瓦斯抽采方法及钻场孔施工
瓦斯抽采钻孔设计施工与验收管理制度
瓦斯抽采钻孔设计、施工及验收治理制度一、钻孔设计1、钻孔设计必需依据《煤矿安全规程》和集团公司有关规定编制，确保瓦斯抽采〔排放〕效果和防突措施效果。
2、钻孔包括：防突钻孔、瓦斯抽采钻孔。
3、钻孔设计依据钻孔类别由通风队编制，经总工程师批准后执行。
必需明确钻场编号、钻孔类别、设计孔数及每个钻孔的参数〔孔径、开空位臵、方位角、倾角、孔深、终孔位臵〕，且必需附有钻孔施工的平面图、剖面图、断面图。
4、钻孔施工过程中遇见地质特别，由总工程师确定是否转变钻孔数量和参数，钻孔变更设计报总工程师批准后施工单位必需严格执行。
二、钻孔施工1、通风队依据矿生产打算和生产需要，准时制定各类“一通三防”钻孔的施工打算，安排施工任务，并负责落实钻孔施工单位并监视钻孔施工质量。
2、通风队负责负责瓦斯抽采钻孔设计。
设计时，必需依据已施工抽采钻孔或其它钻孔实际考察结果，充分考虑抽采钻孔抽采〔排放〕半径、开孔间距、终孔间距、离煤层顶、底板的垂距、钻孔个数的合理性。
3、钻孔施工必需指定专人负责，施工人员必需持证上岗。
钻孔施工单位对钻孔的施工质量、效果、安全负责。
4、施工单位依据钻孔设计编制特地的《钻孔施工安全技术措施》，并由副总工程师组织有关单位人员进展会审。
施工单位技术人员必需贯彻措施并要有记录。
5、钻孔施工地点必需由施工单位悬挂图牌板。
牌板分为钻孔设计参数牌板和钻孔施工记录牌板。
容为钻孔类别、孔号、方位角、倾角、孔深，图板的容为钻孔布置的平面图、剖面图、断面图。
6、施工单位施工时，钻孔倾角、方位角、孔深要符合设计参数要求。
孔位允许误差±50mm，倾角和方位角允许误差± 1 度。
无特别状况，钻孔深度必需施工到位。
7、施工单位每小班必需配齐钻机及其配套钻具和皮尺、坡度规、线绳等量具，配齐人员。
机工、电工、钻工等必需到位，并持证上岗。
8、施工单位施工钻孔时，必需同时填写 3 份原始资料，原始资料容包括钻场号、孔号、钻孔参数、孔深、岩性类别、钻头型号、岩心管型号、有无特别、施工负责人等。
瓦斯抽采管理办法
瓦斯抽采管理办法巴塔抽采管理办法瓦斯抽采是瓦斯综合治理的突出重点，其产品质量直接关系到瓦斯治理的效果。
为了进一步规范拉辛抽采管理，确保洛里抽采达标，根据公司矿井近期瓦斯抽采状况情况，特制定本管理办法。
一、钻孔施工打钻前，现场必须保证下列要求：1、各类牌板齐全（包括产品设计钻孔设计参数牌板和钻孔施板），吊挂整齐，内容全面清晰。
2、配齐与钻机配套的钻具，以及钢卷尺、坡度尺等量具。
3、配备灭火器。
4、特殊钻孔必须由相关单位业务人员在施工地点按设计图放线，并用白漆描绘下来开孔位置，标明孔号。
二、钻孔施工要求：一）钻孔施工期间钻机的安设必须岩心符合以下要求：1、钻机稳钻前要整平底板，垫上底梁木。
钻孔严格按设计要求或进行施工，方位误差不超过±1º，倾角误差不超过±0.5º。
2、钻机主轴中心线对准钻孔横杆位置，撑起立柱稳固钻机。
3、钻机开孔时必须轻压较慢钻，确保研磨成型完好。
在钻进过程中，若钻机有松动，必须重新稳站，且施工单位必须重新校核钻孔施工参数。
二）施工单位施工时，若无异常情况，钻孔深度必须施工见效。
三）煤巷掘进工作面现场施工负责人可市场条件根据煤层波动情况，对部分钻孔参数进行调整（方位角严禁调整），但必须经现场相关人员调试人员确认，且调整后的钻孔必须满足设计要求见止煤深度，并向通风确保安全汇报，通风调度要认真做好记录。
四）遇打钻过程中有喷孔，吸钻，顶钻等现象，孔内岩性变化异常，见顶（底）板，见断层构造而与设计孔深振幅较大等断层的情况，打钻人员及验收人员都必须及时调度向防潮调度汇报，由通风采光调度通知相关单位和领导。
五）施工单位施工钻孔时，必须认真填写钻孔施工原始记录工程施工表。
钻进过程中，每加一次钻杆，要记录一次孔内钻杆数，长度及孔内煤岩情况，遇到孔内煤、岩性有变化时必须及时汇报通风调度记录。
六）钻孔施工坎奇斯原始记录表不得缺项及随意涂改，严禁钻孔施工中才过程中弄虚作假行为，一旦发现，按规定严肃处理。
地面钻井采前抽采瓦斯方法
四、水力压裂储层强化技术
支撑剂的选择
支撑剂的作用是使压裂产生的裂缝能够维持在开启状态，在裂缝中 形成一条高导流能力的通道，以利于煤层瓦斯的解吸、流出。 支撑剂要满足以下要求： ①圆度、球度不低于0.7，在标准的粒径范围内所占比例大于80％； ②初期选择小粒径支撑剂降滤，后期选择大粒径支撑剂尾追封口； ③随煤层埋深的增加应考虑支撑剂的强度，要使闭合压力为30MPa 时的破碎率低于20%。 目前的支撑剂一般使用石英砂，其性能良好，特别适用于低温煤层 瓦斯生产井。
