煤矿瓦斯抽采技术-讲课用课件

煤矿瓦斯抽采煤矿瓦斯抽采技术技术 河南理工大学安全学院河南理工大学安全学院河南理工大学安全学院河南理工大学安全学院 高保彬高保彬高保彬高保彬 主主 要要 内内 容容一、煤层瓦斯抽采基本指标与抽采方法分类一、煤层瓦斯抽采基本指标与抽采方法分类二、煤矿瓦斯抽采设计及各方法具体内容二、煤矿瓦斯抽采设计及各方法具体内容重点：重点：1、抽采指标、抽采指标2、抽采方法分类、抽采方法分类3、各类抽采方法具体、各类抽采方法具体内容内容难点：难点：1、各类抽采方法具体、各类抽采方法具体内容内容我国目前瓦斯抽采及利用情况我国目前瓦斯抽采及利用情况 2009年全国抽采瓦斯量：年全国抽采瓦斯量：74亿亿m 3 利用量：利用量：25.3亿亿m 3 其中：其中：井下抽采井下抽采64亿亿m 3 地面抽采地面抽采10亿亿m 3 2010年全国抽采瓦斯量：年全国抽采瓦斯量：88亿亿m 3 利用量：利用量：36亿亿m 3 其中：井下抽采其中：井下抽采73.5亿亿m 3 地面抽采地面抽采14.5亿亿m 3 煤层瓦斯抽采基本指标煤层瓦斯抽采基本指标 与抽与抽采方法的分类采方法的分类煤层瓦斯抽采基本指标煤层瓦斯抽采基本指标 建立瓦斯抽采系统的标准建立瓦斯抽采系统的标准 凡凡符符合合下下列列情情况况之之一一者者，必必须须建建立立地地面面永永久久瓦瓦斯斯抽抽采采系系统统或或井井下下临临时时抽抽采采瓦瓦斯斯系统系统(煤矿安全规程煤矿安全规程第第145条条)1个个采采煤煤工工作作面面的的瓦瓦斯斯涌涌出出量量大大于于5m3/min或或1个个掘掘进进工工作作面面的的瓦瓦斯斯涌涌出出量量大大于于3m3/min，用用通通风风方方法法解解决决瓦瓦斯斯问问题题不不合合理的。理的。煤层瓦斯抽采基本指标煤层瓦斯抽采基本指标 建立瓦斯抽采系统的标准建立瓦斯抽采系统的标准矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的：矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的：大于或等于大于或等于40m3/min；年产量年产量1.01.5Mt的矿井，大于的矿井，大于30m3/min；年产量年产量0.61.0Mt的矿井，大于的矿井，大于25m3/min 年产量年产量0.40.6Mt的矿井，大于的矿井，大于20m3/min 年产量小于或等于年产量小于或等于0.4Mt的矿井，大于的矿井，大于15m3/min开采有煤与瓦斯突出危险煤层的开采有煤与瓦斯突出危险煤层的煤层瓦斯抽采基本指标煤层瓦斯抽采基本指标瓦斯抽采应达到的目标瓦斯抽采应达到的目标煤矿瓦斯抽采基本指标煤矿瓦斯抽采基本指标u在在采掘作业前将突出危险区变为非突出区采掘作业前将突出危险区变为非突出区 突出煤层工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层突出煤层工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层的瓦斯含量降到煤层始突深度的瓦斯含量以下或将的瓦斯含量降到煤层始突深度的瓦斯含量以下或将瓦斯压力降到煤层始突深度的煤层瓦斯压力以下。瓦斯压力降到煤层始突深度的煤层瓦斯压力以下。若没能考察出煤层始突深度的煤层瓦斯含量或压力，若没能考察出煤层始突深度的煤层瓦斯含量或压力，则必须将煤层瓦斯含量降到则必须将煤层瓦斯含量降到8m8m3 3/t/t以下，或将煤层瓦以下，或将煤层瓦斯压力降到斯压力降到0.74MPa0.74MPa（表压）以下。（表压）以下。控制范围控制范围是指与最外轮廓线平行的平面上的投影距离是指与最外轮廓线平行的平面上的投影距离5-8m8m石门8m5-8m井筒5-8m8m斜井8m5-8m平巷掘进工作面前方掘进工作面前方10m，采煤工作面前方，采煤工作面前方20m煤层瓦斯抽采基本指标煤层瓦斯抽采基本指标u对采煤工作面将瓦斯抽采到通风能够解决的条件对采煤工作面将瓦斯抽采到通风能够解决的条件 采煤工作面瓦斯抽采率应达到的指标采煤工作面瓦斯抽采率应达到的指标 工作面工作面绝对瓦斯涌出瓦斯涌出量量Q(m3/min)工作面抽采率工作面抽采率（%）备注注5Q1020风排瓦斯风排瓦斯4-810Q2030风排瓦斯风排瓦斯7-1420Q4040风排瓦斯风排瓦斯12-2440Q7050风排瓦斯风排瓦斯20-3570Q10060风排瓦斯风排瓦斯28-40Q 10070风排瓦斯风排瓦斯3030煤层瓦斯抽采基本指标煤层瓦斯抽采基本指标u对采煤工作面将瓦斯抽采到通风能够解决的条件对采煤工作面将瓦斯抽采到通风能够解决的条件 采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯量应达到的指标采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯量应达到的指标 工作面日工作面日产量量（t）可解吸瓦斯量可解吸瓦斯量Wj（m3/t）对应的最大瓦斯涌出的最大瓦斯涌出量量1000t85.6m3/min10012500t74.912.325014000t610.416.740016000t5.515.322.960018000t520.827.8800110000t4.525.031.310000t427.8煤层瓦斯抽采基本指标煤层瓦斯抽采基本指标煤层瓦斯抽采基本指标煤层瓦斯抽采基本指标u提高矿井瓦斯抽采率，减少风排瓦斯，实现国家减排目标提高矿井瓦斯抽采率，减少风排瓦斯，实现国家减排目标 矿井瓦斯抽采率应达到的指标矿井瓦斯抽采率应达到的指标 矿井绝对瓦斯涌出量Q(m3/min)矿井抽采率（%）备注Q2025风排瓦斯量风排瓦斯量1520Q4035 14-2640Q8040 24-4880Q16045 44-88160Q30050 80-150300Q50055 135-225Q50060 200采前抽采采前抽采采前抽采采前抽采 预抽预抽预抽预抽采中抽采采中抽采采中抽采采中抽采 卸压抽采卸压抽采卸压抽采卸压抽采采后抽采采后抽采采后抽采采后抽采 采空区抽采采空区抽采采空区抽采采空区抽采瓦斯抽采方法分类瓦斯抽采方法分类瓦斯抽采方法分类瓦斯抽采方法分类按瓦斯来源划分按瓦斯来源划分l开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采采区大面积预抽采区大面积预抽边掘边抽、边采边抽边掘边抽、边采边抽人为卸压抽采人为卸压抽采瓦斯抽采方法分类瓦斯抽采方法分类l邻近层瓦斯抽采邻近层瓦斯抽采 （采动区瓦斯抽采（采动区瓦斯抽采 ）上邻近层抽采上邻近层抽采下邻近层抽采下邻近层抽采瓦斯抽采方法分类瓦斯抽采方法分类l采空区瓦斯抽采采空区瓦斯抽采 全封闭（已采区采空区）式抽采全封闭（已采区采空区）式抽采半封闭（工作面采空区）式抽采半封闭（工作面采空区）式抽采l围岩瓦斯抽采围岩瓦斯抽采 围岩裂隙抽采围岩裂隙抽采溶洞抽采溶洞抽采瓦斯抽采方法分类瓦斯抽采方法分类 按地层采动状态分按地层采动状态分未卸压抽采未卸压抽采卸压抽采卸压抽采 按与采掘时间关系分按与采掘时间关系分采掘前预抽采掘前预抽边采边抽、边掘边抽边采边抽、边掘边抽采后抽采采后抽采瓦斯抽采方法分类瓦斯抽采方法分类 1.