降低瓦斯压力。
可见保护层开采结合被保护层卸压瓦斯抽采已成为我国煤矿优先使用的一种区域性瓦斯灾害治理技术。
本文重点阐述了当前上保护层开采中的两大问题并对其问题的原因进行了分析并提出了应该重视的现场施工问题以及相应的处理办法。
1 被保护层瓦斯运移原因和影响因素为消除邻近煤层的突出危险而先开采的煤层称为保护层。
位于被保护的煤层上方称为上保护层。
煤层开采后煤层周围因为受采动影响导致煤层卸压，弹性潜能释放，产生大量裂隙，煤岩层透气性增大，这就为瓦斯的解析和运移提供了通道和瓦斯浓度差，再通过人工手段进行强化抽采进而消除煤与瓦斯突出危险。
保护层开采后，由于改变了保护层下方的平衡状态，采空区底板一定范围内的煤岩层发生了底鼓变形和破坏，底板下方由于受煤岩层性质以及到采空区距离影响，出现了两个分带即底鼓裂隙带和底鼓变形带[2]。
底鼓裂隙带内的裂隙主要是由于煤岩层离层后产生的顺层裂隙和由于煤岩层断裂而产生的垂直、斜交的穿层裂隙，底鼓裂隙带中的顺层裂隙和穿层裂隙都为瓦斯运移和浓度差的产生提供了条件，穿层裂隙的产生为煤岩层瓦斯向采空区的运移提供了通道。
底鼓变形带内的裂隙主要以沿煤岩层层理形成的顺层裂隙为主。
当前保护层瓦斯的抽采效果除了受抽采方法和瓦斯赋存状况影响外，主要是受被保护层透气性、保护层和被保护层之间的煤岩层透气性的影响。
透气性增加倍数的变化大小直接影响了后期的瓦斯抽采效果。
受保护层采动影响范围内的煤岩层性质、被保护层和保护层的层间距以及被保护层的煤层倾角都直接影响着透气性增加倍数。
根据多年的生产实践发现，上保护层开采造成的底板裂隙带的高度为18-20倍采高[2]。
当保护层处于被保护层底板中的底鼓裂隙带中下部时，被保护层的的裂隙虽然发育，透气性增加，但未完全形成沟通的通道，卸压瓦斯只有一部分能自然排放，大部分瓦斯还需要进行瓦斯抽采，才能消除突出危险。
当被保护层处于底鼓弯曲带时，煤岩层中形成了大量的顺层裂隙，而穿层裂隙很少，这样被保护层中的瓦斯很难做到自然排放。
2 被保护层瓦斯涌向保护层工作面造成瓦斯超限在上保护层开采及卸压瓦斯抽采的过程中存在最大的问题就是当保护层开采后处于底鼓裂隙带中的被保护层由于顺层裂隙和穿层裂隙发育，造成大量的吸附瓦斯转化为游离瓦斯，从底板远端到保护层工作面产生了瓦斯浓度压力差，裂隙的发育又为瓦斯的运移提供了大量的通道，造成被保护层的卸压瓦斯大量向保护层工作面涌来如图1，这就造成了保护层工作面瓦斯超限，为保护层的正常开采带了巨大的安全隐患。
以青东煤矿上保护层开采为例，保护层回采工作面的瓦斯涌出量69%来源于被保护层的卸压瓦斯[1]，如果这些瓦斯不及时采取办法处理将会造成很大的安全事故。
当前处理被保护层瓦斯向保护层工作面涌出的问题，主要是通过拦截瓦斯和降低被保护层瓦斯含量。
拦截瓦斯可在保护层与被保护层中间的岩层中开凿抽采巷道或在保护层底板开凿岩巷通过穿层钻孔进行抽采拦截，穿层钻孔可以同时抽采保护层瓦斯，抽采成本将会降低。
如果保护层和被保护层层间距较小不能在之间开凿巷道或其他条件不满足，也可从保护层向被保护层打钻孔、在被保护层底板开凿底板岩巷向被保护层打穿层钻孔抽采进而降低被保护层的瓦斯含量。
对于被保护层涌出的瓦斯造成工作面或采空区瓦斯超限的问题时，应在保护层瓦斯治理的时候进行综合治理。
由于工作面瓦斯不仅仅只有被保护层瓦斯，还有部分本煤层瓦斯，在进行保护层工作面瓦斯超限进行治理时多使用采空区埋管抽采、采空区长立管抽采、上隅角插管抽采、底板岩巷上向网格式穿层钻孔等方法综合运用进行治理。
大部分矿井在采取以上方法进行综合治理后都取得了很好的效果。
如汪家寨煤矿在应对11号被保护层瓦斯向8号上保护层的X40806工作面涌出，造成保护层工作面瓦斯超限的瓦斯涌出问题时，通过在工作面的运输巷和回风巷布置底板穿层钻孔对邻近煤层的卸压瓦斯进行拦截抽采，同时结合回风巷留管抽采采空区瓦斯，有效的解决了X40806工作面的瓦斯突出危险，抽采率达到了84.6%，杜绝了瓦斯超限[3]。