瓦斯资源量计算应以某一煤层或煤层组为单 位，将评价区域按照相应的标准划分为若干 块段分别计算，必要时也可再将块段划分成 更小的计算单元。
二、 瓦斯资源评价
瓦斯资源量计算
计算方法
Gi Ai H i Di Wi
G Gi
i 1 n
主要有容积法、压降曲线法、气藏数值模拟 法等，其中容积法是最常用的方法
二瓦斯资源评价瓦斯资源量计算主要有容积法压降曲线法气藏数值模拟法等其中容积法是最常用的方法二瓦斯资源评价瓦斯资源开发前景评估瓦斯资源开发前景评估是根据瓦斯赋存的地质条件和瓦斯资源状况结合本区域能源供需状况地区经济发展水平和瓦斯利用情况并考虑已有的瓦斯资源开发活动综合分析评价区域瓦斯资源的开发前景并分析各种开发方式的适应性
地面采前抽采瓦斯方法
一、地面采前抽采基本程序 二、瓦斯资源评价 三、地面钻井施工
四、水力压裂储层强化技术
五、瓦斯采排技术
六、地面多分支水平井抽采瓦斯
七、 地面丛式井组抽采瓦斯
一、地面采前抽采基本程序
一、地面采前抽采基本程序
抽采的基本程序
二、 瓦斯资源评价
瓦斯抽采穿层钻孔施工详细12步法
瓦斯抽采穿层钻孔施工详细12步法1.所有进行抽采的地点均有抽采工程施工设计和安全技术措施。
钻孔开孔角度误差±1°，开孔位置误差不大于200mm（其他情况除外），穿层钻孔应当穿透全煤及穿岩不小于500mm，否则应当在该钻孔距离不超过500mm的位置补打钻孔。
2.钻孔施工前，施工单位与矿井地测部门确定巷道中腰线，施工单位技术员依据巷道中腰线，按设计标出开孔中心线和所有钻孔开孔点与编号，施工人员严格按照标点位置、设计参数稳钻施工。
孔口悬挂钻孔施工管理牌板，钻机附近或钻场内悬挂钻孔设计参数图表、避灾路线等内容牌板。
3.现场施工人员应当配备参数测量所需要的线绳、皮尺（卷尺）、坡度规、记录本等工具。
钻孔倾角测量以钻机跑道为准，钻孔方位角测量方法以巷道中线为起点进行测量。
建议使用钻孔姿态仪代替人工放线。
4.钻孔施工1～3m时，应对钻孔方位、倾角等实时参数进行复核，复核情况应当及时记录；发现超出误差范围的，应及时进行纠正。
钻孔施工期间应当详实准确记录钻孔见煤（岩）深度、钻进异常情况。
钻孔深度计算时，应采用计数器或其他有效方法记录钻孔内钻杆数量，并对钻孔孔口外钻杆长度进行准确测量。
（一般采用视频监钻）5.采用干式排渣工艺施工时，在钻机回风侧3m范围内悬挂瓦斯检测便携仪，10m范围内设置甲烷传感器，具备超限报警断电功能，瓦斯超限切断巷道内所有非本安型电气设备电源。
同时在钻机下风侧3m内悬挂一氧化碳检测便携仪或在下风侧10m范围内安装一氧化碳传感器。
（具体看各省、企业要求）6.建立专用的防喷抽采系统，即采用专用抽采泵、专用管路，专用防喷装置抽采瓦斯，防止瓦斯喷孔引起巷道风流中的瓦斯超限。
瓦斯抽采一般采用分源管理。
7.岩石段钻孔施工使用静压水的，水压不得低于0.5Mpa,或者采用专用泵进行供水，保证供水满足打钻需要；实施水力冲孔措施时，必须在钻孔施工地点或附近安设专用压力泵，每台压力泵同时供给钻机不得超过两台。
煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工技术分析
煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工技术分析摘要：在煤矿生产作业中，瓦斯的钻孔采抽属于治理瓦斯灾害的最主要对策，基于采抽目的以及钻孔层位等进行考虑，瓦斯抽采可以分为多种，主要有穿层钻孔、顶板高位钻孔以及沿煤层钻孔，而根据钻孔类型的不同，施工中所应用的成孔技术也会有所差异。
本研究通过分析煤矿井下抽采瓦斯的施工技术，以期为该项工作提供帮助。
关键词：煤矿井下；瓦斯抽采；钻孔施工技术近几年，过去一些低瓦斯矿井在采煤范围日益扩大以及采煤深度进一步加深的影响下，也逐渐转变成高瓦斯矿井，使煤矿生产的危险性越来越大，并时常有严重的煤矿事故发生。
相关煤矿生产实践结果表明，瓦斯的钻孔采抽属于治理瓦斯灾害的最主要对策。
一、穿层瓦斯的抽采钻孔施工工艺分析穿层钻孔属于有效解决煤矿瓦斯的方法之一。
穿层钻孔在用途以及施工方法上的不同之处有2点[1]：①于煤层底板内施工专有的瓦斯工艺巷，在工艺巷中借助施工上仰钻孔，在穿过可能会突出的危险煤层后，将煤层内的瓦斯抽出，从而缓解煤层内的压力，使煤巷掘进、煤层回采等工作可继续；②于煤层的回风巷道内施工上仰钻孔，在穿过煤层的顶板和周边无法开采的煤层后，对煤层回采期间所产生的采动影响加以利用，将邻近煤层与一些采空区内的瓦斯抽出，从而使回采工作面的瓦斯浓度有所下降。
在煤层底板的施工工艺巷内对瓦斯采取穿层钻孔的抽采方法，通常比较适合在突出危险性较大的松软煤层中应用。