开采煤层瓦斯抽采技术开采煤层瓦斯抽采技术2.2.邻近层卸压瓦斯抽采技术邻近层卸压瓦斯抽采技术3.3.采空区瓦斯抽采技术采空区瓦斯抽采技术4.4.围岩瓦斯抽采技术围岩瓦斯抽采技术5.5.综合瓦斯抽采技术综合瓦斯抽采技术瓦斯抽采方法分类瓦斯抽采方法分类 1.1.1.1.开采煤层瓦斯抽采技术开采煤层瓦斯抽采技术开采煤层瓦斯抽采技术开采煤层瓦斯抽采技术分类分类煤矿抽采瓦斯方法名称煤矿抽采瓦斯方法名称开采开采煤层煤层瓦斯瓦斯抽采抽采方法方法1.1.立井揭煤层超前钻孔预抽瓦斯方法立井揭煤层超前钻孔预抽瓦斯方法2.2.石门揭煤层超前钻孔预抽瓦斯方法石门揭煤层超前钻孔预抽瓦斯方法3.3.煤巷掘进预抽（排）瓦斯方法煤巷掘进预抽（排）瓦斯方法4.4.煤巷先抽后掘抽采瓦斯方法煤巷先抽后掘抽采瓦斯方法5.5.穿层钻孔大面积预抽瓦斯方法穿层钻孔大面积预抽瓦斯方法6.6.顺层上向钻孔预抽瓦斯方法顺层上向钻孔预抽瓦斯方法7.7.顺层下向孔预抽瓦斯方法顺层下向孔预抽瓦斯方法8.8.顺层走向水平孔预抽瓦斯方法顺层走向水平孔预抽瓦斯方法9.9.顺层交叉网状钻孔抽采瓦斯方法顺层交叉网状钻孔抽采瓦斯方法10.10.边掘边抽卸压瓦斯方法边掘边抽卸压瓦斯方法11.11.边采边抽卸压瓦斯方法边采边抽卸压瓦斯方法12.12.开采上保护层抽采开采煤层（被保护层）瓦斯方法开采上保护层抽采开采煤层（被保护层）瓦斯方法13.13.开采下保护层抽采开采煤层瓦斯方法开采下保护层抽采开采煤层瓦斯方法14.14.混合式抽采上、下保护层瓦斯方法混合式抽采上、下保护层瓦斯方法15.15.水力压裂强化抽采开采煤层瓦斯方法水力压裂强化抽采开采煤层瓦斯方法16.16.水力割缝强化抽采开采煤层瓦斯方法水力割缝强化抽采开采煤层瓦斯方法17.17.长钻孔控制预裂爆破强化抽采开采煤层瓦斯方法长钻孔控制预裂爆破强化抽采开采煤层瓦斯方法瓦斯抽采方法分类瓦斯抽采方法分类 2.2.2.2.邻近层卸压瓦斯抽采技术邻近层卸压瓦斯抽采技术邻近层卸压瓦斯抽采技术邻近层卸压瓦斯抽采技术类型类型煤矿抽采瓦斯方法名称煤矿抽采瓦斯方法名称邻近层邻近层卸压瓦卸压瓦斯抽采斯抽采方法方法1.平行穿层钻孔抽采上邻近层瓦斯方法平行穿层钻孔抽采上邻近层瓦斯方法2.迎面斜交钻孔抽采上邻近层瓦斯方法迎面斜交钻孔抽采上邻近层瓦斯方法3.顶板走向长钻孔抽采上邻近层瓦斯方法顶板走向长钻孔抽采上邻近层瓦斯方法4.地面垂直钻孔抽采上邻近层（含采空区）瓦斯方法地面垂直钻孔抽采上邻近层（含采空区）瓦斯方法5.走向高抽巷抽采上邻近层瓦斯方法走向高抽巷抽采上邻近层瓦斯方法6.倾斜高抽巷抽采上邻近层瓦斯方法倾斜高抽巷抽采上邻近层瓦斯方法7.走向高、中、低位抽瓦斯巷相结合的抽采上邻近层瓦斯方法走向高、中、低位抽瓦斯巷相结合的抽采上邻近层瓦斯方法8.下向孔抽采下邻近层瓦斯方法（因为底板涌水，投放效果一般较差）下向孔抽采下邻近层瓦斯方法（因为底板涌水，投放效果一般较差）9.上向孔抽采下邻近层瓦斯方法上向孔抽采下邻近层瓦斯方法瓦斯抽采方法分类瓦斯抽采方法分类 3.3.采空区瓦斯抽采技术采空区瓦斯抽采技术采空区瓦斯抽采技术采空区瓦斯抽采技术类型类型煤矿抽采瓦斯方法名称煤矿抽采瓦斯方法名称采空区采空区 瓦斯抽瓦斯抽采方法采方法1.从回风巷布孔抽采卸压带、冒落带瓦斯方法从回风巷布孔抽采卸压带、冒落带瓦斯方法2.从回风巷抬高钻场布孔抽采卸压带、冒落带瓦斯方法从回风巷抬高钻场布孔抽采卸压带、冒落带瓦斯方法3.低位专用抽瓦斯巷抽采卸压带、冒落带瓦斯方法低位专用抽瓦斯巷抽采卸压带、冒落带瓦斯方法4.密闭回风巷横贯插管抽采采空区积聚瓦斯方法密闭回风巷横贯插管抽采采空区积聚瓦斯方法5.密闭尾巷抽采采空区积聚瓦斯方法密闭尾巷抽采采空区积聚瓦斯方法6.埋管抽采采空区积聚瓦斯方法埋管抽采采空区积聚瓦斯方法7.顶煤专用巷抽采采空区瓦斯方法顶煤专用巷抽采采空区瓦斯方法8.顶煤专用巷与埋（插）管相结合抽采采空区瓦斯方法顶煤专用巷与埋（插）管相结合抽采采空区瓦斯方法9.钻孔抽采老空区瓦斯方法钻孔抽采老空区瓦斯方法10.密闭插管抽采老采空区瓦斯方法密闭插管抽采老采空区瓦斯方法11.上隅角工作面瓦斯抽采方法上隅角工作面瓦斯抽采方法瓦斯抽采方法分类瓦斯抽采方法分类 4.4.围岩瓦斯抽采技术围岩瓦斯抽采技术围岩瓦斯抽采技术围岩瓦斯抽采技术类型煤矿抽采瓦斯方法名称围岩瓦斯抽采方法1.邻近围岩瓦斯抽采方法（与邻近层瓦斯抽采相结合）2.钻孔抽采地质构造裂隙带瓦斯方法3.钻孔抽采围岩孔洞（溶洞）瓦斯方法4.密闭瓦斯喷出巷道抽采围岩瓦斯方法煤矿瓦斯抽采设计煤矿瓦斯抽采设计煤矿瓦斯抽采设计煤矿瓦斯抽采设计 预抽煤层瓦斯的难易程度指标预抽煤层瓦斯的难易程度指标类别类别类别类别钻孔流量钻孔流量钻孔流量钻孔流量衰减系数衰减系数衰减系数衰减系数a(da(d-1-1)煤层透气性系煤层透气性系煤层透气性系煤层透气性系数数数数 (m(m2 2/MPa/MPa2 2d)d)容易抽采容易抽采容易抽采容易抽采0.0030.0031010可以抽采可以抽采可以抽采可以抽采0.0030.050.0030.05100.1100.1较难抽采较难抽采较难抽采较难抽采0.050.050.10.1a的测定计算方法：的测定计算方法：选择具有代表性的地区打选择具有代表性的地区打 75煤孔，先测其初始瓦斯流煤孔，先测其初始瓦斯流量量qo，经过，经过t时间后再测其瓦斯流量时间后再测其瓦斯流量qt，然后按，然后按qt=qoe-at计算，计算，则：则：煤矿瓦斯抽采设计煤矿瓦斯抽采设计v矿井瓦斯储量矿井瓦斯储量 瓦斯储量是指在煤田开发过程中能够向矿井排放瓦瓦斯储量是指在煤田开发过程中能够向矿井排放瓦斯的煤层及围岩所赋存的瓦斯总量。瓦斯储量可按斯的煤层及围岩所赋存的瓦斯总量。