当前位置:首页 >> 能源/化工 >>

矿井瓦斯抽放技术简介


FS RI

煤矿安全科技周专题讲座

矿井瓦斯抽放技术简介
主讲: 主讲:姜文忠

2008年 17日 2008年5月17日

FS RI
博士

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

主要内容

1、矿井瓦斯抽放的重要意义 2、我国煤矿抽放瓦斯技术的发展 3、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介 4、低透气性煤层强化抽放瓦斯技术研究 5、鹤岗矿区瓦斯抽放技术评价及建议

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

FS RI
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展
1、我国煤矿抽放瓦斯技术的发展 四个阶段) (四个阶段)
高透气性煤层瓦斯预抽 邻近层卸压瓦斯抽放 低透气性煤层强化抽放瓦斯

高产高效矿井(工作面) 高产高效矿井(工作面)综合抽瓦斯

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展

2、典型矿区瓦斯抽放技术简述 淮南矿区:
9对生产矿井均为煤与瓦斯突出矿井,矿区瓦斯涌出总量达820 m3/min。 对生产矿井均为煤与瓦斯突出矿井,矿区瓦斯涌出总量达 。 对生产矿井均为煤与瓦斯突出矿井 特点是原始煤体透气性低(0.001135m2/MPa2.d),瓦斯含量大(12~26m3/t), 特点是原始煤体透气性低 ,瓦斯含量大 ~ , 瓦斯压力高(最高达 瓦斯压力高 最高达6MPa),煤质松软(f=0.2)。 ,煤质松软 。 最高达 采煤工作面瓦斯涌出量最大为60 m3/min,掘进工作面瓦斯涌出量最大达 采煤工作面瓦斯涌出量最大为 , 8 m3/min。 。 2004年集团公司抽放瓦斯 亿m3,平均矿井抽放率41.5%。 年集团公司抽放瓦斯1.5亿 平均矿井抽放率 %。 年集团公司抽放瓦斯 矿区采用的抽放技术主要有: 矿区采用的抽放技术主要有: ①顶板走向钻孔抽放瓦斯技术; 顶板走向钻孔抽放瓦斯技术; ②专用瓦斯抽放巷道穿层钻孔抽放技术; 专用瓦斯抽放巷道穿层钻孔抽放技术; ③地面钻井抽放采动影响区域瓦斯技术; 地面钻井抽放采动影响区域瓦斯技术; ④顺层钻孔抽放技术; 顺层钻孔抽放技术; ⑤采空区瓦斯抽放技术。 采空区瓦斯抽放技术。

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展

在机巷和风巷沿煤层倾斜方向施工顺层倾向钻孔。孔间距 ~ 在机巷和风巷沿煤层倾斜方向施工顺层倾向钻孔。孔间距8~10m,孔 孔 深 30 ~ 35m, 孔 径 73mm , 抽 放 浓 度 为 5 ~ 15% , 抽 放 流 量 为 1 ~ 3m3/min,煤层瓦斯预抽率达到了 , 煤层瓦斯预抽率达到了32.78%,对降低煤壁瓦斯涌出量 , 及防止煤与瓦斯突出起到了一定的作用。 及防止煤与瓦斯突出起到了一定的作用。

1

2

3

4

5 C15

6

7

8 高

9 抽

10

11 巷

12

13

14

补1 补2 18

19 20

21

谢二矿4111(3)工作面顺层孔预抽钻孔布置图 ( ) 谢二矿
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI
22 23 补3 24 27 N1 2 3 补4 26 25

4

5

6

7 8 9 10 11

FS RI

二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展
A 钻场

参数:每隔50 50m 参数:每隔50m在巷道两 帮 各 施 工 4 m× 4m × 2.4 m 的钻场, 的钻场 , 在每个钻场施 个长65 65m 直径91 91mm 工 4 个长 65m , 直径 91mm 的抽放钻孔。 的抽放钻孔 。 钻孔距巷 道距离2 道距离2.5~4.0m。所以 每个钻场内开孔间距 500mm mm, 500mm,钻孔方位与巷道 中线成1 度的夹角, 中线成 1 ~ 3 度的夹角 , 用聚氨酯封孔后不间断 的抽放, 的抽放,前后钻场钻孔重 15m 叠15m。

1772(3)运输顺槽

2.4m

3 4 2 4m

1

潘三矿 1772(3)边抽边掘钻场和钻孔布置示意图 边抽边掘钻场和钻孔布置示意图

FS RI
50m

60m

A

0.5m 0.5m 1.5m

0.5m

1.5m

1

0.5m 0.5m

3

2

A—A剖面

3m

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展


1m
13 5 14 Ⅱ 15 6 4 7 3 8 2 9 1 10 11 12 Ⅱ

掘 进 头 超 前 钻 孔 预 抽



Ⅰ Ⅰ

10、13 、8、9 6、7 11、14 1、2、3、4、5 12、15
Ⅱ Ⅱ

5 4、1 3、1 1

5 6 4 7 3 8 2 9

FS RI

在掘进迎头一次性布置9 在掘进迎头一次性布置9个孔 16m,孔径75mm 75mm的抽放钻孔 深16m,孔径75mm的抽放钻孔 ),钻孔的抽放范围 (1~9#),钻孔的抽放范围 控制在巷道轮廓外4.0m 4.0m。 控制在巷道轮廓外4.0m。在 迎头向后2.0m处的巷道两帮 迎头向后2.0m处的巷道两帮 2.0m 各施3个抽放孔( 各施3个抽放孔(10#~15#), 其参数为: 其参数为:方位与巷道中线 夹角成20 20° 孔深30.0m 30.0m, 夹角成20°,孔深30.0m,孔 75mm,倾角分别为+5 +5° 径75mm,倾角分别为+5°, 0°,-5°。迎头抽放钻孔每 进尺8.0m为一个作业循环, 8.0m为一个作业循环 进尺8.0m为一个作业循环, 巷道两帮钻孔每掘进16.0m 16.0m为 巷道两帮钻孔每掘进16.0m为 一个作业循环。 一个作业循环。

0.5m
1

抽采钻孔布置图

10、 11、 12

煤炭科学研究总院抚顺分院

0.5m

FS RI

二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展
回风巷 抽放钻场 抽放管路 抽放钻孔

进风巷

潘一矿2312(3)开采层顶板走向钻孔(高位钻孔)瓦斯抽放钻孔布置图 ( )开采层顶板走向钻孔(高位钻孔) 潘一矿
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI
工 作 面

在工作面回风巷每隔 100m布置一个钻场 布置一个钻场, 100m布置一个钻场, 钻场在回风巷下帮开 17° 口,以17°倾角向上 施工,掘进4m后变平, 4m后变平 施工,掘进4m后变平, 再施工2m 2m长的钻机平 再施工2m长的钻机平 共布置5个钻孔, 台;共布置5个钻孔, 钻孔直径91mm 91mm, 钻孔直径91mm,长度 115m; 115m;钻孔终孔点控 制在回风巷下帮向下 23m范围内 范围内, 3~23m范围内,终孔 距煤层法距18m左右。 18m左右 距煤层法距18m左右。 瓦斯抽放量为7.0 7.0~ 瓦斯抽放量为7.0~ /min,平均10.5 12.0m3/min,平均10.5 3/min。 m /min。

FS RI

二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展
采空区瓦斯抽采管 控制阀门 瓦斯抽采泵

采 空 区 双 埋 管 法 抽 放

30m
瓦斯抽采头

30m 工 作 面

30m

15m 15m
密闭 采空区

随着回采工作面的移动,将抽放管路预埋在采空区的风巷位置, 随着回采工作面的移动,将抽放管路预埋在采空区的风巷位置,预埋管口距工 作面的距离在15 30m左右时投入抽放 在采空区上下两巷打密闭, 15~ 左右时投入抽放, 作面的距离在15~30m左右时投入抽放,在采空区上下两巷打密闭,密闭位置距 抽放管口5m左右,密闭的间距15m 瓦斯抽放浓度为5~ 5m左右 15m。 抽放管口5m左右,密闭的间距15m。瓦斯抽放浓度为 ~10%,平均为 ,瓦斯 ,平均为8%, 抽放纯流量为1~ 抽放纯流量为 ~3.0m3/min,平均为 ,平均为2.0m3/min。 。
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

回风巷

回 风 上 山

FS RI

二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展

综合抽放: 综合抽放:
a.回采工作面综合抽放: 回采工作面综合抽放: 回采工作面综合抽放 以高抽巷、顶板走向钻孔为主,巷帮边孔为辅, 以高抽巷、顶板走向钻孔为主,巷帮边孔为辅, 结合本煤层顺层钻孔预抽,上隅角埋(插 管做补充的 结合本煤层顺层钻孔预抽,上隅角埋 插)管做补充的 方式治理瓦斯。 方式治理瓦斯。 瓦斯预抽率只能达到7%~10%。而综合抽放时 瓦斯预抽率只能达到 ~ 。 本煤层抽放浓度能保持在8%左右 左右, 本煤层抽放浓度能保持在 左右,高抽巷最大浓度 为42%,最大纯量为 ,最大纯量为32m3/min,采煤工作面瓦斯抽放 采煤工作面瓦斯抽放 率能达到50%以上。 以上。 率能达到 以上

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展
7 8 9 10 11 12 5 2 300m 6 5 4 3

b. 地 面 钻 井 与 泵 站 示 意 图

1 13-1煤层 11-2煤层

1—钻井;2—压力表;3— 156mm管;4—孔板流量计;5—阀;6—瓦斯泵;7—水箱; 8—避雷针;9—瓦斯管;10—泵房;11—水管;12—潜水泵;13—水池

FS RI
13

地面钻井抽放功能: 地面钻井抽放功能: 1)采前预抽,预抽 )采前预抽, 个月; 期2~4个月; ~ 个月 2)采动卸压后抽放 ) 卸压带瓦斯; 卸压带瓦斯; 3) 3)工作面回采完毕 后,可利用其进行 采空区瓦斯抽放。 采空区瓦斯抽放。 单井日平均抽出瓦 斯14943m3,单井抽 放瓦斯量最高达 28800m3/d。正常抽 。 放瓦斯浓度在95% 放瓦斯浓度在 左右。 左右。