3 被保护层抽采钻孔布置时机及位置把控在煤层走向方向由于保护层工作面的推进改变了煤岩层的原有应力分布情况，采空区底板岩层发生移动变形，围岩应力重新分布。
在走向方向形成了原始应力区、支撑应力区、卸压区和应力逐渐恢复区如图2所示。
四个应力区的被保护层透气性大小为：卸压区>应力逐渐恢复区>原始应力区>支撑应力区。
卸压区是由于受保护层开采产生应力转移，在采空区顶板或底板一定范围的煤岩层内形成的应力降低区，最大卸压点在保护层工作面后方20-130m处[2]，它的位置是随着工作面的推进而改变的，此区域的被保护层的煤体发生膨胀变形，原生裂隙张开，随着煤岩体的移动形成次生裂隙，被保护层透气性呈几何级倍数增大，为被保护层的卸压瓦斯抽采提供了有利条件。
卸压区的范围主要受层间岩性、层间距的影响，它是随工作面的移动而移动的。
所以在抽采被保护层瓦斯时由于卸压区的透气性成几何倍增加，这就为被保护层的卸压瓦斯抽采提供了有利条件，只有这样才能实现保护层开采技术的应用效果的最大化。
因此在保护层卸压瓦斯抽采过程中对卸压区的位置的确定将会很重要，以祁东煤矿上保护层开采为例，由于未发现被保护层卸压区滞后20-25m，在钻孔施工时出现了喷孔、夹钻、钻孔突出、并出现保护层回采动压破坏封孔段漏气、煤孔段塌孔等重大安全隐患[4]。
因此卸压区的位置确定在保护层开采卸压瓦斯的应用中非常重要。
目前被保护层底板穿层抽采钻孔普遍都是超前保护层工作面施工的，如果不能合理把控钻孔的打孔时机和钻孔位置，那么在突出严重的煤层中施工钻孔不仅会造成喷孔、卡钻等问题，还会由于保护层的开采引起前方应力集中，容易造成钻孔切断或钻孔变形进而对后面的瓦斯抽采造成影响，严重的将不能达到消除突出的目的。
因此对钻孔位置和时机的把握在保护层及卸压瓦斯抽采中是至关重要的。
经过多年来的现场研究表明，在近距离上保护层开采过程中，由于保护层和被保护层之间层间距较小，被保护层受集中应力影响较大，也为了防止邻近层卸压瓦斯大量涌向保护层工作面和采空区，可以超前上保护层工作面施工穿层钻孔；在中远距离上保护层开采过程中，为保障底板穿层钻孔的安全施工和瓦斯的高效抽采，可以滞后上保护层工作面15-20m施工抽采钻孔；再远距离上保护层开采过程中如果被保护层的突出危险性较大，钻孔施工则需要滞后上保护层采煤工作面20-30m，如果被保护层突出危险性较小，则可以超前上保护层工作面施工钻孔[5]。
4 结论（1）上保护层开采造成被保护层瓦斯涌向保护层工作面造成瓦斯超限，可采用采空区埋管抽采、采空区长立管抽采、上隅角插管抽采、底板岩巷上向网格式穿层钻孔等方法综合运用进行治理，治理后可使工作面瓦斯超限问题得到解决。
（2）对被保护层瓦斯抽采钻孔布置时机和位置的把控不当将会造成的问题进行了分析，得出了保护层和被保护层的层间距为近距离时可以超前上保护层工作面施工穿层钻孔，中远距离可以滞后上保护层工作面15-20m施工抽采钻，远距离时需要滞后上保护层采煤工作面20-30m施工抽采钻孔。
参考文献：[1]陈延可，戴广龙，汪大全.上保护层开采卸压瓦斯治理技术研究[J].煤炭科学技术，2013，41（3）：77-80.[2]俞启香.矿井瓦斯防治[M].徐州：中国矿业大学出版社，1992：92-97.[3]石琨.近距离煤层群上保护层煤与瓦斯共采技术研究[J].煤炭工程，2018，50（7）：64-66.[4]孟贤正，李成成，张永将，等.上保护层开采卸压时空效应及被保护层抽采钻孔优化研究[J].矿业安全与环保，2013，40（1）：26-31.[5]黄旭超.远距离上保护层开采瓦斯治理创新技术[J].煤炭开采，2010，15（6）：86-90.。