瓦斯储量可按下式计算：下式计算：Wc(K1K2)AiXi式中式中 Wc矿井瓦斯储量，矿井瓦斯储量，Mm3；K1不可采邻近层瓦斯储量系数；不可采邻近层瓦斯储量系数；K2围岩瓦斯储量系数；围岩瓦斯储量系数；Ai 第第i个可采煤层地质资源量，个可采煤层地质资源量，Mt；Xi 第第i个可采煤层平均瓦斯含量，个可采煤层平均瓦斯含量，m3/t；煤矿瓦斯抽采设计煤矿瓦斯抽采设计v矿井瓦斯可抽量矿井瓦斯可抽量 瓦斯可抽量是指在瓦斯储量中能被抽出的最大瓦斯量，瓦斯可抽量是指在瓦斯储量中能被抽出的最大瓦斯量，其计算公式为：其计算公式为：W抽抽WcK可可 式中：式中：W抽抽可抽瓦斯量，可抽瓦斯量，Mm3；K可可可抽系数；可抽系数；K可可K1K2Kg K1煤层瓦斯排放系数；煤层瓦斯排放系数；K1K3(X Xk)X K3瓦斯涌出程度系数；瓦斯涌出程度系数；X煤层原始瓦斯含量，煤层原始瓦斯含量，m3/t；Xk运到地面煤的残余瓦斯含量，运到地面煤的残余瓦斯含量，m3/t；K2负压抽采时抽采作用系数，负压抽采时抽采作用系数，K21.2；Kg 矿井瓦斯抽采率，矿井瓦斯抽采率，%。煤矿瓦斯抽采设计煤矿瓦斯抽采设计v矿井相对瓦斯涌出量矿井相对瓦斯涌出量 矿井相对瓦斯涌出量按下式计算：矿井相对瓦斯涌出量按下式计算：QQ1+Q2+Q3 式中式中 Q 矿井相对瓦斯涌出量，矿井相对瓦斯涌出量，m3/t;Q1回采工作面相对瓦斯涌出量，回采工作面相对瓦斯涌出量，m3/t;Q2掘进工作面相对瓦斯涌出量，掘进工作面相对瓦斯涌出量，m3/t;Q3采空区相对瓦斯涌出量，采空区相对瓦斯涌出量，m3/t。煤矿瓦斯抽采设计煤矿瓦斯抽采设计v矿井年抽采量矿井年抽采量 矿井年抽采量需根据采掘工程计划安排来确定，矿井年抽采量需根据采掘工程计划安排来确定，按照每个工作面应当抽采的瓦斯量或实际所能达按照每个工作面应当抽采的瓦斯量或实际所能达到的抽采量来计算矿井年抽采瓦斯量。到的抽采量来计算矿井年抽采瓦斯量。从安全的角度考虑，应该抽采的瓦斯量为：从安全的角度考虑，应该抽采的瓦斯量为：IIIP 式中式中 I为保证通风安全所需抽采的瓦斯为保证通风安全所需抽采的瓦斯 量，量，m3/min；I 矿井瓦斯涌出量，矿井瓦斯涌出量，m3/min；Ip通风所能允许的瓦斯涌出量，通风所能允许的瓦斯涌出量，m3/min。煤矿瓦斯抽采设计煤矿瓦斯抽采设计 矿井瓦斯来源分析矿井瓦斯来源分析 根据瓦斯涌出量预测，确定矿井相对瓦斯根据瓦斯涌出量预测，确定矿井相对瓦斯涌出量中回采工作面、掘进工作面、采空涌出量中回采工作面、掘进工作面、采空区涌出量所占矿井涌出总量的比例；区涌出量所占矿井涌出总量的比例；在回采工作面瓦斯涌出量中，确定开采层在回采工作面瓦斯涌出量中，确定开采层瓦斯涌出量、邻近层瓦斯涌出量、围岩瓦瓦斯涌出量、邻近层瓦斯涌出量、围岩瓦斯涌出量占回采面涌出总量的比例；斯涌出量占回采面涌出总量的比例；由此可以得出矿井瓦斯涌出的主要来源。由此可以得出矿井瓦斯涌出的主要来源。煤矿瓦斯抽采设计煤矿瓦斯抽采设计 选择抽采瓦斯方法的原则选择抽采瓦斯方法的原则v抽采瓦斯方法主要是指抽采巷道、钻孔抽采瓦斯方法主要是指抽采巷道、钻孔的空间布置位置和施工技术的空间布置位置和施工技术v选择矿井抽采瓦斯方法应根据矿井煤层选择矿井抽采瓦斯方法应根据矿井煤层赋存条件、瓦斯基础参数、瓦斯来源、赋存条件、瓦斯基础参数、瓦斯来源、开采巷道布置、采掘时间配合、抽采瓦开采巷道布置、采掘时间配合、抽采瓦斯目的及利用要求等因素经技术经济比斯目的及利用要求等因素经技术经济比较确定，并符合以下要求：较确定，并符合以下要求：煤矿瓦斯抽采设计煤矿瓦斯抽采设计1.选择的抽采瓦斯方法应适合煤层赋存条件和开采选择的抽采瓦斯方法应适合煤层赋存条件和开采技术条件。技术条件。2.应根据矿井瓦斯涌出来源及涌出量构成分析，有应根据矿井瓦斯涌出来源及涌出量构成分析，有针对性地选择抽采瓦斯方法，以有利提高瓦斯抽针对性地选择抽采瓦斯方法，以有利提高瓦斯抽采效果。采效果。3.应尽可能利用开采巷道抽采瓦斯，以减少抽采工应尽可能利用开采巷道抽采瓦斯，以减少抽采工程量。必要时可设布置钻场、钻孔的专用瓦斯抽程量。必要时可设布置钻场、钻孔的专用瓦斯抽采巷道。采巷道。4.选择的抽采方法应有利于抽采巷道的布置和维护。选择的抽采方法应有利于抽采巷道的布置和维护。有利于增加钻孔的抽采时间。降低瓦斯抽采成本。有利于增加钻孔的抽采时间。降低瓦斯抽采成本。5.宜采用综合瓦斯抽采方法。宜采用综合瓦斯抽采方法。6.在满足矿井安全开采的前提下，还需满足开发、在满足矿井安全开采的前提下，还需满足开发、利用瓦斯的需要。利用瓦斯的需要。煤矿瓦斯抽采设计煤矿瓦斯抽采设计（一）开采层瓦斯抽采方法选择（一）开采层瓦斯抽采方法选择1、容易抽采及可以抽采的煤层，宜采用本层预、容易抽采及可以抽采的煤层，宜采用本层预抽，可采用穿层或顺层布孔方式；抽，可采用穿层或顺层布孔方式；2、可以抽采及较难抽采的煤层，宜采用边采边、可以抽采及较难抽采的煤层，宜采用边采边抽的方法；抽的方法；3、单一较难抽采的煤层，可选用密集顺层钻孔、单一较难抽采的煤层，可选用密集顺层钻孔、密集网格穿层钻孔、交叉钻孔、水力割缝、水密集网格穿层钻孔、交叉钻孔、水力割缝、水力压裂、松动爆破、深孔预裂爆破、高压水射力压裂、松动爆破、深孔预裂爆破、高压水射流扩孔等方法强化抽采。流扩孔等方法强化抽采。4、对煤与瓦斯突出严重的煤层，宜选用穿层网、对煤与瓦斯突出严重的煤层，宜选用穿层网格布孔方式；格布孔方式；5、煤巷掘进瓦斯涌出量较大的煤层，可采用边、煤巷掘进瓦斯涌出量较大的煤层，可采用边掘边抽或先抽后掘的方法。掘边抽或先抽后掘的方法。煤矿瓦斯抽采设计煤矿瓦斯抽采设计（二）临近层瓦斯抽采方法选择（二）临近层瓦斯抽采方法选择1、可采用从开采层回风巷或专用排瓦斯、可采用从开采层回风巷或专用排瓦斯巷向邻近层打穿层钻孔进行抽采；巷向邻近层打穿层钻孔进行抽采；2、当邻近层或围岩瓦斯涌出量较大时，、当邻近层或围岩瓦斯涌出量较大时，可采用定（底）板抽采巷道进行抽采，可采用定（底）板抽采巷道进行抽采，也可在工作面回风侧沿开采层顶板布也可在工作面回风侧沿开采层顶板布置水平长钻孔或高位钻孔抽采上邻近置水平长钻孔或高位钻孔抽采上邻近层瓦斯。层瓦斯。煤矿瓦斯抽采设计煤矿瓦斯抽采设计（三）采空区瓦斯抽采方法选择（三）采空区瓦斯抽采方法选择1、老采空区应采用全封闭式抽采方法；、老采空区应采用全封闭式抽采方法；2、现采空区可根据煤层赋存条件和巷道、现采空区可根据煤层赋存条件和巷道布置情况，采用顶（底）板钻孔法、布置情况，采用顶（底）板钻孔法、有煤柱及无煤柱钻孔法插（埋）管法有煤柱及无煤柱钻孔法插（埋）管法等抽采方法，并应采取提高抽采瓦斯等抽采方法，并应采取提高抽采瓦斯浓度的措施。