单一低透气性煤层顶分层采面卸压抽采技术
低透气性煤层瓦斯治理技术获重大突破
表 面活性 剂 和阻燃 剂 ， 变 了煤 体 的 力 学特 征 和 孔 改
隙结 构 ， 加 了煤 层 透 气 性 ， 小 了煤 层 发 火 危 险 增 减 性 ， 工业 性试 验表 明 ， 经 该项技 术具 有广 阔的推广应 用前 景 ， 究成 果达 到 了 国际领先 水平 。 研
（ 自《 炭 信 息 》 刊 ） 摘 煤 周
１ ０ ０型大 采高掩 护式 强力 液 压 支 架 与过 去 的 ２０
综采 放顶 煤 ６ ０ ０ ０型 、 ０ ０型 、 ０ ０型 等架 型 相 比 ， ７０ ８０ 除外 型更 整齐美 观外 ， 还有 四大优势 ： １高度 可达 ６ ２ 以上 ， 、 ．ｍ 突破 了以前先 采后 放 的
和减 少煤 壁片 帮发 生 ， 时在 采 煤 过 程 中可 以增 大 同
通风 断面 面积 ， 防止 瓦斯 积 聚 ， 安全 系 数高 。
（ 自《 炭 信 息 》 刊 ） 摘 煤 周
煤巷掘进 自动化控制技术达到国际领 先水平
近 日， 由潞 安 集 团王庄煤 矿联 合 国 内有 关研 究 项 目“ 煤巷 自动 化 快速 掘 进 自动 纠偏 与煤 岩 识 别 技 术研 究 与 实 践 ” 利 通 过 了 山西 省 技 术 成 果 鉴 定 。 顺
第２ 期
铁
法
科
技
２０ 年１月 ０９ ２
低透气性煤层瓦斯治理技术获重大突破
近 １ 中国煤炭工 业协 会组 织专 家 ， 北京 对河 ３， 在 南 省煤 层 气 开发 利 用 公 司 等 单 位 承 担 的 “ 矿 井 煤
下定 向压 裂增 透 消 突 成 套 技 术 ” 究 项 目进 行 了 研 鉴定 。专家 们 一 致认 为 ： 项 目为 我 国低 透气 性 、 该 无保 护 层开 采 的 煤层 区 域 瓦斯 治 理 和 利 用 开 创 了
松软低透气性煤层瓦斯抽采技术的应用研究
松软低透气性煤层瓦斯抽采技术的应用研究
杨占山
【期刊名称】《能源与节能》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】为有效解决新源煤矿松软低透气性煤层瓦斯地面抽采难题,进行了超高压水力割缝增透技术的应用研究。
采用COMSOL-Multiphysics仿真软件确定了有效抽采半径,找到了地面抽采难的原因,确定采用超高压水力割缝增透技术,并对超高压水力割缝装置和超高压水力割缝工艺进行了阐述。
实践应用结果表明,对比普通钻孔瓦斯抽采技术,采用超高压水力割缝增透技术进行瓦斯抽采,其抽采体积分数和纯量均有大幅度的提高,抽采体积分数是普通钻孔抽采的2.24倍,抽采纯量是普通钻孔抽采的2.61倍。
超高压水力割缝增透技术的应用有效解决了新源煤矿307工作面松软低透气性煤层瓦斯抽采难度大的问题。
【总页数】4页(P18-20)
【作者】杨占山
【作者单位】山西沁新能源集团股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD712.62
【相关文献】
1.潞安矿区低透气性松软单一煤层立体化瓦斯抽采技术探索
2.高瓦斯低透气性松软煤层瓦斯抽采钻孔施工工艺
3.松软低透气性煤层水力压裂增透瓦斯抽采技术研究
4.松软低透气性煤层瓦斯抽采技术研究
5.松软低透气性煤层瓦斯抽采技术研究
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卸压瓦斯抽采技术的研究及应用王君君
卸压瓦斯抽采技术的研究及应用王君君发布时间：2021-11-13T04:24:34.385Z 来源：基层建设2021年第25期作者：王君君[导读] 针对盘江精煤股份有限公司在近距离煤层开采保护层卸压瓦斯存在的问题，分析了采动裂隙发育及瓦斯流动的规律，研究压茬穿层钻孔抽采邻近层卸压瓦斯技术，通过回采前预抽被保护层瓦斯盘江精煤股份有限公司通风部贵州省盘州市 553500摘要：针对盘江精煤股份有限公司在近距离煤层开采保护层卸压瓦斯存在的问题，分析了采动裂隙发育及瓦斯流动的规律，研究压茬穿层钻孔抽采邻近层卸压瓦斯技术，通过回采前预抽被保护层瓦斯，回采时高校抽采邻近层卸压瓦斯，回采后形成离层裂隙的主要通道，对卸压瓦斯层层拦截，能够有效控制邻近层瓦斯涌入采掘空间，卸压瓦斯抽采技术的应用取得了显著的效果，在盘江精煤股份有限公司广泛推广。
关键词：近距离煤层；穿层孔；裂隙导通；卸压瓦斯抽采一、公司概况贵州盘江精煤股份有限公司（以下简称“公司”）现有五对生产矿井，三对代管矿井（响水煤矿和松河煤矿、杨山煤矿），两对在建矿井（马依煤矿和恒普煤矿），均为煤与瓦斯突出矿井；五座选煤厂，一座矸石发电厂。
股份公司核定能力1600万吨（公司本部1000万吨、托管矿井600万吨）。
矿区开采煤层10～17层，平均可采煤层总厚度18～27.7 m，开采煤层均有煤尘爆炸危险。
煤层瓦斯含量为3.6～27.1 m3/t。
煤层透气性系数为0.0017～9.58 m2/（MPa2.d），煤层瓦斯压力为0.32～3.76 MPa，矿区煤层瓦斯地质赋存“两高、一低、一复杂”（瓦斯含量高、瓦斯压力高、煤层透气性系数低、地质构造复杂），导致瓦斯灾害治理难度大。