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展

抚顺老虎台矿: 抚顺老虎台矿:
矿井是一座“ 瓦斯、煤尘、煤与瓦斯突出、 矿井是一座“水、火、瓦斯、煤尘、煤与瓦斯突出、冲 击地压”六害俱全的矿井,相对瓦斯涌出量52.76m3/t,绝 击地压”六害俱全的矿井,相对瓦斯涌出量 , 对涌出量314.21m3/min。 综放面瓦斯涌出高达 对涌出量 。 综放面瓦斯涌出高达200m3/min; ; 煤与瓦斯突出严重, 煤与瓦斯突出严重,1997年10月3日,-780m运输石门揭煤 年 月 日 运输石门揭煤 在煤层中掘进时由于构造应力的作用发生突出, 在煤层中掘进时由于构造应力的作用发生突出,突出煤量 1,067t,涌出瓦斯 万m3;冲击地压每年发生近 冲击地压每年发生近4000次左 ,涌出瓦斯10万 次左 年至2002年共发生冲击地压 年共发生冲击地压38,383次,其中大于 右,1993年至 年至 年共发生冲击地压 次 3级(里氏震级)44次,最大达 级。 级 里氏震级) 次 最大达3.7级

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展
抚顺矿区开采的是特厚煤层,从20世纪 年 抚顺矿区开采的是特厚煤层, 世纪50年 世纪 代开始就采取预抽煤层瓦斯的方式进行瓦斯抽放, 代开始就采取预抽煤层瓦斯的方式进行瓦斯抽放, 一般预抽2~ 年左右 主要有采前预抽、 年左右, 一般预抽 ~3年左右,主要有采前预抽、边采边 抽和采空区抽放等方法。 抽和采空区抽放等方法。 2003年矿井瓦斯抽放量为 年矿井瓦斯抽放量为105.06Mm3 , 平均 年矿井瓦斯抽放量为 抽放速度为199.89m3/min, 平均抽放浓度为 抽放速度为 , 平均抽放浓度为50%, , 生产吨煤抽放量为29.18m3/t。 生产吨煤抽放量为 。

瓦斯抽放: 瓦斯抽放:

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI
505 采 区 边 采 边 抽 钻 孔 布 置 平 断 面 图

二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展
4 1

2







八 3








-505m 七



-430m
Ⅰ Ⅰ

1-反斜钻孔;2-隔离式钻孔; 反斜钻孔; 隔离式钻孔 隔离式钻孔; 反斜钻孔 3-上抽钻孔;4-下截式钻孔 上抽钻孔; 下截式钻孔 上抽钻孔
3 1 2 4

边采边抽

FS RI

上抽式: 上抽式:在采区上部煤柱中布 置钻场,每个钻场内打5~ 个 置钻场,每个钻场内打 ~7个 钻孔,一直穿透全煤层, 钻孔,一直穿透全煤层,钻孔 角度一般为0° 角度一般为 °~3°; ° 下截式: 下截式:将钻孔布置在采区下 部阶段煤柱内, 部阶段煤柱内,布置与上抽式 相同; 相同; 反斜式: 反斜式:将钻场设在阶段的下 部和煤层的顶部或顶板油母页 岩内,然后打斜交上向钻孔; 岩内,然后打斜交上向钻孔; 隔离式: 隔离式:将钻场和钻孔布置在 边界(区间)煤柱中, 边界(区间)煤柱中,抽放受 采动影响的卸压瓦斯; 采动影响的卸压瓦斯; 原预抽孔的边采边抽。 原预抽孔的边采边抽。

总抽放率为36.8% % 总抽放率为

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展
运输顺槽 采空区

采空区抽放
78001-I综放面回采时 综放面回采时 瓦斯涌出量: 瓦斯涌出量: 119.55m3/min,采用 , 尾巷插管, 尾巷插管,顶板巷道 和采空区埋管抽放空 区瓦斯, 区瓦斯,其中风排量 19.28m3/min,抽放量 , 达到100.27m3/min, 达到 , 抽放率高达83.87%。 抽放率高达 。
中间顶煤瓦斯道 顶煤瓦斯道 2 入风煤门 回风煤门 -780皮带巷 2 -730流水巷

回风顺槽

1--φ219mm瓦斯管 3--φ126mm瓦斯管

FS RI
4

3 引巷 砂墙 密闭

安装道

78001-I巷道 - 巷道 布置与瓦斯抽 放系统示意图

2

-680m流水巷

2--φ325mm瓦斯管 4--φ159mm瓦斯管

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展
2000~2003年抚顺矿井瓦斯涌出、抽放与利用量 ~ 年抚顺矿井瓦斯涌出、 年抚顺矿井瓦斯涌出
项 目 2000 163.92 37.07 126.84 77.38 117.48 92.62 2001 168.56 36.88 131.68 78.12 121.67 92.40 2002 2003 136.24 31.18 105.06 77.11 105.02 99.96

矿井瓦斯涌出总量(Mm3) 矿井瓦斯涌出总量(Mm3) 风排瓦斯量 抽放瓦斯量 矿井抽放率 利用瓦斯量 瓦斯利用率 (Mm3) Mm3) (Mm3) Mm3) (% ) (Mm3) Mm3) ( %)

FS RI
150.14 28.81 121.33 80.81 109.99 90.65

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展

晋城寺河矿: 晋城寺河矿:
2004年7月矿井瓦斯鉴定,矿井绝对涌出量为 年 月矿井瓦斯鉴定 月矿井瓦斯鉴定, 386m3/min , 抽 放 量 为 130m3/min , 风 排 量 256.30m3/min,相对瓦斯涌出量21m3/t。 /min,相对瓦斯涌出量21m /t。 抽放方法有三种, 即地面抽放、 抽放方法有三种 , 即地面抽放 、 本煤层预抽 和采空区抽放。 和采空区抽放。

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展

(1)地面钻孔抽放 )
2004年在寺河矿潘庄井田施工 口煤层气井, 井距为 年在寺河矿潘庄井田施工30口煤层气井 , 年在寺河矿潘庄井田施工 口煤层气井 310×250m,控制面积为 年度累计产气量538 × ,控制面积为3.64km2,2004年度累计产气量 年度累计产气量 二期工程的70口煤层气井于 口煤层气井于2004年底开工,于2005 年底开工, 万m3。二期工程的 口煤层气井于 年底开工 月份完工, 年 10月份完工, 年底形成了 ~ 1.5亿m3/a的煤层气生产 月份完工 年底形成了0.8~ 亿 的煤层气生产 能力; 年完成三期工程, 能力;2010年完成三期工程,进行整个潘庄井田的煤层气 年完成三期工程 开发,实现年产气量3亿m3。 开发,实现年产气量 亿

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展
掘进巷道两侧间隔150m布置钻场,钻场内钻孔呈扇形布置,钻孔 布置钻场,钻场内钻孔呈扇形布置, 掘进巷道两侧间隔 布置钻场 设计长200米,实现对掘进面前方和圈定区域内的瓦斯进行抽放; 设计长 米 实现对掘进面前方和圈定区域内的瓦斯进行抽放; 回采前又进行采前预抽。 回采前又进行采前预抽。
进风顺槽

(2)本煤 层预抽

进风顺槽

钻场

回风顺槽

钻孔

寺河矿掘进时预抽钻孔布置

寺河矿回采工作面预抽钻孔布置

FS RI

加密钻孔

回 采 工 作 面

回风顺槽

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

二、我国煤矿抽放瓦斯技术发展
通过采空区密闭插管进行半封闭抽放, 通过采空区密闭插管进行半封闭抽放 , 有效的改变 上隅角风流运移方向, 达到治理上隅角瓦斯的目的。 上隅角风流运移方向 , 达到治理上隅角瓦斯的目的 。 工作面回采结束后, 工作面回采结束后 , 对密闭工作面采空区继续进行 全封闭抽放,以减小采空区瓦斯涌出量。 全封闭抽放,以减小采空区瓦斯涌出量。 采空区抽放瓦斯混合量: ~ 采空区抽放瓦斯混合量 : 75~ 80m3/min; 抽放 ; 抽放CH4 浓度: ~ 浓度:13~17%;抽放纯瓦斯量 ~14m3/min。 ;抽放纯瓦斯量11~ 。

(3)采空区瓦斯抽放

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
1 、 煤矿抽放瓦斯类型按抽放瓦斯来源可 煤矿抽放瓦斯类型 按抽放瓦斯来源可 分为4个类型: 分为4个类型:
开采煤层瓦斯抽放类型 邻近层瓦斯抽放类型 围岩瓦斯抽放类型 采空区瓦斯抽放类型

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
开采煤层瓦斯抽放方法类型 开 采 煤 层 采 动 卸压 瓦 斯抽放方法 人为强化卸压瓦斯抽 放方法

开采煤 层 未卸 压瓦斯 抽放方法

岩巷揭煤 层预抽瓦 斯方法

煤巷掘进 预抽瓦斯 方法

回采工作 面大面积 预抽瓦斯 方法

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

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

FS RI
水力压 裂法

水力割缝 法

长钻孔控 制预裂爆 破法

其 它 强 化 卸 压 法

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
邻近层瓦斯抽放方法类型

上邻近层卸压瓦 斯抽放方法

钻孔抽放瓦斯方式

巷道抽放瓦斯方式

邻近层瓦斯抽放方法

FS RI

下邻近层卸压瓦斯抽 放方法

钻孔—巷道混合抽放瓦斯 方式

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
围岩瓦斯抽放方法类型

顶底板围岩采动卸压瓦 斯抽放方法

作为邻近层瓦斯被 抽放

涌 入 采空 区 瓦 斯 被 抽 放

围岩瓦斯抽放方法

FS RI
钻孔方式抽放

围岩裂隙(溶洞)喷出瓦斯 抽放方法

封闭巷道插管抽放 方式

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
采空区瓦斯抽放方法类型

回采工作面采空区瓦斯 抽放方法

老采空区瓦斯抽放方法

报废矿井瓦斯 抽放方法

采空区冒落拱( 带)卸压瓦斯边 采边抽方法

采空区积聚瓦斯 抽放方法

工作面上隅角瓦 斯抽放方法

钻孔抽放方式

巷道抽放方式

插(埋)管抽放方 式

钻孔抽放方式

密闭插管抽放方式

采空区抽放瓦斯方法
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

密闭抽放

地面钻孔抽放

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
2、开采煤层瓦斯抽放方法技术
(1)开采煤层未卸压瓦斯抽放方法 岩巷揭煤层预抽(排)瓦斯方法 煤巷掘进预抽( 煤巷掘进预抽(排)瓦斯方法 回采工作面大面积预抽瓦斯方法