浓度的措施。煤矿瓦斯抽采设计煤矿瓦斯抽采设计（四）顶板高抽巷瓦斯抽采方法（四）顶板高抽巷瓦斯抽采方法 在开采的厚煤层、煤层群瓦斯涌出量在开采的厚煤层、煤层群瓦斯涌出量较大时，可选用较大时，可选用“顶板高抽巷顶板高抽巷”的抽的抽采方法，也可选用直径采方法，也可选用直径300500mm的顶板水平长钻孔进行抽采，不易自的顶板水平长钻孔进行抽采，不易自燃煤层也可选用尾抽巷进行抽采。燃煤层也可选用尾抽巷进行抽采。煤矿瓦斯抽采设计煤矿瓦斯抽采设计（五）围岩瓦斯抽采方法（五）围岩瓦斯抽采方法 围岩瓦斯涌出量大，以及溶洞、裂隙围岩瓦斯涌出量大，以及溶洞、裂隙带储存有高压瓦斯并喷出时，应采取带储存有高压瓦斯并喷出时，应采取抽采围岩瓦斯的措施。抽采围岩瓦斯的措施。煤矿瓦斯抽采设计煤矿瓦斯抽采设计（六）地面钻孔抽采瓦斯方法（六）地面钻孔抽采瓦斯方法 煤层埋藏较浅，瓦斯含量较高，地面煤层埋藏较浅，瓦斯含量较高，地面施工钻孔条件交好的厚煤层或煤层群，施工钻孔条件交好的厚煤层或煤层群，可采用地面钻孔预抽开采层瓦斯、邻可采用地面钻孔预抽开采层瓦斯、邻近层卸压瓦斯或采空区瓦斯的抽采方近层卸压瓦斯或采空区瓦斯的抽采方法。法。煤矿瓦斯抽采设计煤矿瓦斯抽采设计（七）综合抽采瓦斯方法（七）综合抽采瓦斯方法 对瓦斯涌出来源多、分布范围广、对瓦斯涌出来源多、分布范围广、煤层透气性差、煤层赋存条件复杂煤层透气性差、煤层赋存条件复杂的矿井，应采用多种抽采方法相结的矿井，应采用多种抽采方法相结合的综合瓦斯抽采方法。合的综合瓦斯抽采方法。煤矿瓦斯抽采设计煤矿瓦斯抽采设计（八）开采保护层抽采瓦斯（八）开采保护层抽采瓦斯 有煤与瓦斯突出危险的矿井开采保护有煤与瓦斯突出危险的矿井开采保护层时，应同时抽采被保护层的瓦斯。层时，应同时抽采被保护层的瓦斯。煤矿瓦斯抽采设计煤矿瓦斯抽采设计v专用瓦斯抽采巷道、钻场及钻孔专用瓦斯抽采巷道、钻场及钻孔 开采煤层群时抽采邻近层卸压瓦斯，开采煤层群时抽采邻近层卸压瓦斯，可设置专用瓦斯抽采巷道布置钻场和可设置专用瓦斯抽采巷道布置钻场和钻孔；专用抽采巷的位置、数量应能钻孔；专用抽采巷的位置、数量应能满足选用的抽采方法的要求，保证抽满足选用的抽采方法的要求，保证抽采效果；专用抽采巷应保证有足够的采效果；专用抽采巷应保证有足够的抽采时间和较大的抽采范围；在有人抽采时间和较大的抽采范围；在有人员进行工作活动的专用瓦斯抽采巷道员进行工作活动的专用瓦斯抽采巷道内，风速不得低于内，风速不得低于0.5m/s。煤矿瓦斯抽采设计煤矿瓦斯抽采设计 钻场的布置应符合下列规定：钻场的布置应符合下列规定：1、不受采动影响，避开地质构造带；同时、不受采动影响，避开地质构造带；同时应便于维护、利于封孔、保证抽采效果；应便于维护、利于封孔、保证抽采效果；2、宜利用现有的开拓、准备和回采巷道；、宜利用现有的开拓、准备和回采巷道；3、顶板钻孔或顶板高抽巷应布置在上覆岩、顶板钻孔或顶板高抽巷应布置在上覆岩层裂隙带内；走向高抽巷宜布置在工作层裂隙带内；走向高抽巷宜布置在工作面偏向回风顺槽面偏向回风顺槽1/3工作面长度以内的工作面长度以内的卸压带内。卸压带内。煤矿瓦斯抽采设计煤矿瓦斯抽采设计v钻孔布置及施工应符合下列规定：钻孔布置及施工应符合下列规定：1、钻孔开口部分应当圆滑。钻孔施工中不得出、钻孔开口部分应当圆滑。钻孔施工中不得出现三角孔、偏孔、台阶等变形孔；现三角孔、偏孔、台阶等变形孔；2、抽采开采层未卸压瓦斯时，钻孔间距应按钻、抽采开采层未卸压瓦斯时，钻孔间距应按钻孔抽采半径确定，宜增大钻孔的见煤长度；孔抽采半径确定，宜增大钻孔的见煤长度；3、高位钻孔抽采时，应将钻孔打到采煤工作面、高位钻孔抽采时，应将钻孔打到采煤工作面顶板冒落后形成的裂隙带内，并应避开冒落带；顶板冒落后形成的裂隙带内，并应避开冒落带；4、强化抽采布孔方式应能取得较好的抽采效果，、强化抽采布孔方式应能取得较好的抽采效果，并宜方便施工；并宜方便施工；5、边采边抽钻孔的布置方向应与开采的推进方、边采边抽钻孔的布置方向应与开采的推进方向相迎（交叉钻孔除外），并避免采动首先破向相迎（交叉钻孔除外），并避免采动首先破坏孔口或钻场；坏孔口或钻场；煤矿瓦斯抽采设计煤矿瓦斯抽采设计6、抽采采空区瓦斯的钻孔或插管应布置在采空、抽采采空区瓦斯的钻孔或插管应布置在采空区回风侧；区回风侧；7、钻场内的钻孔数目应由试验得出，一般顺层、钻场内的钻孔数目应由试验得出，一般顺层钻孔宜采用钻孔宜采用3-5个孔；穿层钻孔宜采用个孔；穿层钻孔宜采用69个个孔；穿层钻孔的终孔位置应位于穿透煤层顶孔；穿层钻孔的终孔位置应位于穿透煤层顶（底）板（底）板0.5m处；处；8、吨煤钻孔工程量应根据抽采方式、钻孔抽采、吨煤钻孔工程量应根据抽采方式、钻孔抽采半径、预抽时间、煤层厚度等综合确定。使用半径、预抽时间、煤层厚度等综合确定。使用顺层钻孔预抽时，吨煤钻孔工程量可取顺层钻孔预抽时，吨煤钻孔工程量可取0.040.1m/t;9、钻孔直径宜采用、钻孔直径宜采用42mm、50mm、64mm、73mm、89mm、110mm、130mm等规格。等规格。煤矿瓦斯抽采设计煤矿瓦斯抽采设计v封孔封孔1、封孔方法应根据抽采方法及孔口所处煤岩层位、岩性、封孔方法应根据抽采方法及孔口所处煤岩层位、岩性、构造等因素综合确定；构造等因素综合确定；2、封孔材料的选择：穿层钻孔宜采用封孔器封孔，封孔、封孔材料的选择：穿层钻孔宜采用封孔器封孔，封孔器因满足密闭性能好、操作简单、封孔速度快的要求；器因满足密闭性能好、操作简单、封孔速度快的要求；顺层钻孔宜采用充填材料封孔，封孔材料可选用膨胀顺层钻孔宜采用充填材料封孔，封孔材料可选用膨胀水泥、聚氨酯等新型材料；在钻孔所处围岩条件较好水泥、聚氨酯等新型材料；在钻孔所处围岩条件较好的情况下，也可选用水泥砂浆或其它材料；不宜采用的情况下，也可选用水泥砂浆或其它材料；不宜采用黄泥封孔；黄泥封孔；3、封孔长度的确定：孔口段围岩条件好、构造简单、孔、封孔长度的确定：孔口段围岩条件好、构造简单、孔口抽采负压较低时，封孔长度不应低于口抽采负压较低时，封孔长度不应低于3m；孔口段围；孔口段围岩裂隙较发育或抽采负压较高时，封孔长度不应低于岩裂隙较发育或抽采负压较高时，封孔长度不应低于5m；在煤壁开孔的钻孔，封孔长度不应低于；在煤壁开孔的钻孔，封孔长度不应低于7m；4、采空区抽采时插管周围应封闭严密，宜减少外部空气、采空区抽采时插管周围应封闭严密，宜减少外部空气漏入，有条件时可设置均压密闭；漏入，有条件时可设置均压密闭；5、采用地面钻孔抽采瓦斯时，抽采结束后应全孔封实。