B煤矿瓦斯防治讲座(3)

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下面介绍几种有效地抽采瓦斯方法：例一：交叉钻孔预抽开采层瓦斯焦作九里山矿 13051 工作面走向长 677m ，倾斜长 56 ～ 90m ，煤层厚平均5.6m，倾角16～18°。钻孔布置在进风巷，顺煤层倾斜方向共打 177 个钻孔，交叉孔 132 个，总长 8296m ，平行钻孔 45 个，总长 2995m ，孔径 Φ 65mm ，孔长 50m ～ 80m ，孔间距 3～ 9m。 100m 钻孔瓦斯抽放量 q 随时间 t 的变化规律为：平行布孔：q=0.04e–0.009t 交叉布孔：q=0.1012e–
0.0104t

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布孔方式：

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交叉钻孔合理参数确定百米交叉孔累计抽瓦斯量：

Q交 ? ? q交 ? dt ? ? 0.1012 t
t 0 t 0

?0.0104 t x

dt

0.1012? 1440 ? (1 ? e ?0.0104 t ) 0.0104 ? 14012 (1 ? e ?0.0104 t )(m 3 / min)
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若钻孔抽放有效系数 K=0.8= （ 1–t–0.0104t ）时： Q交=11209.6m3/h·m K=0.9时：
tx ?

tx ?

1.609 ? 155 (d ) 0.0104
2.303 ? 221(d ) 0.0104

Q交=12610.8m3/h·m 若钻孔有效长度为L，则钻孔累计抽量Q孔： Q孔=Q交 .L/100（m3）每孔控制范围内煤层瓦斯储量为QC： QC=mγ woLgH（m3） m──煤层厚度，m；γ ──煤容重，t/m3； w0──煤层原始含量，m3/t ； H──孔间距，m； Lg──工作面原始瓦斯含量带长，m；工作面钻孔控制范围内瓦斯抽放率，η : n—钻孔数量

??

n ? Q孔 n ? Qc

?

Q孔 Qc

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则：

140(1 ? t )?d ?? ? m rw0 LgH m rw0 LgH Q交 ? / 100
交叉布孔方式是利用钻孔交叉时产生的卸压带叠加影响，相当于加大了钻孔直径，提高了抽放效果。比平行钻孔可提高抽放量1.5倍以上。

?0.0104 t

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例二、淮南潘一矿开采保护层穿层钻孔抽采瓦斯效果经开采B11保护层（距被保护C13煤层70m左右）后，抽放C13 煤层瓦斯，对C13煤层掘进工作面进行防突效果检验，卸压区域内钻孔瓦斯涌出初速度的最大值小于临界值4 L/min，钻屑量最大值低于临界值6kg/m，消除了突出危险性。煤巷平均月掘进速度提高2.5倍，达到200m/月以上，瓦斯涌出量

仅1.8m3/min 。回采工作面产量提高3倍左右，达到5100吨/
天。瓦斯涌出量由25m3/min降低到5m3/min。回风流平均瓦斯浓度由1.15%降低到0.5%。
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卸压煤层底板岩巷和网格式上向穿层钻孔布置图

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例三、顶板高位钻孔抽放采空区或上邻近层瓦斯钻孔迎工作面的推进方向布置，钻孔覆

盖工作面长度的1/3或1/2；钻孔的倾角和方位角必须使钻孔终孔在冒落拱顶的裂隙发育带内；两个钻场之间的钻孔重叠长度应保持在30m以上。抽放效果：铁法晓南矿开采4号煤层，采用顶板高位长钻孔抽2号上邻近层瓦斯抽放率达 73.1%，426d抽出瓦斯2068km3。布置如下图：

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四、阳泉顶板高抽巷抽上邻近层瓦斯

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巷道一般应处在顶板裂隙带的中上部即65米左右，高抽巷的水平投影距回风巷一般为60米，高抽巷的抽出率在80—90%，最大抽放量可达 80m3/min以上，一般在40—60m3/min之间。例五、尾巷抽放采空区尾巷抽放是边抽边采主要应用手段之一，也是老虎台矿近年来综放开采瓦斯抽放较为成功的经验。尾巷抽放就是在工作面后部掘进一条专用巷道至开切眼上方10—20m处。然后在巷道内设325mm、426mm瓦斯管路与抽采系统连接，并将巷道用河砂充填封闭，工作面推进5－10m后，其顶板与尾巷巷道冒通，形成较大的瓦斯赋存空间，随着工作面的推进，空间越来越大，然后进行低负压大流量高浓度抽放。解决上隅角、架后及回风流的瓦斯超限。应用尾巷抽放以来，综放面回风流的瓦斯浓度降至《规程》规定以下。
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尾巷布置图：

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例六、淮南地面钻井抽采采动区和采空区瓦斯开采11-2下保护层，采用地面钻井抽采上覆的13-1煤层松动区域瓦斯。下保护层采后，继续抽采其卸压瓦斯，被保护层回采，抽采采空区瓦斯。如右图：抽采效果：第一口井日平均抽出瓦斯14943m3，最高22190m3/d，共抽出瓦斯1225207m3。实测单井抽采有效影响半径 211m。正常条件下，抽采浓度95%左右。淮南矿区已经应用地面钻井 20口，其中潘三矿14102（1）地面钻井单井平均抽采量达15 m3/min，潘一矿2361（1）地面钻井单井平均抽采量达18.2m3/min。
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例七、晋城寺河煤矿大面积预抽瓦斯寺河矿X1301工作面预抽钻孔布置图：