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
1
φ7m

适用条件:用于倾斜、 ☆适用条件:用于倾斜、缓倾 斜中厚以上突出危险煤层超前预 瓦斯。 抽(排)瓦斯。 技术工艺参数: ☆技术工艺参数:沿井筒周边 扇形布置φ108mm mm钻 外 1.5m 处 , 扇形布置 φ108mm 钻 井筒围内均匀布置φ75mm mm钻 孔,井筒围内均匀布置φ75mm钻 孔间距约1 孔,孔间距约1m,一般抽排时约 个月,使煤层瓦斯含量下降30 30% 1个月,使煤层瓦斯含量下降30% 以上,或煤层瓦斯压力下降到 74MPa 以下。 MPa以下 0.74MPa 以下 。 防突措施应遵照 防治煤与瓦斯突出细则》 《防治煤与瓦斯突出细则》有关 规定。 规定。 应用说明: ☆应用说明:用于铁法大兴矿 抽排瓦斯时, 等。抽排瓦斯时,应防止钻孔积 水影响瓦斯涌出。 水影响瓦斯涌出。

立井揭煤层超前钻孔抽排瓦斯方法

FS RI

1-井壁;2-超前钻孔;3-煤层 井壁; 超前钻孔 超前钻孔; 煤层 井壁

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
6 4 14 16 20 22 8 25 23 15 13
21 19 17 15 13

适用条件: ☆ 适用条件 : 用于石门揭开突 出煤层前预抽排瓦斯, 出煤层前预抽排瓦斯 , 煤层 倾角、厚度不限,单一煤层, 倾角 、厚度不限,单一煤层 , 近间距煤层群均可采用。 近间距煤层群均可采用。 技术工艺参数: ☆ 技术工艺参数 : 主要抽排石 门 上 方 ( 7 ~ 8m ) 及 二 侧 保护圈内的瓦斯。 ( 5 ~ 6m ) 保护圈内的瓦斯 。 孔径75mm,间距1 75mm 孔径 75mm , 间距 1 ~ 2m. 抽排 时间3 个月至一年( 时间 3 个月至一年 ( 与孔间 距有关) 距有关 ) , 其它防突措施按 防治煤与瓦斯突出细则》 《 防治煤与瓦斯突出细则 》 有关规定执行。 有关规定执行。 应用说明: ☆ 应用说明 : 用于重庆天府煤 为了提高瓦斯抽排效果, 矿。 为了提高瓦斯抽排效果 , 可采用煤层扩孔钻扩大煤层 段钻孔直径; 段钻孔直径 ;钻孔可与抽放 系统联接,用负压进行抽放。 系统联接 ,用负压进行抽放 。

18

16 2

石门

° W

24

12 11 7

22 20 18 16 14

24 25 23

2

8 6 4 2

10

12 13 11

9

7 5 3 1

25

24 23

1
21 19 22 20 17 16 18

0
孔 压 测

15 14

13



3~5m



石门揭煤层超前钻孔抽排瓦斯方法
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI
19 9 11 3 5

N

25 23 24 22 19 12 15 16 11 7 8 10 6 20 18 14

21

17

13

9

12

11

9

10

5

7

8

5 6 3 4

3

1

2

4

1 2

5~8m

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
0.6 0.6 0.6 0.6 0.9 1.0 1 6 2 7 3 8 4.0 4 9 5 10 2.8

适用条件: ☆ 适用条件 : 用于突出煤层 煤巷掘进工作面前方煤体瓦斯抽 排。 技术工艺参数: ☆ 技术工艺参数 : 钻孔直径 75~90mm 软煤选用小直径, mm, 75~90mm,软煤选用小直径,孔 间距应按钻孔在有效抽放时间内 的排放半径确定, 一般为0 的排放半径确定 , 一般为 0.5 ~ 钻孔应控制巷道两帮外2 2.0m , 钻孔应控制巷道两帮外 2 还应控制巷道顶部煤层。 ~3m,还应控制巷道顶部煤层。 钻孔长度应超过巷道前方应力集 中带。 一般为15 20m 15~ 中带 。 一般为 15 ~ 20m 。 有关防 突措施应按《 突措施应按《防治煤与瓦斯突出 细则》执行。 细则》执行。 应用说明, ☆ 应用说明 , 平顶山十矿等 。该方法为突出煤层煤巷掘进最 常用的防突技术措施。 常用的防突技术措施。

6

7

8

9

10

FS RI
孔 号

煤巷掘进超前钻孔抽 (排)瓦斯方法

钻孔参数表
钻孔参数 方位(° ) 倾角(° )孔深(m) -14 -7 0 7 14 -14 -7 0 7 14 +3 +3 +3 +3 +3 +1 +1 +1 +1 +1 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

注:方位为钻孔与巷道走向间的夹角。 符号向右为+,向左为-

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
戊8煤 戊9-10煤 预抽巷

适用条件: 各类煤层, ☆ 适用条件 : 各类煤层 , 抽放瓦斯的巷道位置应处于钻 机能力范围内,一般不大于 200m 下向孔抽放时, 200m 。 下向孔抽放时 , 钻孔应 为缓倾角, 为缓倾角 , 否则应采用钻孔排 水措施。 水措施。 技术工艺参数: 孔径75 ☆ 技术工艺参数 : 孔径 75 90mm 间距10 左右, 10m ~ 90mm , 间距 10m 左右 , 钻孔 长度必须超过巷道所在位置处 , 抽放时间应满足巷道掘进时 通风安全或防治突出的预抽瓦 斯指标要求。 斯指标要求。 应用说明: ☆ 应用说明 : 随着钻机能 力的提高, 力的提高 , 该方法结合采煤工 作面大面积预抽瓦斯, 作面大面积预抽瓦斯 , 同时先 抽后掘巷道的瓦斯, 抽后掘巷道的瓦斯 , 应是一项 较实用的先抽后掘巷道的方法 。 平煤十矿采用了煤巷先抽后 掘抽放瓦斯方法。 掘抽放瓦斯方法。

待掘机巷

煤巷先抽后掘抽放瓦斯方法
30m 3m

FS RI
12m

待掘巷道

30m

预抽巷道

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
A A-A 1 2

穿 层 钻 孔 预 抽 煤 层 瓦 斯 方 法
30m A

a.单一煤层穿层钻孔抽放瓦斯方法 1.采空区;2-阶段煤柱 单一煤层穿层钻孔抽放瓦斯方法 采空区 采空区; 阶段煤柱
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

+3~ 5 °

+15°

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
K1 K2 K3 K4 K5 1 3 K7 K8 K9 K 10

穿 层 钻 孔 预 抽 煤 层 瓦 斯 方 法

2、 3

20°

1

K 1 K 2 K 3 K4 K 5

K 7 K 8 K 9 K 10

b.煤层群穿层钻孔抽放瓦斯方法 煤层群穿层钻孔抽放瓦斯方法

FS RI
2

煤炭科学研究总院抚顺分院

15°

° 75

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
5~10 m

K1

穿 层 钻 孔 预 抽 煤 层 瓦 斯 方 法

K3
10~1 5m

底板道

c.网格式穿层钻孔抽放瓦斯方法 网格式穿层钻孔抽放瓦斯方法

FS RI

底板道

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
1

顺层钻孔预抽开采煤层瓦斯方法
适用条件: 具有底( ☆ 适用条件 : 具有底 ( 顶 ) 板围岩巷或邻近煤层巷道 , 可以从该巷道向抽放瓦斯煤 层打钻; 层打钻; 图 a适用于容易及可以抽 适用于容易及可以抽 放煤层。 放煤层。 钻场间距一般为30m, 每 钻场间距一般为 , 个钻场内扇形布孔5-7个 , 孔 个钻场内扇形布孔 个 左右。 径90mm左右。 左右 在抚顺各矿应用 。

顺 层 钻 孔 抽 瓦 斯 方 法

4

2
1-回风巷道 回风巷道

2-运输巷道 运输巷道

a.顺层上向钻孔预抽开采煤层瓦斯方法 顺层上向钻孔预抽开采煤层瓦斯方法
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI
3

5
5-回采工作面 回采工作面

3-瓦斯管 4-抽放钻孔 瓦斯管 抽放钻孔

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介

图 b可用于各类瓦斯抽放难易 顺 可用于各类瓦斯抽放难易 程度的煤层 。 对于较难抽放 层 瓦斯的煤层或突出煤层 , 在 钻 采前进行预抽后 , 当先采一 孔 层 ( 开采保护层 ) 后 , 可以 抽 继续预先抽放开采煤层的卸 瓦 压瓦斯( 详见本节层外先采, 压瓦斯 ( 详见本节层外先采 , 斯 预抽开采煤层卸压瓦斯方 钻场间距一般为30m,方 法 ) ; 钻场间距一般为 , 每个钻场内扇形布孔5-7个 , 法 每个钻场内扇形布孔 个 孔径90mm左右。 左右。 孔径 左右 在重庆中梁山煤矿应用









b.顺层下向钻孔预抽开采煤层瓦斯方法 顺层下向钻孔预抽开采煤层瓦斯方法
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI
进 风 巷

开 切 眼 道

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
尾巷

图c适用于预抽严重突出 适用于预抽严重突出 煤层的瓦斯, 煤层的瓦斯 , 可以作为 区域性防突措施, 区域性防突措施 , 有关 要求应符合《 要求应符合 《 防治煤与 瓦斯突出细则》规定。 瓦斯突出细则》规定。 要求在开采煤层的范围 内均匀布孔, 内均匀布孔 , 孔间距一 般 为 10×10m , 要 求 抽 × 放时间一年左右, 放时间一年左右 , 抽放 率 ( 抽放量与煤层瓦斯 大于30% 储量的比值 ) 大于 。 在芙蓉白皎矿, 在芙蓉白皎矿 , 北票台 吉矿等应用

顺 层 钻 孔 抽 瓦 斯 方 法

回风巷

c.顺层走向水平钻孔预抽煤层瓦斯方法 顺层走向水平钻孔预抽煤层瓦斯方法
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI
进风巷