、采用地面钻孔抽采瓦斯时，抽采结束后应全孔封实。煤矿瓦斯抽采设计煤矿瓦斯抽采设计v地面钻孔抽采地面钻孔抽采1、容易抽采的煤层，宜采用竖直钻孔或、容易抽采的煤层，宜采用竖直钻孔或L形钻孔预形钻孔预抽瓦斯；抽瓦斯；2、可抽及较难抽采的煤层，宜采用竖直钻孔或、可抽及较难抽采的煤层，宜采用竖直钻孔或L形形钻孔抽采邻近层卸压瓦斯或采空区瓦斯；抽采卸钻孔抽采邻近层卸压瓦斯或采空区瓦斯；抽采卸压瓦斯时，沿开采层走向钻孔间距宜采用压瓦斯时，沿开采层走向钻孔间距宜采用300350m，并位于开采层工作面中部；两相邻孔抽，并位于开采层工作面中部；两相邻孔抽采瓦斯半径上、下交汇点应超过开采层工作面上、采瓦斯半径上、下交汇点应超过开采层工作面上、下顺槽下顺槽5m。3、地面钻孔预抽瓦斯可选用压裂方法强化抽采、地面钻孔预抽瓦斯可选用压裂方法强化抽采煤矿瓦斯抽采方法煤矿瓦斯抽采方法 煤矿瓦斯抽采方法煤矿瓦斯抽采方法开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采方法选择开采层瓦斯抽采方法选择1、容易抽采及可以抽采的煤层，宜采用本层预、容易抽采及可以抽采的煤层，宜采用本层预抽，可采用穿层或顺层布孔方式；抽，可采用穿层或顺层布孔方式；2、可以抽采及较难抽采的煤层，宜采用边采边、可以抽采及较难抽采的煤层，宜采用边采边抽的方法；抽的方法；3、单一较难抽采的煤层，可选用密集顺层钻孔、单一较难抽采的煤层，可选用密集顺层钻孔、密集网格穿层钻孔、交叉钻孔、水力割缝、水密集网格穿层钻孔、交叉钻孔、水力割缝、水力压裂、松动爆破、深孔预裂爆破、高压水射力压裂、松动爆破、深孔预裂爆破、高压水射流扩孔等方法强化抽采。流扩孔等方法强化抽采。4、对煤与瓦斯突出严重的煤层，宜选用穿层网、对煤与瓦斯突出严重的煤层，宜选用穿层网格布孔方式；格布孔方式；5、煤巷掘进瓦斯涌出量较大的煤层，可采用边、煤巷掘进瓦斯涌出量较大的煤层，可采用边掘边抽或先抽后掘的方法。掘边抽或先抽后掘的方法。开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采 钻孔预抽钻孔预抽 我国预抽煤层瓦斯基本上都采用钻孔法，我国预抽煤层瓦斯基本上都采用钻孔法，其布孔方式有两种：穿层钻孔；顺层钻其布孔方式有两种：穿层钻孔；顺层钻孔孔.早期曾采用巷道法（抚顺）。早期曾采用巷道法（抚顺）。n穿层网格预抽穿层网格预抽中梁山矿务局南矿（急倾斜煤层）中梁山矿务局南矿（急倾斜煤层）预抽时间预抽时间19个月个月平均预抽率平均预抽率48%瓦斯压力由瓦斯压力由2.752.8MPa降至降至0.40.8MPa单向流动单向流动单向流动单向流动径向流动径向流动径向流动径向流动预抽煤层瓦斯原理预抽煤层瓦斯原理开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采穿层瓦斯抽采布孔示意图穿层瓦斯抽采布孔示意图中梁山底板网格式穿层钻孔预抽煤层瓦斯方法中梁山底板网格式穿层钻孔预抽煤层瓦斯方法中梁山底板网格式穿层钻孔预抽煤层瓦斯方法中梁山底板网格式穿层钻孔预抽煤层瓦斯方法 底板岩巷底板岩巷穿层钻孔穿层钻孔放水器放水器流量计流量计瓦斯抽采瓦斯抽采干管干管开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采芙蓉矿务局白皎煤矿（缓倾斜煤层）芙蓉矿务局白皎煤矿（缓倾斜煤层）预抽期预抽期12个月个月预抽率预抽率25%以上以上瓦斯压力由瓦斯压力由2.48MPa降至降至0.65MPa煤层瓦斯含量从煤层瓦斯含量从17.8m3/t降为降为8.96m3/t淮北芦岭煤矿底板岩巷网格式穿层钻孔瓦斯抽采淮北芦岭煤矿底板岩巷网格式穿层钻孔瓦斯抽采淮北芦岭煤矿底板岩巷网格式穿层钻孔瓦斯抽采淮北芦岭煤矿底板岩巷网格式穿层钻孔瓦斯抽采回回风风上上山山人人行行上上山山轨轨道道上上山山运运输输上上山山瓦瓦斯斯道道边边界界回回风风上上山山岩石轨道巷岩石轨道巷岩石集中巷岩石集中巷联络巷联络巷联络石门联络石门风巷风巷机巷机巷上区段岩石轨道巷上区段岩石轨道巷上区段岩石集中巷上区段岩石集中巷开开切切眼眼收收作作线线机巷机巷风巷风巷上区段机巷上区段机巷岩石轨道巷岩石轨道巷岩石集中巷岩石集中巷联络石门联络石门联络巷联络巷8煤层煤层9煤层煤层10m20m80m40m底板岩巷底板岩巷穿层钻孔穿层钻孔风巷风巷机巷机巷(a)剖面图剖面图上区段底板岩巷上区段底板岩巷风巷风巷机巷机巷穿层钻孔穿层钻孔底板岩巷底板岩巷开切眼开切眼(b)平面图平面图底板岩巷网格式上向穿层钻孔瓦斯抽采示底板岩巷网格式上向穿层钻孔瓦斯抽采示意图意图淮北祁南煤矿穿层孔与顺层孔抽采淮北祁南煤矿穿层孔与顺层孔抽采淮北祁南煤矿穿层孔与顺层孔抽采淮北祁南煤矿穿层孔与顺层孔抽采淮北祁南矿倾向顺层长钻孔递进掩护瓦斯抽采淮北祁南矿倾向顺层长钻孔递进掩护瓦斯抽采淮北祁南矿倾向顺层长钻孔递进掩护瓦斯抽采淮北祁南矿倾向顺层长钻孔递进掩护瓦斯抽采开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采松藻矿务局打通二矿（缓倾斜煤层）松藻矿务局打通二矿（缓倾斜煤层）穿层条带预抽穿层条带预抽开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采松藻矿务局打通二矿松藻矿务局打通二矿 穿层条带预抽穿层条带预抽预抽期预抽期68个月个月预抽率预抽率34.0838.86%基本消除突出危险基本消除突出危险平均月进度平均月进度82.4m，实现了安全快速掘进，实现了安全快速掘进开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采松藻矿务局打通二矿松藻矿务局打通二矿 采面网格预抽采面网格预抽开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采松藻矿务局打通二矿松藻矿务局打通二矿 采面网格预抽采面网格预抽开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采松藻矿务局打通二矿松藻矿务局打通二矿 