本煤層采前抽采

1、一、一、井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機(jī)理井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機(jī)理 二、二、穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法 三、順層鉆孔抽采瓦斯方法三、順層鉆孔抽采瓦斯方法 四、枝狀長(zhǎng)鉆孔抽采瓦斯方法四、枝狀長(zhǎng)鉆孔抽采瓦斯方法 五、五、提高采前抽采瓦斯效果的技術(shù)途徑提高采前抽采瓦斯效果的技術(shù)途徑 前言前言 區(qū)域防突措施包括區(qū)域防突措施包括開(kāi)采保護(hù)層和預(yù)抽煤層瓦斯兩類(lèi)開(kāi)采保護(hù)層和預(yù)抽煤層瓦斯兩類(lèi)。對(duì)不具備保護(hù)層開(kāi)采條件的。對(duì)不具備保護(hù)層開(kāi)采條件的 突出煤層，需要采取預(yù)抽煤層瓦斯措施。預(yù)抽煤層瓦斯即為采前抽采煤層瓦斯，包突出煤層，需要采取預(yù)抽煤層瓦斯措施。預(yù)抽煤層瓦斯即為采前抽采煤層瓦斯，

2、包 括地面鉆井抽采和井下抽采兩部分。括地面鉆井抽采和井下抽采兩部分。 鉆孔法抽采煤層瓦斯有穿層鉆孔和順層鉆孔兩種，其它方法是在這兩種方法的基鉆孔法抽采煤層瓦斯有穿層鉆孔和順層鉆孔兩種，其它方法是在這兩種方法的基 礎(chǔ)上衍生出來(lái)的。礎(chǔ)上衍生出來(lái)的。 7.1井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機(jī)理井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機(jī)理 中梁山煤礦石門(mén)揭開(kāi)K10煤層10次，發(fā)生突出5次， 最大突出強(qiáng)度達(dá)1800t 。 7.1井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機(jī)理井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機(jī)理 設(shè)計(jì)以6.25m的抽采半徑均勻布置22個(gè)鉆孔，孔徑75mm，實(shí) 際施工的鉆孔間距最大14m，最小8m。為了考察抽采過(guò)程中 流量、

3、壓力、煤層變形、透氣性、煤體硬度五個(gè)參數(shù)的變化， 布置測(cè)變形孔3個(gè)、測(cè)瓦斯壓力孔6個(gè)。 7.1井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機(jī)理井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機(jī)理 7.1井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機(jī)理井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機(jī)理 7.2穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法 。 大面積穿層鉆孔預(yù)抽大面積穿層鉆孔預(yù)抽 布置方法布置方法 巖巷數(shù)量考慮鉆機(jī)的施巖巷數(shù)量考慮鉆機(jī)的施 工能力及工作面傾向長(zhǎng)工能力及工作面傾向長(zhǎng) 度度 鉆場(chǎng)間距考慮鉆孔控制鉆場(chǎng)間距考慮鉆孔控制 范圍及鉆孔施工能力；范圍及鉆孔施工能力； 大面積穿層鉆孔預(yù)抽大面積穿層鉆孔預(yù)抽 基本要求基本要求 鉆孔控制范圍鉆孔控制范

4、圍 防突規(guī)定防突規(guī)定對(duì)于鉆孔控制回采巷道外側(cè)的范圍是：對(duì)于鉆孔控制回采巷道外側(cè)的范圍是： 傾斜、急傾斜煤層巷道上幫輪廓線(xiàn)外至少傾斜、急傾斜煤層巷道上幫輪廓線(xiàn)外至少20m20m，下幫，下幫 至少至少10m10m；其他煤層巷道兩側(cè)輪廓線(xiàn)外至少各；其他煤層巷道兩側(cè)輪廓線(xiàn)外至少各15m15m。 巷道及鉆場(chǎng)要求巷道及鉆場(chǎng)要求 底板巖石巷道一般布置在工作面底板底板巖石巷道一般布置在工作面底板1525m1525m、賦存穩(wěn)、賦存穩(wěn) 定的巖層中，巷道斷面一般不小于定的巖層中，巷道斷面一般不小于10.5m10.5m2 2 （3m3m3.5m3.5m）。）。 鉆場(chǎng)間距考慮鉆孔控制范圍及鉆孔施工能力；鉆場(chǎng)能鉆場(chǎng)間距考

