瓦斯抽采工安全技術(shù)專訓(xùn)

郭家河煤礦

瓦斯抽采工安全技術(shù)

培訓(xùn)班陜西能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院培訓(xùn)中心張全錄第一頁，共一百二十三頁。4/22/20231中國古代煤窯瓦斯引排方法

1637年:宋應(yīng)星所著《天工開物》記載“利用竹管引排煤中瓦斯”的方法。第二頁，共一百二十三頁。4/22/20232.瓦斯抽放相關(guān)法令：“十二字方針”

2002年8月，國家煤礦安全監(jiān)察局和中國煤炭協(xié)會，為貫徹落實(shí)國務(wù)院關(guān)于安全生產(chǎn)的一系列重要指示和國務(wù)院《關(guān)于黑龍江省雞西礦業(yè)集團(tuán)公司“6.20”特大瓦斯事故的通報》精神，召開了全國煤礦瓦斯防治現(xiàn)場會議，在這次會議上作出了向全國煤礦貫徹落實(shí)“先抽后采、以風(fēng)定產(chǎn)、監(jiān)測監(jiān)控”瓦斯治理十二字方針的重要決定?！跋瘸楹蟛伞笔峭咚怪卫淼脑搭^治本措施。先抽后采以風(fēng)定產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控第三頁，共一百二十三頁。4/22/20233第四章瓦斯抽放基本知識

第一節(jié)瓦斯抽放系統(tǒng)一、瓦斯抽放的目的、條件及意義1、什么叫瓦斯抽放？答：為了減少和解除瓦斯對煤礦安全生產(chǎn)的威脅，利用機(jī)械設(shè)備和專用管道造成的負(fù)壓，將煤層中存在或釋放出的瓦斯抽出來，輸送到地面或其他安全地點(diǎn)的做法，叫做瓦斯抽放。第四頁，共一百二十三頁。4/22/202342、抽放瓦斯的目的是什么？答：抽放瓦斯的目的是：(1)預(yù)防瓦斯超限、確保礦井安全生產(chǎn)。〔光靠通風(fēng)方法將瓦斯沖淡到規(guī)程規(guī)定的濃度在技術(shù)上不可能、或雖然可能但經(jīng)濟(jì)上不合理時，應(yīng)考慮抽放瓦斯〕。(2)開采保護(hù)層并具有抽放瓦斯系統(tǒng)的礦井，應(yīng)抽放被保護(hù)層的卸壓瓦斯?！渤榉沤嚯x保護(hù)層的瓦斯可減少卸壓瓦斯涌入保護(hù)層工作面和采空區(qū)，保證保護(hù)層安全順利地回采；抽放遠(yuǎn)距離被保護(hù)層的瓦斯，可以擴(kuò)大保護(hù)范圍與程度，并于事后在被保護(hù)層內(nèi)進(jìn)行掘進(jìn)和回采時，瓦斯涌出量會顯著減少〕。(3)無保護(hù)層可開采的礦井，抽放瓦斯可作為區(qū)域性或局部性防突措施來使用。(4)開發(fā)利用瓦斯資源，變害為利。第五頁，共一百二十三頁。4/22/202353、抽放瓦斯的條件有哪些？答：煤礦安全規(guī)程第145條規(guī)定：有下列情況之一的礦井，必須建立地面永久抽放瓦斯系統(tǒng)或井下臨時抽放瓦斯系統(tǒng)：⑴一個采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3∕min或一個掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量大于3m3∕min，用通風(fēng)方法解決瓦斯問題不合理的。⑵礦井的絕對瓦斯涌出量達(dá)到以下條件的：①大于或等于40m∕min；②年產(chǎn)量1.0~1.5Mt的礦井，大于30m3∕min:；③年產(chǎn)量0.6~1.0Mt的礦井，大于25m3∕min:；④年產(chǎn)量0.4~0.6Mt的礦井，大于20m3∕min:；⑤年產(chǎn)量小于或等于0.4t的礦井，大于15m3∕min:；(3)開采保護(hù)層時應(yīng)考慮抽放被保護(hù)層瓦斯。(4)開采有煤與瓦斯突出危險煤層的?！睹旱V安全規(guī)程》、《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》、“十二字方針”等國家政令將瓦斯抽放法制化：高瓦斯高突煤礦抽與不抽瓦斯是守法與違法的問題。第六頁，共一百二十三頁。4/22/202364、抽放瓦斯有何意義？答：煤礦抽放瓦斯的意義是：⑴是消除煤礦重大瓦斯事故的治本措施。⑵能夠解決礦井僅靠通風(fēng)難以解決的問題，降低礦井通風(fēng)成本。⑶瓦斯抽放能夠利用寶貴的瓦斯資源。安全經(jīng)濟(jì)環(huán)保第七頁，共一百二十三頁。4/22/20237二、瓦斯抽放系統(tǒng)的構(gòu)成z瓦斯抽放系統(tǒng)主要有管道、瓦斯泵、流量計、安全裝置等組成。㈠瓦斯抽放管道1、瓦斯抽放管路的鋪設(shè)：⑴瓦斯抽放管路由總管、分管及支管組成。⑵管材一般選用無縫鋼管、焊接管等，支管也可選用玻璃鋼管。抽放瓦斯用抗靜電硬質(zhì)塑料管比鋼管重量輕、耐腐蝕、成本較低，常用做封孔套管。第八頁，共一百二十三頁。4/22/20238⑶瓦斯抽放管路的鋪設(shè)應(yīng)盡量做到：①井下抽放管路出氣系統(tǒng)設(shè)于回風(fēng)巷道內(nèi)；②抽放管路在鋪設(shè)時必須吊掛平直，離地高度不少于300mm；③必須保證抽放系統(tǒng)中所有管路的接頭嚴(yán)密、不漏氣，正式抽放前，必須對所有抽放管路進(jìn)行試通、試漏；④管路鋪設(shè)在有提升運(yùn)輸?shù)南锏纼?nèi)時，抽放管路與礦車最外緣的間隙必須大于700mm；⑤嚴(yán)禁瓦斯管路與電纜同側(cè)吊掛及與帶電物體接觸及砸壞管路，修復(fù)巷道時必須制定保護(hù)抽放管路的措施；⑥瓦斯抽放管路要每隔一定距離或在高度起伏變化處留有放水三通，以便在管路發(fā)生積水及有雜物堵塞時采取措施處理。第九頁，共一百二十三頁。4/22/202392、瓦斯抽放管路的選型：⑴選擇瓦斯抽放管路是決定抽放投資和抽放效果的重要因素之一。⑵瓦斯抽放管路直徑D應(yīng)根據(jù)絕對瓦斯涌出量、預(yù)計的瓦斯抽出量及預(yù)計的瓦斯抽出率來選定。⑶瓦斯抽放管路直徑D計算公式：D=[(4Qc)∕(60лц)]?

Qc?管內(nèi)混合氣體流量m3∕min；ц?管內(nèi)氣體經(jīng)濟(jì)合理平均流速，取ц=5~15m∕s。⑷礦井瓦斯管路直徑：在采區(qū)工作面內(nèi)一般選用200~250mm，大巷的干管選用250~325mm，井筒和地面選用325~400mm。第十頁，共一百二十三頁。4/22/2023103、瓦斯管路阻力計算⑴計算方法和通風(fēng)設(shè)計時計算礦井總阻力一樣。即選擇阻力最大的一段管路，分別計算各段的摩擦阻力和局部阻力，累加起來計算整個管道系統(tǒng)的總阻力。⑵各段的摩擦阻力可用下式技術(shù)：hf＝﹙1－0.00446Ｃ﹚ＬＱc2／ＫＤ5Hf摩擦阻力，Pa；Ｌ管道的長度,m；Ｄ管道內(nèi)徑,cm；Ｑc管內(nèi)混合氣體的流量，m3／h；k系數(shù)見教材p118表；Ｃ管內(nèi)混合氣體中瓦斯?jié)舛鹊陌俜种怠）w第十一頁，共一百二十三頁。4/22/202311⑶管路系統(tǒng)k值表管徑cm3.24.05.07.08.0K0.050,0510.0530.0560.058管徑cm10.012.515.0＞15.0K0.0630.0680.0710.072第十二頁，共一百二十三頁。4/22/202312⑷局部阻力一般不進(jìn)行個別計算，而是以管道總摩擦阻力的10%~15%作為局部阻力。管道的總阻力為：