采面网格预抽采面网格预抽西西瓦瓦斯斯巷巷钻钻孔孔间间距距1210m，预预抽抽时时间间2029个个月月，东东瓦瓦斯斯巷巷钻钻孔孔间间距距66m，预预抽抽时时间间1526个月个月抽采瓦斯总量抽采瓦斯总量144.8万万m3，预抽率达，预抽率达40.95%回回采采过过程程中中，瓦瓦斯斯涌涌出出量量较较小小，未未发发生生回回风风瓦瓦斯超限和煤与瓦斯突出事故斯超限和煤与瓦斯突出事故n顺层长钻孔预抽顺层长钻孔预抽钻孔布置方式钻孔布置方式开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采平行钻孔平行钻孔(焦作焦西矿焦作焦西矿)布孔参数布孔参数工作面上下布孔，孔长工作面上下布孔，孔长4070m孔径孔径7575，孔间距，孔间距3 36m6m封孔深度封孔深度47m47m开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采平行钻孔平行钻孔(焦作焦西矿焦作焦西矿)孔口负压孔口负压1347KPa，抽采浓度，抽采浓度20%65%预抽时间预抽时间18个月，工作面预抽率达个月，工作面预抽率达39.1%回采期间未发生突出回采期间未发生突出开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采n顺层长钻孔预抽顺层长钻孔预抽平行斜向钻孔平行斜向钻孔(六枝化处矿六枝化处矿)布孔参数布孔参数上下布孔，孔长上下布孔，孔长5080m钻孔与采面夹角钻孔与采面夹角5封孔深度封孔深度57m孔径孔径75开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采n顺层长钻孔预抽顺层长钻孔预抽平行斜向钻孔平行斜向钻孔(六枝化处矿六枝化处矿)预抽时间预抽时间18个月，工作面预抽率达个月，工作面预抽率达28.4%吨煤瓦斯含量降低了吨煤瓦斯含量降低了28.44%可充分抽采卸压带瓦斯，有利于降可充分抽采卸压带瓦斯，有利于降低回采工作面的风排瓦斯量低回采工作面的风排瓦斯量开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采n顺层长钻孔预抽顺层长钻孔预抽平行斜向钻孔平行斜向钻孔(淮北芦岭矿淮北芦岭矿)上下布孔，长上下布孔，长4060m均匀布孔，孔间距均匀布孔，孔间距4m左右左右钻孔与采面夹角钻孔与采面夹角20钻孔层位，钻孔层位，12分层以内分层以内聚氨酯封孔，深度聚氨酯封孔，深度6m以上以上开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采n顺层长钻孔预抽顺层长钻孔预抽平行斜向钻孔平行斜向钻孔(淮北芦岭矿淮北芦岭矿)预抽时间，机巷孔预抽时间，机巷孔61天，风巷孔天，风巷孔105天天一分层工作面平均瓦斯涌出量由一分层工作面平均瓦斯涌出量由6.49m3/min，下降到，下降到5.41m3/min一分层采面瓦斯超限时间下降了一分层采面瓦斯超限时间下降了10%边采边抽效果好边采边抽效果好开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采n顺层长钻孔预抽顺层长钻孔预抽交叉钻孔交叉钻孔(焦作九里山矿焦作九里山矿)平均长平均长64m斜向孔与平行孔夹角斜向孔与平行孔夹角1520三个交叉点三个交叉点开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采焦作本煤层顺层钻孔预抽瓦斯方法焦作本煤层顺层钻孔预抽瓦斯方法焦作本煤层顺层钻孔预抽瓦斯方法焦作本煤层顺层钻孔预抽瓦斯方法钻孔施工n顺层长钻孔预抽顺层长钻孔预抽交叉钻孔交叉钻孔(焦作九里山矿焦作九里山矿)孔口负压为孔口负压为2244KPa，抽采浓度，抽采浓度20%89%单孔瓦斯抽采量为平行孔的单孔瓦斯抽采量为平行孔的1.852.53倍倍提高抽采量提高抽采量46%102%机理机理钻孔交叉点裂隙范围增大，透气性提高钻孔交叉点裂隙范围增大，透气性提高避免塌孔、堵孔的影响避免塌孔、堵孔的影响边采边抽，较早起作用，效果好边采边抽，较早起作用，效果好开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采 近年来抽采新技术和新装备 井下定向长钻孔钻机 可实现可实现 定向顺层长钻孔、顺层分枝钻孔施工定向顺层长钻孔、顺层分枝钻孔施工 1000m1000m枝状钻孔成孔工艺技术枝状钻孔成孔工艺技术 顺层长钻孔施工技术 影响钻孔施工深度的主要因素影响钻孔施工深度的主要因素 客观条件客观条件 煤层软硬程度煤层软硬程度 地应力地应力 瓦斯压力瓦斯压力 煤层构造复杂程度煤层构造复杂程度 煤层稳定程度煤层稳定程度 煤层厚度煤层厚度 装备条件装备条件 钻机能力钻机能力 钻杆钻杆 钻头钻头 施工工艺施工工艺 排渣工艺排渣工艺 施工经验施工经验 钻进合理参数钻进合理参数 合理参数的钻机具螺旋钻杆压风排渣施工工艺合理参数的钻机具螺旋钻杆压风排渣施工工艺 可解决一般煤层难以施工钻孔问题。可解决一般煤层难以施工钻孔问题。ZYW-1900R钻机，55kw型螺旋钻机，200m型产渣倍率、施工难易程度与施工工艺产渣倍率、施工难易程度与施工工艺 近年来抽采新技术和新装备松软煤层钻孔施工工艺和钻机 螺旋钻杆压风施工施工工艺螺旋钻杆压风施工施工工艺 ZYW-1900RZYW-1900R钻机，钻机，55kw55kw型螺旋钻机，型螺旋钻机，200m200m型型 近年来抽采新技术和新装备 远控钻机 可实现严重突出煤层钻孔施工可实现严重突出煤层钻孔施工 开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采n顺层长钻孔预抽顺层长钻孔预抽打钻装备打钻装备ZSM-250型顺型顺层强力钻机层强力钻机开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采n顺层长钻孔预抽顺层长钻孔预抽lZSM-250型顺层强力钻机型顺层强力钻机钻孔深度：钻孔深度：250m 开孔直径：开孔直径：95、115mm终孔直径：终孔直径：90mm 钻杆直径：钻杆直径：63mm钻孔倾角：钻孔倾角：050 输出转速：100、60r/min输出扭矩：1.5、2.4kNm最大给进力：78kN最大起拔力：58kN正常推进速度：01.5m/min给进行程：720mm主要技术参数开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采n顺层长钻孔预抽顺层长钻孔预抽打钻装备打钻装备ZY-300型全液压钻机开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采n顺层长钻孔预抽顺层长钻孔预抽lZY-300型全液压钻机主要技术参数型全液压钻机主要技术参数 