采 区 回 风 巷

采 区 进 风 巷

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
上 风 巷 Ⅳ Ⅴ Ⅲ Ⅰ Ⅱ

1
一 三 轨 道 上 山 一 三 运 输 上 山 一 三 回 风 上 山







2 西块段中块段

Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ-交叉钻孔 Ⅱ-平行钻孔 -风门 Ⅴ-平行隔离钻孔 -? ?00支支支支支支支 1

d.顺层交叉网状钻孔预抽煤层瓦斯方法 顺层交叉网状钻孔预抽煤层瓦斯方法

FS RI
3

4 东块段

顺 层 钻 孔 抽 瓦 斯 方 法

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
顺层钻孔抽放时,要求的钻孔量( 顺层钻孔抽放时,要求的钻孔量(m/t) )

煤层类别

薄煤层

中厚煤层

容易抽放

0.05

可以抽放

0.05~0.1 ~

0.03~0.05 ~

较难抽放

>0.1

>0.05

FS RI
0.03

厚煤层

0.01

0.01~0.03 ~

>0.03

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI
皮带上山

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
回风上山 轨道上山 突出点 上风巷

顺 层 钻 孔 抽 瓦 斯 方 法

钻孔

流水巷

焦作焦西矿顺层上、 焦作焦西矿顺层上、下钻孔预抽煤层瓦斯方法
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI
下风巷

开切眼

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
2、开采煤层瓦斯抽放方法技术
(2)开采煤层采动卸压瓦斯抽放方法 开采煤层采掘巷道周边卸压瓦斯抽放方法 开采保护层抽放开采煤层卸压瓦斯方法

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
50m

适用条件: ☆ 适用条件 : 适用于容易抽放瓦 斯煤层, 斯煤层,煤巷掘进工作面区域 瓦斯涌出量较大(超过 3m3/min)时。 ) 技术工艺参数: ☆ 技术工艺参数 : 巷帮钻孔主要 应避开巷道周围松动圈, 应避开巷道周围松动圈,且处 于巷帮煤体卸压范围内, 于巷帮煤体卸压范围内,钻孔 封孔段长度应超过巷道松动圈 范 围 。 孔 径 75 ~ 100mm , 孔 长 50~ 100m, 钻场间距 ~ ~ , 钻场间距30~ 50m,每个钻场内布置 ~ 4个 , 每个钻场内布置2~ 个 孔底距巷帮平距8~ 孔 , 孔底距巷帮平距 ~ 15m。 。 应用说明: ☆应用说明:在鸡西穆梭矿掘 厚的煤巷时, 进1.7~1.9m厚的煤巷时,掘 ~ 厚的煤巷时 进巷道瓦斯涌出达8.2m3/min, 进巷道瓦斯涌出达 , 采用该方法后,抽出瓦斯5~ 采用该方法后,抽出瓦斯 ~ 7m3/min,巷道瓦斯涌出量降 , 低60~70%。 ~ 。

8° ~

°~ °

°

20m

a巷帮斜交钻孔抽瓦斯方法 巷帮斜交钻孔抽瓦斯方法

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

4m

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
65m

适用条件: ☆ 适用条件 : 适用于煤与瓦斯突出危 险煤层, 险煤层 , 用于消除掘进工作面突 出危险性。 出危险性。 钻 A 技术工艺参数: ☆ 技术工艺参数 : 巷帮钻孔主要应避 开巷道周围松动圈, 开巷道周围松动圈 , 且处于巷帮 场 煤体卸压范围内, 煤体卸压范围内 , 钻孔封孔段长 度应超过巷道松动圈范围。 度应超过巷道松动圈范围 。 孔径 75~ 100mm, 孔长 ~ 100m, 钻 ~ , 孔长50~ , 场间距30~ 场间距 ~50m,每个钻场内布置 , 2~4个孔,孔底距巷帮平距8~ 15m。 。 应用说明:在淮南局各矿应用, ☆ 应用说明 : 在淮南局各矿应用 , 潘 三矿掘进巷道平均抽放瓦斯 1.5m3/min,最高3.2m3/min,抽放 , 最高 , 率达35~ 率达 ~ 50%,一年内累计安全掘 一年内累计安全掘 进 1080m , 平 均 月 进 90m , 最 高 115m, 认为这是防治掘进过程中 , 瓦斯超限和防治突出的治本措施。 瓦斯超限和防治突出的治本措施 。

巷帮钻孔

16m
A

巷道 超前钻孔

b巷帮钻孔结合超前钻孔抽放瓦斯方法 巷帮钻孔结合超前钻孔抽放瓦斯方法

FS RI
A-A剖面 钻孔 钻场
65m

边掘边抽卸压瓦斯方法

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介

边采边抽卸压瓦斯抽放方法 适用条件:受回采工作面前方矿压变化的影响, ☆适用条件:受回采工作面前方矿压变化的影响,回采工作面前方一段 范围内,煤体被压碎松动卸压,该地段煤体内瓦斯会大量解吸, 范围内,煤体被压碎松动卸压,该地段煤体内瓦斯会大量解吸,随着 回采工作向前推进,此松动卸压地段也会不间断的向前移动。 回采工作向前推进,此松动卸压地段也会不间断的向前移动。因此抽 放该地段内的卸压瓦斯,会取得较好的效果。 放该地段内的卸压瓦斯,会取得较好的效果。但顺层单一平行钻孔孔 孔底与回采工作面距离相同,所以钻孔孔口与孔底同时被破坏, 口,孔底与回采工作面距离相同,所以钻孔孔口与孔底同时被破坏, 钻孔抽放松动卸压区内瓦斯的时间短。 钻孔抽放松动卸压区内瓦斯的时间短。而交叉钻孔中的斜向钻孔或斜 交钻孔,当孔底被回采工作面采过后, 交钻孔,当孔底被回采工作面采过后,仍有部分钻孔段留在卸压煤体 内抽放瓦斯,因而能取得较好的抽放瓦斯效果。 内抽放瓦斯,因而能取得较好的抽放瓦斯效果。 技术工艺参数: 回采工作面大面积预抽瓦斯方法抽瓦斯方法相同 抽瓦斯方法相同, ☆技术工艺参数:与回采工作面大面积预抽瓦斯方法抽瓦斯方法相同, 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, 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。 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:焦作九里山矿等应用效果较好。 ☆应用说明:焦作九里山矿等应用效果较好。关键在于对预抽钻孔坚持 继续抽放及加强抽放瓦斯的管理。 继续抽放及加强抽放瓦斯的管理。

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介

开采保护层抽放瓦斯的作用: 开采保护层抽放瓦斯的作用: 减少被保护层卸压瓦斯向保护层回采工作面涌出,等于抽 放了下邻近层涌出的卸压瓦斯,保障了保护层安全开采; 消除被保护层煤与瓦斯突出危险; 减少被保护层(主开采煤层)巷道掘进及回采的瓦斯涌出, 消除瓦斯威胁。 开采保护层抽放开采煤层卸压瓦斯的方法: 开采保护层抽放开采煤层卸压瓦斯的方法 上保护层开采抽放被保护层(开采层)瓦斯方法; 下保护层开采抽放被保护层(开采层)瓦斯方法; 混合式抽放上、下被保护层瓦斯方法。

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI
5 3 1 6 4 2 3

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
上保护层开采抽放被保护层(开采层) 上保护层开采抽放被保护层(开采层)瓦斯方法
5 1 5 1 5 1 5 6
K9 K8 保护 层 K7

3 6 2 2

3 6 2

3 6

K6

4

4

4

4

钻孔层面布置图

45m

135m 45m

45m
K5ML

5

1

3 4

5

1

3 4

5

1

3

5 6 2

1

3 4

5

6

2

6

2

6

2

4

6

FS RI
K6 K7 K8

K5巷钻场

石门钻场

钻孔剖面布置图

a 底板穿层钻孔抽放被保护层瓦斯方法

K9ML

钻孔平面布置图

煤炭科学研究总院抚顺分院

K5

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
保护层
K9 K8 K3

K1 K2 K3K4 K5
-10m水平 K8大巷

b 顶板反向穿层钻孔抽放被保护层瓦斯方法

FS RI
K6 钻场

钻孔

K7 K8K9 石门

c 混合式钻孔抽放被保护层瓦斯方法

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
采空区 7# 8#

上风巷 下风巷

d 顺层钻孔抽放被保护层瓦斯方法

上保护层开采抽放被保护层瓦斯方法

FS RI
上风巷

11# 13#

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介

适用条件:开采煤层群的矿井, ☆ 适用条件 : 开采煤层群的矿井 , 有围岩巷道或相邻煤层巷 开采煤层厚度,倾角不限, 道 , 开采煤层厚度 , 倾角不限, 煤层为较难抽放瓦斯煤层 及突出煤层。 及突出煤层。 技术工艺参数: 穿层钻孔的钻场间距一般为45m, 每个钻 ☆ 技术工艺参数 : 穿层钻孔的钻场间距一般为 , 场布孔4-6个 钻孔角度10° 场布孔 个, 钻孔角度 ° ~40°孔底间距 ~ 20m,孔 ° 孔底间距15~ , 左右, 径 75mm左右 , 钻孔长度要求穿过各个抽放瓦斯的煤层 , 左右 钻孔长度要求穿过各个抽放瓦斯的煤层, 并在保护范围内。 并在保护范围内。 顺层钻孔的长度应大于回采工作长度的一半, 顺层钻孔的长度应大于回采工作长度的一半 , 间距可为预 抽顺层钻孔间距的1~ 倍 为单一平行或扇形布孔方式。 抽顺层钻孔间距的 ~2倍,为单一平行或扇形布孔方式。 应用说明:穿层钻孔抽放被保护层瓦斯方法应用较广泛。 ☆应用说明:穿层钻孔抽放被保护层瓦斯方法应用较广泛。

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
保护层

下保护层开采抽放被保护层瓦斯方法
☆适用条件:急倾斜煤层群 适用条件: 开采矿井可以选用此法, 开采矿井可以选用此法,被 保护层主采煤层为严重突出 后,其它防突措施效果不佳 可选用此法。 时,可选用此法。 ☆技术工艺参数:钻场距煤 技术工艺参数: 层顶板10m,钻场间距 ~ 层顶板 ,钻场间距30~ 60m,钻场孔数一般为 -5 ,钻场孔数一般为3- 孔间距30~ 个,孔间距 ~15m。 。 ☆应用说明:该方法在中梁 应用说明: 山煤矿浅部开采时, 山煤矿浅部开采时,取得了 较满意效果, 较满意效果,但随着矿井开 采深度增加, 采深度增加,因顶板大量涌 水已不再继续使用。 水已不再继续使用。
钻场