由于此类煤层的松软特质，导致本煤层施工中难以顺着煤层钻孔。
此外，因为瓦斯具有压力大、含量大等特点，若不对煤层瓦斯采取预先抽采的措施，可能会引起煤与瓦斯突出或瓦斯超限情况，因此不得不在瓦斯抽采中应用这一种成本较高的方法。
为了便于施工，通常情况下此类瓦斯抽采的工艺巷均在欲掘进煤巷下方设置，与煤巷相距距离至少为15m。
对于工艺巷中专用钻场，应每相距30～50米的距离就设置一个，每个钻场中的钻孔数量不等，布置成放射状，在瓦斯抽采的范围方面，除了欲掘进巷道中的部分煤层以及受其影响的范围外，还包括回采煤层，保障在进行煤巷掘进、煤层回采等作业时，其工作面的瓦斯在限定范围内。
突出煤层瓦斯抽采钻孔封孔技术
平顶 山矿 区单 一 低 渗透 突 出煤 层 分 布 广 泛 ， 目
由钻孔 周 围 裂 隙 圈 、 （ ） 裂 隙 、 封 体 本 身 裂 煤 岩 体 密 隙 ３种 裂 隙组合 而 成 （ １ 。 图 ）
组 合封 孔器 和 与之 相 配 套 的带 压 封孔 新 技 术 ， 在 并
平煤 十三 矿 己 １０ １＿ 作 面 进 行 了应 用 试 验 。 ３４ Ｔ 试 验结 果表 明 ， 钻孔 瓦斯 抽采 浓度 明显 提 高 。
１ 工 作 面 概 况
平 煤 十三矿 位 于 平顶 山 市 东 北 １ ｍ， 田东 ９ｋ 井 西 走 向长 １ ｍ， 北 倾 斜 宽 ２ ３～５ ０ ｋ 井 田 面 ５ｋ 南 ． ． ｍ， 积 ４ ｍ ，０ ５年鉴 定 为突 出矿井 。 ５ｋ ２ ０ 己 １ ０ １工作 面 位 于 矿 井 己三 采 区西 翼 第 ３４ 常规 的 瓦斯抽 采 钻孔封 孔 技术包 括采 用有 机材 料或 无机 材料 直接 封堵 、 Ｌ 封堵 等技 术 ， 基本 封孑 器 其 特 点都是 靠 材料 自身 凝 固 、 胀 变 形 封堵 钻 孔 。 由 膨 于钻 孔周 围 裂隙 圈存 在大量 裂 隙 ， 传统 的封孔 器 、 水 ２区段 ， 作 面设 计 长 １８ ０ ｍ， 高 一６ ０～ 一６ ０ 工 ５ 标 ３ ９ ｍ， 深 ７ ９～７ ９ ｍ。工 作 面 瓦 斯 压 力 １ ６～２ ４ 采 ｌ ７ ． ．
个 问题 ： 钻孔 裂 隙圈 内的裂 隙封 堵 问题 ； 钻 孔壁 ① ②
与封孑 材 料 的间隙 封 堵 问题 ； 封 孔 材料 凝 固后 自 Ｌ ③
煤矿瓦斯抽采钻孔施工技术与装备----突出煤层瓦斯抽采钻孔施工技术
——突出松软煤层井下深孔施工
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主要内容
一、概述 二、钻孔施工装备现状 三、瓦斯抽放钻孔施工技术
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一、概 述
瓦斯抽采是防治煤矿瓦斯灾害事故的根本措 施，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； 2006年，再 次明确煤矿瓦斯治理“必须坚持先抽后采、 治理与利用并举的方针”，进一步强化了瓦 斯抽放治理瓦斯灾害的地位。
因而，在施工顺煤层抽放钻孔时，用水作为排渣 介质是不利于深钻孔的施工。
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三、瓦斯抽放钻孔施工技术
1、顺层长钻孔排渣工艺 风力排渣
风力排渣用风作介质排渣和钻头冷却。其显著 的优点在于压风对孔壁的冲击较弱，对瓦斯解吸影 响小。因此，从技术上来看，风力排渣更适合于突 出煤层顺层长钻孔的施工。
其缺点是作业地点粉尘不易控制，多数矿井的 风压、流量也不能满足长钻孔的要求。
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三、瓦斯抽放钻孔施工技术
2、松软突出煤层打钻遇到的问题及原因分析
问题：喷孔、垮孔、堵孔和卡钻，严重的诱发瓦 斯突出。
喷孔时高压瓦斯气流向孔口喷出，承压瓦斯携带 的煤粉直接冲向巷道，并伴随煤炮声和气流冲击 声。有的短时间几分钟停止，也有的可延续到几 十分钟，表现为脉冲形式。此时巷道瓦斯严重超 限，只好停钻撤人。喷孔往往伴随着垮孔、堵孔 和卡钻的出现，往往无法继续钻进。
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二、钻孔施工装备现状
3、配套钻头
工作面瓦斯抽采钻孔施工安全技术措施汇总
瓦斯抽采钻孔施工安全技术措施一、概况综合机械化采煤工作面位于井田的东南部，是我矿的第一个综采工作面。
沿煤层走向布置，设计走向长1800米，工作面长200米。