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寺河煤矿西井区3号煤层的瓦斯含量达16.6m3/t，最大瓦斯压力达2.12MPa，瓦斯放散初速度△P为33～47；寺河煤矿（西井）3号煤层为煤与瓦斯突出煤层。X1301工作面共施工

23个水平羽状长钻孔。再是在X13013巷打顺层钻孔钻孔覆盖
6m煤厚，设计钻孔长度150m，开孔间距2m，施工钻孔150 个，钻孔总长度为22500m。X13011巷施工钻孔320个。钻孔总长度为48000m。如前图所示。

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5、钻孔法抽瓦斯增效技术措施系指用钻孔

预抽煤层瓦斯，当煤层透气性较低、抽放困难且抽放时间有限时，可采用钻孔人为增效措施，我国试验有效措施有以下几种：（1）扩大钻孔直径；（2）控制预裂爆破；（3）水力割缝或冲孔；（4）煤层水力压裂；（5）交叉钻孔，网格钻孔，密集钻孔等。为了有效抽采瓦斯增加钻孔密度是首选技措。（如：（前图）例七、晋城寺河煤矿 X1301 工作面密集钻孔大面积预抽瓦斯）
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三、瓦斯抽采系统与抽采设计瓦斯抽采系统：永久和临时。系统组成：抽采瓦斯泵、管路、安全装置、计量装置、供电与供水等。抽采瓦斯设计程序： 1）、确认瓦斯抽采的必要性与可能性；2）、确认瓦斯抽采源；3）、确认瓦斯抽采量；4）、确认瓦斯抽采方法；5）、管路布置与选择；6）、计算管路阻力；7）、选择抽采瓦斯泵；8）、供电供水；9）、配套装置；10）、抽采瓦斯管理。
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地面抽采系统：

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四、抽采达标与抽采平衡（瓦斯抽采达标暂行规定） 1、矿井抽采达标评判（规定第27-30条） 1)、抽采后可解吸瓦斯含量达标；（表1） 2)、抽采后采面抽采率达标（表2），并风流瓦斯不超限； 3)、抽采后矿井瓦斯抽采率达标(表3）。 4)、抽采后抽采达标煤量符合矿井生产能力要求。（规定第11和32条）

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1)、抽采后可解吸瓦斯含量（表1 采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯量应达到的指标）W可=W残-W常压表1

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2)、抽采后采面抽采率（采煤工作面瓦斯抽采率按附录A5计算）
满足表2规定）A5中Qmc是回采期间当月抽采量，未包括预抽时的量，应加上备用面，否则抽率计算小。 Qmc ? ? m 表2
Qmc ? Qmf

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3)、抽采后矿井瓦斯抽采率（矿井瓦斯抽采率按附录A6计算满足表3规定）A6中 Qkc ?k ? 表3

Qkc ? Qkf

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4)、抽采后抽采达标煤量符合矿井生产能力要求 ⑴ A达标＞A面.T抽需式中： A达标—备用工作面最后钻孔控制单元抽采达标煤量，t； A面—采面平均日产煤量，t/d； T抽需—备用工作面最后钻孔控制单元抽采达标需要的时间，d。即备用工作面开切眼前方需要预抽的煤体。抽采达标煤量与备用预抽工作面准备及抽采情况密切相关，这样才可保持抽、掘、采平衡关系。矿井应结合实际情况制定平衡关系图表。
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2、突出煤层抽采

达标评判
对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，应当根据经试验考察（应符合防突规定第四十二条要求的程序）确定的临界值进行评判。在确定前可以按照如下指标进行评判：可采用残余瓦斯压力指标进行检验，如果没有或者缺少残余瓦斯压力资料，也可根据残余瓦斯含量进行检验，并且煤层残余瓦斯压力小于0.74MPa或残余瓦斯含量小于8m3/t的预抽区域为无突出危险区，否则，即为突出危险区，预抽防突效果无效；也可以采用钻屑瓦斯解吸指标对穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验，如果所有实测的指标值均小于规定的临界值则为无突出危险区，否则，即为突出危险区，预抽防突效果无效。
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第五十五条采用直接测定煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量等参数进行预抽煤层瓦斯区域措施效果检验时，应当符合下列要求：（一）对穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施进行检验时若区段宽度（两侧回采巷道间距加回采巷道外侧控制范围）未超过 120m，以及对预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验时若回采工作面长度未超过120m，则沿回采工作面推进方向每间隔30～ 50m至少布置1个检验测试点；若预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的区段宽度或预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施的回采工作面长度大于120m时，则在回采工作面推进方向每间隔30～50m，至少沿工作面方向布置2个检验测试点。当预抽区段煤层瓦斯的钻孔在回采区域和煤巷条带的布置方式或参数不同时，按照预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施和穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的检验要求分别进行检验；（二）对穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，在煤巷条带每间隔30～50m至少布置1个检验测试点；