采空区瓦斯抽采技术标准

采空区瓦斯抽采技术标准
1 范围
本标准规定了煤矿采空区瓦斯抽采方法、技术标准等要求。

2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

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凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

AQ 1027-2006 煤矿瓦斯抽放规范
GB 50471-2008 煤矿瓦斯抽采工程设计规范
MT 1035-2007 采空区瓦斯抽放监控技术规范
建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程（2000版）
3 术语及定义
采空区
指矿井回采工作面后冒落或封闭的区域。

正在回采工作面的冒落区域称半封闭式采空区或现采空区，已经封闭的回采工作面的区域称老空区。

4 采空区抽采瓦斯方法
4.1 埋管法
沿回采的采煤工作面回风巷敷设抽采管路由上隅角进入采空区进行瓦斯抽采的一种工艺方法，见图1。

具体可参照以下要求实施：
a) 抽采管路上每间隔20m～50m设置一个立管；
b) 立管高度根据采高和冒落情况确定，立管上方设置顶端封闭、四周钻孔的筛孔管，
筛孔个数根据抽采瓦斯情况确定，同时需对立管采取保护措施；
c) 在立管进入采空区20m～30m后打开，接替上一立管依次投入抽采。

图 1 采空区埋管抽采布置剖面示意图
4.2 插管法
利用抽采管路系统，对回采的采煤工作面封闭采空区部分和已采的采煤工作面全封闭采空区进行抽采的一种工艺方法。

抽采管路可沿回风巷、专用排瓦斯尾巷敷设，见图2、图3.全封闭采空区闭墙还应符合以下要求：
a) 闭墙要严密不漏风；
b) 插管开孔高度应在闭墙高度的三分之二以上；
c) 插管应穿透闭墙超过0.5～1m；
d) 插管管材应采用阻燃、抗静电、不导电材质；
e) 墙外的管路应加观测孔、阀门。

图 2 现采空区插管抽采布置示意图
1——单向阀； 2——孔板流量装置； 3——放水闸阀； 4——放水箱；
5——抽采管阀门； 6——观察孔阀门； 7——瓦斯抽采管； 8——采样观察管；9—注浆管
图 3 现采空区插管抽采布置示意图
4.3 顶板走向（倾向）钻孔法
利用采煤工作面巷道及其相邻巷道施工高位瓦斯钻孔对采空区进行抽采的一种工艺方法，其主要布置形式有两种，一是迎向工作面推进方向布置的走向高位钻孔，见图4；二是垂直工作面推进方向布置的倾向高位钻孔，见图5。

具体可参照以下要求实施：
a) 顶板钻孔钻场布置地点不应受采动影响，并应避开地质构造带，同时应便于维护、
利于封孔、保证抽采效果；
b) 宜利用现有的开拓、准备和回采巷道；
c) 走向钻场的接替间距根据钻机施工能力确定，一般为60 m～150m；
d) 顶板钻孔的终孔高度应位于煤层顶板的裂隙带内，并避开冒落带，具体终孔层位高
度应根据试验考察确定，未进行试验时，终孔距煤层工作面顶板高度可按8～12倍采高设计；
e) 煤层顶板冒落带高度和裂隙带高度可参考附录A计算；
f) 走向钻孔（与回风顺槽近似平行）的水平投影长度要大于钻场间距10 m～20m，终
孔位置距工作面回风顺槽距离宜为3 m～40m；
g) 倾向钻孔（与回风顺槽近似垂直）的终孔间距在采空区内均匀布置，一般不大于30m；
h) 钻场内钻孔的数量应根据不同数量顶板钻孔抽采期间工作面回采的瓦斯涌出量情
况考察试验确定，一般5～8个；
i) 钻孔直径不小于75 m m。

图 4 走向高位钻孔采空区瓦斯抽采示意图
图 5 倾向高位钻孔采空区瓦斯抽采示意图
4.4 顶板高位钻场扇形钻孔
利用采煤工作面回风侧巷道煤柱沿一定角度向煤层顶板施工巷道，布置高抽钻场，并施工钻孔进行抽采的一种工艺方法，见图6。