矿井瓦斯基础参数测定，10号煤层透气性系数为765m2/Mpa2d，符合抽采指标10〜0.1/Mpa2d,属于容易抽采的煤层。
根据《瓦斯抽采设计》采用本煤层抽采和采空区抽采相结合的方式进行综合抽采瓦斯。
为确保钻孔施工过程中安全、顺利的进行，特制定安全技术措施。
二、钻孔布置1、顺层布孔法为了提高本煤层瓦斯抽采率，从切眼外10米处开始到停采线结束，此范围布置一排垂直于顺槽采帮的平行钻孔，钻孔沿运输顺槽及回风顺槽两侧布置，钻孔间距3米,倾角与煤层倾角相同，孔向平行回采工作面，开孔位置距煤层底板1。
5米,钻孔深110米，两侧钻孔错距20米，采用聚胺脂封孔。
顺层布孔方法钻孔揭露煤层面积大，在煤体中打钻速度快、成本低，采用未卸压方法抽采厚煤层瓦斯时，一般优先考虑顺层布孔的方式，故本工作面布置顺层平行钻孔方式进行本煤层预抽,孔间距3m.其优点在于：既可保证瓦斯预抽的均衡性，还可充分利用工作面超前采动卸压效应，实行边采边抽提高本煤层瓦斯抽采率。
本煤层钻孔特征如下：钻孔间距：3m；钻孔直径：开孔094mm；终孔075mm；钻孔角度：与煤层倾角相同；钻孔夹角：沿煤层°;钻孔位置：布置在煤层中；钻孔长度：110m；孔口负压：18000Pa；封孔方式：采用囊袋式封孔封孔深度：8m。
采空区瓦斯抽采方法，在工作面回风顺槽内，沿空埋管进行抽采.可以避免因工作面上隅角因风流不畅引起瓦斯超限。
为了达到更加理想的瓦斯抽采效果,设计在回风巷顶板间隔30米布置一组高位钻孔。
2、高位钻孔回风巷施工，从开切眼外80m处开始，此范围内布置一组高位钻孔，沿回风巷单侧布置，钻孔间距为30m具体参数见下表。
钻孔特征表三、钻孔设备选用ZDY1200S全液压坑道钻机。
直径为50mm钻杆。
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。
井下瓦斯抽采钻孔施工技术概述
井下瓦斯抽采钻孔施工技术概述作者：樊阳阳来源：《中国化工贸易·下旬刊》2019年第06期摘要：煤层瓦斯抽采是保证煤炭安全开采的重要措施，也是提高煤炭资源利用率的重要途径。
目前瓦斯抽采多是通过抽采钻孔来完成的，因此钻孔的施工对于保证瓦斯抽采的效率具有重要作用。
根据抽采钻孔的层位，钻孔可以分为本煤层钻孔、穿层钻孔以及顶板高位钻孔。
钻孔的类型不同，施工方式及技术装备都会有所不同。
本文分析了各类抽采钻孔的施工技术特点，可以为技术人员提供一定的参考。
关键词：瓦斯抽采;安全开采;资源利用率;钻孔施工技术1 引言我国是一个发展中国家，是一个能源消费大国。
在我国的一次能源消费中，煤层占60%以上，而且在今后相当长的时间内，仍将占有很大的比例。
我国煤矿的开采多是通过矿井开采完成的，由于极其复杂的煤层地质条件，在开采过程中地质灾害事故频发，带来了极其恶劣的社会影响。
瓦斯被誉为煤矿安全的头号杀手，防治瓦斯灾害是安全工作的重点内容。
为了防治煤矿瓦斯事故，国家煤矿安全监察局提出了“先抽后采，监测监控，以风定产”的十二字方针，国务院办公室也提出“坚持先抽后采，治理与利用并举”的方针。
为了有效的控制煤层的瓦斯，先对煤层中的瓦斯进行抽采，然后再进行煤层开采[1]。
目前瓦斯抽采多是通过钻孔来抽采煤层中的瓦斯。
对于突出矿井，在治理瓦斯时需要施工的抽采钻孔的数量更多，有的突出矿井每万吨瓦斯抽采钻孔的工作量就达一千多米，这就增加了瓦斯治理的难度。
从抽采钻孔的层位来划分，抽采钻孔可以分为本煤层钻孔、穿层钻孔以及顶板高位钻孔。
从钻孔的深度来看，可以分为浅孔（长度小于300m）、中深孔（长度300～500m）以及深孔（长度超过500m）。
根据钻孔的直径来看，可以分为常规钻孔（孔径小于110mm）和大直径钻孔（孔径大于150mm）。
在实际的工程中，要从地质条件，瓦斯含量，抽采方式工作条件等各种方面考虑选用钻孔直径和钻孔深度。
2 顶板高位抽采钻孔施工技术为了提高瓦斯抽采的效率，大部分矿区开始采用高位钻孔来抽采煤层中的瓦斯。
煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工技术
煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工技术摘要：我国煤矿井下瓦斯抽采钻孔技术与设备虽经过多年的发展，已经有了很大的进步并得到了大范围的推广，但仍在社会发展和科技进步的潮流中存在了一些不可避免的问题，只有很好的及时处理，才会准确的不如理想的发展趋势，最终取得更好的效果。
关键词：煤矿；井下；瓦斯；抽采钻孔；施工技术1高位瓦斯抽采钻孔施工技术1.1钻孔层位的选择高位瓦斯抽采钻孔施工主要是在裂隙带、采空区以及受开采影响较大的邻近层，这样将能够更大限度的减少煤矿开采工作中瓦斯的含量，避免了煤矿事故的发生。