5、慮鉆孔控制范圍及鉆孔施工能力；鉆場(chǎng)能 滿(mǎn)足大功率鉆機(jī)施工的需要，不小于滿(mǎn)足大功率鉆機(jī)施工的需要，不小于12.25m12.25m2 2 大面積穿層鉆孔預(yù)抽大面積穿層鉆孔預(yù)抽 布置參數(shù)布置參數(shù) 鉆孔直徑鉆孔直徑9090120mm120mm； 間距間距2 210m10m； 鉆孔穿透煤層鉆孔穿透煤層0.5m0.5m； 在煤層內(nèi)均勻布置；在煤層內(nèi)均勻布置； 封孔長(zhǎng)度封孔長(zhǎng)度8m8m以上；以上； 抽采負(fù)壓抽采負(fù)壓25kPa25kPa以上；以上； 抽采時(shí)間滿(mǎn)足規(guī)定要求，抽采時(shí)間滿(mǎn)足規(guī)定要求， 不小于不小于6 6個(gè)月個(gè)月 大面積穿層鉆孔預(yù)抽大面積穿層鉆孔預(yù)抽 特點(diǎn)特點(diǎn) 安全性有保障安全性有保障 穿層鉆孔施工靈

6、活、方便，適應(yīng)性強(qiáng)穿層鉆孔施工靈活、方便，適應(yīng)性強(qiáng) 巷道、鉆孔工程量大；巷道、鉆孔工程量大； 鉆孔利用率低鉆孔利用率低 大面積穿層鉆孔預(yù)抽大面積穿層鉆孔預(yù)抽 適應(yīng)條件適應(yīng)條件 無(wú)保護(hù)層開(kāi)采的突出煤層無(wú)保護(hù)層開(kāi)采的突出煤層 突出危險(xiǎn)特別嚴(yán)重的煤層突出危險(xiǎn)特別嚴(yán)重的煤層 直接在煤層內(nèi)施工順層鉆孔時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)噴孔、抱鉆、直接在煤層內(nèi)施工順層鉆孔時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)噴孔、抱鉆、 卡鉆等一系列問(wèn)題，甚至可能誘發(fā)煤與瓦斯突出卡鉆等一系列問(wèn)題，甚至可能誘發(fā)煤與瓦斯突出 具有突出危險(xiǎn)的特厚煤層具有突出危險(xiǎn)的特厚煤層 鉆孔需要控制到采掘空間的上方、下方、左方、右方鉆孔需要控制到采掘空間的上方、下方、左方、右方 及前方這

7、樣一個(gè)龐大的立體范圍，在其中施工上向或及前方這樣一個(gè)龐大的立體范圍，在其中施工上向或 下向的鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯來(lái)均勻消除這個(gè)立體范圍內(nèi)下向的鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯來(lái)均勻消除這個(gè)立體范圍內(nèi) 煤體的突出危險(xiǎn)性是非常困難的，而且安全性難以保煤體的突出危險(xiǎn)性是非常困難的，而且安全性難以保 證。證。 近距離突出煤層群（層間夾矸較厚的突出煤層）近距離突出煤層群（層間夾矸較厚的突出煤層） 大面積穿層鉆孔預(yù)抽大面積穿層鉆孔預(yù)抽 應(yīng)用實(shí)例（蘆嶺應(yīng)用實(shí)例（蘆嶺89煤層）煤層） 通過(guò)通過(guò)12121818個(gè)月的抽采，煤層瓦斯抽采率可達(dá)個(gè)月的抽采，煤層瓦斯抽采率可達(dá)30%30%。 但但8 8、9 9煤層煤體原始瓦斯含量煤層煤體