hr＝﹙1.1~1.2﹚Σhfihfi是該段管道的摩擦阻力，Pa.第十三頁，共一百二十三頁。4/22/2023134、瓦斯抽放管路的連接(1)抽放瓦斯管路與鉆孔可用高壓膠皮軟管通過抽放多通連接。(2)高壓膠皮軟管的尺寸可根據(jù)封孔管的直徑來選擇：煤層鉆孔一般選用2英寸半的高壓膠皮管，巖石鉆孔一般選用3英寸或4英寸的高壓膠皮管。(3)抽放瓦斯管與瓦斯管路的連接參考課本119頁4―1圖第十四頁，共一百二十三頁。4/22/2023145、瓦斯抽放管路安裝及拆卸應(yīng)注意哪些事項？答：應(yīng)注意以下事項：(1)管路要托掛或墊起，吊掛要平直，拐彎處要設(shè)彎頭，不拐急彎。管子的接頭接口要擰緊，用法蘭盤連接的管子必須加墊圈，做到不漏氣、不漏水。(2)在傾斜和水平巷道中安設(shè)管路時，必須先安管子托，管子托間距不大于10m，要接好一節(jié)運(yùn)一節(jié)，并把接好的管子用卡支或8~10號鐵絲卡在或綁在預(yù)先打好的管子托架上。(3)在通風(fēng)不良或瓦斯尾巷中安裝管路時，除要有措施外，還應(yīng)配有瓦斯檢查員，在檢查瓦斯符合有關(guān)規(guī)定后方可工作。第十五頁，共一百二十三頁。4/22/202315(4)拆卸管子時，要兩人托住管子，一人擰下螺絲。﹝判斷題：在拆卸抽放管時，要一手托住管子、一手?jǐn)Q下鑼拴。(X)﹞(5)當(dāng)管路通過風(fēng)門、風(fēng)橋等設(shè)施時，管路要從墻角打孔通過，接好后用灰漿堵嚴(yán)。(6)在有電纜的巷道內(nèi)鋪設(shè)管路時，應(yīng)鋪設(shè)在電纜的另一側(cè)，嚴(yán)禁瓦斯管路與電纜同側(cè)吊掛。(7)用法蘭盤聯(lián)接管子時，嚴(yán)禁手指插入兩個法蘭盤間隙及螺絲眼，以防錯動擠手。第十六頁，共一百二十三頁。4/22/202316(8)管路鋪設(shè)時每隔3~4m要有一吊掛點(diǎn)，保持平、直、穩(wěn)。井下嚴(yán)禁使用摩擦產(chǎn)生靜電的塑料管。(9)新安裝或更換的管路要進(jìn)行漏氣和漏水試驗，不合標(biāo)準(zhǔn)的不能使用。(10)聯(lián)接瓦斯管路時必須加膠墊、上全法蘭盤螺絲并擰緊，以確保不漏氣。安裝孔板流量計時，必須嚴(yán)格按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)施工。拆除或更換瓦斯管路時，必須把計劃拆除的管路與在用的管路用閘閥或閘門隔開，瓦斯管路內(nèi)的瓦斯排除后方可動工拆除。第十七頁，共一百二十三頁。4/22/2023176、采煤工作面過鉆場時拆除管路的措施有那些？答：措施有以下：(1)回采工作面在距鉆場30m時，生產(chǎn)單位負(fù)責(zé)在鉆場內(nèi)打兩個木垛、木垛必須接頂接實(shí)有勁，以保護(hù)鉆孔，減少變形量。(2)通風(fēng)部門要加強(qiáng)鉆場瓦斯檢查，并打上柵欄，揭示警標(biāo)，發(fā)現(xiàn)有瓦斯積聚，必須及時采取有效措施處理。(3)工作面在過鉆場時盡可能不破壞頂板，保護(hù)好鉆場木垛、抽放軟管及干管，不得隨意甩管。第十八頁，共一百二十三頁。4/22/202318(4)在工作面過鉆場20m前，新鉆場要并網(wǎng)抽放。若過鉆場抽放效果差，要及時施工穿層鉆孔抽放瓦斯，消除瓦斯超限隱患。(5)在鉆場進(jìn)入工作面采空區(qū)后(距煤壁8~10m左右)要及時拆除抽放干管，直至新鉆場，并及時將出口悶實(shí)不漏氣。(6)在拆除時必須選定合適班次、時間、停泵拆卸，拆卸時要杜絕敲打，避免產(chǎn)生火花。第十九頁，共一百二十三頁。4/22/202319㈡瓦斯泵(p159)1、常用的瓦斯泵有水環(huán)真空泵（濕）、離心式瓦斯泵和回轉(zhuǎn)式瓦斯泵三種。2、水環(huán)真空泵的優(yōu)點(diǎn)是真空度高、負(fù)壓大、流量小、安全性好(工作頁輪內(nèi)有水環(huán)沒有爆炸危險)，結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠。它的缺點(diǎn)是流量較小，正壓側(cè)壓力低，軸磨損、外殼磨損極大。它適用于抽出量較小、管路較長和需要抽放負(fù)壓較高的礦井或區(qū)域，適用于瓦斯?jié)舛茸兓^大，特別是濃度較低的礦井。該泵使用較為廣泛。第二十頁，共一百二十三頁。4/22/2023203、離心式瓦斯泵的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)轉(zhuǎn)可靠不易出故障；運(yùn)行穩(wěn)定供氣較均勻；磨損小，壽命長；流量高，噪音低。負(fù)壓低、流量小。它的缺點(diǎn)是價格高，效率低；兩臺瓦斯泵并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)效率較差。它適用于瓦斯抽出量大(20~1200m3∕min)、管道阻力不高(4~5kpa)的瓦斯抽放礦井第二十一頁，共一百二十三頁。4/22/2023214、回轉(zhuǎn)式瓦斯泵的特點(diǎn)是管道阻力變化時，瓦斯泵的流量幾乎不變。所以它的優(yōu)點(diǎn)是不受阻力變化的影響，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，供氣均勻、效率較高，便于維護(hù)保養(yǎng)，價格便宜、經(jīng)濟(jì)合理。它的缺點(diǎn)是檢修工藝要求高(葉軹之間以及與機(jī)殼之間間隙必須適當(dāng)，間隙過小，易摩擦發(fā)熱，間隙過大，漏氣大，效率降低)；運(yùn)轉(zhuǎn)中噪聲大；壓力高時，氣體漏損較大，磨損較嚴(yán)重。它適用于流量要求穩(wěn)定而阻力變化大和負(fù)壓較高的抽放瓦斯礦井。第二十二頁，共一百二十三頁。4/22/2023225、瓦斯泵的選用原則是：(1)瓦斯泵的容量必須滿足礦井瓦斯抽放期間所預(yù)計的最大瓦斯抽放量；(2)瓦斯泵所產(chǎn)生的負(fù)壓能克服抽放瓦斯管道系統(tǒng)的最大阻力，并在鉆孔口造成適當(dāng)?shù)呢?fù)壓；(3)抽放瓦斯?jié)舛鹊陀?5%的礦井，不得選用干式瓦斯抽放泵。6、2BEL系列瓦斯泵常見的故障有運(yùn)轉(zhuǎn)不正常、啟動困難、軸功率增大、氣量減少和軸承部位發(fā)熱。各種故障發(fā)生的原因及處理的方法參考教材p162第二十三頁，共一百二十三頁。4/22/2023237、瓦斯泵負(fù)壓計算方法：h泵＝hR＋h孔h泵瓦斯泵總負(fù)壓，Pa;hR管道總阻力，Pa;h孔要求孔口抽放負(fù)壓，Pa;8、瓦斯泵流量計算：Q泵＝100Q抽／C×K

Q泵瓦斯泵的流量，m3／min；Q抽預(yù)計的最大瓦斯抽出量，m3／min；C瓦斯泵入口的瓦斯?jié)舛龋?；K備用系數(shù)，取1.2根據(jù)Q泵和h泵選擇瓦斯泵第二十四頁，共一百二十三頁。4/22/202324㈢孔板流量計1、為了全面掌握與管路井下瓦斯抽放情況，需要在總管、支管和各個鉆場內(nèi)安設(shè)測定瓦斯流量的流量計。常用的是孔板流量計。2、孔板流量計由兩個短管和一個有標(biāo)準(zhǔn)孔口的園板構(gòu)成，使用時安裝在管道中，用水柱壓差計測出孔板前后的壓差和管內(nèi)瓦斯?jié)舛龋嬎銟?biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的混合氣體流量。第二十五頁，共一百二十三頁。4/22/2023253、利用孔板流量計計算混合氣體壓力Q溫度為20℃，壓力為101.3kpa時的混合氣體流量，m3／min；h孔板兩端靜壓差，pa；p孔板出口端絕對靜壓差，pa;C瓦斯?jié)舛?%;k孔板流量系數(shù)