具体参照以下要求实施：
a) 高抽钻场巷道宜布置在煤层顶板裂隙带高度内；
b) 钻场规格根据钻机和抽采钻孔数量确定；
c) 钻孔向工作面媒体呈扇形布置，钻孔数量根据抽采量计算确定，一般15～24个，钻孔直径不小于75mm，开孔高度1.5m，倾角根据钻孔终孔至裂隙带计算确定，钻孔深度50 m～150m，钻场左右两帮钻孔，终孔间距为50m～10m，钻场正中钻孔终孔间距为30 m。

（a）顶板高位钻场扇形钻孔平面图
（b）顶板高位钻场剖面图
图 6 顶板高位钻孔扇形钻孔法现采空区瓦斯抽采示意图
4.5 顶板高抽巷法
在工作面回风巷内侧距回风巷一定水平距离和垂直距离施工一条顶板巷道进行采空区抽采的一种工艺方法，见图7和图8。

具体可参照以下要求实施：
a) 高抽巷距回风巷的水平距离20m~50m，距工作面顶板为冒落带高度上部，一般为6m~20m；
b) 高抽巷进行封闭接入抽采管路系统，抽采负压一般不低于5kPa；
c) 高抽巷断面积根据抽采量确定。

图 7 顶板走向高抽巷法现采空区瓦斯抽采示意图
图 8 顶板倾向高抽巷法现采空区瓦斯抽采示意图
4.6 地面钻井法
在采煤工作面回风侧煤体的采空区由地面施工钻孔或钻井至顶板裂隙带至冒落带范围接入抽采系统对采空区抽采的一种工艺方法，见图9和图10。

具体可参照如下要求实施：
a) 地面钻井的间距一般为150m；
b) 地面钻井距井下回风巷侧距离一般为工作面长度的三分之一；
c) 地面钻井一般施工至煤层顶板10m～50m范围，并布设筛孔管；
d) 每节筛孔管为10m，共4节筛管，直径根据抽采量确定；
e) 在筛管四周均匀布置3条直线，沿直线方向“品”字形布置筛孔，筛孔呈矩形，长
15cm，宽1cm，每条直线上筛孔之间的距离为25cm。

5 采空区瓦斯抽采其它技术要求
5.1 采空区瓦斯抽采还应按照MT 1035—2007 的有关规定对采空区瓦斯抽放进行监测监控。

5.2 抽采容易自燃或自燃煤层的采空区瓦斯，应经常检测抽采管路中CO浓度和气体温度等
有关参数的变化。

发现有自然发火征兆时，应采取防止煤自燃的措施。

5.3 矿井应根据自身情况自行合理选择适合自身矿井的方法，采用其中一种或多种综合使
用。

图9 地面钻孔法现采空区瓦斯抽采示意图
水泥返至地面
377mm 终孔位置
距煤顶板 10米 10m
图 10 地面钻井井身结构及布置示意图
附录A
（资料性附录）
跨落带和导水裂缝带高度的计算
A. 缓倾斜（0°～35°）、中倾斜（36°～54°）煤层 A.1.1 跨落带高度
A.1.1.1 如果煤层顶板覆岩内有极坚硬岩层，采后能形成悬顶时，其下方的跨落带最大高度可采用下式计算：
(1)cos m M
H K a
=
-………………………………（A.1）
式中：M ——煤层采厚；
K ——冒落岩石碎胀系数； a ——煤层倾角。

A.1.1.2 当煤层顶板覆岩内为坚硬、中硬、软弱、极软弱岩层或其互层时，厚煤层分层开采的跨落带最大高度可采用表A.1中的公式计算。

表A.1 厚煤层分层开采的跨落带高度计算公式
注：
M ∑——累计采厚；公式应用范围：单层采厚1～3m ，累计采厚不超过15m ；计算
公式中±号项为误差。

表A.2、表A.3同。

A.1.2 导水裂隙带高度
煤层顶板覆岩内为坚硬、中硬、软弱、极软弱岩层或其互层时，厚煤层分层开采的导水裂缝带最大高度可选用表A.2中的公式计算。

A,2 急倾斜煤层（55°～90°）
煤层顶、底板为坚硬、中硬、软弱岩层，用垮落法开采时的跨落带和导水裂隙带高度可用表A.3中的公式计算。