瓦斯抽放的基本方法.pdf

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】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。:..***抽放的基本方法***抽放是防治煤与***突出,减少煤层***含量,减少采区***涌出量,防治采掘过程中***超限的有效方法,是治理***的核心,是消灭***事故,确保煤矿安全生产的根本措施。***抽放方法可以分为五类:(1)开采层***抽放;(2)邻近层***抽放;(3)采空区***抽放;(4)围岩***抽放;(5)综合抽放***。其中综合抽放***方法是前四类方法中两种或两种以上方法的配合使用。选择抽放***的方法时应遵循如下的原则:***方法应适合煤层赋存状况、开采巷道布置、地质条件和开采技术条件;***来源及涌出构成为依据,如果***涌出量主要来自开采层,则应采用开采层抽放,在开采煤层群时,邻近层的***涌出量占有很大比例且威胁工作面的安全生产时,则应采用邻近层***抽放,当工作面后方采空区***涌出量较大且威胁工作面安全生产时,则应采用老空区抽放。对于******较高的煤层,巷道掘进时,***涌出量很大,难以用加大风量的办法稀释,可采用掘前大面积预抽或边掘边抽。若围岩***涌出量大,或者溶洞、裂隙带储存有高压***并有喷出危险时,应采取围岩***抽放措施。***方法,以提高抽放***效果;,实现抽放巷道与开采巷道的结合;有利于抽放巷道的布置与维护;***抽放效果,降低抽放成本;、钻孔的施工、抽放系统管网敷设,有利于增加抽放钻孔的***抽放时间。一、石门揭煤***抽放:欢迎下载:..—4石门预抽煤层***钻孔控制范围石门揭煤前,应通过***抽放消除突出危险后,再揭开突出煤层。抽放钻孔的控制范围(控制范围的概念都指与最外轮廓线平行的平面上的投影距离)应根据煤层的实际突出危险程度确定。根据《防治煤与***突出规定》第四十九条规定:钻孔的最小控制范围在揭煤处巷道轮廓线外12m(急倾斜煤层底部或下帮6m),同时还应保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线(包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线)的最小距离不小于5m,且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时,应当保持最小超前距离15m。见图6—4。《煤矿***抽采基本指标》(AQ1026——2006)规定,抽放钻孔必须控制到巷道轮廓线外8m以上。但对于煤层倾角大于8°的煤层,考虑到重力作用,安全性提高,巷道底部和下帮的控制范围可以减少到5m。见图6—5。图6—5石门揭煤抽采钻孔控制范围欢迎下载:..石门网格式钻孔集中预抽方法:中梁山煤电气有限公司在距K10煤层10~25m的底板灰岩中布置一条专用***抽采巷(东西翼各一条),在抽采巷中每隔300m布置一个石门,当抽采巷掘至石门位置时,立即进行石门网格式预抽钻孔的施工,即抽采钻孔必须随着抽采巷的掘进而施工。施工完毕,立即封孔进行***集中抽采。抽采至少120天,并符合其它相关规定后,才进行石门揭煤的掘进工作。当石门掘至距突出煤层15m以外时,对石门上部及两侧9m、下部2m范围内布置穿透煤层群的网格式抽采钻孔,终孔间距3m,抽采钻孔数33~70个。这样,在石门周边形成走向长21m,倾斜长15m的***抽采区,抽采孔控制范围为石门断面的40余倍。通过对石门及周边煤层***采用网格式钻孔的集中抽采,使煤体***得到释放,降低了***潜能;***释放后煤体产生收缩变形,造成卸压,使弹性能和地应力降低;煤体收缩变形与地应力的降低又引起煤层透气性增加,降低了***压力梯度,释放***后的煤体力学强度增加,从而消除了突出危险。钻孔布置平面图、剖面图见图6—5所示。a钻孔布置平面图bk1钻孔终层面图图6—5石门揭煤钻孔布置剖面图、煤层巷道掘进前预抽对于突出严重的单一煤层,为消除煤层巷道掘进的突出危险,并加快掘进速度,可以采用大面积***预抽,其基本模式有:穿层网格预抽(图6—6),穿层条带+平行钻孔预抽(图6——7),顺层长钻孔预抽(图6—8),还可布置专用***抽采底板或顶板巷道,通过岩石巷道向煤层打抽放钻孔,钻孔控制到煤层巷道两侧各10~15m,然后布置封闭钻孔进行***抽采,消除突出危险后再掘进煤层巷道。