×Kt孔板系數(shù)精度好時取1;C1流速度收縮系數(shù)取0.65;SK孔板孔口面積,㎡.Q＝9.7×10﹣4×﹛h×p[0.716C﹢1.293﹙1﹣C﹚]﹜1／2k＝kt×c1×sk×﹙2g﹚1／2×60;第二十六頁，共一百二十三頁。4/22/202326㈣安全裝置p1631、瓦斯抽放安全防護(hù)裝置主要有放水裝置；防爆、防回火裝置；控制流量裝置；防空和避雷裝置等?！舴潘b置：2、抽放瓦斯管路工作時，不斷有水積存在管路的低洼處，為了減少阻力，保證管路安全有效工作，應(yīng)及時排出積水。3、在瓦斯抽放管路中每200~300m最長不超過500m的低洼處應(yīng)安設(shè)一只放水器。4、放水裝置大致上分為人工放水器和自動放水器兩種。第二十七頁，共一百二十三頁。4/22/2023276、負(fù)壓自動放水器的工作原理：放水器每個工作循環(huán)由積水和放水兩個階段組成。在積水階段時，浮筒處于最低位置，進(jìn)水閘口敞開，大氣進(jìn)氣口與放水閘門處于關(guān)閉狀態(tài)，抽放管路的積水通過進(jìn)水口流入放水器。隨著積水增加，水位上升，浮筒便開始上浮。當(dāng)浮筒上升到固定在托盤上的導(dǎo)向桿頂開通大氣的密封球時，大氣進(jìn)入放水器，改變了筒內(nèi)的負(fù)壓狀態(tài)，托盤與導(dǎo)向桿被吸起，進(jìn)水閥口被托盤上的膠墊堵頭堵死使放水器與負(fù)壓管路隔絕而僅與大氣相通，積水階段結(jié)束而放水階段開始。隨著積水的放出，水面下降浮筒也隨著下降，托盤與導(dǎo)向桿等被拉下，使放水器重新與抽放管路相通，同時進(jìn)氣閥與放水閥關(guān)閉，放水階段結(jié)束積水階段開始。第二十八頁，共一百二十三頁。4/22/2023287、判斷、填空題：判斷題：每次放水量的多少，取決于放水器的容積和抽放的負(fù)壓。(V)填空題：負(fù)壓越高，一次放水量越大。第二十九頁，共一百二十三頁。4/22/202329◆“三防裝置”：8、“三防裝置”是指安設(shè)在地面瓦斯抽放泵吸氣管路中具有防回火、防回氣和防爆炸作用的安全裝置。9、防爆阻火器具有良好的“三防”性能。它在瓦斯壓力為0.17Mpa下發(fā)生瓦斯爆炸時不傳暴。10、防爆阻火器的工作原理見教材p166頁。填空題：甲烷最大不傳爆間隙為1.14mm，甲烷最大熄滅直徑為2.5mm.。11、防爆阻火器沒有安裝方向的要求，水平安裝、垂直安裝均可，以靠近瓦斯泵為宜。當(dāng)在抽放管中遭污染時，可將其拆下出口，用壓風(fēng)吹凈后再用。﹝判斷題：當(dāng)防爆阻火器在抽放管中遭污染時，要將其拆下報廢，不得重復(fù)使用。(X)﹞第三十頁，共一百二十三頁。4/22/202330◆抽放瓦斯參數(shù)監(jiān)測儀12、瓦斯抽放站參數(shù)監(jiān)測儀可以連續(xù)監(jiān)測瓦斯抽放管路中的甲烷濃度、流量、負(fù)壓、泵房內(nèi)泄露瓦斯?jié)舛取⒈脵C(jī)的軸溫等參數(shù)，由微機(jī)完成測量、顯示、打印等工作。當(dāng)任一參數(shù)超限時，可發(fā)出聲光報警信號，并按給定程序停止和啟動泵機(jī)。13、它的技術(shù)參數(shù)是：管路內(nèi)甲烷濃度0~100%；管路內(nèi)瓦斯流量0~150m3∕min；負(fù)壓0~0.1Mpa；泵房內(nèi)泄露瓦斯?jié)舛?~4%；泵機(jī)軸溫最多測點(diǎn)8個；測量精度0.5%滿量程；警報點(diǎn)誤差滿量程不大于±0.5%；軸溫警報誤差不大于±2℃。第三十一頁，共一百二十三頁。4/22/202331◆放空管14、瓦斯泵進(jìn)、出口側(cè)應(yīng)設(shè)立放空管，當(dāng)瓦斯泵因故停抽或瓦斯?jié)舛鹊陀谝?guī)定時，抽放管路中的瓦斯可經(jīng)放空管排到大氣中去。當(dāng)用戶端因瓦斯過?；蜉斔桶l(fā)生故障時，也可以由放空管排放。15、放空管出口至少高出地面地面10m，而且至少高出20m范圍建筑物3m以上。放空管距泵房墻壁一般0.5~1.0m，最遠(yuǎn)不得超過10m,其出口應(yīng)加防護(hù)帽。16、放空管必須接地。17、放空管周圍有高壓線或其他易燃瓦斯因素時，應(yīng)制定專門的安全措施。第三十二頁，共一百二十三頁。4/22/202332三、瓦斯抽放泵站(房)18、煤礦安全規(guī)程第146條規(guī)定地面固定式瓦斯抽放泵房應(yīng)符合下列要求：(1)地面泵房必須用不燃性材料建筑，并必須有防雷電裝置。其距進(jìn)風(fēng)井口和主要建筑物不得小于50m，并用柵欄或圍墻保護(hù)。(2)地面泵房和泵房周圍20m范圍內(nèi)，禁止堆積易燃物和有明火。(3)抽放瓦斯泵及其附屬設(shè)備，至少應(yīng)有1套備用。(4)地面泵房內(nèi)電氣設(shè)備、照明和其他電器儀表都應(yīng)采用礦用防爆型，否則必須采取安全措施。第三十三頁，共一百二十三頁。4/22/202333(5)泵房必須有直通調(diào)度室的電話和檢測管道瓦斯?jié)舛?、流量、壓力等參?shù)的儀表或自動檢測系統(tǒng)。﹝判斷題：抽放瓦斯泵房，必須有瓦斯檢查員經(jīng)常檢查，并做好記錄。(x)﹞(6)干式抽放瓦斯泵吸氣側(cè)管路系統(tǒng)中，必須裝設(shè)有防回火、防回氣和防爆炸作用的安全裝置，并定期檢查，保持性能良好。抽放瓦斯泵站放空管的高度應(yīng)超過泵房頂3m。泵房必須有專人值班，經(jīng)常檢查各參數(shù)，做好記錄。第三十四頁，共一百二十三頁。4/22/20233419、煤礦安全規(guī)程第147條規(guī)定井下臨時瓦斯抽放泵站應(yīng)遵守下列規(guī)定：(1)臨時抽放瓦斯泵站應(yīng)安設(shè)在抽放瓦斯地點(diǎn)附近的新鮮風(fēng)流中。﹝判斷題：臨時抽放瓦斯泵站應(yīng)安設(shè)在抽放瓦斯地點(diǎn)最近的回風(fēng)口。(x)﹞(2)抽出的瓦斯可引排到地面、總回風(fēng)巷、一翼回風(fēng)巷或分區(qū)回風(fēng)巷，但必須保證稀釋后風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛炔怀?。在建有地面永久抽放系統(tǒng)的礦井，臨時泵站抽出的瓦斯可送至永久抽放系統(tǒng)的管路，但礦井抽放系統(tǒng)的瓦斯?jié)舛缺仨毞?48條的規(guī)定。第三十五頁，共一百二十三頁。4/22/202335(3)抽出的瓦斯排入回風(fēng)巷時，在排瓦斯管路出口必須設(shè)置柵欄、懸掛警戒牌等。柵欄設(shè)置的位置是上風(fēng)側(cè)距管路出口5m、下風(fēng)側(cè)距管路出口30m，兩柵欄間禁止任何作業(yè)。(4)在下風(fēng)側(cè)柵欄外必須設(shè)甲烷斷電儀或礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的甲烷傳感器，巷道風(fēng)流中瓦斯?jié)舛瘸迺r，實(shí)現(xiàn)報警、斷電，并進(jìn)行處理。第三十六頁，共一百二十三頁。4/22/202336第二節(jié)瓦斯抽放基本參數(shù)為了判斷瓦斯抽放的可能性和抽放效果，安全地進(jìn)行抽放工作，必須對一些基本參數(shù)進(jìn)行測算。瓦斯抽放的基本參數(shù)包括施工參數(shù)、檢測參數(shù)和管理參數(shù)。㈠施工參數(shù)包括瓦斯儲量、可抽瓦斯量、抽放率、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)、煤層透氣系數(shù)及人工增透方法等。1、礦井瓦斯儲量是指礦井開采過程中能夠向礦井排放的煤(巖)所儲存的瓦斯量。2、可抽瓦斯量是指瓦斯儲量中能被抽放出來的瓦斯量。第三十七頁，共一百二十三頁。4/22/2023373、抽放率是指抽出瓦斯量占礦井排出瓦斯總量(包括抽出量和通風(fēng)排出量)的百分比。﹝有礦井抽放率、工作面本開采層的抽放率、工作面鄰近層抽放率和工作面總抽放率。﹞⑴礦井抽放率:dk＝100Qkc／(Qky＋Qkc)dk礦井抽放率，%；Qky礦井排瓦斯量，m3／min;Qkc礦井抽放瓦斯量,m3／min.第三十八頁，共一百二十三頁。4/22/202338⑵工作面本開煤層的抽放率：db＝100Qbc／(Qbc＋Qby)db－開采層（本層）的抽放率：Qbc－從開采層抽出的瓦斯量，m3／min;Qby－開采層涌出的瓦斯量，m3／min;⑶工作面鄰近層的抽放率：di＝100Qic／(Qic＋Qiy)di