抽放孔

K1 K2

K3 K 4 K5

上、下保护层开采抽放被保护层瓦斯方法
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

抽放孔 小茅口回风巷

K 7 K 8 K 9 K10
抬高石门

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
Ql(L/min) 300 1 200 4 5 100 2 T2 -80 -80 T3 -120 -160 -120 -160 3

混合式抽放上、 混合式抽放上、下被保护层瓦斯方法

T1 80 80 40 40 0 0

t(t)-40 -40 l(m)

开采上、 开采上、下保护层时钻孔流量曲线
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

1-h<10m(上保护层); 2-h 10 20m( 2-h=10~20m(上保护层); ) 3-h=10~20m(下保护层); 4-h=20~30m(上保护层); 5-h>30m(上保护层)

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
3、开采煤层瓦斯抽放方法技术及适用性
(3)人为(强化)卸压瓦斯抽放方法 人为(强化) 水力压裂强化抽放开采煤层瓦斯方法 水力割缝强化抽放开采煤层瓦斯方法 长钻孔控制预裂爆破强化抽放开采煤层瓦斯方法

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介

1)水力压裂强化抽放开采煤层瓦斯方法
☆适用条件:地面钻孔水力压裂方法适用于地表较平坦,具备钻井、压裂、 适用条件:地面钻孔水力压裂方法适用于地表较平坦,具备钻井、压裂、 抽放施工条件, 抽放施工条件,地面钻孔水力压裂的煤层应为可以及容易抽放厚度为中厚以 倾角为缓及倾斜煤层。井下水力破裂法适用条件较广。 上、倾角为缓及倾斜煤层。井下水力破裂法适用条件较广。 技术工艺参数:地面钻孔水力压裂及井下钻孔水力破裂技术工艺的差别是: ☆技术工艺参数:地面钻孔水力压裂及井下钻孔水力破裂技术工艺的差别是: 井下钻孔水力破裂过程中不加支撑剂( 砂子) 其它工艺都相同, 井下钻孔水力破裂过程中不加支撑剂 ( 砂子 ) , 其它工艺都相同 , 有钻井 打钻) 完井( 压裂——排水 排水——抽放瓦斯。工艺参数中的 抽放瓦斯。 (打钻)——完井(封孔)——压裂 完井 封孔) 压裂 排水 抽放瓦斯 关键是孔间距、压裂液注入速度、加砂量、排水效果等, 关键是孔间距、压裂液注入速度、加砂量、排水效果等,因煤层赋存条件不 各技术工艺参数也不同。 同,各技术工艺参数也不同。 应用说明:地面钻孔水力压裂法在我国的白沙红卫矿, ☆应用说明:地面钻孔水力压裂法在我国的白沙红卫矿,抚顺北龙凤及焦作 中马矿做过试验,由于煤层透气性较小、工程较大,没有推广应用。 中马矿做过试验,由于煤层透气性较小、工程较大,没有推广应用。晋城地 区抽放效果良好。 区抽放效果良好。

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

2#

水池

清水泵 4# 6#

高压阀门

5# 井口装置

供 管 水 线

管汇

套管 中心管 煤层

压裂液池 砂泵(备用)

供水车

筛眼

a、地面钻孔水力压裂抽放煤层瓦斯方法 、
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI
混砂罐

1 高压管线(2 2 ″油管) 压裂车(400、700型)

压 孔 裂

低压管线

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介

(a) (b) (c)

(d) (e) (f)

b、井下钻孔水力破裂抽放煤层瓦斯方法

FS RI

a-从抽放层的岩石平巷打钻孔;b-从下层的煤层 巷道打钻孔;c-从下层的岩石平巷打钻孔;d-从 上层的煤层巷道打钻孔;e-从上层的岩石平巷打 钻孔;f-沿抽放层打钻孔

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介

2)水力割缝强化抽放开采煤层瓦斯方法
适用条件:中硬或软(打钻不自喷)的厚煤层, ☆适用条件:中硬或软(打钻不自喷)的厚煤层,采用顺层上向孔及 水平孔的煤层均可采用水力割缝强化抽瓦斯措施。 水平孔的煤层均可采用水力割缝强化抽瓦斯措施。 技术工艺参数:钻孔布置参数与顺层预抽瓦斯钻孔相同。 ☆技术工艺参数:钻孔布置参数与顺层预抽瓦斯钻孔相同。 水射流参数为:水量10~15 m3/h时,软分层中割缝,水压为8Mpa时, 水射流参数为: 水量 ~ 时 软分层中割缝, 水压为 时 在钻孔两侧形成深0.8m、高 0.2m的缝槽; 在中硬煤层中, 水压超过 在钻孔两侧形成深 、 的缝槽; 在中硬煤层中, 的缝槽 10MPa才能割出深 才能割出深0.4m的缝。 的缝。 才能割出深 的缝 应用说明:在鹤壁、白沙等矿试验应用。 ☆应用说明:在鹤壁、白沙等矿试验应用。鹤壁矿水力割缝的结果表 割缝前,未卸压煤层钻孔瓦斯抽放量平均为0.041m3/min·百米, 百米, 明,割缝前,未卸压煤层钻孔瓦斯抽放量平均为 百米 割缝后,钻孔抽放量为0.122 m3/min·百米,增大 倍。瓦斯抽放时间 百米, 割缝后,钻孔抽放量为 百米 增大3.4倍 为三个月。 为三个月。

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
4

80m

1-压力表;2-高压阀;3-钻割推进装置;4-射流器;5-高压胶管; -压力表; -高压阀; -钻割推进装置; -射流器; -高压胶管; 6-液压系统;7-供水管;8-割成的缝;9-煤水排送系统 -液压系统; -供水管; -割成的缝; -

60m

8

3 1 6 2 5

水力割缝钻孔及系统
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介

3)长钻孔控制预裂爆破强化抽放开采煤层瓦斯方法
☆适用条件:工作面长度为100~150m,在煤层中打孔深30~70m钻 适用条件:工作面长度为 ~ ,在煤层中打孔深 ~ 钻 成孔率应大于80%。 孔,成孔率应大于 。 技术工艺参数:当爆破孔径为75mm,控制孔径为 ☆技术工艺参数:当爆破孔径为 ,控制孔径为90mm,连续耦合 , 装药时,爆破贯迫裂隙长度可达8m左右 所以合理孔间距为5~ , 左右, 装药时 , 爆破贯迫裂隙长度可达 左右 , 所以合理孔间距为 ~ 8m, 钻孔长度应根据工作面长度及是否进、回风巷均布孔的方式确定。 钻孔长度应根据工作面长度及是否进、回风巷均布孔的方式确定。爆 破孔封孔长度10—12m,控制孔封孔长度 ,一次起爆孔数 个孔, 破孔封孔长度 ,控制孔封孔长度1m,一次起爆孔数2—3个孔, 个孔 爆破孔装药量可达60—170kg。 爆破孔装药量可达 。 应用说明:在焦作、淮南等矿试验应用。在焦作对比结果表明, ☆应用说明:在焦作、淮南等矿试验应用。在焦作对比结果表明,预 裂爆破区的钻孔瓦斯抽放量90d内为 内为0.067m3/min 百米,未预裂爆破区 百米, 裂爆破区的钻孔瓦斯抽放量 内为 百米, 个月内, 为0.036m3/min百米,比值为 百米 比值为1.86;6个月内,预裂爆破区抽放瓦斯总 ; 个月内 量为未预裂爆破区的2.5倍 量为未预裂爆破区的 倍。

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
3316 里 段 风 道

开 切 眼







3316 控 制 孔





爆 破 孔

顺层长钻孔控制预裂爆破强化抽放煤层瓦斯
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI


FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
(1)上邻近层卸压瓦斯抽放方法 钻孔抽放上邻近层瓦斯方法 顶板专用巷道抽放上邻近层卸压瓦斯方法

3、邻近层卸压瓦斯抽放方法技术及适用性

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
地面钻孔

裂隙带

顶板穿层钻孔

顶板长钻孔 高位钻孔 冒落带

进风顺槽

回采工作面

上邻近层卸压瓦斯抽放方法汇总图
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI
走向高抽巷

煤层 煤层

顶板穿层钻孔

钻场 开采层

回风顺槽 进风顺槽

FS RI
钻 孔 抽 放 上 邻 近 层 卸 压 瓦 斯 方 法

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
5 A 4 1 2

钻孔1

钻孔2

A

3

a 从回风尾巷打钻抽上邻近层瓦斯的方法
回风尾巷 1—回风尾巷 回风尾 2—回风平巷 3—抽瓦斯工作面的运输平巷 回风平巷 抽瓦斯工作面的运输平巷 4—采区抽瓦斯管 采区抽瓦斯管 5—钻场 钻场

FS RI
Ⅲ煤 层 Ⅱ煤 层 Ⅰ 煤层

钻孔2

钻孔1

β β 1 2
c b

M3 M2 M1

Φ

1 α

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI
A

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
B

A
β α
a2 a1

B B

煤层Ⅲ 煤层Ⅱ

Ⅰ 煤层

2

B
煤层Ⅲ

A A
a2 a1 M2 M3


煤层Ⅱ 煤层Ⅰ
孔 2

钻孔

b

迎面斜交钻孔抽放上邻近层瓦斯的方法

1

1—抽瓦斯工作面回风平巷 2—抽瓦斯工作面的运输平巷 抽瓦斯工作面回风平巷 抽瓦斯工作面的运输平巷

FS RI
M2

1

M1 M3

φ

γ

c

M1

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
皮 带 巷

七 层 煤 轨 道 上 山

c 顶板水平长钻孔抽放上邻近层瓦斯布置
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

4煤

7煤

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
A A

3

2

d 地面钻孔抽放邻近层与采空区瓦斯方法
1-运输巷;2-回风巷;3-地面钻孔;4-中间巷 运输巷; 回风巷 回风巷; 地面钻孔 地面钻孔; 中间巷 运输巷

FS RI
4 1

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
各种布孔方式抽放上邻近层卸压瓦斯效果
邻近层瓦斯涌 出量( 出量(m3/min) ) 抽放量 (m3/min) ) 抽放率 (%) ) 备注

序 号

布孔方式

1

阳泉有隔离煤 柱回风侧打 平行穿层钻孔 阳泉有隔离煤 柱进风侧打 平行穿层孔 阳泉无煤柱 回风侧迎面 斜交钻孔 铁法顶板走 向长钻孔 包头地面钻孔

11.28~54.18 ~

6.9~46.44 ~

2

7.8~8.8 ~

1.6~3.0 ~

3

6.24

2.46

4

7(工作面总量为 工作面总量为14) 工作面总量为 6.5(工作面总量为 工作面总量为 14.8)