8、原始瓦斯含量20m20m3 3/t/t以上，煤層的殘余瓦以上，煤層的殘余瓦 斯含量也高達(dá)斯含量也高達(dá)14.0m14.0m3 3/t/t以上。以上。 穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶 布置方法布置方法 巖巷布置在距離煤層巖巷布置在距離煤層 202025m25m的穩(wěn)定巖層中的穩(wěn)定巖層中 巷道斷面不小于巷道斷面不小于10.5m10.5m2 2 巖巷位置側(cè)向工作面內(nèi)巖巷位置側(cè)向工作面內(nèi) 部部 鉆場(chǎng)間距考慮鉆孔控制鉆場(chǎng)間距考慮鉆孔控制 范圍及鉆孔施工能力；范圍及鉆孔施工能力； 鉆場(chǎng)能滿(mǎn)足大功率鉆機(jī)鉆場(chǎng)能滿(mǎn)足大功率鉆機(jī) 施工的需要，不小于施工的需要，不小于 12.25m12.25m2 2 穿層鉆孔

9、預(yù)抽煤巷條帶穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶 鉆孔參數(shù)鉆孔參數(shù) 鉆孔直徑鉆孔直徑9090120mm120mm； 間距間距2 25m5m； 鉆孔穿透煤層鉆孔穿透煤層0.5m0.5m； 在煤層內(nèi)均勻布置；在煤層內(nèi)均勻布置； 封孔長(zhǎng)度封孔長(zhǎng)度8m8m以上；以上； 抽采負(fù)壓抽采負(fù)壓25kPa25kPa以上；以上； 抽采時(shí)間滿(mǎn)足抽采時(shí)間滿(mǎn)足規(guī)定規(guī)定 要求，不小于要求，不小于5 5個(gè)月個(gè)月 6 穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶 6.3 特點(diǎn)特點(diǎn) 安全性高；安全性高； 鉆孔施工靈活、方便，鉆孔施工靈活、方便， 適應(yīng)性強(qiáng)；適應(yīng)性強(qiáng)； 鉆孔控制范圍小，工程鉆孔控制范圍小，工程 量、鉆孔量相對(duì)較小，量、鉆孔量相對(duì)較小

10、， 可早進(jìn)入煤層可早進(jìn)入煤層 6 穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶 6.4 適應(yīng)條件適應(yīng)條件 可在較短的時(shí)間內(nèi)消除可在較短的時(shí)間內(nèi)消除 煤巷條帶的突出危險(xiǎn)性，煤巷條帶的突出危險(xiǎn)性， 為盡早進(jìn)入突出煤層、為盡早進(jìn)入突出煤層、 繼續(xù)采取順層鉆孔預(yù)抽繼續(xù)采取順層鉆孔預(yù)抽 消除工作面突出危險(xiǎn)贏消除工作面突出危險(xiǎn)贏 得了時(shí)間。得了時(shí)間。 具有廣泛的適應(yīng)性，是具有廣泛的適應(yīng)性，是 目前不具備保護(hù)層開(kāi)采目前不具備保護(hù)層開(kāi)采 條件的突出煤層，區(qū)域條件的突出煤層，區(qū)域 性瓦斯治理的主要方法。性瓦斯治理的主要方法。 7 順層鉆孔預(yù)抽瓦斯順層鉆孔預(yù)抽瓦斯一般方法一般方法 7.1 布置參數(shù)布置參數(shù) 鉆孔間距鉆