－鄰近層的抽放率,%;Qiy－從鄰近層涌出的瓦斯量，m3／min;Qic－從鄰近層抽出的瓦斯量，m3／min。第三十九頁，共一百二十三頁。4/22/202339⑷工作面總抽放率：是指從工作面開采層與鄰近層抽出的瓦斯量占其涌出及抽出量的百分比。4、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)是指不受采動影響條件下，煤層內(nèi)鉆孔的瓦斯流量隨時間呈衰減變化的特性系數(shù)。它可作為評價煤層預(yù)抽瓦斯難易程度的一個指標(biāo)。計算公式見教材126頁。第四十頁，共一百二十三頁。4/22/2023405、煤層透氣系數(shù)是衡量瓦斯在煤層內(nèi)流動難易程度的參數(shù)。未卸壓煤層的抽放瓦斯效果主要取決于其透氣系數(shù)，為了增加煤層透氣系數(shù)需要人工增透（方法三類p126）。8、監(jiān)測參數(shù)是指測定瓦斯抽放量、瓦斯?jié)舛?、壓力、溫度等?、管理參數(shù)：主要是放空管的有關(guān)參數(shù)。第四十一頁，共一百二十三頁。4/22/202341第五章

煤礦瓦斯抽放的基本方法★煤礦瓦斯抽放方法的分類：1、按抽放瓦斯的來源分為本煤層瓦斯抽放、臨近層瓦斯抽放和采空區(qū)瓦斯抽放。2、按抽放與采掘的時間關(guān)系分為采前抽放(預(yù)抽)、采中抽放(邊采邊抽、邊掘邊抽)和采后抽放(舊區(qū)抽放)。3、按施工工藝分為巷道抽放法、鉆孔抽放法和巷道、鉆孔混合抽放法。第四十二頁，共一百二十三頁。4/22/202342礦井瓦斯抽放分類按抽放瓦斯來源分類按抽采掘時間關(guān)系分類按施工工藝分類本煤層瓦斯抽放鄰近煤層瓦斯抽放采空區(qū)瓦斯抽放采后抽放(舊區(qū)抽放)采掘中抽放（邊采掘邊抽）采前抽放（預(yù)抽）巷道抽放法鉆孔抽放法巷道、鉆孔混合抽放法分類

方法第四十三頁，共一百二十三頁。4/22/202343注意瓦斯抽放方式、方法很多，一般有以上三類分類方法，但是在現(xiàn)場應(yīng)用時，往往是相互結(jié)合，不能截然分開的。如鉆孔抽放法應(yīng)用于各類抽放?？梢哉f，我國煤礦瓦斯抽放主要方法是鉆孔與巷道抽放法。第四十四頁，共一百二十三頁。4/22/202344第一節(jié)本煤層瓦斯抽放

一、本煤層瓦斯抽放的含義本煤層瓦斯抽放就是在煤層開采之前或采掘的同時用鉆孔或巷道進(jìn)行該煤層的抽放工作。煤層回采前的抽放屬于未卸壓抽放，在受到采掘工作面影響范圍內(nèi)的抽放，屬于卸壓抽放。二、本煤層瓦斯抽放的分類按抽放的機(jī)理分為未卸壓抽放和卸壓抽放；按匯集瓦斯的方法分為鉆孔抽放、巷道抽放和巷道與鉆孔綜合抽放3類。第四十五頁，共一百二十三頁。4/22/202345本煤層瓦斯抽放未卸壓抽放卸壓抽放巷道抽放鉆孔抽放順層鉆孔穿層鉆孔邊抽邊掘先抽后掘邊采邊抽強(qiáng)化抽放本煤層瓦斯抽放分類示意圖－－第四十六頁，共一百二十三頁。4/22/202346㈠本煤層未卸壓抽放：(1)煤層瓦斯抽放的可行性(難易程度)主要取決于煤層瓦斯壓力(壓力越大，瓦斯抽放越容易)和煤層的透氣性能(透氣性越低，阻力就越大，瓦斯抽放就越困難)兩個因素。決定未卸壓煤層抽放效果的關(guān)鍵性因素是煤層的天然透氣性系數(shù)。第四十七頁，共一百二十三頁。4/22/202347(2)本煤層未卸壓抽放方法：A、巷道揭煤時由巖巷施工穿層鉆孔進(jìn)行抽放。(穿層鉆孔是向煤層打垂直或斜交層理的鉆孔抽放瓦斯)。B、煤巷掘進(jìn)預(yù)抽時在煤巷掘進(jìn)工作面施工超前鉆孔進(jìn)行抽放。C、采區(qū)大面積預(yù)抽時由開采層運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷或煤門等施工上向、下向順層鉆孔；由石門、巖巷、鄰近層煤巷等向開采層施工穿層鉆孔；由地面施工穿層鉆孔等進(jìn)行抽放。(順層鉆孔是順煤層打鉆孔)。第四十八頁，共一百二十三頁。4/22/202348㈡本煤層卸壓抽放：(1)在卸壓區(qū)內(nèi)煤層膨脹變形，透氣性系數(shù)增加，在這個區(qū)域打鉆抽放，可提高抽放量，并阻截瓦斯流向工作空間。(2)本煤層卸壓抽放分類：A由煤巷兩側(cè)或巖巷向煤層周圍施工鉆孔進(jìn)行邊掘邊抽。B、由開采層運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷等向工作面前方卸壓區(qū)施工鉆孔進(jìn)行邊采邊抽。C、由巖巷、煤門等向開采分層的上部或下部未采分層施工穿層或順層鉆孔進(jìn)行邊采邊抽。第四十九頁，共一百二十三頁。4/22/202349三、本煤層瓦斯抽放的布置形式及特點(diǎn)㈠本煤層未卸壓鉆孔抽放布置形式及特點(diǎn):1、定義：本煤層預(yù)抽瓦斯是指鉆孔打入未卸壓的原始煤體進(jìn)行抽放瓦斯。(或者：抽放未受采動影響或未經(jīng)人為松動卸壓的煤、巖層的瓦斯)。2、決定抽放難道的因素：其抽放效果與原始煤體透氣性和瓦斯壓力有關(guān)。(填空題：煤層透氣性越小、瓦斯壓力越低、越難抽出瓦斯)。所以，對于透氣性系數(shù)大或沒有鄰近卸壓條件的煤層，可以預(yù)抽原始煤體瓦斯。3、分類：按鉆孔與煤層的關(guān)系分為穿層鉆孔和沿煤層鉆孔；按鉆孔角度分為上向孔、下向孔和水平孔。如下圖:第五十頁，共一百二十三頁。4/22/202350按鉆孔角度穿層鉆孔順層鉆孔上向孔下向孔水平孔本煤層未卸壓瓦斯抽放方法分類－－－－－按鉆孔與煤層關(guān)系－－第五十一頁，共一百二十三頁。4/22/2023514、穿層鉆孔抽放：布置形式：在開采煤層的頂板或底板(或煤巷)內(nèi)、每隔一段距離開一長約10m的鉆場，從鉆場向煤層施工3~5個穿透煤層全厚的鉆孔，封孔或?qū)⒄麄€鉆場封閉起來，安裝抽放管路并與抽放系統(tǒng)聯(lián)接進(jìn)行抽放。特點(diǎn)：施工方便，預(yù)抽時間長。適用：煤層透氣性較大、有較長預(yù)抽時間的近距離煤層群或厚煤層。第五十二頁，共一百二十三頁。4/22/202352未卸壓穿層鉆孔開采煤層示意圖每隔30m掘一10m的鉆場，每一鉆場向煤層打3~5孔，呈扇形布置，中孔微仰，兩側(cè)平孔?？组g距小于于極限抽放半徑，一般30~50m，鉆孔直徑70~100mm，穿層后進(jìn)入頂板0.5~1m。抽放負(fù)壓不超過14KPa。鉆場封閉或插管封閉。撫順龍鳳礦穿層鉆孔抽放瓦斯示意圖1-煤層；2-鉆孔；3-鉆場；4-運(yùn)輸大巷；5-封閉墻；6-瓦斯管路第五十三頁，共一百二十三頁。4/22/2023535、順層鉆孔抽放布置形式：在開采煤層的運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷沿煤層傾斜方向施工順層傾向鉆孔，或由采區(qū)上、下山沿煤層走向施工水平鉆孔，封孔安裝抽放管路并與抽放系統(tǒng)聯(lián)接進(jìn)行抽放。特點(diǎn)：常受采掘接替的限制，抽放時間不長，影響了抽放效果。適用：煤層賦存條件穩(wěn)定、地質(zhì)變化小的單一煤層。第五十四頁，共一百二十三頁。4/22/202354順層鉆孔先掘運(yùn)輸巷道，掘進(jìn)期間打順層鉆孔，回風(fēng)巷及切眼形成后再抽放一段時間。優(yōu)點(diǎn)：鉆孔不在煤巖中施工，鉆進(jìn)施工速度快成本低，揭露煤層面積大。缺點(diǎn)：抽放時間短。主要技術(shù)參數(shù)：鉆孔直徑70~100mm，鉆孔長度40~70m。鉆孔間距5~20m，中低負(fù)壓抽放。主要技術(shù)參數(shù)：鉆孔直徑70~100mm，鉆孔長度40~70m。鉆孔間距5~20m，中低負(fù)壓抽放。順層鉆孔抽放瓦斯示意圖1-回風(fēng)巷道；2-運(yùn)輸巷道；3-瓦斯管；4-抽放鉆孔；5-回采工作面第五十五頁，共一百二十三頁。4/22/202355(二)本煤層卸壓鉆孔抽放布置形式及特點(diǎn):1、卸壓鉆孔抽放定義：掘進(jìn)巷道的同時抽放巷道周圍卸壓煤體內(nèi)的瓦斯.特點(diǎn)：能控制巷道掘進(jìn)迎頭的煤層賦存狀況，既保證了掘進(jìn)巷道迎頭的瓦斯抽放。又能降低巷道兩幫的瓦斯涌出量，在巷道掘進(jìn)期間能繼續(xù)抽放巷道兩幫的卸壓瓦斯，保證了煤巷的安全掘進(jìn)。第五十六頁，共一百二十三頁。4/22/202356布置形式：在掘進(jìn)巷道的兩幫，隨掘進(jìn)巷道的推進(jìn)，每隔40~50m施工一個鉆機(jī)窩，每個鉆機(jī)窩內(nèi)沿巷道掘進(jìn)方向施工4個50~60m深的抽放鉆孔；在掘進(jìn)工作面每次施工12~16個、孔深16~20m的抽放鉆孔。掘進(jìn)迎頭及兩幫鉆場的鉆孔在終孔時上排施工至煤層頂板，下排施工至煤層底板，鉆孔控制范圍為巷道周界外4~5m,孔底間距為2~3m，鉆孔直徑為75mm，封孔深度為3~5m，：封孔后聯(lián)接抽放系統(tǒng)進(jìn)行抽放。掘進(jìn)迎頭鉆孔的施工時間為16h，并做到打一個孔、封一個孔、合一個孔、抽一個孔，待最后一個鉆孔抽到16h后方可進(jìn)行措施效果檢驗。巷道周圍的卸壓區(qū)一般為5~15m，個別煤層可達(dá)15~30m，經(jīng)封口抽放后，降低了煤幫及掘進(jìn)迎頭的瓦斯涌出量。第五十七頁，共一百二十三頁。4/22/2023572、回采工作面隨采隨抽：定義：本煤層隨采隨抽是抽放開采煤層工作面前方或兩側(cè)卸壓帶的卸壓瓦斯。布置形式：在工作面前方由運(yùn)輸巷或回風(fēng)巷每隔一段距離，沿煤層傾斜方向施工鉆孔，鉆孔深度小于工作面斜長的20~40m。當(dāng)工作面推進(jìn)到鉆孔附近，最大集中應(yīng)力超過鉆孔后，鉆孔附近煤體就開始膨脹變形，瓦斯的抽出量也因增加；當(dāng)工作面推進(jìn)到鉆孔1~3m時，鉆孔處于煤面的擠出帶內(nèi)，瓦斯?jié)舛冉档停瑧?yīng)停止抽放。注意：在下行分層工作面，鉆孔應(yīng)靠近底板，上行分層工作面，鉆孔應(yīng)靠近頂板。特點(diǎn)：利用回采工作面前方卸壓帶透氣性增大的有利條件，提高抽放率。采用該方法可解決本煤層瓦斯涌出大的問題第五十八頁，共一百二十三頁。4/22/202358(三)本煤層瓦斯抽放存在的問題：1、由于單孔抽放流量較小，當(dāng)煤層透氣性差時，鉆孔工程量大；2、在巷道掘進(jìn)期間由于瓦斯涌出量大，掘進(jìn)困難。第五十九頁，共一百二十三頁。4/22/202359第二節(jié)鄰近煤層瓦斯抽放