最大给进力：最大给进力：110kN最大起拔力：最大起拔力：80kN正常推进速度：正常推进速度：01.5m/min给进行程：给进行程：850mm主机外形尺寸：主机外形尺寸：(2.10.81.3)m主机重量：约主机重量：约2000kg(不包含钻杆不包含钻杆)钻孔深度：钻孔深度：300m开孔直径：开孔直径：95、115、150mm终孔直径：终孔直径：95mm钻杆直径：钻杆直径：63mm钻孔倾角：钻孔倾角：090输出转速：输出转速：95、210r/min输出扭矩：输出扭矩：2.3、1kN.mMK-6 MK-7开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采n顺层长钻孔预抽打钻装备开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采n顺层长钻孔预抽顺层长钻孔预抽打钻装备打钻装备MK-6l抚顺老虎台矿抚顺老虎台矿孔深孔深521.5m(岩孔岩孔301.5m，煤孔，煤孔200m)l晋城寺河矿晋城寺河矿三个沿煤层钻孔，孔深分别为三个沿煤层钻孔，孔深分别为509m、135m、519.5m开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采n顺层长钻孔预抽顺层长钻孔预抽打钻装备打钻装备MK-7l铜川陈家山煤矿铜川陈家山煤矿二个沿煤层钻孔，孔深分别为二个沿煤层钻孔，孔深分别为865m、802.5m，开孔，开孔300、终孔、终孔150MK-6、MK-7在阳煤、沈煤集团用于顶板岩石在阳煤、沈煤集团用于顶板岩石水平长钻孔施工，最大孔深达水平长钻孔施工，最大孔深达603m开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采n顺层长钻孔预抽顺层长钻孔预抽成孔工艺成孔工艺专用钻机专用钻机新型钻具新型钻具l强力钻杆强力钻杆l多级组合钻头多级组合钻头l扶正器扶正器革新排碴革新排碴工工艺艺l风力排碴风力排碴l气气雾雾排排碴碴l空气空气泡沫泡沫排碴排碴 不同工艺钻孔成孔深度不同工艺钻孔成孔深度名名 称称平均平均钻孔孔深度深度(m)比水力比水力排渣孔排渣孔提高提高（%）最大最大钻孔深度孔深度（m）比水力比水力排渣孔排渣孔提高提高（%）水力排渣水力排渣钻孔孔-28.0840风力力排排渣渣钻孔孔水平孔水平孔3835.32412.5613运运输机巷机巷上上向向孔孔50.0378.1785.5113.75下下向向孔孔49.6276.716767.5622运运输机巷机巷上上向向孔孔43.9956.667485下下向向孔孔40.5944.555845开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采钻孔有效抽采半径钻孔有效抽采半径 是是指指在在一一定定的的抽抽采采时时间间内内钻钻孔孔抽抽采采瓦瓦斯斯的的有有效影响范围，需从实际抽采工作中考察确定效影响范围，需从实际抽采工作中考察确定a穿层网格顶抽的有效抽采半径考察穿层网格顶抽的有效抽采半径考察(北票台吉矿北票台吉矿)西翼不同抽采时间瓦斯压力变化情况西翼不同抽采时间瓦斯压力变化情况有效抽采半径有效抽采半径(30%)r=0.0127t0.915开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采钻孔有效抽采半径钻孔有效抽采半径 a穿穿层层网网格格顶顶抽抽的的有有效效抽抽采采半半径径考考察察(北票台吉矿北票台吉矿)东东翼翼不不同同抽抽采采时时间间瓦瓦斯斯压压力力变变化化情情况况有效抽采半径有效抽采半径(30%)r=0.455t0.423开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采合理预抽期的确定合理预抽期的确定 钻孔瓦斯抽采量随时间的变化关系符合负指数曲线，钻孔瓦斯抽采量随时间的变化关系符合负指数曲线，根据瓦斯抽采量衰减的程度，可以确定一个合理的预抽期根据瓦斯抽采量衰减的程度，可以确定一个合理的预抽期开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采大面积预抽瓦斯的基本模式大面积预抽瓦斯的基本模式n穿层网格顶抽穿层网格顶抽 网格式穿层钻孔网格式穿层钻孔适用于松软低透气性适用于松软低透气性突出煤层的瓦斯抽采，突出煤层的瓦斯抽采，可解决突出煤层打顺可解决突出煤层打顺层孔时喷孔、塌孔问层孔时喷孔、塌孔问题。题。网格式穿层钻网格式穿层钻孔是我国单一煤层防孔是我国单一煤层防突的主要方法，已在突的主要方法，已在突出严重的北票、白突出严重的北票、白沙、中梁山等矿区应沙、中梁山等矿区应用。用。网格式穿层钻孔布置示意图网格式穿层钻孔布置示意图 网格式穿层钻孔抽采本层瓦斯网格式穿层钻孔抽采本层瓦斯 开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采大面积预抽瓦斯的基本模式大面积预抽瓦斯的基本模式n穿层网格顶抽穿层网格顶抽主要优点主要优点a不受生产影响，能提供足够的抽采时间和空间不受生产影响，能提供足够的抽采时间和空间a能能在在巷巷道道未未揭揭露露煤煤层层前前进进行行预预抽抽，对对防防止止揭揭媒媒和掘进突出有着重要作用和掘进突出有着重要作用a施工条件好，成孔率较高施工条件好，成孔率较高a钻钻孔孔服服务务时时间间长长，可可服服务务于于预预抽抽、边边采采(掘掘)边边抽和采后卸压抽采全过程抽和采后卸压抽采全过程开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采大面积预抽瓦斯的基本模式大面积预抽瓦斯的基本模式n穿层网格顶抽穿层网格顶抽主要缺点主要缺点a需掘进底板专用抽采巷需掘进底板专用抽采巷a钻孔工程量大，钻孔利用率低钻孔工程量大，钻孔利用率低开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采大面积预抽瓦斯的基本模式大面积预抽瓦斯的基本模式n顺层长钻孔顶抽顺层长钻孔顶抽顺层钻孔抽采本层瓦斯顺层钻孔抽采本层瓦斯 顺层钻孔用于区域性抽采，适用于煤层透气性顺层钻孔用于区域性抽采，适用于煤层透气性0.1m0.1m2 2/MPa/MPa2 2.d.d、煤层、煤层瓦斯含量瓦斯含量8m8m3 3/t/t或开采突出煤层。