11、孔間距25m，直徑，直徑90120mm； 鉆孔在工作面中間應(yīng)有鉆孔在工作面中間應(yīng)有10m左右的壓茬；左右的壓茬； 封孔長(zhǎng)度封孔長(zhǎng)度10m以上，抽采負(fù)壓以上，抽采負(fù)壓13kPa以上；以上； 抽采時(shí)間不低于抽采時(shí)間不低于5個(gè)月。個(gè)月。 7 順層鉆孔預(yù)抽工作面瓦斯順層鉆孔預(yù)抽工作面瓦斯 7.2 特點(diǎn)及適應(yīng)條件特點(diǎn)及適應(yīng)條件 順層鉆孔均為煤孔，鉆孔利用率高。順層鉆孔均為煤孔，鉆孔利用率高。 但鉆孔施工對(duì)煤層賦存條件要求高，適應(yīng)于頂?shù)装宓@孔施工對(duì)煤層賦存條件要求高，適應(yīng)于頂?shù)装?起伏小、不含夾矸或夾矸厚度小的煤層。起伏小、不含夾矸或夾矸厚度小的煤層。 7 順層鉆孔預(yù)抽工作面瓦斯順層鉆孔預(yù)抽工作面瓦斯

12、7.3 抽采案例抽采案例祁南祁南713工作面預(yù)抽瓦斯工作面預(yù)抽瓦斯 祁南煤礦祁南煤礦7煤層為煤與瓦斯突出煤層，煤層為煤與瓦斯突出煤層，713工作工作 面標(biāo)高為面標(biāo)高為-503-550m，煤層平均厚度，煤層平均厚度3.5m，平均，平均 傾角傾角5，瓦斯壓力，瓦斯壓力2.42MPa，瓦斯含量，瓦斯含量10.39m3/t。 7 順層鉆孔預(yù)抽工作面瓦斯順層鉆孔預(yù)抽工作面瓦斯 7.3 抽采案例抽采案例祁南祁南713工作面預(yù)抽瓦斯工作面預(yù)抽瓦斯 鉆孔施工鉆孔施工高壓水誘導(dǎo)噴孔 抽瓦斯抽瓦斯 排瓦斯、煤、水排瓦斯、煤、水 鉆機(jī)鉆機(jī) 7 順層鉆孔預(yù)抽工作面瓦斯順層鉆孔預(yù)抽工作面瓦斯 7.3 抽采案例抽采案例祁

13、南祁南713工作面預(yù)抽瓦斯工作面預(yù)抽瓦斯 鉆孔施工鉆孔施工高壓水誘導(dǎo)噴孔 7 順層鉆孔預(yù)抽工作面瓦斯順層鉆孔預(yù)抽工作面瓦斯 7.3 抽采案例抽采案例祁南祁南713工作面預(yù)抽瓦斯工作面預(yù)抽瓦斯 鉆孔施工鉆孔施工高壓水誘導(dǎo)噴孔 7 順層鉆孔預(yù)抽工作面瓦斯順層鉆孔預(yù)抽工作面瓦斯 7.3 抽采案例抽采案例祁南祁南713工作面預(yù)抽瓦斯工作面預(yù)抽瓦斯 順層鉆孔抽采順層鉆孔抽采 811 集中運(yùn)輸巷 711 中 段 機(jī) 巷 G5 G3 713 底 板 抽 放 巷 G7 G8 -545.52 G9 -546.92 G10 G13 -559.49 G14 LA -558.96-558.96 J2 -518.11

14、713 機(jī) 巷 J3 f2 -505.51 f3 -501.59 f4 -503.12 f5 J4 -522.59 J5 J6 -522.77 J7 f8 f9 J8 J9 -510 L2 LB -558.68 L4 L5L6 L7 f11 L8 f10 713切 眼 -533.3 J10 15 713 風(fēng) 巷 f13 f12 -527.8 -520 1.1 組 組 組 組 組 組 組 f6 f7 王樓背斜 1#2# 7 順層鉆孔預(yù)抽工作面瓦斯順層鉆孔預(yù)抽工作面瓦斯 7.3 抽采案例抽采案例祁南祁南713工作面預(yù)抽瓦斯工作面預(yù)抽瓦斯 順層鉆孔抽采順層鉆孔抽采 7 順層鉆孔預(yù)抽工作面瓦斯順層鉆孔