1、判斷題：開采煤層時，回采煤層的頂、底板圍巖將發(fā)生冒落、移動和卸壓，透氣性系數(shù)增加?；夭擅簩痈浇拿簩又械耐咚梗湍芟蚧夭擅簩拥牟蓞^(qū)轉(zhuǎn)移。(V)2、定義：能向開采煤層采空區(qū)涌出瓦斯的煤層，叫做鄰近層。鄰近層瓦斯抽放就是在有瓦斯賦存的鄰近層內(nèi)預(yù)先開鑿抽放瓦斯的巷道，或預(yù)先從開采煤層或圍巖大巷向鄰近層打鉆，將鄰近層內(nèi)的瓦斯抽出。3、分類：鄰近層瓦斯抽放按鄰近層的位置分為上鄰近層抽放和下鄰近層抽放；按匯集瓦斯的分為鉆孔抽放巷道抽放和巷道與鉆孔綜合抽放3種方法.第六十頁，共一百二十三頁。4/22/2023604、上鄰近層瓦斯抽放：定義：鄰近層位于開采層的上部，通過巷道或鉆孔來抽放上鄰近層的瓦斯。三帶原理：根據(jù)巖層的破壞程度與位移狀態(tài)可把頂板劃分為冒落帶、裂隙帶和彎曲下沉帶。冒落帶一般為采厚的5倍，在距開采層近的處于冒落帶內(nèi)的煤層，隨冒落帶的冒落而冒落，瓦斯完全釋放到采空區(qū)內(nèi)，很難進(jìn)行上鄰近層抽放。裂隙帶的高度為采厚的8~30倍，此帶因充分卸壓，瓦斯大量解吸，是抽放瓦斯的最好帶，抽放量大，濃度高。抽放高度：因此，上鄰近層取冒落帶的的高度為下限距離，裂隙帶的高度為上限距離。第六十一頁，共一百二十三頁。4/22/202361第六十二頁，共一百二十三頁。4/22/202362分類：上鄰近層瓦斯抽放分為：(1)由開采層機(jī)巷、風(fēng)巷或?qū)娱g巖巷等向上鄰近層施工鉆孔進(jìn)行瓦斯抽放。(2)由開采層機(jī)巷、風(fēng)巷等向采空區(qū)方向施工斜交鉆孔進(jìn)行抽放。(3)在上鄰近層掘匯集瓦斯巷道進(jìn)行抽放。(4)從地面施工鉆孔進(jìn)行抽放。第六十三頁，共一百二十三頁。4/22/2023635、下鄰近層瓦斯抽放定義：鄰近層位于開采層的下部，通過巷道或鉆孔抽放下鄰近層的瓦斯。抽放高度：根據(jù)三帶原理，底板劃分為裂隙帶和變形帶，沒有冒落帶，所以不考慮上部邊界，下部邊界一般不超過60~80m。分類：下鄰近層瓦斯抽放一般分為：(1)由開采層機(jī)巷、風(fēng)巷或?qū)娱g巖巷等向下鄰近層施工鉆孔進(jìn)行瓦斯抽放。(2)由開采層機(jī)巷、風(fēng)巷等向采空區(qū)方向施工斜交鉆孔進(jìn)行抽放。(3)在下鄰近層掘匯集瓦斯巷道進(jìn)行抽放。(4)從地面施工鉆孔進(jìn)行抽放。第六十四頁，共一百二十三頁。4/22/2023646、鄰近層瓦斯抽放的布置形式及特點(diǎn)(一)上鄰近層底板瓦斯抽排巷穿層鉆孔抽放(1)底板瓦斯抽放巷的布置：在上鄰近層采煤工作面底板和開采層工作面的頂板之間布置一條瓦斯抽放巷，抽放巷布置在距上鄰近層采煤工作面的底板18~20m,賦存比較穩(wěn)定的巖層中，沿傾斜方向布置在上鄰近層工作面上、下順槽中間。第六十五頁，共一百二十三頁。4/22/202365(2)抽放鉆場的布置①被保護(hù)范圍內(nèi)抽放鉆場的布置：為攔截上煤層涌出的大量卸壓瓦斯，在底板瓦斯抽放巷的被保護(hù)范圍內(nèi)鉆場的抽放半徑為20m，因此每隔30~40m施工一個鉆場。鉆場垂直于底板瓦斯抽放巷布置，每個鉆場長度為5m，寬度為3m，高度為2.6m，凈斷面6㎡，采用錨噴支護(hù)。第六十六頁，共一百二十三頁。4/22/202366②未被保護(hù)范圍內(nèi)抽放鉆場的布置：在底板瓦斯抽放巷未被保護(hù)范圍內(nèi)鉆場的抽放半徑為5m，因為此每隔10m施工一個鉆場。鉆場垂直于底板瓦斯抽放巷布置，每個鉆場長度為5m，寬度為3m，高度為2.6m，凈斷面6㎡，采用錨噴支護(hù)。第六十七頁，共一百二十三頁。4/22/202367(3)抽放鉆孔的布置：1)被保護(hù)范圍內(nèi)抽放鉆孔的布置：在被保護(hù)范圍的每個鉆場內(nèi)沿煤層傾向方向布置4個抽放鉆孔，鉆孔的抽放半徑為20m，直徑91mm，鉆孔間距為40m，沿煤層走向方向施工1個抽放鉆孔，鉆孔施工至兩個鉆場之間。鉆孔開孔位置位于鉆場的頂部，終(鉆孔的長度)孔位置為進(jìn)入上鄰近層煤層頂板0.5m。2)未被保護(hù)范圍內(nèi)抽放鉆孔的布置：在被保護(hù)范圍內(nèi)的每個鉆場內(nèi)沿煤層傾向方向布置16個抽放鉆孔，鉆孔的抽放半徑為5m，直徑91mm，鉆孔間距為10m。鉆孔開孔位置位于鉆場頂部，終(鉆孔的長度)孔位置為進(jìn)入上鄰近層煤層頂板0.5m。第六十八頁，共一百二十三頁。4/22/202368(二)上鄰近層傾斜高抽巷抽放：在工作面尾巷開口，沿工作面回風(fēng)巷與尾巷間的煤柱平走5m左右起坡，坡度為30°~50°，施工至上鄰近層后順煤層施工20~40m，施工完畢后，在其坡底打封閉墻，然后從封閉墻上穿管進(jìn)行抽放。傾斜高抽巷沿走向方向的間距，主要取決于開采層回采工作面采后所形成的卸壓空間，一般取150~200m。(p138)第六十九頁，共一百二十三頁。4/22/202369(三)施工穿層鉆孔時鉆場布置：1)鉆場布置在開采層的準(zhǔn)備階段運(yùn)輸巷內(nèi)，適用于緩傾斜煤層開采階段采用上行程序抽上鄰近層瓦斯。2)鉆場布置在開采層的準(zhǔn)備階段回風(fēng)巷內(nèi)，適用于緩傾斜煤層開采階段采用下行程序抽上鄰近層瓦斯。3)鉆場布置在開采層的生產(chǎn)階段運(yùn)輸巷內(nèi)，適用于緩傾斜煤層開采階段采用下行程序抽下鄰近層瓦斯。