或开采突出煤层。可抽采工作面前方煤体的卸压瓦斯，提高钻孔的抽采半径，抽采效果提可抽采工作面前方煤体的卸压瓦斯，提高钻孔的抽采半径，抽采效果提高高1.51.5倍。倍。顺层钻孔及交叉布孔预抽本层瓦斯示意图顺层钻孔及交叉布孔预抽本层瓦斯示意图 开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采大面积预抽瓦斯的基本模式大面积预抽瓦斯的基本模式n顺层长钻孔顶抽顺层长钻孔顶抽主要优点主要优点a钻钻孔孔工工程程量量相相对对较较小小，不不需需要要底底板板瓦瓦斯斯抽抽采巷，成本低采巷，成本低a单孔流量大，见效快单孔流量大，见效快a能服务于预抽，边采能服务于预抽，边采(掘掘)边抽边抽开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采大面积预抽瓦斯的基本模式大面积预抽瓦斯的基本模式n顺层长钻孔顶抽顺层长钻孔顶抽主要缺点主要缺点a在煤巷中施工条件差在煤巷中施工条件差a打打钻钻过过程程中中，易易发发生生卡卡钻钻，夹夹钻钻，喷喷孔孔，塌孔，不易成孔塌孔，不易成孔a长钻孔定向钻进还缺乏相应的技术和手段长钻孔定向钻进还缺乏相应的技术和手段a受生产接替影响，抽采时间难以保证受生产接替影响，抽采时间难以保证开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采大面积预抽瓦斯的基本模式大面积预抽瓦斯的基本模式n穿层条带平行钻孔预抽穿层条带平行钻孔预抽开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采大面积预抽瓦斯的基本模式大面积预抽瓦斯的基本模式n穿层条带平行钻孔预抽穿层条带平行钻孔预抽(芙蓉白皎煤矿芙蓉白皎煤矿)开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采大面积预抽瓦斯的基本模式大面积预抽瓦斯的基本模式n模块抽采模块抽采(晋城寺河矿晋城寺河矿)开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采边采边抽边采边抽n实质实质 抽采采面前方卸压条带的瓦斯抽采采面前方卸压条带的瓦斯开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采边采边抽边采边抽n作用作用工工作作面面接接近近钻钻孔孔810m时时，钻钻孔孔瓦瓦斯斯流流量显著增加，有的增加近量显著增加，有的增加近10倍倍工工作作面面至至孔孔口口1.5m左左右右时时，瓦瓦斯斯流流量量明明显显下下降降，钻钻孔孔报报废废，下下一一个个孔孔接接着着起起作作用用利利用用这这一一规规律律，在在整整个个回回采采期期间间，都都可可进行边采边抽进行边采边抽开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采边掘边抽边掘边抽n实质实质 抽采巷道两帮的卸压条带瓦斯抽采巷道两帮的卸压条带瓦斯n布孔原则布孔原则 避开松动区和原始区，布置在卸压区内避开松动区和原始区，布置在卸压区内开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采提高煤层预抽瓦斯效果的技术途径提高煤层预抽瓦斯效果的技术途径提高预抽瓦斯效果最根本的措施提高预抽瓦斯效果最根本的措施提高煤层透气性提高煤层透气性国内外试验和运用过的方法有：国内外试验和运用过的方法有：水力化措施水力化措施水力压裂、水力疏松、水力割裂、水力水力压裂、水力疏松、水力割裂、水力冲孔等冲孔等孔内爆破孔内爆破化学处理化学处理应用前景较好的方法应用前景较好的方法深孔控制预裂爆破深孔控制预裂爆破高压水射流扩孔高压水射流扩孔开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采提高煤层预抽瓦斯效果的技术途径提高煤层预抽瓦斯效果的技术途径 水力化措施水力化措施水力压裂水力压裂、水力疏松、水力割裂、水力疏松、水力割裂、水力冲孔等水力冲孔等 煤煤层气层气地面地面钻井钻井开采开采程序程序框图框图地面钻孔水力压裂抽放煤层瓦斯方法地面钻孔水力压裂抽放煤层瓦斯方法 地面垂直钻井结构示意图地面垂直钻井结构示意图地面压裂井筛管完井方式示意图地面压裂井筛管完井方式示意图地面钻井及压裂井地面钻井及压裂井 煤层中的水平裂缝煤层中的水平裂缝深孔控制预裂爆破提高煤层预抽瓦斯效果的技术途径提高煤层预抽瓦斯效果的技术途径n深孔控制预裂爆破深孔控制预裂爆破钻孔布置钻孔布置深孔控制预裂爆破提高煤层预抽瓦斯效果的技术途径提高煤层预抽瓦斯效果的技术途径n深孔控制预裂爆破深孔控制预裂爆破原理原理 不不同同于于普普通通松松动动爆爆破破，控控制制孔孔为为爆爆破破孔孔提提供供自自由由面面，爆爆破破后后在在煤煤体体内内形形成成爆爆破破孔孔、控控制制孔孔相相互互连连通通的的裂裂隙隙网网，从而在很大程度上提高煤层的透气性从而在很大程度上提高煤层的透气性定向爆破增透数值模拟定向爆破增透数值模拟定向爆破增透数值模拟定向爆破增透数值模拟定向爆破增透原理定向爆破增透原理定向爆破增透原理定向爆破增透原理定向爆破器材定向爆破器材定向爆破器材定向爆破器材松动爆破增透原理与器材松动爆破增透原理与器材深孔控制预裂爆破 深孔控制预裂爆破基本原理深孔控制预裂爆破基本原理v深孔控制预裂爆破不同于普通爆破，深孔控制深孔控制预裂爆破不同于普通爆破，深孔控制预裂爆破的目的是为了增加煤体的裂隙数量预裂爆破的目的是为了增加煤体的裂隙数量和长度，以提高透气性，减少抽放阻力，从和长度，以提高透气性，减少抽放阻力，从而提高瓦斯的抽放率。而提高瓦斯的抽放率。v深孔控制预裂爆破不仅要求在相邻孔间连线方深孔控制预裂爆破不仅要求在相邻孔间连线方向形成贯通裂隙，而且要求其它方向尽可能向形成贯通裂隙，而且要求其它方向尽可能多的产生裂隙，使煤体内形成以炮孔为中心多的产生裂隙，使煤体内形成以炮孔为中心相互连通的裂隙网。相互连通的裂隙网。v深孔控制预裂爆破的特点是在爆破孔周围增加深孔控制预裂爆破的特点是在爆破孔周围增加了辅助自由面了辅助自由面控制孔控制孔 深孔控制预裂爆破 爆炸应力波及控制孔的作用爆炸应力波及控制孔的作用v由于爆破孔附近存在辅助自由面由于爆破孔附近