15、預(yù)抽工作面瓦斯 7.3 抽采案例抽采案例祁南祁南713工作面預(yù)抽瓦斯工作面預(yù)抽瓦斯 順層鉆孔抽采（風(fēng)巷順層鉆孔抽采（風(fēng)巷15個(gè)月，機(jī)巷個(gè)月，機(jī)巷20個(gè)月）個(gè)月） 7 順層鉆孔預(yù)抽工作面瓦斯順層鉆孔預(yù)抽工作面瓦斯 7.3 抽采案例抽采案例祁南祁南713工作面預(yù)抽瓦斯工作面預(yù)抽瓦斯 瓦斯治理流程圖（瓦斯治理流程圖（瓦斯開(kāi)始治理，至具備回采的條瓦斯開(kāi)始治理，至具備回采的條 件，歷時(shí)件，歷時(shí)4年年3個(gè)月個(gè)月） 8 順層鉆孔預(yù)抽瓦斯順層鉆孔預(yù)抽瓦斯遞進(jìn)掩護(hù)遞進(jìn)掩護(hù) 8.1 布置參數(shù)布置參數(shù) 鉆孔間距鉆孔間距25m，直徑，直徑90120mm； 鉆孔在工作面中間應(yīng)有鉆孔在工作面中間應(yīng)有10m左右的壓茬；左右

16、的壓茬； 封孔長(zhǎng)度封孔長(zhǎng)度10m以上，抽采負(fù)壓以上，抽采負(fù)壓13kPa以上；以上； 抽采時(shí)間不低于抽采時(shí)間不低于5個(gè)月。個(gè)月。 8 順層鉆孔預(yù)抽瓦斯順層鉆孔預(yù)抽瓦斯遞進(jìn)掩護(hù)遞進(jìn)掩護(hù) 8.2 特點(diǎn)及適應(yīng)條件特點(diǎn)及適應(yīng)條件 不需要布置底板巖巷，工程量小；鉆孔均為煤孔，鉆孔不需要布置底板巖巷，工程量??；鉆孔均為煤孔，鉆孔 利用率高；利用率高； 煤體硬度大、傾角小、賦存穩(wěn)定，構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單、突出煤體硬度大、傾角小、賦存穩(wěn)定，構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單、突出 危險(xiǎn)性相對(duì)較弱且易于成孔的煤層；危險(xiǎn)性相對(duì)較弱且易于成孔的煤層； 8 順層鉆孔預(yù)抽瓦斯順層鉆孔預(yù)抽瓦斯遞進(jìn)掩護(hù)遞進(jìn)掩護(hù) 8.3 應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例祁南祁南3煤層煤層

17、 祁南煤礦祁南煤礦3232煤層平均厚度煤層平均厚度2.38m2.38m，屬較穩(wěn)定煤層，屬較穩(wěn)定煤層， 實(shí)測(cè)最大瓦斯壓力為實(shí)測(cè)最大瓦斯壓力為4.5MPa4.5MPa，煤層具有突出危險(xiǎn)性。，煤層具有突出危險(xiǎn)性。 試驗(yàn)面試驗(yàn)面3434下下3 3工作面位于工作面位于3434下采區(qū)，該面的標(biāo)高范圍下采區(qū)，該面的標(biāo)高范圍 為為-563 -563 -635m-635m，面內(nèi)平均瓦斯壓力為，面內(nèi)平均瓦斯壓力為2.5MPa2.5MPa，平，平 均瓦斯含量為均瓦斯含量為9.48m9.48m3 3/t/t。 工作面順層鉆孔設(shè)計(jì)間距工作面順層鉆孔設(shè)計(jì)間距5m5m，鉆孔直徑，鉆孔直徑94mm94mm，順層，順層 鉆孔的

18、施工長(zhǎng)度為鉆孔的施工長(zhǎng)度為808090m90m，從上一區(qū)段工作面機(jī)巷，從上一區(qū)段工作面機(jī)巷 向向3434下下3 3工作面上半?yún)^(qū)域施工順層鉆孔抽采瓦斯，平工作面上半?yún)^(qū)域施工順層鉆孔抽采瓦斯，平 均抽采時(shí)間不低于均抽采時(shí)間不低于5 5個(gè)月。個(gè)月。 8 順層鉆孔預(yù)抽瓦斯順層鉆孔預(yù)抽瓦斯遞進(jìn)掩護(hù)遞進(jìn)掩護(hù) 8.3 應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例祁南祁南3煤層煤層 8 順層鉆孔預(yù)抽瓦斯順層鉆孔預(yù)抽瓦斯遞進(jìn)掩護(hù)遞進(jìn)掩護(hù) 8.3 應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例祁南祁南3煤層煤層 34下下3工作面的工程實(shí)踐表明，順層長(zhǎng)鉆孔瓦斯工作面的工程實(shí)踐表明，順層長(zhǎng)鉆孔瓦斯 抽采方法可使工作面煤層瓦斯含量降至抽采方法可使工作面煤層瓦斯含量降至6m3/

19、t左右，左右， 實(shí)現(xiàn)煤層的安全快速掘進(jìn)及高效回采。掘進(jìn)工作面實(shí)現(xiàn)煤層的安全快速掘進(jìn)及高效回采。掘進(jìn)工作面 瓦斯?jié)舛瓤刂圃谕咚節(jié)舛瓤刂圃?.6%以下，煤巷掘進(jìn)速度可達(dá)以下，煤巷掘進(jìn)速度可達(dá) 340m/月；回采工作面瓦斯?jié)舛瓤刂圃谠拢换夭晒ぷ髅嫱咚節(jié)舛瓤刂圃?.30.5%之之 間，月產(chǎn)量可達(dá)間，月產(chǎn)量可達(dá)12萬(wàn)萬(wàn)t。 9 順層鉆孔預(yù)抽瓦斯順層鉆孔預(yù)抽瓦斯條帶預(yù)抽條帶預(yù)抽 9.1 布置方法布置方法 鉆孔應(yīng)控制的條帶長(zhǎng)度不小于鉆孔應(yīng)控制的條帶長(zhǎng)度不小于60m； 控制范圍為傾斜、急傾斜煤層巷道上幫輪廓線(xiàn)外至少控制范圍為傾斜、急傾斜煤層巷道上幫輪廓線(xiàn)外至少20m， 下幫下幫10m，其他巷道兩側(cè)至少，其他巷

20、道兩側(cè)至少15m。 特厚煤層分層開(kāi)采時(shí)，采前抽采鉆孔應(yīng)控制開(kāi)采的分層及其特厚煤層分層開(kāi)采時(shí)，采前抽采鉆孔應(yīng)控制開(kāi)采的分層及其 上部至少上部至少20m、下部至少、下部至少10m。 鉆孔孔底間距一般不超過(guò)鉆孔孔底間距一般不超過(guò)5m，鉆孔直徑為，鉆孔直徑為90120mm，鉆，鉆 孔超前距不小于孔超前距不小于20m。 9 順層鉆孔預(yù)抽瓦斯順層鉆孔預(yù)抽瓦斯條帶預(yù)抽條帶預(yù)抽 9.2 適應(yīng)條件適應(yīng)條件 效果檢驗(yàn)需實(shí)測(cè)瓦斯壓力、瓦斯含量，難度大；效果檢驗(yàn)需實(shí)測(cè)瓦斯壓力、瓦斯含量，難度大； 在一些穿層鉆孔、順層鉆孔預(yù)抽控制不到或預(yù)抽效果相對(duì)較在一些穿層鉆孔、順層鉆孔預(yù)抽控制不到或預(yù)抽效果相對(duì)較 差的的小區(qū)域范圍采用。差的的小區(qū)域范圍采用。 高瓦斯煤層煤巷掘進(jìn)可用