裂隙带中下部的裂隙发展的较为充分，是瓦斯的主要聚集区，该地区的瓦斯含量较高，最有利于瓦斯的抽采。
为了使得瓦斯抽采的效果更加显著就需要在钻孔的过程中选用稳定的岩层，这样就能够使得瓦斯抽采的效果更加良好。
另外，要保证钻孔的抽放效果，首先应保证成孔和后期钻孔的完整性，钻孔布置层位选择时，通过对有效区域内岩层性质和成孔性的分析，尽量使钻孔布置在相对稳定的岩层中。
1.2钻孔参数的确定为保证实际的瓦斯抽放效果和生产效率，大直径长钻孔，一般是我们所提倡的瓦斯抽采钻孔方式。
但在实际的钻孔过程中，在对钻孔深度和钻孔直径的选择时，我们要结合地层条件、抽放要求、施工技术和设备能力综合的考虑具体的钻孔深度和钻 7L 直径。
在这几个影响因素中决定钻孔参数的主要依据地层条件。
对钻孔深度的确定如果在地层条件具备打深孔的条件下，为了使所钻的孔对整个工作面都能覆盖，以保证整个工作区域都能安全施工，可适当的提高抽采要求和钻井技术，钻一些深孔。
若在比较复杂的地层上施工，钻孔成孔性差，无法钻长钻孔，那么要及时的根据实际情况调整钻孔参数，要因地制宜的综合考虑各种因素确定更加合适的钻孔深度。
对钻孔直径的确定．在对瓦斯钻孔直径的确定时，要对瓦斯含量、抽放周期、以及施工成本等问题加以综合考虑，选择最经济有效的钻孔直径。
1.3钻孔的布置形式开采工作面上的钻孔的布置再抽采操作中起到的作用巨大，这关系到瓦斯抽效果。
瓦斯抽采钻孔设计【可编辑】
仁寿县复合能源集团有限公司8237回采工作面瓦斯钻孔设计编制单位：技术科编制人员：姜永正编制日期：2013年8月16日会审签字单仁寿县复合能源集团有限公司8237回采工作面瓦斯钻孔设计一、钻孔布置原则回采工作面瓦斯抽采主要以穿层钻孔抽采布置方式，钻孔从开孔位置呈放射状进入邻近层，边回采边抽采破坏裂隙带。
随着煤层开采的推进，在受卸压影响和瓦斯压力作用下向采空大量释放瓦斯。
根据柱状图岩层性质和经验数据，破坏裂隙带一般为采高的10—30倍。
我矿开采层为1.5m左右，故钻孔终孔层位在垂高30m左右。
布置穿层钻孔抽采裂隙的瓦斯时，钻孔的倾斜长度不宜超过70m。
以确保抽采钻孔的抽采效果和钻孔覆盖率的要求。
钻孔间距应合理确定，一般为30米，布置抽放钻孔。
二、工作面穿层钻孔布置方式根据矿井整合工程初步设计的开拓布置，矿井接替工作面布置在290东翼8237采煤工作面。
煤层厚1.2～1.5m，平均厚1.35m。
工作面倾斜长780m，走向宽100m。
根据8237采煤工作面的煤层赋存情况，设计在采煤工作面回风巷中布置穿层向上钻孔抽采煤工作面的破坏裂隙带瓦斯。
钻孔具体布置为在采煤工作面运输巷中沿煤层倾向上布置单排钻孔，钻孔方位迎向工作面，与工作面呈10°夹角，钻孔倾角同煤层倾角，钻孔间距3米，单个钻孔长度75m～90m左右。
8237采煤工作面走向长约490米，设计钻孔个数164个，实际施工时可根据现场情况对钻孔参数进行适当调整。
钻孔布置详见参数表及附图。
采煤工作面顺煤层钻孔参数表三封孔方式、材料及工艺（一）、采用聚氨酯人工封孔1、采用聚氨酯人工封孔。
钻孔内抽放管选用长8m直径25mm 的抽放管，为防止堵塞，抽放管顶端钻10个直径10mm小孔，最好用双层铁筛网包扎好。
用聚氨酯封孔，封孔长度8m。
2、封孔材料钻孔采用聚氨酯封孔，对于井下封孔而言，主要要求聚氨酯在发泡后，其内所形成的孔为封闭孔，另外对发泡时间、发泡倍数、固化后的强度，可塑性等均有一定的要求。
煤矿瓦斯抽采钻孔施工技术和装备突出煤层瓦斯抽采钻孔施工技术课件
5、引进国外定向长钻孔钻机的应用情况 ➢ 2019～2019年间，山西亚美大宁能源有限公司大
宁煤矿、晋城无烟煤矿业集团公司引进了4套美国 和澳大利亚生产的采用孔底马达定向钻进的千米 钻机，用于煤矿井下定向长钻孔抽采瓦斯。使用 情况很不错。 ➢ 大宁煤矿为高瓦斯矿井，预抽本煤层（3号煤层） 瓦斯为主，最大孔深达1002m。至2019年底已完成 钻孔数1980个，累计进尺803753m，抽混合瓦斯 9.05亿m3。 ➢ 据不完全统计，近几年国内已定购的澳大利亚 VLD1000定向长钻孔钻进设备多达50余套。
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一、概 述
10个煤矿瓦斯治理与利用示范工程建设项目
根据各示范点的特点和条件，集成瓦斯治理与利 用的先进适用技术，并总结推广应用。
➢龙煤集团鹤岗分公司、沈阳煤业集团、抚顺矿 业集团
➢淮南矿业集团、淮北矿业集团 ➢郑州煤炭集团、焦作煤业集团 ➢阳泉煤业集团、晋城煤业集团 ➢松藻煤电公司
叶片、插接式螺旋钻杆
