瓦斯抽采

9.5.1煤与瓦斯突出的预防措施

目前国内比较成熟的瓦斯抽放方法主要有本煤层抽放、邻近层抽放和采空区抽放。根据瓦斯来源的分析，回采工作面的瓦斯一大部分为本煤层瓦斯，邻近层瓦斯也占瓦斯涌出的较大比例，本设计遵循回采工作面本煤层、邻近层抽放为主，采空区抽放为辅的原则。

○1本煤层抽放

本煤层瓦斯抽放分为未卸压抽放法、采掘卸压抽放和人为卸压抽放法。开采层未卸压抽放法适用于透气性较高的煤层，煤层透气性系数一般要求大于0.1m2/Mpa2d；开采煤层卸压抽放法除靠煤层天然透气性外，主要靠采掘工作或人为采取措施，对周围煤体的卸压作用来实现抽放瓦斯的目的。

根据煤科总院抚顺分院测定新元矿3号煤层透气性系数为0.017m2/Mpa2d，小于抽放指标0.1 m2/Mpa2d，属于较难抽放的煤层。单一低透气性高瓦斯含量煤层的瓦斯抽放是煤矿瓦斯抽放最困难的问题，新元矿井3号煤层煤质较软，采取人为深孔松动爆破等工艺进行人为卸压抽放效果并不明显，爆破松动后煤层挤压堵塞钻孔，反而不利于瓦斯的抽采。故设计考虑采用未卸压抽放法，结合新元矿井的现场经验，加大钻孔密度，以实现抽放瓦斯的目的。

本煤层未卸压抽放法的布孔方式，一般可以分为穿层式和沿层式两种，其中沿层布孔方法钻孔揭露煤层面积大，在煤矿中打钻速度快、成本低，采用未卸压方法抽放薄煤层和中厚煤层瓦斯时，一般优先考虑沿层布孔的方式，故新元矿井3号煤层本煤层瓦斯抽放的布孔方式考虑采用沿层布孔方式。

综上所述，新元矿井3号煤层本煤层瓦斯抽放采用本煤层未卸压抽放法，布孔方式考虑采用沿层布孔方式。

○2上邻近层瓦斯抽放

上邻近层瓦斯抽放一般采用两种抽放方法，一种为倾向顶板高抽巷；一种是大直径顶板穿层钻孔抽放。通过上邻近层抽放可有效抽放邻近层瓦斯和降低采空区的瓦斯积存。

1）大直径顶板穿层钻孔

由工作面尾巷向上邻近层打钻孔，待邻近层卸压进行抽放，钻孔封孔后与支管道连接后进行瓦斯抽放。大直径顶板穿层钻孔，施工工艺简单，投资省工程进度快，较好的保证预抽时间，有利于工作面的顺利接替。

2）顶板倾向高抽巷

顶板倾向高抽巷抽放的布置方式：在尾巷内每隔150m以一定倾角向顶板打向上的倾斜巷，在打到距顶板8倍采高20m位置时，打转向巷道进入工作面内20m，巷道完工后，在尾巷的高抽巷下平段进行密闭，用管道通过连接装置与抽

放系统连接，待邻近层卸压后进行抽放。

顶板倾向高抽巷抽放的布置方式抽放效果明显，但巷道量大，投资大，工期长，难以保证预抽时间，影响工作面接替。

根据煤层赋存情况，瓦斯基本参数等资料。结合阳煤集团经验，本次设计邻近层瓦斯抽放选用大直径顶板穿层钻孔方式。

○3采空区瓦斯抽放

由于考虑到本矿井采空瓦斯占一定比例，且邻近层距离开采层距离在3倍到7倍的采高，且局部区域在3倍以下(上邻近层局部缺失)，下邻近层4号煤距3号开采层间距不超过10m，均在开采的影响范围内，下邻近层瓦斯在开采采动影响后要涌出回采空间；另外考虑到回采工作面部分本煤层瓦斯附着风流也要带入其后部的采空区。这样采空区瓦斯所占的比例将会大大提高，因此解决采空区瓦斯涌出是抽放的关键。

采空区瓦斯抽放通常采用采空区埋管抽放和采空区钻孔抽放相结合的方法。

采空区埋管抽放就是在尾巷与回风顺槽横贯闭墙插管，使采空区瓦斯在抽放负压的作用下，经抽放管排出。由于采空区密封性差，瓦斯浓度不会太高，并且波动很大，为确保整个抽放系统的瓦斯不低于安全浓度以下，所以插管与主管连接处必须设阀门，节流孔板和浓度检测口，以便及时检测抽出的瓦斯浓度、流量。

当不具备采空区埋管抽放的时候，可采用采空区钻孔抽放，在适当的地点向采空区打穿层钻孔，利用钻孔联连采空区，在抽放负压的作用下，通过钻孔将采空区的瓦斯抽出。

○4综掘工作面瓦斯抽放

综掘工作面瓦斯抽放通常采用边掘边抽的方法，由煤巷两侧每隔一定距离掘一钻场，向掘进方向大钻孔抽放。

结合新元矿井的实际情况，设计采用迈步式布置双侧耳状钻场抽放。

○5结论

综上所述，本矿井采用回采面、采空区和掘进工作面相结合的综合瓦斯抽放方法，回采面本煤层和邻近层采用综合预抽方法，采空区采用埋管抽放和钻孔抽放相结合的方法，综掘工作面采用边掘边抽的方法。

○6瓦斯抽放参数：

1）本煤层抽放瓦斯参数

本煤层瓦斯抽放采用未卸压抽放法，采用沿层布平行孔方式。

钻场位置：3号煤层回采工作面胶带顺槽和回风顺槽

钻孔间距：1.0m；

钻孔直径：φ200mm；

钻孔角度：倾角与煤层倾角相同；

钻孔长度：120m；

封孔方式：聚氨脂封孔；

封孔长度：6～10m。

布孔方法：在回采工作面的进风侧的胶带顺槽和回风侧的回风顺槽打平行钻孔，钻孔间距1m，倾角与煤层倾角相同。孔向：平行孔大至平行回采工作面；平行孔开孔位置距底板0.8～1.5m。钻孔深度为120m（240米采面），若对打钻孔不能满足需要，留有抽采盲区，要缩小工作面采长，确保不留盲区。本煤层抽放钻孔布置见图9.4。

图9.4 本煤层钻孔布置图

2）邻近层抽放瓦斯参数

邻近层瓦斯抽放采用大直径顶板穿层钻孔方式抽放。

钻场位置：3号煤层回采工作面尾巷。

钻孔间距：25～30m；

钻孔直径：φ200mm；

钻孔角度：倾角25～35°；

钻孔长度：70m；

封孔方式：聚氨脂封孔；

封孔长度：6～10m。

大直径顶板穿层钻孔方式：由工作面尾巷向上邻近层打钻孔，钻孔钻头使用￠195mm。钻孔参数计算见下图。终孔位置不低于8倍～11倍采高，伸出煤柱不低于20m，钻孔间距25m～30m，倾角25～35°。待邻近层卸压进行抽放，钻孔封孔后与支管道连接后进行瓦斯抽放。邻近层抽放钻孔置见图。

3）采空区抽放瓦斯参数