随着矿井开采深度的增加，矿井瓦斯涌出量逐步增大；当前公司各矿瓦斯涌出总量772.27 m3/min，抽采瓦斯量479.69 m3/min，抽采率62.11%。
公司有瓦斯抽采站26座，现有抽采泵116台，每座抽采站都实现了高、低负压独立抽采，抽采泵总抽采能力达到11800 m3/min，现有抽采钻机280台，其中扭矩在4000 N.m以上的大功率抽采钻机140台。
(附件5)煤矿瓦斯抽放规范(AQ1027-2006)
矿井瓦斯抽放管理规范（国家安全生产行业标准AQ1027-2006，国家安全生产监督管理总局2006年11月2日发布，2006年12月1日实施）一、范围本标准规定了建立矿井瓦斯抽放系统的条件及工程设计要求、瓦斯抽放方法、瓦斯抽放管理及职责、瓦斯利用、瓦斯抽放系统的报废程序，以及瓦斯抽放基础参数的测算方法、各类瓦斯抽放方法的抽放率、瓦斯抽放监控系统监测参数的指标要求和瓦斯抽放工程设计有关计算方法。
本标准适用于全国煤矿企业、管理部门及有关事业单位。
二、规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款：——MT5018—96矿井抽放瓦斯工程设计规范。
——《煤矿安全规程》（2004年版）。
——《煤矿瓦斯抽放管理规范》（1997年版）。
——GB50187—1993工业企业总平面设计规范。
——GB50215—2005煤炭工业矿井设计规范。
三、定义下列术语和定义适用于本标准：（一）瓦斯抽放：采用专用设备和管路把煤层、岩层和采空区中的瓦斯抽出或排出的措施。
（二）未卸压抽放瓦斯：抽放未受采动影响和未经人为松动卸压煤（岩）层的瓦斯，亦称为预抽。
（三）卸压抽放瓦斯：抽放受采动影响和经人为松动卸压煤（岩）层的瓦斯。
（四）本煤层抽放瓦斯：抽放开采煤层的瓦斯。
（五）邻近层抽放瓦斯：抽放受开采层采动影响的上、下邻近煤层（可采煤层、不可采煤层、煤线、岩层）的瓦斯。
（六）采空区抽放瓦斯：抽放现采工作面采空区和老采空区的瓦斯。
前者称现采空区（半封闭式）抽放，后者称老采空区（全封闭式）抽放。
（七）围岩瓦斯抽放：抽放开采层围岩内的瓦斯。
（八）地面瓦斯抽放：在地面向井下煤（岩）层打钻孔抽放瓦斯。
（九）综合抽放瓦斯：在一个抽放瓦斯工作面同时采用2种或者2种以上方法进行抽放瓦斯。
（十）强化抽放：针对一些透气性低、采用常规的预抽方法难以奏效的煤层而采取的特殊抽放方式。
（十一）预抽：在煤层未受采动以前进行的瓦斯抽放。
（十二）瓦斯储量：煤田开采过程中，能够向开采空间排放瓦斯的煤层和岩层中赋存瓦斯的总量。
寿阳地区81#煤低透气性煤层瓦斯抽采技术实践与探索
寿阳地区81#煤低透气性煤层瓦斯抽采技术实践与探索[摘要]阳煤集团控股的平舒煤业属新建矿井，开采81#煤时发生瓦斯动力现象，严重制约了掘进速度，影响采掘衔接。
后本矿决定掘进期间采用抽放技术治理瓦斯，后扩展到采煤工作面进行抽放。
经过不断的试验改进，取得良好效果，也使本煤层抽放技术的应用趋向成熟。
81#煤层瓦斯抽放技术，结合四位一体防突措施，成功地为寿阳地区利用抽放技术开采低透气性煤层，积累了成熟的经验。
【关键词】瓦斯；抽采工艺；抽放技术山西平舒煤业有限公司温家庄煤矿为阳煤集团控股的新建矿井，设计能力为0.90Mt/a，目前开采81#煤，2007年5月21日在南二正巷掘进时发生瓦斯动力现象，经鉴定为煤与瓦斯突出煤层。
一、矿井状况温家庄井田位于寿阳县北部的温家庄乡盘湾底村至灵芝镇界石村一带，井田面积约27.9km2。
太原组及山西组为本井田主要含煤地层。
本井田内煤层赋存稳定，主采81#煤，煤质为无烟煤和贫煤，均厚1.83m，平均倾角5度左右，为缓倾斜煤层。
开采时上邻近层3#、4#、6#煤，下邻近层有82#、12#煤瓦斯将会涌入采场空间。
本矿采用倾斜长壁综采一次采全高方法，后退式开采，全部垮落法管理顶板。
煤科总院抚顺分院分源预测法测定，81#煤瓦斯含量为12.89m3/t，透气性系数为0.1281（m2/Mpa2·d），钻孔百米流量衰减系数为0.3209（d-1），综合评价81#煤层属较难抽放煤层。
二、抽采技术的试验1、掘进期间抽采技术的试验2007年3月份本矿改变以往炮掘工艺，开始使用综掘机掘进煤巷顺槽，瓦斯涌出量高达5.5m3/min，利用风排难以有效治理瓦斯，开始进行掘进期间抽放试验，即施工钻场并向正前打长钻孔接管进行抽放。
2、首采面本煤层瓦斯抽放的试验首采面在采用邻近层钻孔抽放瓦斯的同时，利用掘进期间的钻场向煤体打扇形进行提前抽放瓦斯。
三、81#煤抽采应用技术的逐步改进1、邻近层钻孔工艺技术的改进原设计中小直径钻孔参数：开孔直径∮94mm，钻孔角度：上仰13o～19o，钻孔长度30m。
单一低渗突出煤层煤与瓦斯共采关键技术新进展
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(3) 对于单一低渗突出煤层，包括没有适合开采保护层的煤层群，现行唯
一的抽采技术就是在卸压煤层顶底板施工专用抽采岩石巷道，以大范围
穿层钻孔实施区域治理，实现高瓦斯煤层在低瓦斯条件下的采掘活动。
顶板穿层钻孔条带抽采示意图
底板穿层钻孔条带抽采示意图