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晋城赵庄矿50 mm×1 000 mm的浅槽螺旋 钻杆
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二、钻孔施工装备现状
3、配套钻头 ➢煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工钻头一般以硬质
合金和金刚石复合片(PDC)钻头为主。硬质 合金钻头一般目前大多数煤矿为提高 钻进效率、节省起下钻时间，一般都采用 PDC钻头。
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一、概 述
松软突出煤层（硬度系数f≤1）渗透性差、瓦斯 含量高。钻进过程中，容易产生垮孔、卡钻、喷 孔等现象。我国在松软突出煤层虽然有钻孔深度 超过150m甚至达到240m的记录，但大部分的钻孔 深度都在100m以下，且成孔率低，防突成本和瓦 斯抽放成本很高。我国松软煤层在所开采煤层中 所占比例较大，因此，松软突出煤层的钻进成孔 问题一直是个亟待解决的难题。
矿井瓦斯抽采方法
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。
矿井瓦斯抽采技术
安全
经济
环保
抽放瓦斯难易程度指标
▲钻孔流量衰减系数 ▲ 煤层透气性系数
类别
容易抽放 可以抽放 较难抽放
钻孔瓦斯流量衰减系数 d-1
＜0.003 0.003~0.05 ＞0.05
煤层透气性系 数 m2·MPa-2·d-1 ＞10
10~0.1
＜0.1
矿井瓦斯抽放方法
分类 抽放方法
开采层 抽采瓦 斯
未卸压 抽放
技术参数: 在抽放期间，要严格抽放瓦斯钻孔管理，发现钻孔大量漏气时，必须及 时关闭，以免影响整个抽放系统的抽放负压及瓦斯浓度。
应用说明: 焦作九里山矿。
2,邻近层瓦斯抽放
邻近层瓦斯抽放方法类型
上邻近层卸压瓦 斯抽放方法
下邻近层卸压瓦斯 抽放方法
钻孔抽放瓦斯方式
巷道抽放瓦斯方式
钻孔—巷道混合抽放瓦 斯方式
插管抽放
存高压瓦斯时
1, 开采层瓦斯抽放（采）
（1）开采层抽放（采）适用条件 ①本煤层瓦斯含量较大, 通风方法难
以解决。 ②煤层透气性系数一般大于0.23㎡
/(MPa2·d) , 而单孔瓦斯流量也大于 0.1m³/min, 中厚煤层的预抽效果较好。
③在采掘部署上, 能保证抽放瓦斯的 工程施工和2~5年的抽采时间。
边掘边抽 卸压瓦斯 抽放方法
边采边 抽卸压 瓦斯抽 放方法
开采保护 层抽放开 采煤层卸 压瓦斯方 法
水力 压裂 法
水力割缝 长钻孔控 其它强
法
制预裂爆 化卸压
破法
法
本层采掘巷 道周边卸压 瓦斯抽放方 法
层外先采 卸压瓦斯 抽放方法
开采煤层瓦斯抽放方法
• ①穿层钻孔
煤层群穿层钻孔抽放瓦斯示意图
操作规程瓦斯抽采钻孔
井下打瓦斯抽采钻孔操作规程本规程主要是针对井下打瓦斯抽采钻孔施工提出基本要求，并制定一般原则。
结合本队具体施工要求，编制安全操作规程。
第一章操作人员基本要求第一条钻机操作工必须经过专门培训，持证上岗。
第二条钻机操作工应掌握钻机性能、结构、动作原理，能熟练准确的操作机器，能进行一般性的维护保养和故障处理。
第三条钻机操作一般为 3—5人配合工作，1人操作机器，2—4 人看泥浆泵以及更换钻杆及监护。
第四条钻机操作工应掌握钻孔的施工和封孔方式。
第五条钻机操作工应严格按照煤矿三大规程、《瓦斯抽采管理规程》以及本操作规程要求进行操作。
第二章安全规定第六条钻机操作工上岗时应穿戴整齐劳保用品，注意力集中，严禁酒后操作。
第七条钻机操作工熟悉作业地点的安全出口和避灾路线。
第八条钻机操作工上岗时应遵守各项安全管理制度，并做好起钻等各项记录。
第九条钻孔施工地点必须配齐配足消防器材（灭火器、沙箱、洒水设施等），安装各部分连接手柄安全可靠。
第十条瓦斯抽采钻孔施工地点下风侧必须安设瓦斯和一氧化碳传感器，并实现瓦斯电闭锁功能。
第十一条无风地点必须安装局部通风机通风，必须有可靠的风电闭锁装置。
第十二条钻机前后10m范围内设置警戒，严禁无关人员进入钻机移动范围内。
第十三条钻机停送电操作要求（一）停送电作业时必须由专业操作人员进行操作，并严格执行电气设备停送电相关规定。
（二）钻机操作工停电时（未进行搬家的零时停电），先将夹持器收紧，夹紧钻杆，再将所有手把调整到零位，最后将钻机供电开关的手柄扳至分闸位置并闭锁。
（三）钻机操作工送电时，先检查钻机附近20m范围内的瓦斯情况，确认瓦斯浓度为 0.5%以下，且钻机手把都在零位及钻机附近无人员时，方可送电。