4.8 (最大 最大6.7) 最大 3.7 (最大6.0) 最大 )

5

FS RI
21.7~34.01 ~ 39.42 69.0 56.8

33.2~85.71 ~

①炮采及机采工作面都用; 炮采及机采工作面都用; ②钻孔有效抽放距离一般 超过250m 超过

炮采工作面

机采工作面, 机采工作面,钻孔有效抽 放距离为40m 放距离为

累计抽放时间255d 累计抽放时间 钻孔有效抽放距离大于 180m

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
进风巷

顶板 集瓦 斯巷 道抽 放上 邻近 层卸 压瓦 斯方 法

回风巷 (a)

(b)

a 走向高抽巷布置(a平面图,b剖面图) 走向高抽巷布置( 平面图 平面图, 剖面图 剖面图)
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI
高位抽放巷 高位抽放巷

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
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)

裂隙带

倾 向 高 抽 巷

冒落带

(b)

b 倾向抽瓦斯巷布置方式 平面图 b剖面图 倾向抽瓦斯巷布置方式(a平面图 剖面图) 剖面图
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI
回风巷 尾巷

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
抽放管路 回风巷 胶 带 输 送 巷 高抽巷 轨 道 巷 回 风 巷

60m 60m

22m

密闭墙 中低位后高 抽巷

8114综放工作面

进风巷

23m

7m

15号煤 高抽巷剖面图

c

走向高、 走向高、中、低位抽瓦斯巷道相结合布置方式

FS RI
15号煤

切巷

13号煤 14号煤

60m

13m

中低位后高抽巷剖面图

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
阳泉各种高抽巷抽放瓦斯效果

高抽放方式

工作面平均瓦斯 涌出量(m3/min ) 涌出量( 21.0~65.35 ~

初抽距离 (m) ) 30~19 ~

平均抽放量 (m3/min) ) 17.1~60.64 ~

抽放率 (%) ) 81.3~93.4 ~

走向高抽巷

倾斜高抽巷

47.8

16(抽放有 ( 效距244m) 效距 )

中低位 抽放巷 高、中、 低 位 混合式 抽放巷 高 位 抽放巷 混合式 总计

24.77

8.5

33

31.5

46

FS RI
35.35 18.7 28.0 41

74.03

75.5

84.8

89.1

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
钻孔

(2) 下邻 近层 卸压 瓦斯 抽放 方法

钻 孔 抽 放 下 邻 近 层 卸 压 瓦 斯 方 法

A 2022 (4022)

A

A--A 8号煤层 9号煤层 钻孔

12号煤层

a 上向孔抽放下邻近层卸压瓦斯方法
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

2022工作面

4022工作面

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
尾巷 工作面回风巷

3号层 4号层 5号层
b

下向孔抽放下邻近层卸压瓦斯方法

邻近层卸压瓦斯,尤其是上邻近层卸压瓦斯涌出量, 邻近层卸压瓦斯,尤其是上邻近层卸压瓦斯涌出量,有 时会比开采煤层瓦斯涌出量大几倍甚至几十倍, 时会比开采煤层瓦斯涌出量大几倍甚至几十倍,而且上 邻近层卸压瓦斯抽放方法也较成功, 邻近层卸压瓦斯抽放方法也较成功,因此在煤层群开采 的矿井,应大力开展上下邻近层卸压瓦斯抽放方法。 的矿井,应大力开展上下邻近层卸压瓦斯抽放方法。
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
4、采空区瓦斯抽放方法技术及适用性
(1)回采工作面采空区瓦斯抽放方法 采空区冒落拱( 采空区冒落拱(带)卸压瓦斯抽放方法 回采工作面采空区积聚瓦斯抽放方法 工作面上隅角瓦斯抽放方法

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI
钻 孔 抽 放 采 空 区 冒 落 拱 卸 压 瓦 斯 方 法

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
钻孔 钻场 回风巷

适用条件: ☆ 适用条件 : 当开采 煤层顶板含有近距离 上邻近层或煤层分层 开采, 开采 , 存在近距离下 邻近层卸压瓦斯大量 涌向回采工作面采空 区时, 区时 , 均可采用打钻 孔到冒落拱上方抽放 采空区卸压瓦斯的方 法。

a

从回风巷布孔抽放冒落拱瓦斯方法

FS RI
工作面

进风巷

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
A

技术工艺参数: ☆ 技术工艺参数 : 抽放效 果较好, 果较好 , 但增加了斜巷钻 场掘进量。 场掘进量 。 钻场间距一般 为 50 ~ 60m , 每 个 钻 场 打 B 直径75mm的钻孔 个 , 终 的钻孔6个 直径 的钻孔 孔位 巷12m 左 右 , 孔位 置 距 回 风 巷 在冒 在冒 落 拱 上 方 1 ~ 2m 的 老 顶裂隙带内, 顶裂隙带内 , 钻孔长度约 70m。 。 应用说明: ☆ 应用说明 : 在水城矿区 每 孔 抽 放 量 为 0.23 ~ 44m 0.44m3/min , 一 个 钻 场 抽 放量平均约为2 /min, 放量平均约为 2m3/min , 抽 放瓦斯浓度为35 35% 放瓦斯浓度为 35% , 使上隅 角 瓦 斯 浓 度 从 3% 下 降 到 76% 0.76%。

B

b高位钻场抽放冒落拱瓦斯方法
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI
A B-B

A-A

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介

回采工作面采空区积聚瓦斯抽放方法 ①插(埋)管抽放采空区瓦斯方法 ②顶煤专用巷道抽放采空区积聚瓦斯方法 专用巷与埋( ③专用巷与埋(插)管相结合抽放采空区积聚瓦斯方法

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
插(埋)管抽放采空区瓦斯方法

阀门

密闭

尾巷

a 密闭横贯抽放采空区瓦斯方法
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI
抽放管

回风巷

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介

尾巷

密闭

b

密闭尾巷抽放采空区瓦斯方法
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI
抽放管

回风巷

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介

直接顶

阀门 检测口 立管 抽放管

采 面

c

埋管抽放采空区瓦斯方法

FS RI

筛孔 立管

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
顶 煤 专 用 巷 道 抽 放 采 空 区 积 聚 瓦 斯 方 法






(平面图)

顶煤

(剖面图) Ⅰ-Ⅰ

采空区

FS RI


Ⅱ-Ⅱ(剖面图)
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介

专用 巷与 埋(插) 插 管相 结合 抽放 采空 区积 聚瓦 斯方 法

A

顶煤抽放巷

采空区

A

(平面图)

A-A

顶煤抽放巷 顶煤

割煤 (剖面图)

FS RI

尾巷埋管

采空区

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
扩散器 回风巷 抽放泵 密闭 瓦斯抽放管

工作面上隅角瓦斯抽放方法

进风巷

井下移动泵站抽放上隅角瓦斯方法
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
(2)老采空区瓦斯抽放方法
密闭插管大面积老采空区瓦斯抽放方法 井下钻孔抽放老采空区瓦斯方法 地面钻孔抽放老采空区瓦斯方法

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介

A

A

903

瓦斯管

走向钻孔

井下钻孔抽放老采空区瓦斯方法
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI
钻孔 A A

剖面

40m

FS RI

三、我国煤矿抽放瓦斯主要技术简介
5、综合抽放瓦斯方法
综合抽放瓦斯类型

多瓦斯源综 合抽放方法

开 采 煤 层 全过 程 综 合 抽 放瓦 斯方法

多邻近层综 合抽放瓦斯 方法

钻孔抽放,巷道抽放、 钻孔抽放,巷道抽放、插埋管等抽放方式

综合抽放瓦斯方法

FS RI

采 空 区 瓦 斯综 合抽放方法

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

四、低透气性煤层强化抽放瓦斯技术研究进展

一、我国煤层瓦斯赋存特点
从我国煤层瓦斯渗透率分布比率来看,我国的绝大部分 从我国煤层瓦斯渗透率分布比率来看, 煤层瓦斯储层属于低渗透储层。 煤层瓦斯储层属于低渗透储层 。 这正是我国瓦斯预抽率低 的主要原因。 的主要原因。 我国95% 我国 % 以上的高瓦斯和突出矿井所开采的煤层属于 低透气性煤层,透气性系数只有l0 低透气性煤层,透气性系数只有 -3~10-4 mD,即0.04~ , . ~ 0.004 m2/(MPa2·d),透气系数均小于 .1 m2/(MPa2·d), . ,透气系数均小于0. , 绝大部分矿井煤层均属难以抽采煤层。 绝大部分矿井煤层均属难以抽采煤层。

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

四、低透气性煤层强化抽放瓦斯技术研究进展
我国煤储层的渗透率分布比率
渗透率等级 五级 四级 三级 二级 一级 划分界限 <0.1×10-15 0.1×100.1×10-15~0.5×100.1×10-15~0.5×10-15 0.5×10-15~1.0×100.5×10-15~1.0×10-15 1.0×10-15~5.0×101.0×10-15~5.0×10-15 ≥5.0×10≥5.0×10-15 所占比例 34% 24% 11% 17% 14% 渗透性描述 渗透性极差 渗透性差 渗透性差

FS RI

渗透性中等

渗透性好或较好

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

四、低透气性煤层强化抽放瓦斯技术研究进展

十一五”国家科技支撑计划专题“ 1、“十一五”国家科技支撑计划专题“低透气 性煤层增透及强化抽采瓦斯技术与装备” 性煤层增透及强化抽采瓦斯技术与装备” 主要研究水射流割缝、 主要研究水射流割缝 、 扩孔卸压增透抽 放煤层瓦斯技术,通过理论和实际应用研究, 放煤层瓦斯技术 , 通过理论和实际应用研究, 最终形成一套技术装备,提高瓦斯抽放效果。 最终形成一套技术装备 , 提高瓦斯抽放效果。