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对于单一低渗突出煤层，包括没有低瓦斯保护层可采的煤层群，仅 仅依靠岩巷穿层钻孔进行瓦斯区域治理，安全上、技术上、经济上都面临
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1、“以孔代巷”瓦斯抽采技术
该技术以煤岩长钻孔或岩石多分支穿层钻孔代替传统的岩石抽采 巷道和岩巷穿层钻孔，可大大减少岩巷工程量，提高钻孔有效长度。
钻孔沿煤层走向平行布置， 压裂孔和抽采孔间隔布置，通过 压裂孔大规模单孔压裂或小规模 多点压裂增透，实现煤层-围岩 层缝网体积改造；利用抽采孔高 浓度连续长期预抽煤层瓦斯，实 现瓦斯区域治理。 “以孔代巷”走向长钻孔布置示意图
抽采巷道+岩巷穿层孔，一孔多用，通过井地联合水力扰 动增透区预抽原始煤层瓦斯、通过采动应力形成的高渗裂 隙区抽采卸压瓦斯，结合自动掏槽卸压快速掘进技术，抽 掘采协调进行，先抽后掘，先抽后采，实现煤与瓦斯安全
高效开采。
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提
纲
煤与瓦斯共采技术背景Leabharlann 煤与瓦斯共采关键技术创新
技术展望
1、“以孔代巷”共采技术全面应用
旋掏槽钻机（直径600—
1000mm），一次掏槽深度20 米左右，智能钻进，远程控
制、无人化自动作业，掏槽
孔用高倍发泡充填材料快速 充填。实现大直径掏槽钻孔
大直径可控掏槽卸压技术
的深度、进度、瓦斯涌出量 智能控制。
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5、煤与瓦斯共采新模式
煤与瓦斯共采是将煤炭开采与瓦斯抽采综合为一体的
高瓦斯低透气性煤层强化增透抽采技术的现状及发展
蚕郝鸳
高瓦斯低透气性煤层强化增透抽采技术的现状及发展
Ｐｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｓ ｉ ｔ ｕａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ
技术 的原理以及使用条件的角度进行了重点阐述 ， 总结 了高瓦斯低透气性的煤层在瓦斯抽采增透措施方面的新发展 ， 得 出了合理开发增透抽采新技术是高瓦斯矿井治理瓦斯灾害的主要发展道路的结论。
关键 词 ： 高 瓦斯 矿 井 ； 透 气性 ； 增透 措施 ； 瓦斯 抽 采
随着煤 矿 开 采深 度 的增 加 ， 矿井 灾 害 日益 复杂 多样 ， 煤 了应 力ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ集 中， 形 成 了较 大 的安 全 区域 和 防 护 区域 。 同 时造 矿安 全 生 产 的压 力也 与 日俱 增 。 由于 我 国大 多数 高 瓦斯 矿 成 工作 面前 方 煤体 裂 隙增 多， 渗 流通 道增 大 ， 透气 性增 强 ， 有
所 突破 。
１ ． １ ． ２深 孔 聚能爆 破增 透技 术 深孔 聚 能爆 破增 透 机理 可 概括 为 ： 在 聚能爆 破作 用 下 ， 爆 破孔 周 边 煤 体 产生 了较 大 范 围 的连 通 裂 隙 网络 ， 在 爆 破 近区、 中 区和远 区形 成 了粉 碎 区 、 径 向和环 向裂 隙横 纵交 错 的裂 隙发 育 区以及径 向裂 隙存 在 的裂 隙扩展 区。 由于 聚能
赵文 清 李 文辉 潘孝 康
１ ． 古叙煤田观沙煤业有限责任公司 泸州 ２ ． 重庆大学 重庆 ４ ０ ０ ０ ４ ４
６ ４ ６ ５ ０ ５
摘要 ： 中国大多数高瓦斯矿井煤层的透气性都比较低 ， 普通的瓦斯抽采措施短时间内很难达到规范要求 。要治理矿 井瓦斯灾害 ， 并且充分利用瓦斯能源 ， 就必须研究促使煤层卸压增透的有效措施 。本文从高瓦斯低透气性煤层增透常用
淮南矿区煤层顶板分段压裂水平井抽采技术及效果研究
淮南矿区煤层顶板分段压裂水平井抽采技术及效果研究陈本良;袁亮;薛生;降文萍;杨科;周韬;李丹丹;吴静【期刊名称】《煤炭科学技术》【年(卷),期】2024(52)4【摘要】淮南矿区为典型高瓦斯矿区,煤层碎软、渗透率低、瓦斯含量偏高、抽采难度大,为探讨地面煤层气顶板分段压裂水平井在矿区的技术可行性与瓦斯治理效果,在分析矿区主要煤层13-1煤储层特征基础上,采用应力解除法进行了煤层三向地应力测试,结果显示三向应力场类型主要为σ_(h,max)>σ_(v)>σ_(h,min),具有实施顶板分段压裂水平井技术的充分条件;利用MFrac Suite软件分别模拟了水平段距离煤层1、3、5 m时的压裂缝参数,压裂缝半长最大107.33 m、最小89.47 m,具有理想的压裂效果,说明顶板分段压裂水平井在淮南矿区具有比较好的地质适应性与可行性。
以潘一煤矿13-1煤层“L”型顶板分段压裂水平井CBM01井为研究对象,采用井下钻孔检测与数值模拟等手段综合分析了瓦斯治理效果,结果显示CBM01井抽采415 d即显著降低了煤层瓦斯压力与瓦斯含量,距离水平井50、65 m处瓦斯压力由6.4 MPa分别降至2.6、2.7 MPa,降低幅度均超过55%,水平段两侧各15~20 m范围内瓦斯含量由13.5 m^(3)/t降至最大9.11 m^(3)/t、最小6.92 m^(3)/t,平均7.92 m^(3)/t,约10 m范围均降至8 m^(3)/t以下。