第三章设备的安装、拆卸与搬运一、钻场的安全设施和条件：第十四条确定孔位。
应由钻孔施工设计人员及有关部门进行现场查勘，孔位一但确定，不得擅自改动。
第十五条钻场场地平整、宽畅，机械安装必须牢固、安全、可靠，立柱安装必须不少于三个固定点。
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煤层底（顶）板专用抽采瓦斯巷道应当满足下列要求：
①巷道的位置、数量应当满足可实现抽采达标的抽采方法的要求； ②巷道施工应当满足抽采达标所需的抽采时间要求； ③敷设抽采管路、布置钻场及钻孔的抽采巷道采用矿井全风压通风 时， 巷道风速不得低于0.5m/s。
根据抽采参数、抽采时间和抽采效果之间的关系，结合抽采工程施 工周期，安排抽、掘、采三者之间的接替关系。 钻孔有效控制范围应当满足《抽采基本指标》或《防突规定》的要 求；布孔均匀程度满足《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》的要求。
进风巷
高位抽放巷
回风巷 (a) 高位抽放巷
(b)
倾斜高抽巷抽采上邻近层瓦斯方法
进风巷 轨 道 下 山 回 风 下 山
8108综放工作面 回风巷
切 巷
尾巷 (a)
倾
裂隙带
向
高
抽
巷
冒落带
回风巷 (b)
尾巷
下向孔抽采下邻近层瓦斯方法
尾巷 3号层 4号层 5号层
工作面回风巷
上向孔抽采下邻近层瓦斯方法
钻孔
① 尽可能利用开采巷道抽采瓦斯，必要时可设专用抽采瓦斯巷道；
② 适应煤层的赋存条件及开采技术条件；
③ 有利于提高瓦斯抽采率； ④ 抽采效果好，抽采的瓦斯量和浓度尽可能满足利用要求； ⑤ 尽量采用综合抽采； ⑥ 抽采瓦斯工程系统简单，有利于维护和安全生产，建设投资省，抽采 成本低。
二 瓦斯抽采方法
抽采方法选择一般原则
开采 煤层 瓦斯 抽采 方法
开采层抽采瓦斯方法
注：倾斜、急倾斜煤层则上帮要求控制至少20m、下帮至少10m。
网格式穿层钻孔预抽煤层瓦斯方法
穿层钻孔 流量计 底板岩巷 瓦斯抽 采干管 放水器
穿层孔与顺层孔抽采
倾向顺层长钻孔递进掩护瓦斯抽采
淮北芦岭煤矿底板岩巷网格式穿层钻孔瓦斯抽采
上区段岩石轨道巷 上区段岩石集中巷 风巷 岩石轨道巷 开 切 眼 联络巷 联络石门 岩石集中巷 收 作 线 机巷 边 界 回 风 上 山
邻近层卸压瓦斯抽采方法
类型 煤矿抽采瓦斯方法名称
1.平行穿层钻孔抽采上邻近层瓦斯方法
2.迎面斜交钻孔抽采上邻近层瓦斯方法
邻近层 卸压瓦 斯抽采 方法 3.顶板走向长钻孔抽采上邻近层瓦斯方法 4.地面垂直钻孔抽采上邻近层（含采空区）瓦斯方法 5.走向高抽巷抽采上邻近层瓦斯方法 6.倾斜高抽巷抽采上邻近层瓦斯方法 7.走向高、中、低位抽瓦斯巷相结合的抽采上邻近层瓦斯方法 8.下向孔抽采下邻近层瓦斯方法（因为底板涌水，投放效果一般较差）
A 2022 （4022）
A
A--A 2022工作面 8号煤层 9号煤层 钻孔 4022工作面 12号煤层
二 瓦斯抽采方法
抽采方法与钻孔布置
采空区抽放瓦斯应符合下列要求：
① 老采空区应选用全封闭式抽放方法； ② 现采空区可根据煤层赋存条件和巷道布置情况，采用顶(底)板钻孔法， 有煤柱及无煤柱斜交钻孔法，插管法等抽放方法，并应采取措施，提 高抽放浓度； ③ 对有煤层自燃倾向的采空区，必须采取预防煤层自燃的措施。
7.顶煤专用巷抽采采空区瓦斯方法
8.顶煤专用巷与埋（插）管相结合抽采采空区瓦斯方法 9.钻孔抽采老空区瓦斯方法 10.密闭插管抽采老采空区瓦斯方法 11.上隅角工作面瓦斯抽采方法
从回风巷布孔抽采卸压带、冒落带瓦斯方法
钻孔 钻场 回风巷
工作面 进风巷
从回风巷抬高钻场布孔抽采卸压带、冒落带 瓦斯方法
煤壁、落煤、围岩；
2 采煤工作面：
煤壁、落煤、围岩、邻近层；
一 瓦斯基本知识
瓦斯的赋存形式
游离瓦斯
吸着状态
吸附瓦斯 吸收状态
二 瓦斯抽采方法
二 瓦斯抽采方法
抽采方法选择一般原则
选择抽采瓦斯方法，应根据煤层赋存条件、瓦斯来源、巷道布置、 瓦斯基础参数、瓦斯利用要求等因素经技术经济比较确定。并应符 合下列要求：
9.上向孔抽采下邻近层瓦斯方法
迎面斜交钻孔抽放上邻近层瓦斯的方法
B
A
β α
a2 a1
A
B B
煤层Ⅲ 煤层Ⅱ
煤层Ⅰ
M2
1
φ
M3
M1
γ
c
2
B
A A
a2 a1
钻孔 1
M1
煤层Ⅲ
煤层Ⅱ 煤层Ⅰ
钻 孔 2
M2 M3
顶板走向长钻孔抽放上邻近层瓦斯布置
七 层 煤 轨 道 上 山
皮 带 巷
4煤
7煤
走向高抽巷抽采上邻近层瓦斯方法
封孔接抽
抽采钻孔封孔应注意以下事项： ①封孔方法应根据抽采方法及孔口所处煤岩层位、岩性、构造等因
素综合确定；
②封孔材料的选择：穿层钻孔宜采用封孔器封孔，封孔器因满足密 闭性能好、操作简单、封孔速度快的要求；顺层钻孔宜采用充填材
料封孔，封孔材料可选用膨胀水泥、聚氨酯等新型材料；在钻孔所
处围岩条件较好的情况下，也可选用水泥砂浆或其它材料；不宜采 用黄泥封孔；
人体需氧浓度：＜17%时可能窒息；《煤矿安全 规程》规定≥20%（即甲烷≤5%）。
一 瓦斯基本知识
瓦斯的来源 1 煤层与围岩中释放的气体； 2 生产过程中生成的气体； 3 空气与煤、岩、矿物质等的化学反应； 4 放射性物质蜕变。
一 瓦斯基本知识
瓦斯的来源 常规状态的瓦斯来源： 1 掘进工作面：
钻孔抽采老空区瓦斯方法
A
A
钻孔
903
瓦斯管
走向钻孔
A
A
剖面
40m
井下移动泵站抽放上隅角瓦斯方法
扩散器 密闭 瓦斯抽放管 回风巷 抽放泵
进风巷
二 瓦斯抽采方法
对矿井瓦斯涌出来源多、分布范围广、煤层透气性差、煤层赋存条 件复杂的矿井，应采用多种抽放方法相结合的综合抽放方法。
综合抽放瓦斯类型
多瓦斯源综 合抽放方法
专用抽采瓦斯巷道的位置、数量应能满足选用的抽采方法的要求， 达到良好的抽采效果。专用抽采瓦斯巷道的位置还应符合下列要求：
① 保证有必要的抽采时间，有较大的抽采范围； ② 采用矿井全压通风，巷道风速不得低于0.5m/s；
二 瓦斯抽采方法
抽采方法选择一般原则
对末卸压的原始煤层，抽采瓦斯的难易程度可划分为三类，见下表：
设计原则
钻孔布置及施工应符合下列规定： ①钻孔开口部分应当圆滑。钻孔施工中不得出现三角孔、偏孔、台
阶等变形孔；
②抽采开采层未卸压瓦斯时，钻孔间距应按钻孔抽采半径确定，宜 增大钻孔的见煤长度；
③高位钻孔抽采时，应将钻孔打到采煤工作面顶板冒落后形成的裂
隙带内，并应避开冒落带； ④强化抽采布孔方式应能取得较好的抽采效果，并宜方便施工；
A
B
B
A-A
A
B-B
密闭回风巷横贯插管抽采采空区积聚瓦斯方法
阀门
密闭
尾巷
抽放管
回风巷
密闭尾巷抽采采空区积聚瓦斯方法
尾巷
密闭
抽放管
回风巷
埋管抽采采空区积聚瓦斯方法
直接顶
筛孔
阀门 检测口 立管 抽放管 采 面
立管
顶煤专用巷抽采采空区瓦斯方法
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
（平面图）
Ⅰ
顶煤
（剖面图） Ⅰ-Ⅰ
采空区
Ⅱ-Ⅱ（剖面图）
抽采瓦斯难易程度分类表 类别 容易抽采 可以抽采 较难抽采 钻孔流量 衰减系数a(d-1) ＜0.003 0.003~0.05 ＞0.05 煤层透气性系 数λ (m2/MPa2· d) ＞10 10~0.1 ＜0.1
二 瓦斯抽采方法
抽采方法与钻孔布置
开采层抽采瓦斯方法可按下列要求选择：
① 煤层透气性较好，宜采用本层预抽方法，一般优先考虑沿层布孔方式； 当突出危险性大时，可选择穿层布孔方式； ② 透气性较差，有一定倾角的分层开采煤层，宜采用边采边抽的卸压油 放方法； ③ 单一低透气性高瓦斯煤层，可选用密集网格钻孔、水力割缝、水力压 裂、松动爆破、深孔控制卸压爆破、物理化学等方法强化抽采； ④ 煤巷掘进瓦斯涌出量较大的煤层，可采用边掘边抽或先抽后掘的卸压 抽采方法。
喷孔、顶钻、卡钻等）等内容。
钻孔施工完毕后应当及时封孔、连接抽采，并确保钻孔封孔严实和 准确记录钻孔接抽时间。
三 钻场孔设计与施工
本煤层抽采钻孔设计
三 钻场孔设计与施工
邻近层抽采钻孔设计
三 钻场孔设计与施工
泄压瓦斯抽采钻孔设计
1一卸压圈 2一冒落圈 3一钻孔 4－邻近煤层
三 钻场孔设计与施工
⑤边采边抽钻孔的布置方向应与开采的推进方向相迎（交叉钻孔除
外），并避免采动首先破坏孔口或钻场；
三 钻场孔设计与施工
设计原则
钻孔布置及施工应符合下列规定： ⑥抽采采空区瓦斯的钻孔或插管应布置在采空区回风侧；
⑦钻场内的钻孔数目应由试验得出，一般顺层钻孔宜采用3-5个孔；
穿层钻孔宜采用6-9个孔；穿层钻孔的终孔位置应位于穿透煤层顶 （底）板0.5m处；
瓦 斯 道
运 输 上 山
轨 道 上 山
人 行 上 山
回 风 上 山 上区段机巷 风巷 80m 20m 机巷 联络石门 岩石轨道巷 9煤层 联络巷 8煤层
40m
10m
岩石集中巷
二 瓦斯抽采方法
抽采方法与钻孔布置
邻近层抽放瓦斯方法可按下列要求选择：
① 开采近距离煤层群，宜采用从工作面巷道向邻近层打穿层钻孔抽放瓦 斯的方法； ② 层间距较大的倾斜、急倾斜煤层群，可采用从开采层顶(底)板岩石巷 道打钻孔抽放瓦斯的方法。
瓦斯抽采方法 及钻场孔布置
目 录
瓦斯基本知识
瓦斯抽采方法
钻场孔设计与施工
瓦斯抽采新工艺新装备