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

FS RI
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

FS RI
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

四、低透气性煤层强化抽放瓦斯技术研究进展

国家重大技术装备研制和重大产业技术开发项目“ 2、国家重大技术装备研制和重大产业技术开发项目“煤 矿瓦斯综合治理与利用重大关键技术研发与装备研制” 矿瓦斯综合治理与利用重大关键技术研发与装备研制”专 低透气性煤层瓦斯抽采增效技术开发” 项“低透气性煤层瓦斯抽采增效技术开发” (1)低透气性煤层瓦斯抽采“空气弹造穴”增效技术 低透气性煤层瓦斯抽采“空气弹造穴” 与装备; 与装备; (2)深孔控制水压爆破提高低透气性煤层瓦斯抽采效 率技术; 率技术; 低透气性煤层增透和抽采技术提供一整套装备与技术 解决低透气性煤层抽采难题, ,解决低透气性煤层抽采难题,使低透气性煤层瓦斯抽采 率提高40%~50%。 率提高 ~ %

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

FS RI
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

四、低透气性煤层强化抽放瓦斯技术研究进展

气流喷射轨迹示意图
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

FS RI

四、低透气性煤层强化抽放瓦斯技术研究进展

4

2

1

1-冲击钻孔,2-喷嘴,3-高压风管,4-冲落煤体 气流切割煤体示意图
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

3

FS RI

四、低透气性煤层强化抽放瓦斯技术研究进展

FS RI
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

四、低透气性煤层强化抽放瓦斯技术研究进展
2 2 2 2 2

3

1

2

2

2

1-冲击钻孔,2-控制钻孔,3-抽采钻孔

钻孔布置示意图

FS RI
3
2

1

2

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

四、低透气性煤层强化抽放瓦斯技术研究进展

抽采瓦斯工艺技术主要包括钻孔工艺技术和抽采 系统参数设定技术。 钻孔工艺技术:低透气性煤层具有煤质较软、钻 孔极易塌孔的特点,为防止抽采瓦斯钻孔塌孔, 造成抽采瓦斯通道堵塞,影响抽采系统整体效果, 本项目拟采用带压冲孔工艺,即利用高压空气冲 孔尾气压力对钻孔进行护孔。 抽采系统参数设定技术:主要通过试验、考察得 出抽采低透气性煤层具体参数(包括抽采量、抽 采负压等),最终确定出合理抽采瓦斯系统参数 值。

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

四、低透气性煤层强化抽放瓦斯技术研究进展

本项技术研究的基本思路是: 本项技术研究的基本思路是: 在原有“深孔控制预裂爆破”技术的基础上, 在原有“深孔控制预裂爆破”技术的基础上,开发 形成“深孔控制水压爆破”技术及装备。 形成“深孔控制水压爆破”技术及装备。原有的深孔控制 预裂爆破技术,采用可连接式塑料被筒实现了60m以上深 预裂爆破技术,采用可连接式塑料被筒实现了 以上深 孔连续装药; 孔连续装药;爆破封孔是采用研制的压风喷泥封孔器和抗 静电阻燃塑料管进行连续快速封孔;起爆、 静电阻燃塑料管进行连续快速封孔;起爆、传爆是采用了 双起爆药包正向起爆, 双起爆药包正向起爆,爆破孔全段敷设煤矿许用型导爆索 加强传爆的装药结构。 加强传爆的装药结构。

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

四、低透气性煤层强化抽放瓦斯技术研究进展

可连接式塑料被筒图

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

四、低透气性煤层强化抽放瓦斯技术研究进展

FS RI
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

四、低透气性煤层强化抽放瓦斯技术研究进展

封孔装备图

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

四、低透气性煤层强化抽放瓦斯技术研究进展

深孔爆破装药结构示意图
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

FS RI

四、低透气性煤层强化抽放瓦斯技术研究进展

钻孔充水示意图

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

四、低透气性煤层强化抽放瓦斯技术研究进展

定向聚能炸药被筒示意图
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

FS RI

四、低透气性煤层强化抽放瓦斯技术研究进展

第 组 一

第 组 二

第 组 三

第 组 四

井下中间试验钻孔布置示意图

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

四、低透气性煤层强化抽放瓦斯技术研究进展
爆 破 孔 控 制 孔

井下工业试验钻孔布置示意图

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

五、鹤岗矿区瓦斯抽放技术评价及建议

1、鹤岗矿区瓦斯赋存情况
鹤岗矿区瓦斯涌出量大,且有突出危险性。2004年瓦 鹤岗矿区瓦斯涌出量大,且有突出危险性。2004年瓦 斯涌出量达到了278 278. /min, 2005年 斯涌出量达到了 278.9 m3/min , 2005 年 4 月矿井绝对瓦斯 涌 出 量 高 达 398 m3/min , 其 中 单 井 最 大 绝 对 涌 出 量 为 119. /min, 采煤工作面最大绝对瓦斯涌出量为48 48. 119.7 m3/min , 采煤工作面最大绝对瓦斯涌出量为 48.5 /min,掘进工作面最大绝对瓦斯涌出量为7 /min。 m3/min,掘进工作面最大绝对瓦斯涌出量为7 m3/min。目 个生产矿井中,就有3个突出矿井(南山矿、益新公司、 前9个生产矿井中,就有3个突出矿井(南山矿、益新公司、 兴安矿) 个高瓦斯矿井(峻德矿、兴煤公司、 兴安矿 ) 和 3个高瓦斯矿井( 峻德矿 、 兴煤公司 、 振兴公 司二井) 瓦斯灾害十分严重。 司二井),瓦斯灾害十分严重。

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

五、鹤岗矿区瓦斯抽放技术评价及建议

2、南山煤矿瓦斯情况
南山煤矿是高瓦斯突出矿井,瓦斯涌出量大, 南山煤矿是高瓦斯突出矿井,瓦斯涌出量大,且有突 出危险性。矿井绝对涌出量为119.7 m3/min,采煤工作面 出危险性。矿井绝对涌出量为 , 最大绝对瓦斯涌出量为48.5 m3/min,掘进工作面最大绝对 最大绝对瓦斯涌出量为 , 瓦斯涌出量为7 瓦斯涌出量为 m3/min,是鹤岗矿区矿井瓦斯灾害最严重、 ,是鹤岗矿区矿井瓦斯灾害最严重、 但瓦斯治理工作开展得比较全面的具有广泛代表性的典型 矿井。 矿井。 南山矿煤层透气性系数为: 776~ 558毫达西 毫达西. 南山矿煤层透气性系数为 :0.776 ~ 1.558 毫达西 . 相当 31.04~62. d),属于易抽瓦斯煤层。 31.04~62.32 m2/(Mpa2.d),属于易抽瓦斯煤层。

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

五、鹤岗矿区瓦斯抽放技术评价及建议
南山矿煤层瓦斯基础参数汇总表
煤层名称 瓦斯压力P 瓦斯压力 (MPa) ) (m3/t) ) 18#层 层 0.53~0.89 5.323~5.602 0.389 15#层 层 0.82~1.15 4.368~8.282 0.203 5.0~13.0 0.34~0.79 27.32 0.84 0.96 25.08 13.18 1.73 1.58 8.67

瓦斯 参数

瓦斯含量C 瓦斯含量

透气性系数λ(m2/MPa2.d) 透气性系数 突出 指标 吸附 常数 瓦斯放散初速度△ 瓦斯放散初速度△P 煤的坚固性系数f 煤的坚固性系数 a (m3/t) b (Mpa-1) 水分(%) 水分 煤的工业分 析结果 灰分(%) 灰分 挥发份(%) 挥发份 真密度(t/m3) 真密度 视密度(t/m3) 视密度 孔隙率( ) 孔隙率(%)

4.5~8.7

0.49~0.87 24.21 0.50 0.59

17.61 31.38 1.48 1.40 5.41

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

五、鹤岗矿区瓦斯抽放技术评价及建议

3、瓦斯爆炸
1970年至今,南山煤矿共发生瓦斯灾害事故13 13起 1970年至今,南山煤矿共发生瓦斯灾害事故13起,死 年至今 92人 25人 特别是1994 235采煤工作面的 1994年 采煤工作面的“ 17” 亡92人,伤25人。特别是1994年235采煤工作面的“9.17 瓦斯爆炸事故,一次死亡56 56人 当年的“11.30”自然发火 瓦斯爆炸事故,一次死亡56人。当年的“11.30 自然发火 事故,火区连续爆炸26 26次 当时大半个矿井被迫封闭, 事故,火区连续爆炸26次,当时大半个矿井被迫封闭,导 致全矿停产,严重干扰了全矿正常工作的开展, 致全矿停产,严重干扰了全矿正常工作的开展,当年全矿 亏损9700万元。 9700万元 亏损9700万元。

4、煤与瓦斯突出

南山煤矿1983年鉴定为煤与瓦斯突出矿井 南山煤矿1983年鉴定为煤与瓦斯突出矿井,到目前为 1983年鉴定为煤与瓦斯突出矿井, 共发生瓦斯突出5 死亡1 止,共发生瓦斯突出5起,死亡1人,其中最大一次突出为 发生在1983 1983年 18日在二水平 日在二水平发生在 1983 年 7 月 18 日在二水平 -110 m 总机道的大型煤与 瓦斯突,最大突出煤量627 627吨 涌出瓦斯量11830 11830m 瓦斯突,最大突出煤量627吨,涌出瓦斯量11830m3。
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

FS RI

五、鹤岗矿区瓦斯抽放技术评价及建议
南山煤矿突出情况统计表

序号

发生地点

发生时间

巷道类别

突出煤量 (t) 627 5

涌出瓦斯量 (m3) 11830 840

煤层

1 2 3 4 5

西二区二水平-110总机道 西二区二水平-110总机道 西二区15号层四段溜子道 西二区15号层四段溜子道 15 西二区18西二区18-2层四号面外块 18 入风上山 西二区18西二区18-2号层四段里块 18 撤架子道 西二区18西二区18-2号层四段里块 18 撤架子道

1983.07.18 1997.11.20 2002.06.01 2003.12.21 2003.12.25

平巷 石门 上山 上山 上山

FS RI
78.4 145 120

18 15 1818-2 1818-2 1818-2

1971.6 405 768

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

五、鹤岗矿区瓦斯抽放技术评价及建议

5、瓦斯抽放方法
南山矿瓦斯抽放以本煤层预抽为主, 南山矿瓦斯抽放以本煤层预抽为主,主要采用立体抽 放方法。立体瓦斯抽放采用的主要方法有: 放方法。立体瓦斯抽放采用的主要方法有:煤层底板岩巷 预抽方法;本煤层钻孔预抽方法;煤层顶板高位钻孔( 预抽方法;本煤层钻孔预抽方法;煤层顶板高位钻孔(仰 角钻孔)边采边抽方法;瓦斯尾巷抽放方法; 角钻孔)边采边抽方法;瓦斯尾巷抽放方法;顶板巷道抽 放方法;巷道掘进边掘边抽方法等, 放方法;巷道掘进边掘边抽方法等,使瓦斯抽放效果明显 提高,保证了安全生产。 提高,保证了安全生产。 全矿井瓦斯抽出率为26 26% 全矿井瓦斯抽出率为 26% 。 一般采煤工作面抽放率达 30%以上。 到30%以上。

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

五、鹤岗矿区瓦斯抽放技术评价及建议

15°

(1)煤层底板岩巷采前预抽方法
期 溜 子
3.6 -23



22°

-240
30°

施工 道
16°

-230
15°
11°

32°

-220

13°

三 水 平 水 仓
235队

-220

235队

-210

-210
30°

三 水 平 南 翼 轨 道 下 山

15°

14°
30°

-2

° 21



-200













18-2 层

22°

23°

15°

-190

煤炭科学研究总院抚顺分院

H=1.