最后,采用数值模拟方法预测了CBM01井抽采10 a的产气效果及瓦斯治理效果,气井抽采10 a累计产气约272.08×10^(4)m^(3),水平段倾向单侧约150 m范围内气含量均降至8 m^(3)/t以下、压力均降至3 MPa以下。
综合研究结果表明,煤层顶板分段压裂水平井技术在淮南矿区瓦斯治理方面均具有较大的优势和应用效果。
【总页数】9页(P155-163)【作者】陈本良;袁亮;薛生;降文萍;杨科;周韬;李丹丹;吴静【作者单位】安徽理工大学;淮南矿业(集团)有限责任公司;中煤科工西安研究院(集团)有限公司【正文语种】中文【中图分类】TD712【相关文献】1.韩城矿区碎软煤层顶板梳状孔水力压裂瓦斯抽采工程实践2.碎软低渗煤层顶板水平井分段压裂煤层气高效抽采模式3.沿煤层顶板水平井分段压裂煤层气开采技术研究4.井下碎软煤层顶板加砂分段压裂瓦斯高效抽采技术5.分段多簇密切割压裂技术在淮南矿区煤层气抽采中的应用因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
煤矿采掘生产中的几种瓦斯抽放技术
煤矿采掘生产中的几种瓦斯抽放技术[摘要]本文主要阐述了煤矿采掘生产中的采空区卸压瓦斯抽采技术、特殊条件卸压瓦斯抽采技术和煤巷掘进工作面瓦斯抽采技术等问题。
【关键词】采掘生产；瓦斯抽放；技术1、采空区卸压瓦斯抽采技术按照煤矿采空区类别，在采煤生产中，瓦斯抽采可分为回采工作面采空区瓦斯抽采、老采空区瓦斯抽采、报废矿井瓦斯抽采。
1.1密闭抽采方法密闭抽采法是抽采采空区瓦斯的一种常用和有效方法。
此抽采法把采空区或回采工作面的进、回风巷都加以密闭，密闭墙厚为一至三米，灌筑砂、泥浆等材料，确保严密不漏风。
再把抽采管穿过回风巷的密闭墙，伸入采空区内进行抽采，伸入以10m以上为好。
抽采时，要对密闭内的气体成分、浓度、抽采负压等参数经常进行监测与控制，避免增大漏风造成采空区浮煤自燃。
这种方法抽出的瓦斯浓度能达25%-50%以上。
1.2回采采空区插管、埋管抽采方法回采采空区插管抽采法是将带孔眼的管子在顶板冒落前直接插入采空区内进行抽采，插入采空区的管子直径在75mm～100mm之间，位处采空区内一端长2m～3m。
管壁穿有小孔并用纱网包好，避免抽采中出现堵塞现象。
此管要尽可能靠近煤层顶部，置于瓦斯浓度较高的地点。
此种瓦斯抽采方法抽出的瓦斯浓度一般只有10%～25%，而操作简单方便、成本较低。
为了确保抽采效果并对预埋管抽采管口进行控制，应采取以下方法中的一种。
（1）双埋管法。
在第一条埋管埋入采空区达30m时，预埋第二条管路；此方法的优点在于控制简单，缺点是管材消耗较大。
（2）气动阀门控制法。
通过远控实现采空区内部各个抽采管口的气动阀门的开闭。
此方法能节省预埋管路，按实际情况对瓦斯抽采口进行调节。
但需要安设价格相对较高的气动阀门，施工工艺质量要求也很高。
（3）远控胶囊控制法。
这种方法基本原理同气动阀门控制法，节省预埋管路，价格较低，能按具体情况对瓦斯抽采口进行凋节。
1.3向冒落拱上方打钻抽采法在开采保护层过程中，在打钻抽采邻近层卸压瓦斯时，同时打钻到冒落拱上方，主要目的是捕集处于冒落带中的上邻近层和未开采的煤分层中的瓦斯。
瓦斯抽采管理制度(三项管理制度)
瓦斯抽采管理制度（三项管理制度）一、总则1、为认真贯彻落实多钻孔、严封闭、综合抽的瓦斯抽采方针，践行钻到位、管到底、孔封严、水放空的抽采方法，全面落实全程套管、两堵一注、带压封孔的封孔工艺，提高抽采效率，实现瓦斯抽采达标，有效防范瓦斯事故的发生，特制定矿瓦斯抽采管理制度(以下简称抽采制度)。
2、制定抽采制度的依据：《煤矿安全规程》(以下简称《规程》)、《煤矿瓦斯抽采基本指标》、《煤矿瓦斯抽采规范》、《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》、《采矿工程设计手册》、《防治煤与瓦斯突出细则》等。
3、矿井瓦斯抽采应当坚持多措并举、应抽尽抽、抽采平衡、效果达标的原则。
应进行瓦斯抽采的煤层必须先抽采瓦斯，确认抽采达标后，方可安排采、掘作业。
瓦斯抽采系统应当确保工程超前、能力充足、设施完备、计量准确。
矿井应当加强抽采瓦斯的利用，有效控制瓦斯排放量。
4、必须建立专门的瓦斯抽采队伍，配足瓦斯抽采工作所需的管理人员、工程技术人员、参数检测人员及瓦斯抽采工等。
5、建立、完善瓦斯抽采管理制度、瓦斯抽采人员岗位责任制、钻场及钻孔检查管理制度、抽采工程质量验收管理制度等。
6、瓦斯抽采工必须参加专门培训并取得相关资质后方可上岗。
二、一般规定1、矿必须进行瓦斯抽采，并确保抽采达标。
2、矿井在编制生产发展规划和年度生产计划时，必须同时组织编制相应的瓦斯抽采达标规划和年度实施计划。
矿井生产规划和计划的编制应当以预期的矿井瓦斯抽采达标煤量为限制条件。
抽采达标规划包括：抽采达标工程(表)、抽采量(表)、抽采设备设施(表)、资金计划(表)，抽采达标范围可规划产量(表)、采面接替(表)、巷道掘进(表)等。
年度实施计划包括：年度瓦斯抽采达标的煤层范围及相对应的年度产量安排(表)、采面接替(表)、巷道掘进(表)，年度抽采工程(表)、抽采设备设施(表)、施工队伍、抽采时间、抽采量(表)、抽采指标、资金计划(表)以及其他保障措施。
煤矿每年制定的瓦斯抽采规划、计划、设计、工程施工、设备设施以及抽采计量、效果等需报上级部门审批。
低透气性煤层机械造穴增透技术研究
低透气性煤层机械造穴增透技术研究发布时间：2022-10-13T11:12:13.193Z 来源：《科学与技术》2022年6月第11期作者：陈文龙罗飞黄军[导读] 针对贵州盘江精煤股份公司松河矿123201采面32号煤层属于单一煤层开采煤层透气性差瓦斯难以治理的问题，分析现有煤层瓦斯抽采技术和措施陈文龙罗飞黄军贵州松河煤业发展有限责任公司贵州省六盘水市 553526摘要：针对贵州盘江精煤股份公司松河矿123201采面32号煤层属于单一煤层开采煤层透气性差瓦斯难以治理的问题，分析现有煤层瓦斯抽采技术和措施，采用机械造穴技术使煤体透气性增大有效治理123201采面瓦斯。
在松河矿机械造穴钻孔试验结果表明，采用机械造穴技术能够高效地治理煤层瓦斯，且施工时间和经济成本也略有降低，可在同类煤层条件的矿井进行推广应用。
关键词：机械造穴；卸压增透；造穴孔引言采用顺层钻孔和穿层钻孔抽采是煤矿瓦斯治理的主要手段，有效抽采瓦斯能够减少甚至阻止煤与瓦斯突出的发生，而我国大部分煤层透气性较差，通过常规加密钻孔强化抽采的方式不仅工程量大、费用高，且效果不理想。
松河矿引进国内先进的区域瓦斯治理的技术及装备实现矿井区域瓦斯有效治理，实现矿井安全高效开采。
本文针对123201工作面因煤层结构单一，煤层透气性差普通钻孔抽采效果差，采用机械造穴技术发挥机械造穴工艺的煤层增透效果，对单一低透气性煤层机械造穴增透抽采工艺进行井下试验研究。
1 松河矿123201采面概况松河矿123201采面布置在32号煤层中，煤层倾角30°，平均煤厚2.8m；属于玄武岩组成单一煤层开采，工作面距上覆可采煤层293号煤层67m，下伏无煤层，上下区段均未开采；在123201运输巷掘进期间本煤层钻孔预抽效果不好，防突及瓦斯治理困难，运输巷采用顶板穿层钻孔预抽煤层瓦斯的区域防突措施后，运输巷掘进期间瓦斯治理效果的制约，掘进效率低。
123201采煤工作面切眼设计长度120m，采面设计可采走向长度400m，实际可采储量23.2万吨，该工作面距地表垂深150-323m。
综采工作面切顶卸压留巷技术
综采工作面切顶卸压留巷技术发布时间：2022-12-06T02:26:35.755Z 来源：《福光技术》2022年23期作者：时静修[导读] 在矿井开采过程中，运用切顶卸压留巷技术能够降低人工的劳动强度，减少巷道的掘进前度，避免掘进事故的发生，缓解矿井内部的掘进衔接矛盾，提高煤炭的回收效率，提高生产过程的集中性及高产高效性，减少工作面范围内的周期压力及巷道内部的压力，确保矿井内部生产过程的安全性，提高生产过程的质量及效率。
晋能控股装备制造集团晟泰公司生产管理部山西省晋城市 048000摘要：在矿井开采过程中，运用切顶卸压留巷技术能够降低人工的劳动强度，减少巷道的掘进前度，避免掘进事故的发生，缓解矿井内部的掘进衔接矛盾，提高煤炭的回收效率，提高生产过程的集中性及高产高效性，减少工作面范围内的周期压力及巷道内部的压力，确保矿井内部生产过程的安全性，提高生产过程的质量及效率。
下文将通过案例对综采工作面切顶卸压留巷技术的具体应用展开研究。
关键词：综采工作面；切顶卸压留巷技术随着我国煤矿的不断开采，煤炭资源日益减少，传统留设区段煤柱的长壁采煤法不仅造成了大量的资源浪费，同时随着矿井开采深度的增加，区段煤柱应力集中现象更为严峻，极易引发巷道围岩大变形、冲击地压以及瓦斯突出等地质灾害，严重影响煤炭的安全高效开采。
沿空留巷是目前国内普遍采用的无煤柱开采技术，其原理是采用一定的支护手段沿采空区边缘将上一区段的巷道保留下来给下区段使用。
沿空留巷技术的提出与应用，不仅有效提高了煤炭资源采出率，而且减少了巷道掘进作业量，改善了工作面通风环境。
为此，众多的研究学者对沿空留巷技术展开研究，并在围岩变形规律、沿空留巷工艺以及围岩变形控制技术方面取得显著成果。
沿空留巷采取巷旁充填方式对围岩进行控制，充填体在集中应力作用下往往出现较大变形，后期维护成本高昂等问题。
为此，文中结合某煤矿3305综采工作面地质现状，提出采用切顶卸压留巷技术，并对应用效果进行分析，以期能在一定程度上提升矿井生产效率。
低透气性煤层工作面瓦斯抽放技术研究
距煤层底板 １ ． ０ ｍ ， 两巷煤壁 — 阡： … ： ： 夹角８ ５ 。 ， 钻孔间距５ ｍ ， 开 ｌ Ｉ ＼ ＼ ＼ ＼ ＼ ＼ ＼ ¨＼ ＼ ＼ ＼ ＼ ＼ ＼ ＼ ＼ 孔 孔径１ １ ３ ｍ ｍ ， 终孔９ ４ ｍ ｍ ，Ｊ ｌ ｌ 山ｌ ｉ Ｉ ｌ Ｉ ｌ ｌ ＾ ｌ ｌ
３ ． １ 本 煤 层 工 作 面 边 采 边 抽 本煤层边采边抽是利用在工作 面两巷沿煤层布置顺层钻孔 预抽钻孔 ， 通过工作 面采 动影 响 ， 造成超 前工作 面煤壁卸压 ， 形 成发育裂隙抽放本煤层卸压带 的解吸瓦斯 。 抽放钻孔距工作面从切 ４ ０ １ １ 运料巷 ．
３ ． ２ ． ２ 采面冒落带、 裂隙带高 度计算
孔深 ６ ５ ～ ７ ０ ｍ； 聚氨酯 封孔 ， ————
。 ”
— — 一
眼煤壁 １ ０ ｍ开始布置， 运料 ｝ 厂ｒ 丁 ］ ＇ ｒ ７ ］ ＿ 『 ＿ 丌 丁 丁 Ｔ ｆ ｒ 丌厂 卜 ＿ ＿ 一 巷 距煤层底板 １ ． ５ ｍ ， 溜子道 ｆ ｉ ｆ ｆ ｆ …ｆ ｆ …ｆ ｆ ｆ ／ ／ ｆ ／
式中： 为采高 ， 按采 高 ４ ． ３ ｉ ｎ 计算 ， 根据上述 公式计算可得 冒落带最大高度为 １ ４ ｉ ｎ ， 裂隙带最 大高度为 ２ ８ ｍ。
随工作面 的采动影响 ，在工作面周围将形成了一个采动压力场 ， 采动压力场及其影响范围在垂直方向上形成垂三带 ，即 冒落带 、 裂隙带和顶板弯 曲下沉 带 ； 在水平 方 向上形成平 三 区， 即煤壁 支 撑影 响区、 离层 区和重新压实区 。“ 三带” 和“ 三区” 内的煤岩层变 形和破坏各具特征 ， 但急剧发育 的裂 隙为瓦斯 的解 吸和 流动提供
根据 以往工作面经验 ， 该采面 回采后 冒落带最大高度计算公 式为 ： Ｈｌ ＝ １ ０ ０Ｍ／ （ ６ ． ２ Ｊ ） ｌ １ ０ ． ０ ） ±２ ． ５ ． （ １ ）
瓦斯抽采
2.1煤矿瓦斯抽放的定义煤矿瓦斯抽放,是指利用瓦斯泵或其它抽放设备抽取煤层中高体积分数的瓦斯,并通过与巷道隔离的管网把抽出的高体积分数瓦斯排至地面或矿井总回风巷中。
目前,煤矿瓦斯抽放不仅是降低矿井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出灾害的重要措施,而且抽出的瓦斯还是可利用的重要资源,作为煤炭的伴生资源加以开发利用。
近些年来,我国对煤矿的瓦斯抽放非常重视,瓦斯抽放工作也得到了较大的发展。
随着煤矿开采深度增大和开采速度的提高,矿井瓦斯涌出量增大,抽放瓦斯已越来越成为高瓦斯含量煤层开采的一个必不可少的重要安全环节。
2.2煤矿瓦斯抽放的作用通过瓦斯抽放,可降低矿井瓦斯涌出量和回采空间中的瓦斯体积分数,从而达到矿井安全生产的目的。
通过瓦斯抽放,可降低煤层中的瓦斯压力和瓦斯含量,防治煤与瓦斯突出,从而减少矿井伤亡事故以及其它重大恶性事故的发生。
矿井瓦斯是一种优质燃料,具有商业利用价值。
通过瓦斯抽放和瓦斯利用,可减少瓦斯对大气的污染,据有关资料研究表明,CH4对臭氧层的破坏比CO2高16倍。
因此,瓦斯抽放对环境的保护具有至关重要的作用。
由于煤矿瓦斯抽放的积极作用,世界各主要产煤国均投入了大量的人力、物力和财力开发矿井瓦斯抽放工作,并得到了迅速发展。
然而,我国大多数矿井瓦斯抽放量还比较小,抽放效果也不够理想,因此抽放水平有待进一步提高。
2.3矿井瓦斯抽放的方法目前,我国矿井瓦斯抽放方法主要有:从抽放的部位上,分本煤层瓦斯抽放、邻近煤层瓦斯抽放及采空区瓦斯抽放。
从抽放时间上,分采掘前预抽、边采边抽及采后抽放。
从抽放管道形状上,分钻孔抽放、巷道抽放以及采空区插管抽放。
从抽放位置,分井下抽放和地面抽放。
2.3.1开采层瓦斯抽放开采层瓦斯抽放一般可分为两种:一是预抽,即在煤层开采之前,采用巷道或钻孔抽出煤体中的瓦斯;二是回采工作面的边采边抽或掘进工作面的边掘边抽。
其主要目的在于降低煤层中的瓦斯含量,以减少回采工作面或巷道掘进工作面的瓦斯涌出量,防止工作面或巷道风流中的瓦斯体积分数超限。
本煤层瓦斯抽采技术方案
本煤层瓦斯抽放技术一、本煤层抽放情况根据1801回风顺槽向采面方向施工顺层钻孔竣工图显示，1801回风顺槽施工顺层钻孔，在施工过程中，因为煤层变化比较大，导致成孔率比较低，大部分孔不具有抽放价值，只做为自然排放孔或者直接封堵处理，因此在施工的钻孔当中，部分孔不联抽，作为排放孔，部分孔直接封堵，以免影响其他成孔抽放质量。
在回风顺槽中在钻场之间向煤壁打顺层钻孔，形成交叉钻孔，但是施工效果欠佳，影响瓦斯的抽放效果。
本矿井采用大直径钻孔强化抽放措施，但是抽放效果不是很明显。
二、本煤层瓦斯抽放方法本煤层瓦斯抽放是指采用巷道或打钻的方式直接抽放开采煤层内含有的瓦斯的方法。
按照抽放与采掘的时间关系。
本煤层抽放可分为“预抽”和“边抽”两种方法。
所谓“预抽”，就是在开采之前预先抽出煤体中的瓦斯。
“预抽”又可分为巷道预抽和钻孔预抽2种；所谓“边抽”，是指边生产边抽放瓦斯，即生产和抽放同时进行。
“边抽”又包括边采边抽和边掘边抽2种。
1、“预抽”本煤层瓦斯的施工方法及其优缺点预抽本煤层瓦斯（分巷道预抽和钻孔预抽）的施工方法及优缺点如下：（1）巷道预抽本煤层瓦斯。
即在回采之前事先掘出瓦斯巷道（因同时要考虑采煤工作需要，因此也叫采准巷道），然后，将巷道密闭，在密闭处接设管路进行抽放，直到回采时为止。
这种方法的优点是，煤体卸压范围大，煤的暴露面积大，有利于瓦斯释放。
缺点是，提前送道，开采时巷道维修量大；高瓦斯煤层掘进施工困难；若密闭不严易进气，抽出的瓦斯浓度低；且巷内易引起自然发火。
此法目前很少应用。
（2）钻孔预抽本煤层瓦斯。
即在开采煤层底板（或顶板）岩层中掘一条与煤层走向平行的巷道，在此巷道中每隔一定距离（20-30m）掘一小石门做钻场（深度不超6m,在每个钻场内向煤层打3-7个呈放射状的钻孔，穿透煤层进入顶（底）板，插管封孔进行抽放。
这种方法的优点是，钻孔贯穿煤层，瓦斯很容易沿层理面流入钻孔，有利于提高抽放效果；其次，抽放工作是在掘进和回采之前进行的，能大大减少生产过程中的瓦斯涌出量。
石炭井焦煤分公司Ⅲ010303综采工作面抽采技术研究
大抽采量的要求 ， 将掘进工作面边掘边抽 、 回采 工作 面预抽 、回采工
作面采 空区抽采统一考虑 。
在采 掘 期 间 ，按 １ ． ２ 的 富余 系 数 ，系统 最 大 混合 抽 采 量 取
５ ０ ｍ ／ ｍｉ ｎ ，取瓦斯流动速度 Ｖ ＝ １ ２ ｍ／ｓ ： 选 择瓦斯抽放管径时 ，可按下式计算
翼。
式 中： ｄ 一 煤层倾角 ； ０ 一 钻杆平均下沉角 ；Ｂ ｘ ／ Ｌ 一 钻杆下沉率 ，
一
般为 Ｏ ． ３ — １ ％，根据我矿钻 进经验值 ，Ｂ ｘ一般 每钻进 １ ０ ０米下沉 则 ：０ ＝ ａ ｒ ｃ ｔ ｇ （ Ｂ ｘ ／ Ｌ ） ＝ ａ ｒ ｃ ｔ ｇ （ ７ ×１ ０ 。 ） ＝ ０ 。２ ４ ， 表 明每钻进 １ ０ ０
１ 、 工 程 概 况
石炭井焦煤分公 司 ￣０ １ ０ ３ ０ ３综 采工作 面位于三水平三阶段南翼 采 区，距地表垂深约 ５ ０ ０ ． １ ～４ ７ ８ ． １ ｍ，其北部为未 开拓 的Ⅲ０ ２ ０ ３ ０ ３综 采面 ，东部为 Ｉ Ｉ １ ０ １ ０ ３ ０ ２ Ｓ综采面采空区及正在回采的 Ｉ Ｉ １ ０ １ ０ ５ ０ ２ Ｎ综放
Ｏ ． ０ ７ １ ２ ｍ ， （ Ｍ ｐ ａ ． ｄ ） ， 钻孔衰减系数 ０ ． １ ６ ７ ９ ～ ０ ． ５ ３ ９ ２ ｄ 一 ， 属于较难抽采 ， 煤层原始瓦斯含量南翼 ３ ． ５ ｍ ／ ｔ ， 北翼 ５ ． ５ ｍ ３ ／ ｔ ， 煤层原始瓦斯压力南翼
０ ． ２ ＭＰ ａ ，北翼 Ｏ ． ４ ７ ＭＰ ａ ，测定结果是北翼瓦斯含量和瓦斯压力高于南
矿井瓦斯防治技术课件：卸压抽采瓦斯
本煤卸层压抽采瓦斯
我国多数煤层属低透气性煤层，对低透气性煤层进行 预抽瓦斯困难较多。虽然多打钻孔，长时间进行抽采 可以达到一定的目的，但是，由于打钻工作量大，长 时间提前抽采与采掘工作有矛盾，因此必须采用专门 措施增加瓦斯的抽采率，这些措施主要有：
增加瓦斯抽采率措施
1．增大钻孔直径
目前各国的抽采钻孔直径都有增大的趋势。我国阳泉矿试验表明，预抽瓦斯 钻孔直径由73mm增至300mm，抽出瓦斯量约增加3倍。
随采随抽的钻孔布置
二、边采边抽
本煤层卸压抽采瓦斯
布置钻孔时，抽采孔需提前布置在煤层内，当卸压带接近前开始抽采瓦斯；当卸压带移 至钻孔时瓦斯抽出量增大；之后，当工作面推进到距钻孔1～3m时，钻孔处于煤面的挤 压带内，大量空气开始进入孔隙，使抽出的瓦斯浓度降低。这种抽采方式，因钻孔截断 了工作面前方瓦斯向采场涌出，因此能有效地降低工作面瓦斯涌出量。同时，由于工作 面不断推进，使每一个钻孔抽采卸压瓦斯的时间较短，所以抽采率不高。
增加瓦斯抽采率措施
03
交叉钻孔
交叉钻孔是除沿煤层打垂直于走向的平行孔外，还打与平行钻孔呈150～ 200夹角的斜向钻孔，形成互相连通的钻孔网。其实质相当于扩大了钻孔 直径，同时斜向钻孔延长了钻孔在卸压带的抽采时间，也避免了钻孔坍 塌而对抽采效果的影响。
感谢各位的聆听
一、边掘边抽
本煤层卸压抽采瓦斯
掘进迎头及两帮钻场的钻孔在终孔时上排施工至煤层顶板，下排施工至煤层底板，钻孔 控制范围为巷道周界外4～5m，孔底间距为2～3m，钻孔直径为75mm，封孔深度为 3～5m，封孔后连接于抽采系统进行抽采。 掘进迎头钻孔做到打一个孔、封一个孔、合一个孔、抽一个孔，待最后一个钻孔抽采16 小时后方可进行措施效果检验。巷道周围的卸压区一般为5～15m，个别煤层可达15～ 30m，经封孔抽采后，降低了煤帮及掘进迎头的瓦斯涌出量，保证了煤巷的安全掘进。
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图1
工作面前方煤岩体支承压力分布图
2 2. 1
现场试验 工作面概况
中泰矿业 31021 综 采工作面 位 于 该 矿 三 水 平 一 采 区，
东以切眼为界 与 4F44 断 层 相邻，南 以 31021 回 风 巷为界 与 477 － 1 钻孔相邻， 西 以 设计 停 采 线 为界，北 以 31021 运输 巷为界。该工作面 主 采煤 层为 山西 组二1 煤 层，煤 层 倾角 11° ～ 17° ，平均厚度 8m，工作面平均长度 136m，推进长度 为 550m，埋藏 深度 575 ～ 710. 5m。31021 工作面采 用 倾 斜 长壁采煤方法，综合机械化采煤工艺进行回采。 31021 综采工作面属于突出危险区，工作面的绝对 瓦斯
2012 年第 11 期
煤
炭
工
程
生产技术
单一低透气 性煤层 顶 分层采面 卸压 抽采 技术 研究
王惠风，王正伟，张海权，陈 鑫
( 河南理工大学 能源科学与工程学院，河南 焦作 454003 )
要: 鹤壁中泰矿业所采二1 煤层属低 透 气 性，具 有 突 出 危 险，又无 解 放 层可 采，瓦斯 治 。为了彻底解决 这 一 难 题， 文 章研究了 单 一 低 透 气 性 理一直是制约该矿安全生产的一大 “瓶颈” 摘 煤层顶分层采面卸压抽采技术，并实施应用，结果表明，31021 工作面通过采取 “五 大一深 ” 的 抽采措施和钻孔→封孔→联 抽 → 调控的 “四 位一 体 ” 瓦斯抽 采 模式 后， 实 现 了 单 一 低 透 气 性 煤 层区域消突，大幅提高了瓦斯抽采浓度，改善了低透气性煤层工作面的回采条件。 关键词: 采动卸压; 低透气性; 瓦斯抽采; 抽采效果
2. 2
钻孔施工
1 ) 卸压抽采钻孔布置要充分利用回采工作面前 方 的 卸
压区，卸压区位置 主要 取 决 于煤 体 抗拉 强 度 和 煤 层界 面的
作者简介: 王惠风( 1984 － ) ，男，河南商丘人，硕士研究生，主要从事瓦斯抽采、采矿等方向研究。
43
生产技术
煤
炭
工
程
2012 年第 11 期
摩擦因素，对中 泰 矿业 31021 工作面 进行 钻 屑 法 测 试 和 观 测超前单体支柱的 压 力 来 综 合 判 定 回 采工作面前 方 的 压 力 变化，得知回采工作面最佳动压抽放范围为工作面前方 6 ～ 30m 处。 本着 “大 钻 孔、 大 密 度 ” 的 钻 孔 施 工 原 则， 随 着 31021 工作面不断推进，在其工作面回风巷、运输巷 距 工作 面前方 6 ～ 30m 区间内开始沿着工作面推进方向布置本 煤 层
带，煤层透气性 显 著 增加，煤 层中 顺 层 张 裂 隙 发 育 并 且 相 互贯通，这些客观因素为抽采高浓 度 瓦斯 提 供 了 便 利 条 件。 在实践中，应用这 一 原 理在工作面前 方 卸 压带 内布 置 卸 压 抽采孔，可以有效 地 指导 工作面的安全 生 产 和改 善 瓦斯抽 采效果。 收稿日期: 2012 － 03 － 12
［9 ］
。 受 工作
压力为 1. 40MPa。煤的 坚 固 性 系 数 f 值 为 0. 31 ， 瓦斯放 散
2 2 初速度 ΔP 为 12 ，煤层透气性系数为 0. 0314m / MPa ·d。
面采动影响，引 起 工作面前 方 煤 岩 体 地 应 力 重 新分 布，在 工作面前 方 分 别 形 成 了 卸 压 带、 应 力 集 中 带 和 原 始 应 力 带
顺层抽放 钻孔。 钻 孔 孔 径 75mm， 孔 深 70m， 孔 间 距 2m。 开孔位置距巷道顶板 1. 3m，垂 直 于 巷道 煤 壁， 钻孔 倾角 与 煤层顶板倾角基 本保 持 一 致。 工作面 回 风 巷下 帮 和 工作面 轨道巷上帮共施工卸压钻孔 1100 个，控制 范围 为 工作面 回 风巷下向孔与工作面 轨 道巷上向 孔钻孔 对 接， 覆 盖 整 个 工 作面，确保不留 空 白 带。 卸 压带 抽放 钻孔 始孔布置如图 2 所示。
［10 ］
考虑到研究区煤 层 透 气 性 差 的 客观 因 素， 为 了 确 保 抽 采效果，试验过程中应用了 “五大一深”( 即大 钻孔、 大管 径、大密度、大流量、大负压和深封孔) 的 抽 采 措 施 和 钻孔 →封孔→联抽→调控的 “四位一体” 抽采模式。
，如图 1 所 示。 处 于工作面前 方 10m 范围 内 的 卸 压
［2 － 8 ］
，但 是 绝 大
多数是针对 煤 层 群 条 件， 而对 于 单 一 低 透 气 性 煤 层而 言， 井下抽采 不 具 备 开 采 保 护 层 的 条 件， 瓦斯抽 采 难 度 较 大， 至今瓦斯抽采效 果 仍然 不 太 理 想， 因此 有 待 于 进一 步 的研 究。鹤壁中泰矿业所采二1 煤层属低透气性，并且具 有 突 出 危险，但又无解 放 层可 采， 因此 瓦斯治 理 一 直 是 制 约 该 矿 。为了彻底解决这一难题，论 文以 安全生产的一大 “瓶颈” 鹤壁中泰矿业 31021 综 采 顶 分 层 工作面 为 例， 通 过 采 用 工 作面卸压 抽 采技术， 实 现 了 单 一 低 透 气 性 煤 层 区 域 消 突， 提高了瓦斯抽采效果。
+ 中图分类号: TD712 . 6
文献标识码: B
004303 文章编号: 1671 － 0959 ( 2012 ) 11-
我国 95% 以上矿区煤 层 瓦斯 赋 存 具 有 低 透 气 性、 可 压 密性和易流变 性 的 “三 性 ” 特征
［1 ］
， 使 得 瓦斯抽放 率、 瓦
斯抽放量以及抽放 浓 度 很 低，煤 层 瓦斯 采前 预 抽 效 果 不 甚 理想。因此，单 一 煤 层开 采 条 件 下，利 用 顶 分 层 工作面 开 采的采动效应来提 高 卸 压 煤 层 的 透 气 性 并 对 卸 压 煤 层 瓦斯 进行抽放是目前 消 除 瓦斯 突 出、 控制回 采 空间 瓦斯 浓 度 的 有效措施之 一。 目前，国 内 外 学 者 利 用 采 动 煤 层 卸 压 和 瓦 斯运移规律指导 瓦斯抽 采 进行过 大 量 研究
3 3 涌出量为 5 ～ 9m / min， 原 始 瓦斯 含 量 为 15. 82m / t， 瓦斯
1
工作面卸压带抽放机理
煤层受地应 力 敏 感 性 较强， 主要表 现在煤 层 的 渗透 性
随着地应力 的 变 化 而 发 生 改 变。 地 应 力 增 高，煤 层 渗透 性 降低; 地应力减 少 ( 卸 压 ) 时，煤 层 渗透 性 增加