第七十頁，共一百二十三頁。4/22/202370第三節(jié)采空區(qū)瓦斯抽放一、含義開采厚煤層或鄰近層處于冒落帶時，其中大量的瓦斯直接進(jìn)入采空區(qū)。當(dāng)回采工作面的采空區(qū)或老空區(qū)積存大量瓦斯時，往往被漏風(fēng)帶入生產(chǎn)巷道或工作面，造成瓦斯超限而影響生產(chǎn)，因而應(yīng)對采空區(qū)的瓦斯進(jìn)行抽放。二，采空區(qū)瓦斯抽放的分類按采空區(qū)瓦斯抽放的方式分為鉆孔抽放法和巷道抽放法。第七十一頁，共一百二十三頁。4/22/202371(一)鉆孔抽放法(1)利用在開采層頂板中掘的巷道向采空區(qū)頂部施工鉆孔進(jìn)行抽放，終孔高度不小于4~5倍采高。(2)由回風(fēng)巷或上階段運(yùn)輸巷每隔20~30m向采空區(qū)冒落拱頂部施工鉆孔進(jìn)行瓦斯抽放。(3)由回風(fēng)巷向工作面頂部開鑿專門鉆場，迎著工作面方向向冒落帶上方施工頂板走向鉆孔進(jìn)行抽放，鉆孔平行煤層走向或與走向間有一個不大的夾角。(4)如果采空區(qū)距地表不深時，以可以從地表向采空區(qū)打鉆孔進(jìn)行抽放。第七十二頁，共一百二十三頁。4/22/202372(二)巷道抽放法(1)利用上階段回風(fēng)水平密閉接瓦斯管路進(jìn)行抽放。(2)專門掘瓦斯尾巷或高抽巷，通過瓦斯尾巷或高抽巷接瓦斯管路進(jìn)行抽放.第七十三頁，共一百二十三頁。4/22/202373三、采空區(qū)瓦斯抽放的布置形式及特點(diǎn)(一)開采煤層頂板走向鉆孔瓦斯抽放(1)鉆場的施工：在開采煤層工作面回風(fēng)巷每隔100m左右施工一個鉆場，為了使鉆孔開孔能夠布置在巖層相對穩(wěn)定的層位中，鉆場在回風(fēng)巷下幫撥門按30°向上施工，距開采煤層頂板5m后變平，再施工4m平臺。平臺凈高2.2m，凈寬4m，鉆場里口變平處要刷長至5m。鉆場巷道的底板為開采煤層的頂板，這樣即可為開孔提供距煤層頂板5m以上的高度。第七十四頁，共一百二十三頁。4/22/202374(2)鉆孔的施工：鉆孔的終孔布置在裂隙帶的下部。冒落帶的上部。鉆孔深度130~150m,鉆孔終孔高度應(yīng)位于煤層頂板向上15~20m左右，傾斜方向在工作面上出口向下3~30m左右。第七十五頁，共一百二十三頁。4/22/202375(二)高抽巷瓦斯抽放布置形式：在開采煤層工作面階段上山沿走向方向先施工一段高抽巷平巷，與工作面回風(fēng)巷水平距離內(nèi)錯15~20m，然后起坡施工至距開采煤層頂板15~20m左右變平，再施工至工作面走向邊界.高抽巷采用錨網(wǎng)支護(hù)，斷面為4㎡，通過在高抽巷外口打密閉墻穿管抽放采空區(qū)積存的瓦斯.施工注意問題：p142適用于：無煤層自燃發(fā)火或發(fā)火期較長的回采工作面。(判斷題)第七十六頁，共一百二十三頁。4/22/202376(三)后退式采空區(qū)預(yù)埋管路瓦斯抽放將抽放瓦斯管路通過上風(fēng)巷預(yù)先埋在僅靠上風(fēng)側(cè)的采空區(qū)里，當(dāng)抽放瓦斯管路埋入工作面采空區(qū)20m時，再重新埋入一路抽放管路；當(dāng)新埋的管路進(jìn)入工作面采空區(qū)20m時，將新埋的管路與抽放系統(tǒng)連接，即管路每40m切換一次。通過抽放使得積聚在采空區(qū)上隅角積聚的瓦斯在沒有進(jìn)入回風(fēng)流前被抽出。第七十七頁，共一百二十三頁。4/22/202377(四)尾巷瓦斯抽放：要求：在工作面上風(fēng)巷沿煤層傾向方向爬坡施工至距開采煤層頂板3~5m左右變平，然后再沿工作面走向方向施工至工作面走向邊界，與回風(fēng)巷水平距離內(nèi)錯6~8m，巷道規(guī)格為2mX2m。在尾抽巷預(yù)設(shè)瓦斯抽放管路，當(dāng)工作面開始回采前，在尾抽巷構(gòu)筑封閉墻，墻上要留有管子孔。封閉墻墻垛用瓦石砌筑，墻垛厚度不小于0.8m，封閉墻前后5m以內(nèi)的巷道支護(hù)要完好，墻四周掏槽，并要使幫、頂接實(shí)，墻面要抹平，不漏風(fēng)。當(dāng)工作面開始回采時，即可利用預(yù)設(shè)的抽放管路進(jìn)行抽放。第七十八頁，共一百二十三頁。4/22/202378(五)利用貫通上階段切眼與下階段回風(fēng)巷進(jìn)行瓦斯抽放：當(dāng)工作面推進(jìn)至距上階段工作面停采線30m時，在工作面回風(fēng)巷施工一條煤巷與上階段工作面開采切眼進(jìn)行貫通。當(dāng)工作面推進(jìn)至該巷道位置時，利用上階段回風(fēng)巷封閉墻處預(yù)埋的瓦斯管路進(jìn)行抽放。通過采用該方法，能有效解決工作面上隅角的瓦斯問題。第七十九頁，共一百二十三頁。4/22/202379四、采空區(qū)瓦斯抽放注意事項：(1)采空區(qū)抽放前應(yīng)加固密閉墻，減少漏風(fēng)。(2)抽放時要及時檢查抽放負(fù)壓、流量、抽放瓦斯成分與濃度，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整。(3)一旦發(fā)現(xiàn)一氧化碳濃度有異常變化時，說明煤層有自燃發(fā)火傾向，應(yīng)立即停止抽放，采取防范措施。第八十頁，共一百二十三頁。4/22/202380第六章

鉆孔工具及鉆孔施工第八十一頁，共一百二十三頁。4/22/202381第一節(jié)鉆孔工具一、鉆機(jī)的類別：目前煤礦井下常用的鉆機(jī)主要有：1、杭州鉆探機(jī)械制造廠的SGZ—1型鉆機(jī)。2、煤炭科學(xué)研究總院西安分院生產(chǎn)的MK系列鉆機(jī)。3、煤炭科學(xué)研究總院重慶分院生產(chǎn)的ZSM—250型和ZY—50型鉆機(jī)等。第八十二頁，共一百二十三頁。4/22/202382二、鉆機(jī)的性能：1、鉆機(jī)的性能參數(shù)主要有鉆孔的深度、鉆桿直徑、立軸行程和電機(jī)功率。2、各種鉆機(jī)的性能參數(shù)是多少?參考教材p146頁表。3、例填空題：(1)SGZ—1型鉆機(jī)的鉆孔的深度是150m、鉆桿直徑是42mm、立軸行程是400mm和電機(jī)功率是11KW。(2)MK—5A型鉆機(jī)的鉆孔的深度是400m、鉆桿直徑是50mm、立軸行程是1200mm和電機(jī)功率是30KW。第八十三頁，共一百二十三頁。4/22/202383三、鉆機(jī)的構(gòu)造及優(yōu)缺點(diǎn)(一)MK系列鉆機(jī)1、主要用途：主要用于煤礦井下鉆進(jìn)地質(zhì)勘探、抽放瓦斯孔、注水孔及其他工程用孔，(判斷題：)既適用于硬質(zhì)合金鉆進(jìn)，又可使用沖擊器進(jìn)行沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。2、結(jié)構(gòu)：(填空題：)MK系列鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)分主機(jī)、泵站、操作臺3大部分。主機(jī)由回轉(zhuǎn)器、夾持器、給進(jìn)裝置、油箱組成。泵站由電動機(jī)、油泵、油箱組成。3、優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)先進(jìn)、快速范圍寬、工藝適應(yīng)性強(qiáng)、操作省力、安全可靠、解體性好、，搬運(yùn)方便。第八十四頁，共一百二十三頁。4/22/202384(二)SGZ系列鉆機(jī)1、主要用途：適用于工程鉆孔和地質(zhì)勘探取芯鉆孔，既能用于鋼粒鉆進(jìn)，又能用于金剛石鉆進(jìn)，該機(jī)體積小、尤其適用于煤礦井下作業(yè)。2、結(jié)構(gòu)：（填空題：)由動力機(jī)和主機(jī)兩部分組成。(填空題：)其主機(jī)有離合器、變速箱、卷揚(yáng)機(jī)、回轉(zhuǎn)器、機(jī)架和液壓系統(tǒng)組成。3、優(yōu)點(diǎn)：通過液壓控制，可調(diào)節(jié)給進(jìn)速度和給進(jìn)力，還可控制液壓卡盤的松緊，操作方便，安全。省力，鉆進(jìn)速度較高，此外，液壓給進(jìn)裝置還可作起重機(jī)用。4、缺點(diǎn)：給進(jìn)行程短、操作頻繁。第八十五頁，共一百二十三頁。4/22/202385四、鉆機(jī)常見故障(一)MK系列鉆機(jī)1、(問答題：)MK系列鉆機(jī)常見的故障有那些？產(chǎn)生各種故障的原因都有那些？參考教材p148頁。2、(例填空題：)MK系列鉆機(jī)回轉(zhuǎn)器不前進(jìn)也不后退的原因是給進(jìn)壓力太小，拖板與導(dǎo)軌卡?。幌到y(tǒng)壓力不夠，油泵不工作無壓力；給進(jìn)油缸活塞內(nèi)部竄油。3、(例判斷題：)MK系列鉆機(jī)油箱沒油是造成油泵噪聲大的原因之一。(X)﹝應(yīng)該是油不夠﹞4、(例判斷題：)MK系列鉆機(jī)油泵磨損是造成馬達(dá)回轉(zhuǎn)無力的原因。(X)﹝這是造成油泵噪聲大的原因之一﹞第八十六頁，共一百二十三頁。4/22/202386(二)SGZ系列鉆機(jī)SGZ系列鉆機(jī)常見故障有那些？產(chǎn)生各種故障的原因是什么？參考教材p149頁。第八十七頁，共一百二十三頁。4/22/202387第二節(jié)鉆孔設(shè)計?瓦斯鉆孔的施工參數(shù)有鉆孔的直徑、深度、角度、有效排放半徑、間距等。一、鉆孔直徑的確定1、(判斷或填空題：)鉆孔直徑大，鉆孔暴露煤的面積亦大，則鉆孔瓦斯涌出量也較大。2、鉆孔直徑應(yīng)根據(jù)鉆機(jī)性能、施工速度與技術(shù)水平、抽放瓦斯量、抽放半徑等因素確定。3、目前抽放瓦斯鉆孔直徑一般為60~110mm。第八十八頁，共一百二十三頁。4/22/202388二、鉆孔深度的確定1、(判斷題：)單一鉆孔的瓦斯抽放量與其孔長基本上成反比關(guān)系。(X)﹝應(yīng)是：正比﹞2、目前掘進(jìn)工作面一般使用SGZ—1型鉆機(jī)，掘進(jìn)迎頭的鉆孔深度可施工16~20m，巷道兩幫鉆場內(nèi)的鉆孔深度可施工50m；(填空題：)高瓦斯回采工作面一般使用MK系列鉆機(jī)，鉆孔深度可達(dá)150m。第八十九頁，共一百二十三頁。4/22/202389三、鉆孔有效排放半徑的確定1、定義：鉆孔有效排放半徑是指在規(guī)定的排放時間內(nèi)，在該半徑范圍內(nèi)的瓦斯壓力或瓦斯含量降到安全允許值。2、鉆孔有效排放半徑?jīng)Q定于鉆孔排放瓦斯的目的(是為了防突出還是為了防濃度超限)，因此鉆孔排放半徑可根據(jù)瓦斯壓力或瓦斯流量的變化來確定。3、鉆孔有效排放半徑一般為0.5~1.0m，鉆孔的有效抽放半徑一般為1.0~2.0m。第九十頁，共一百二十三頁。4/22/202390四、鉆孔間距的確定1、鉆孔孔底間距應(yīng)小于或等于鉆孔有效排放半徑的2倍。2、鉆孔間距參考p151頁表。抽放時間短而煤層透氣性系數(shù)低時取小值，否則取大值。第九十一頁，共一百二十三頁。4/22/202391第三節(jié)鉆孔施工一、瓦斯抽放鉆孔施工應(yīng)注意那些事項？1、注意事項共八條，參考教材151頁。2、例題：填空題：(1)連接鉆桿時要對準(zhǔn)絲扣，避免歪斜和漏水。(2)鉆進(jìn)過程中要準(zhǔn)確測量距離，一般每鉆進(jìn)10m或換鉆具時必須量一次鉆桿，以核實(shí)孔深。(3)臨時停鉆時，要將鉆頭退離孔底一定距離，防止煤巖粉卡住鉆桿；停鉆8h以上時應(yīng)將鉆桿拉出來。第九十二頁，共一百二十三頁。4/22/202392判斷題：(1)鉆孔要嚴(yán)格按照標(biāo)定的孔位及施工措施中規(guī)定的方位、角度、孔深進(jìn)行施工，嚴(yán)禁擅自改動。(V)(2)裝卸鉆頭時，應(yīng)嚴(yán)防管鉗夾傷硬質(zhì)合金片，夾扁鉆頭或巖芯管。(V)(3)用清水鉆進(jìn)時，給壓鉆進(jìn)后，必須供水。(X)﹝用清水鉆進(jìn)時，開鉆前必須供水，水返回后才能給壓鉆進(jìn)，不準(zhǔn)鉆干孔。﹞(4)鉆孔鉆進(jìn)時出現(xiàn)瓦斯急劇增大、頂鉆等現(xiàn)象時，要及時采取措施進(jìn)行處理。(V)第九十三頁，共一百二十三頁。4/22/202393二、鉆孔施工常見的安全事故有那些？p1521、在鉆孔施工過程中發(fā)生瓦斯燃燒、爆炸和熏人窒息施工；2、在鉆孔施工過程中發(fā)生煤與瓦斯突出事故；。3、在鉆孔施工過程中由于電氣設(shè)備失暴而造成電器傷人事故；4、鉆孔施工作業(yè)場所由于片幫而造成傷人事故；5、鉆孔施工作業(yè)人員由于操作鉆機(jī)不熟練而造成鉆桿攪人及牙鉗傷人事故；6、在鉆孔施工過程中由于排屑不及時，產(chǎn)生煤塵積聚，從而造成煤塵燃燒、爆炸事故。第九十四頁，共一百二十三頁。4/22/202394三、鉆孔施工安全措施有哪些?1、參考教材152頁。2、填空題：(1)對于瓦斯涌出量大的作業(yè)場所，鉆孔必須裝有防止瓦斯大量泄出的防噴裝置，實(shí)行“邊鉆邊抽”。(2)施工人員在鉆孔施工過程中必須佩帶便攜式瓦斯自動報警儀。(3)采用水力排屑時，鉆孔直徑應(yīng)比鉆桿直徑大50%以上，并且在鉆孔施工過程中，嚴(yán)禁用鐵器敲砸鉆具。第九十五頁，共一百二十三頁。4/22/202395(4)在突出煤層中打鉆封孔時套管長度應(yīng)大于2m，套管口應(yīng)裝密封安全裝置，以保證鉆孔噴孔或突出時人員和設(shè)備的安全。(5)鉆孔施工過程中，操作人員要按照鉆機(jī)操作規(guī)程和鉆孔施工參數(shù)要求精心施工，嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度。(6)在鉆孔施工過程中，必須設(shè)有加強(qiáng)對鉆孔施工處的瓦斯等有害氣體的檢查，嚴(yán)禁瓦斯超限作業(yè)。第九十六頁，共一百二十三頁。4/22/2023963、判斷題：(1)為了防止鉆孔施工作業(yè)場所發(fā)生片幫冒頂事故，必須加強(qiáng)鉆孔施工作業(yè)場所及周圍巷道的支護(hù)，嚴(yán)禁空幫空頂。(V)(2)施工鉆孔的電氣設(shè)備的電源必須和作業(yè)場所的局部通風(fēng)機(jī)和瓦斯探頭實(shí)行風(fēng)、電和瓦斯、電閉鎖。(V)第九十七頁，共一百二十三頁。4/22/202397四、鉆孔事故排除方法1、孔內(nèi)事故的預(yù)防(1)鉆進(jìn)中因故停鉆時，應(yīng)及時設(shè)法將鉆具提出井口或安全孔段，如停鉆時間較短，也必須將鉆具提至安全孔段，并經(jīng)常活動鉆具，不停風(fēng)，可停水。判斷題：······將鉆具提至安全孔段后，再停風(fēng)、停水。(X)(2)處理事故過程中，嚴(yán)禁強(qiáng)拉硬擰。(3)處理事故過程中，應(yīng)由正付班長或熟練鉆工負(fù)責(zé)主要技術(shù)操作。第九十八頁，共一百二十三頁。4/22/2023982、處理事故的一般方法有撈、提、掃、沖、打、頂、反、透、擴(kuò)、割、劈、磨等12種方法。(1)撈——采用正絲或反絲的公錐或母錐，以及特制的打撈工具撈取。(2)提——用絲錐或其它打撈工具對上事故鉆具后，用升降機(jī)提拉(穩(wěn))。(3)掃——可開車回轉(zhuǎn)鉆具向上或向下掃，把擠卡物掃碎或擠入孔壁。(4)沖——加大沖洗液量，不停止。(5)打——用吊錘沖打事故鉆具，消除或減少事故鉆孔周圍擠夾力。第九十九頁，共一百二十三頁。4/22/202399(6)頂——用螺旋式或油壓式千斤頂強(qiáng)力釘拔事故鉆具(要穩(wěn))。(7)反——用與事故鉆具絲扣旋向相反的鉆具反回孔內(nèi)鉆具分批取出。(8)透——用小一或兩級的特制鉆頭，從粗徑鉆具周圍松動事故鉆具。(9)擴(kuò)——即套孔。擴(kuò)大孔徑，松動擠夾鉆具，或連小鉆具一齊拉出。(10)割——用特制的截鐵工具(割管器)，將粗徑鉆具截斷，分段取。(11)劈——用特制的截鐵鉆頭，把事故鉆具從上向下劈開，再撈取。(12)磨——用特制的銑鐵鉆頭，像車刀切削工件一樣將事故段磨平。第一百頁，共一百二十三頁。4/22/20231003、孔內(nèi)事故處理的原則孔內(nèi)事故處理的原則主要是三清、兩慎、一勤、一穩(wěn)。(1)三清——事故深度要清，孔內(nèi)鉆具要清(種類、規(guī)格、數(shù)量)，事故部位和孔壁的穩(wěn)固程度要清。(2)兩慎——慎重決定事故的處理方法，慎重選擇打撈工具。(3)一勤——勤召開研究會分析事故的變化情況。(4)一穩(wěn)——升降鉆具及處理事故要穩(wěn)。第一百零一頁，共一百二十三頁。4/22/20231014、處理事故前要做的準(zhǔn)備工作：(1)量好殘尺，做好記錄。(2)做好交接班工作。(3)處理事故用的工具，要做好全面檢查和測量。(4)本著“做一、備二、考慮三”的原則，提前做好處理事故的準(zhǔn)備工作，避免延誤處理事故時間。第一百零二頁，共一百二十三頁。4/22/2023102第四節(jié)鉆孔的封孔1、封孔的要求：密封性好、操作方便、速度快、材料便宜。2、封孔方法：有機(jī)械式封孔器封孔和充填材料封孔。3、方法的適用：對成孔效果好，服務(wù)期不長的鉆孔可用機(jī)械式封孔器封孔；對于煤巖強(qiáng)度不高、封孔深度較長的鉆孔可用充填材料封孔。4、封孔長度：巖石孔一般不小于2~5m，煤孔一般不小于4~10m.第一百零三頁，共一百二十三頁。4/22/20231035、兩種方法的特點(diǎn)：機(jī)械式封孔施工方便，封孔器可重復(fù)使用，封孔效果差；充填材料封孔封孔效果好，但不適宜于封孔要求較深的鉆孔。6、目前常用的是CPW——Ⅱ型礦用封孔器。使用時將封孔器送入鉆孔內(nèi)，然后用高壓水管向封孔器里注水，使之參數(shù)徑向膨脹將鉆孔封閉。7、充填材料封孔方法主要有水泥、砂漿封孔和聚氨酯封孔。聚氨酯封孔具有密封性好、硬化快、膨脹性強(qiáng)(20倍)的優(yōu)點(diǎn)。第一百零四頁，共一百二十三頁。4/22/20231048、水泥、砂漿封孔深度不受限制，適宜于封孔要求較深的鉆孔。9、封孔注意事項：(1)封孔前必須清除孔內(nèi)煤、巖粉。(2)封孔時需下套管，套管可采用鋼管或抗靜電硬質(zhì)塑料管。(3)封孔時，先把套管固定在鉆孔內(nèi)，固定方法可采用木塞或錨固劑等，套管要露出孔口100~150mm。(4)用封孔器封仰角時。操作人員不得正對封孔器，以便封孔器下滑傷人。第一百零五頁，共一百二十三頁。4/22/2023105第七章礦井瓦斯抽放管理一、瓦斯抽放工安全責(zé)任制(一)瓦斯抽排管路檢查工(測量工)安全責(zé)任制1、共8條，參考教材p168。2、復(fù)習(xí)思考題(1)問答題：①瓦斯抽排管路檢查工的安全責(zé)任制是什么？答案見參考教材p168。②抽放系統(tǒng)的檢查與維護(hù)的主要工作有那些？答案見參考教材p168。(2)填空題：管路檢查工(每天)要檢查(一次)抽放系統(tǒng)，保證所到之處抽放系統(tǒng)完好、管路暢通。第一百零六頁，共一百二十三頁。4/22/2023106（3)判斷題：①管路檢查工如需進(jìn)入柵欄內(nèi)工作，必須攜帶便攜式甲烷報警儀，兩人前后同行，并隨時檢查巷道內(nèi)瓦斯?jié)舛鹊葰怏w，氣體超過規(guī)定時，應(yīng)停止前進(jìn)。(V)②管路檢查工要隨時調(diào)整主干管路的抽放負(fù)壓。(X)﹛正確：未經(jīng)批準(zhǔn)，不得任意調(diào)整主干管路的抽放負(fù)壓﹜第一百零七頁，共一百二十三頁。4/22/2023107(二)瓦斯抽放泵站司機(jī)安全責(zé)任制參考教材p168復(fù)習(xí)思考題：1、問答題：瓦斯抽放泵站司機(jī)安全責(zé)任制都有哪些？共19條參考教材p1682、填空題：(1)瓦斯泵起動前，必須認(rèn)真檢查電機(jī)與泵體之間的(對輪)是否有阻力現(xiàn)象，只有無明顯阻力時，方可做起動準(zhǔn)備。(2)打開供水閘閥，觀察泵體兩端有無滴水現(xiàn)象，以(成滴)為度。(3)當(dāng)泵體內(nèi)的水量達(dá)到(軸線高度)時，方可送電起動。(4)停泵時，必須(先停泵，后停水)，(再關(guān)閉)進(jìn)出氣端的閘閥。第一百零八頁，共一百二十三頁。4/22/20231083、判斷題：(1)瓦斯泵起動前，必須先打開進(jìn)氣端的控制閥門。(V)(2)瓦斯泵電機(jī)發(fā)熱時，要用風(fēng)或水對其進(jìn)行冷卻降溫。(×){嚴(yán)禁用水對其進(jìn)行冷卻}(3)當(dāng)瓦斯?jié)舛葴y量完畢后，將測氣膠管放在室外，放出管內(nèi)氣體。(×){要將測氣膠管放置正確、不漏氣。}(4)長期停泵時，必須將泵體內(nèi)的積水放盡。(√)第一百零九頁，共一百二十三頁。4/22/2023109(三)鉆機(jī)工安全生產(chǎn)責(zé)任制1、問答題：鉆機(jī)工安全生產(chǎn)責(zé)任制都有那些？共22條，參考教材169頁2、填空題：(1)人工取下鉆桿和裝卸水龍頭時，鉆機(jī)的控制開關(guān)必須處在(停止位置)。(2)所有人員不準(zhǔn)用眼在孔口附近觀看孔內(nèi)情況，當(dāng)鉆孔仰角超過(25°)時，不準(zhǔn)正對鉆機(jī)操作。第一百一十頁，共一百二十三頁。4/22/20231103、判斷題：(1)鉆機(jī)操作應(yīng)由熟練鉆工或帶班班長操作，不準(zhǔn)坐在電機(jī)上或鉆機(jī)任一部位操作鉆機(jī)；操作時，袖口要束緊或卷起，用腳制動運(yùn)轉(zhuǎn)帶時，要用力到位。(×){不準(zhǔn)用腳制動運(yùn)轉(zhuǎn)皮帶}(2)立軸回轉(zhuǎn)時，測量機(jī)上殘尺或進(jìn)尺長度時，要注意誤差。

(×){禁止立軸回轉(zhuǎn)時丈量機(jī)上殘尺或進(jìn)尺長度}(3)無巖芯鉆進(jìn)中，發(fā)現(xiàn)鉆頭糊鉆時，稍提一下鉆后迅速加大壓力強(qiáng)行鉆進(jìn)，即可解決。(×){不得隨意加大壓力強(qiáng)行鉆進(jìn)}(4)當(dāng)發(fā)生埋鉆事故時，在鉆機(jī)無法安全固定運(yùn)行的情況下，要用鉆機(jī)強(qiáng)行將鉆具拔出。(×){不準(zhǔn)用鉆機(jī)強(qiáng)行起拔鉆具}(5)孔內(nèi)下套管遇阻時，嚴(yán)禁用鉆機(jī)硬性沖擊。(√)第一百一十一頁，共一百二十三頁。4/22/2023111二、瓦斯抽放日常管理制度1瓦斯抽放日