18

5 ∠= 45







FS RI


22°



30°

20°



-200





H=5.5 ∠=65

FS RI

五、鹤岗矿区瓦斯抽放技术评价及建议

在煤层底板岩石集中巷的回风与运输巷内同时布置钻场,回风巷钻孔向下钻进, 在煤层底板岩石集中巷的回风与运输巷内同时布置钻场,回风巷钻孔向下钻进,运 输巷钻孔向上钻进。每个钻场间距50 70m 钻场内最多布置30个钻孔。 50~ 30个钻孔 输巷钻孔向上钻进。每个钻场间距50~70m,钻场内最多布置30个钻孔。每个钻场的 钻孔呈扇形布置,长度达到工作面长度的80 80% 90%最佳。 钻孔呈扇形布置 , 长度达到工作面长度的 80% ~90% 最佳 。 这种钻孔布置方法钻孔布 置比较均匀,覆盖煤层范围大,瓦斯抽放时间长,效果好。 置比较均匀,覆盖煤层范围大,瓦斯抽放时间长,效果好。

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

五、鹤岗矿区瓦斯抽放技术评价及建议

南山矿底板岩石穿层预抽钻孔布置图

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

五、鹤岗矿区瓦斯抽放技术评价及建议

(2)本煤层内布置钻孔采前预抽方法 )
在煤层内的运输和回风巷道内、 在煤层内的运输和回风巷道内、或在中间巷道 内布置钻孔,钻孔垂直巷道, 内布置钻孔,钻孔垂直巷道,或向采空区方向 倾斜20~ 度的角度 具体钻孔间距6m~ 度的角度。 倾斜 ~30度的角度。具体钻孔间距 ~10m 。 这种钻孔布置方法最合理,钻空分布均匀, 这种钻孔布置方法最合理, 钻空分布均匀,钻 孔利用率高,抽放效果好。但是, 孔利用率高,抽放效果好。 但是,有时受到巷 道布置与正常生产的影响。 道布置与正常生产的影响。

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

五、鹤岗矿区瓦斯抽放技术评价及建议

煤层

钻孔

钻场

南山矿近水平长钻孔预抽钻孔布置图

在煤层巷道或底板岩巷中向15或 号煤层布置顺层钻孔进行预抽 号煤层布置顺层钻孔进行预抽。 在煤层巷道或底板岩巷中向 或18号煤层布置顺层钻孔进行预抽。一般 利用深孔(300) 利用深孔(300 )钻机沿煤层走向施工近水平长钻孔进行远距离深孔 预抽。做到采前采区瓦斯抽放率达到25%以上。 以上。 预抽。做到采前采区瓦斯抽放率达到 以上
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

FS RI

五、鹤岗矿区瓦斯抽放技术评价及建议

(3)高位钻孔仰角钻边采边抽方法 )
顶板水平钻孔 顶板高位高钻场

底板水平钻孔

仰角钻孔、顶板高位钻场、 仰角钻孔、顶板高位钻场、水平钻孔抽放钻孔布置

利用回风巷道内的钻场向采空区方向布置仰角钻孔, 利用回风巷道内的钻场向采空区方向布置仰角钻孔,或利用回风巷布置的 高位巷钻场向采空区方向布置钻孔,主要抽放采空区和上隅角的瓦斯。 高位巷钻场向采空区方向布置钻孔,主要抽放采空区和上隅角的瓦斯。
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI
底板低位钻场

FS RI

五、鹤岗矿区瓦斯抽放技术评价及展建议
仰角钻场 顶板高位高钻场 仰角钻孔

图2-40 高位钻场布置

FS RI
水平钻孔

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

五、鹤岗矿区瓦斯抽放技术评价及建议
后期溜子道 北二段 钻场 后 期 皮 带 道 顶板瓦斯道 初期溜子道

南一段 钻场

后期回风道

南翼15号层一分段外延面 南翼 号层一分段外延面300钻钻场布置图 号层一分段外延面 钻钻场布置图

FS RI

初 期 停 采 线

初期回风道

初期尾巷

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

五、鹤岗矿区瓦斯抽放技术评价及建议
B
5#

A

A
0 0 . .9 0 72 0 -7 05. -1

B

19°

309.2m
15层
-190
-198.5
18°

71 -193.3

15层
-190

22°
-211.2 -211.4

A -----A 剖 面 图 1 : 1 0 0 0

310m
48.8

-193.3

-198.5

18°

22°
-211.4

B -----B 剖 面 图 1 : 1 0 0 0

FS RI


B

15层

-180




15层

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

五、鹤岗矿区瓦斯抽放技术评价及建议

向末 采区 域深 部煤 层打 瓦斯 地质 孔进 行瓦 斯预 抽

利用现有井下巷道向深部煤层打瓦斯地质孔进行瓦斯抽放
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

FS RI

五、鹤岗矿区瓦斯抽放技术评价及建议

利用地表地质勘探钻孔进行瓦斯抽放

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

五、鹤岗矿区瓦斯抽放技术评价及建议
底分层入风巷掘 进初期, 进初期,瓦斯涌 出较大, 出较大,为防止 在掘进期间瓦斯 超限, 超限,在入风巷 个钻场, 侧布置3个钻场 侧布置3个钻场, 每个钻场布置20 每个钻场布置 个钻孔, 个钻孔,向煤体 打全煤孔, 打全煤孔,进行 边掘边抽。 边掘边抽。掘进 期间, 期间,瓦斯抽放 浓度为68%,瓦 68%, 浓度为68%,瓦 斯平均抽放率为 38.5%。 38.5%。

(4 ) 巷道 掘进 边掘 边抽 方法

钻场 掘进巷道

钻场 掘进巷道

边掘边抽钻孔布置图

FS RI
工作面

工 作 面

顶板

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

五、鹤岗矿区瓦斯抽放技术评价及建议

6、评价与建议: 、评价与建议:
(1)抽放方法符合实际,抽放效果较好; )抽放方法符合实际,抽放效果较好; (2)针对透气性好的条件,应大力发展水平长钻孔采前预 )针对透气性好的条件, 抽技术;如有条件可发展地面钻孔预抽瓦斯技术。 抽技术;如有条件可发展地面钻孔预抽瓦斯技术。 (3)采用综合瓦斯抽放技术,提高矿井瓦斯抽放率,并充 )采用综合瓦斯抽放技术,提高矿井瓦斯抽放率, 分利用瓦斯资源。 分利用瓦斯资源。

FS RI

煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

谢谢大家
联系电话: 联系电话: Mobile: Tel:

Email: Jiangwz@163.com
煤炭科学研究总院抚顺分院

FS RI

13904939816

02424117010


赞助商链接
相关文章:
唐口煤矿瓦斯抽放技术
唐口煤矿瓦斯抽放技术 - 唐口煤矿瓦斯抽放技术 完成单位:通防科 唐口煤矿瓦斯抽放技术 研究工作报告 完成单位:通防科 第一章 矿井概况与地质特征 第一节 ...
煤矿抽放系统简介
山西柳林金家庄煤业有限公司 矿井瓦斯抽放系统简介 山西柳林金家庄煤业有限公司 矿井抽放系统简介山西柳林金家庄煤业有限公司矿井设计生产能力为 120 万吨/年,2007 年 ...
矿井瓦斯抽放可行性报告
41页 免费 矿井瓦斯抽放技术简介 126页 免费如要投诉违规内容,请到百度文库投诉中心;如要提出功能问题或意见建议,请点击此处进行反馈。 ...
抽放瓦斯技术管理
3、矿井必须有下列图纸和技术资料: (1)图纸:抽放瓦斯系统图,泵站平面与管网(...第13条 矿井抽放瓦斯工程设计内容应包括: 1.矿井概况:煤层赋存条件、矿井煤炭...
煤矿瓦斯抽放设计
3 1 矿井概况......26 8 瓦斯抽放组织管理及主要安全技术措施 ... 26 8.1 组织管理......
煤矿瓦斯抽放技术的应用及改进
煤矿瓦斯抽放技术的应用及改进_冶金/矿山/地质_工程科技_专业资料。煤矿瓦斯抽放技术的应用及改进【摘要】我国地大物博,拥有丰富的矿产资源,其中最主要的便是矿产...
中国煤矿瓦斯抽放技术
中国煤矿瓦斯抽放技术 - 中国煤矿瓦斯抽放技术 本文作者: 修改时间:10/18/2007 6:41:15 PM 阅读次数:495 次 1. 概述 我国瓦斯抽放的历史可追溯到 1637 ...
矿井瓦斯抽放设计_图文
矿井瓦斯抽放设计 - 《 矿井瓦斯 》课程设计 题姓学学专 目:小河口煤矿瓦斯抽放设计说明书 名:王冰雨 号:1545203115 院: 能源与交通工程学院 业:矿井通风与...
矿井瓦斯抽放设计手册_图文
矿井瓦斯抽放设计手册_冶金/矿山/地质_工程科技_...二.设计内容⑴矿井概况:煤层赋存条件、矿井煤炭储量...⑻技术经济:投资概算、完成工期、技术经济分析; ⑼设计...
第三章:矿井瓦斯抽放1
煤矿用电动机损坏原因与... 暂无评价 4页 免费 地热空调技术 1页 免费 钻井...与瓦斯突出危险煤层 第二节:阜康一矿抽放系统简介一号矿现使用永久瓦斯抽放系统...
更多相关标签: