本煤層采前抽采

1、一、井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機理一、井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機理二、穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法二、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、枝狀長鉆孔抽采瓦斯方法四、枝狀長鉆孔抽采瓦斯方法五、提高采前抽采瓦斯效果的技術(shù)途徑五、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)域防突措施包括開采保護層和預(yù)抽煤層瓦斯兩類開采保護層和預(yù)抽煤層瓦斯兩類。對不具備保護層開采條件的。對不具備保護層開采條件的突出煤層，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，包括地面鉆井抽

2、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)上衍生出來的。礎(chǔ)上衍生出來的。 7.1井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機理井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機理中梁山煤礦石門揭開K10煤層10次，發(fā)生突出5次，最大突出強度達1800t 。7.1井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機理井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機理設(shè)計以6.25m的抽采半徑均勻布置22個鉆孔，孔徑75mm，實際施工的鉆孔間距最大14m，最小8m。為了考察抽采過程中流量、壓力、煤層變形、透氣性、煤體硬度

3、五個參數(shù)的變化，布置測變形孔3個、測瓦斯壓力孔6個。 7.1井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機理井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機理 7.1井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機理井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機理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)量考慮鉆機的施巖巷數(shù)量考慮鉆機的施工能力及工作面傾向長工能力及工作面傾向長度度鉆場間距考慮鉆孔控制鉆場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圍防突規(guī)定防突規(guī)定對于鉆孔控制回采巷道外側(cè)的范圍是：對于

4、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外至少傾斜、急傾斜煤層巷道上幫輪廓線外至少20m20m，下幫，下幫至少至少10m10m；其他煤層巷道兩側(cè)輪廓線外至少各；其他煤層巷道兩側(cè)輪廓線外至少各15m15m。巷道及鉆場要求巷道及鉆場要求 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）。）。鉆場間距考慮鉆孔控制范圍及鉆孔施工能力；鉆場能鉆場間距考慮鉆孔控制范圍及鉆孔施工能力；鉆場能滿足大功率鉆機施工的需要，不小于滿

5、足大功率鉆機施工的需要，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；封孔長度封孔長度8m8m以上；以上；抽采負壓抽采負壓25kPa25kPa以上；以上；抽采時間滿足規(guī)定要求，抽采時間滿足規(guī)定要求，不小于不小于6 6個月個月大面積穿層鉆孔預(yù)抽大面積穿層鉆孔預(yù)抽特點特點安全性有保障安全性有保障穿層鉆孔施工靈活、方便，適應(yīng)性強穿層鉆孔施工靈活、方便，適應(yīng)性強巷道、鉆孔工程量大；巷道、鉆孔工程量大；鉆孔利用率

6、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)條件無保護層開采的突出煤層無保護層開采的突出煤層突出危險特別嚴重的煤層突出危險特別嚴重的煤層直接在煤層內(nèi)施工順層鉆孔時經(jīng)常會出現(xiàn)噴孔、抱鉆、直接在煤層內(nèi)施工順層鉆孔時經(jīng)常會出現(xiàn)噴孔、抱鉆、卡鉆等一系列問題，甚至可能誘發(fā)煤與瓦斯突出卡鉆等一系列問題，甚至可能誘發(fā)煤與瓦斯突出 具有突出危險的特厚煤層具有突出危險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、右方及前方這樣一個龐大的立體范圍，在其中施工上向或及前方這樣一個龐大的立體范圍，在其中施工上向或下向的鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯來均勻消除這個

7、立體范圍內(nèi)下向的鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯來均勻消除這個立體范圍內(nèi)煤體的突出危險性是非常困難的，而且安全性難以保煤體的突出危險性是非常困難的，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)用實例（蘆嶺應(yīng)用實例（蘆嶺89煤層）煤層）通過通過12121818個月的抽采，煤層瓦斯抽采率可達個月的抽采，煤層瓦斯抽采率可達30%30%。但但8 8、9 9煤層煤體原始瓦斯含量煤層煤體原始瓦斯含量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斯含量也高達14.0m14.0m3 3/t/t以上

8、。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)部部鉆場間距考慮鉆孔控制鉆場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；鉆場能滿足大功率鉆機鉆場能滿足大功率鉆機施工的需要，不小于施工的需要，不小于12.25m12.25m2 2穿層鉆孔預(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

9、煤層內(nèi)均勻布置；在煤層內(nèi)均勻布置；封孔長度封孔長度8m8m以上；以上；抽采負壓抽采負壓25kPa25kPa以上；以上；抽采時間滿足抽采時間滿足規(guī)定規(guī)定要求，不小于要求，不小于5 5個月個月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 特點特點安全性高；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；適應(yīng)性強；鉆孔控制范圍小，工程鉆孔控制范圍小，工程量、鉆孔量相對較小，量、鉆孔量相對較小，可早進入煤層可早進入煤層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)條件可在較短的時間內(nèi)消除可在較短的時間內(nèi)消除煤巷條帶的突出危險性，煤巷條帶的突出危險性，為盡早進入突出煤

10、層、為盡早進入突出煤層、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贏消除工作面突出危險贏得了時間。得了時間。具有廣泛的適應(yīng)性，是具有廣泛的適應(yīng)性，是目前不具備保護層開采目前不具備保護層開采條件的突出煤層，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；封孔長度封孔長度10m以上，抽采負壓以上，抽采負壓13kPa以上；以上；抽采時間不低于抽采時間不低于5個月。個月。7

11、 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 特點及適應(yīng)條件特點及適應(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。但鉆孔施工對煤層賦存條件要求高，適應(yīng)于頂?shù)装宓@孔施工對煤層賦存條件要求高，適應(yīng)于頂?shù)装迤鸱?、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

12、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、水鉆機鉆機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

13、.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8 1 1 集中運輸巷7 1 1中段機巷G5G 37 1 3 底板抽放巷G7G8- 5 4 5 . 5 2G9- 5 4 6 . 9 2G1 0G1 3- 5 5 9 . 4 9G1 4L A- 5 5 8 . 9 6- 5 5 8 . 9 6J 2- 5 1 8 . 1 17 1 3 機巷J 3f 2- 5 0 5 . 5 1f 3- 5 0 1 . 5 9f 4- 5 0 3 . 1 2f 5J 4- 5 2 2 . 5 9J 5J 6- 5 2 2 . 7 7J 7f 8f 9J 8J 9- 5 1

14、0L 2L B- 5 5 8 . 6 8L 4L 5L 6L 7f 1 1L 8f 1 07 1 3切眼- 5 3 3 . 3J 1 01 57 1 3 風(fēng)巷f 1 3f 1 2- 5 2 7 . 8- 5 2 01 . 1組組組組組組組f 6f 7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個月，機巷個月，機巷20個月）個月）7

15、 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（瓦斯開始治理，至具備回采的條瓦斯開始治理，至具備回采的條件，歷時件，歷時4年年3個月個月）8 順層鉆孔預(yù)抽瓦斯順層鉆孔預(yù)抽瓦斯遞進掩護遞進掩護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；左右的壓茬；封孔長度封孔長度10m以上，抽采負壓以上，抽采負壓13kPa以上；以上；抽采時間不低于抽采時間不低于5個月。個月。8 順層鉆孔預(yù)抽瓦斯順層鉆孔預(yù)抽瓦斯遞進掩護遞進掩護8.

16、2 特點及適應(yīng)條件特點及適應(yīng)條件不需要布置底板巖巷，工程量?。汇@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)造相對簡單、突出煤體硬度大、傾角小、賦存穩(wěn)定，構(gòu)造相對簡單、突出危險性相對較弱且易于成孔的煤層；危險性相對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)抽瓦斯遞進掩護遞進掩護8.3 應(yīng)用實例應(yīng)用實例祁南祁南3煤層煤層 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，實測最大瓦斯壓力為實測最大瓦斯壓力為4.5MPa4.5MPa，煤層具有突出危險性。，煤層具有突出

17、危險性。試驗面試驗面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)計間距工作面順層鉆孔設(shè)計間距5m5m，鉆孔直徑，鉆孔直徑94mm94mm，順層，順層鉆孔的施工長度為鉆孔的施工長度為808090m90m，從上一區(qū)段工作面機巷，從上一區(qū)段工作面機巷向向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，平均抽采時間不低于均抽

18、采時間不低于5 5個月。個月。 8 順層鉆孔預(yù)抽瓦斯順層鉆孔預(yù)抽瓦斯遞進掩護遞進掩護8.3 應(yīng)用實例應(yīng)用實例祁南祁南3煤層煤層8 順層鉆孔預(yù)抽瓦斯順層鉆孔預(yù)抽瓦斯遞進掩護遞進掩護8.3 應(yīng)用實例應(yīng)用實例祁南祁南3煤層煤層 34下下3工作面的工程實踐表明，順層長鉆孔瓦斯工作面的工程實踐表明，順層長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/t左右，左右，實現(xiàn)煤層的安全快速掘進及高效回采。掘進工作面實現(xiàn)煤層的安全快速掘進及高效回采。掘進工作面瓦斯?jié)舛瓤刂圃谕咚節(jié)舛瓤刂圃?.6%以下，煤巷掘進速度可達以下，煤巷掘進速度可達340m/月；回采工作面瓦斯?jié)舛瓤刂圃?/p>

19、月；回采工作面瓦斯?jié)舛瓤刂圃?.30.5%之之間，月產(chǎn)量可達間，月產(chǎn)量可達12萬萬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)控制的條帶長度不小于鉆孔應(yīng)控制的條帶長度不小于60m；控制范圍為傾斜、急傾斜煤層巷道上幫輪廓線外至少控制范圍為傾斜、急傾斜煤層巷道上幫輪廓線外至少20m，下幫下幫10m，其他巷道兩側(cè)至少，其他巷道兩側(cè)至少15m。特厚煤層分層開采時，采前抽采鉆孔應(yīng)控制開采的分層及其特厚煤層分層開采時，采前抽采鉆孔應(yīng)控制開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鉆孔孔底間距一般不超過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)條件效果檢驗需實測瓦斯壓力、瓦斯含量，難度大；效果檢驗需實測瓦斯壓力、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