见图6—9。欢迎下载:..要根据各矿具体条件决定。布置底板抽放巷时,抽放钻孔向上打,煤粉容易排除,钻孔打成后不会有积水。对于透气性差的松软煤层,可以通过抽放钻孔进行水力冲孔,增加煤层透气性,然后封孔抽放***,提高抽放效果;对于较硬的煤层也可通过抽放钻孔进行水力扩孔、水力割缝,增加煤层透气性,还可通过钻孔对煤体进行松动爆破。若底板抽放巷与煤层顺槽重叠布置,还可排放煤层顺槽低洼自序的积水。通过底板岩巷打钻孔并进行***抽放后,即消除了突出危险,又探清了煤层顺槽地质构造及煤层赋存状况,使煤层巷道完全在“***情况清,地质构造清,水文情况清,煤层顶底板岩性清”的情况下掘进。底板抽放巷应位于煤层底板以下的较好岩层中,每施工一定距离应向巷道前方及顶部打探测钻孔,弄清巷道顶板离煤层的距离,以防误穿煤层。若布置顶板抽放巷,则抽放钻孔内可能积水,并且采用水力冲孔、水力扩孔都较困难。但顶板抽放巷可兼作高位抽放巷抽放采空区***,防止采煤工作面上隅角***超限。底板抽放巷的主要优点是:能在巷道未揭露煤层前进行预抽,对防止掘进突出有重要作用;施工条件好,成孔率高,钻孔服务时间长。主要缺点是:钻孔工程量大,钻孔利用率低。实例、永华二矿底板抽放巷及钻孔布置永华二矿是河南永城煤电集团的子公司,该矿主采为二1煤层,煤层平均厚度6m左右,,为粉状煤,煤层顶板为6m厚的砂质泥岩,质地松软极易垮落,,其下是2~4m的泥质页岩,层理发育、破碎。煤层相对***涌出量17~23m3/t,2006年先后发生过2次动力现象,煤巷掘进过程中常伴有“煤炮”声,***频繁超限。矿上采取在煤层下部灰岩内施工***抽放巷,通过钻孔水力冲孔后再抽放***,取得了很好的效果。其巷道及钻孔布置见图6—10。图6—6穿层网格预抽钻孔布置欢迎下载:..—7穿层条带+平行钻孔预抽图6—8顺层长钻孔预抽图6—9底板穿层钻孔及顶板穿层钻孔布置欢迎下载:..图6—10永华二矿底板抽放巷及钻孔布置平面图实例2:区域性网格式预抽中梁山煤电气有限公司采区巷道布置前,在专用***抽采巷道中施工穿透各煤层的***抽采钻孔,然后并网进行***抽采。区域抽采至少半年以后才能安排K2保护层工作面巷道的掘进,巷道掘完且该区域必须抽采至少一年以后,才能进行K2保护层的开采,即保护层的开采必须经充分的区域性网格式预抽。同时,K2保护层开采前,必须提前布置好卸压***抽采钻孔。随着保护层的开采,邻近煤层的卸压***通过卸压***抽采钻孔抽入***管道,有效地防止卸压***突然涌入保护层采煤工作面,造成***事故的发生。区域性网格式预抽方法是:在茅口灰岩中设计施工一条专用***抽采巷道,抽采钻场布置在抽采巷道中,每隔40m施工一个钻场,每个钻场施工16-24个穿透各煤层的钻孔,钻孔孔径∮75-150mm,钻孔最大深度约120米,终孔间距10m。见图6—11。ab钻孔布置剖面图钻孔终孔平面图欢迎下载:..图6—11区域性网格式预抽钻孔布置图6—12边掘边抽钻孔布置、边掘边抽掘进工作面掘进前,在工作面向前方施工6~8个直径为75mm、长度为50~60m的抽采钻孔对掘进巷道前方煤体中的***进行抽采。同时在掘进工作面巷道两帮布置钻场向掘进前方煤体施工钻孔,钻场间距为30m,在每个钻场内向工作面掘进方向施工6~8个直径为75mm、长度为60~70m的钻孔对掘进工作面前方煤体的***进行抽采。抽采时间通常在1个月左右。就是煤层巷道掘进期间边掘进边抽采,这种方法在很多煤矿有应用。永煤集团鑫龙煤业公司的龙山煤矿、大众煤矿、红岭煤矿等都使用此法抽采***,作为掘进期间防止突出的主要手段。钻孔布置见图6—12。4、开采前本煤层抽采采煤工作面生产前,在工作面进、回风巷分别向本煤层施工顺层抽采钻孔,钻孔布置方式有平行孔、扇形孔、交叉孔。对于长度较大的工作面,仅从上下顺槽打钻孔还不能完全控制整个工作面,在工作面存在抽放空白带,为消灭空白带,可以在通过上下顺槽施工联络巷,从联络巷向工作面切眼方向打钻孔。钻孔间距根据煤层突出危险性的大小和煤层***含量确定,对严重突出的煤层或***含量大的煤层,钻孔间距1~,一般性的突出煤层钻孔间距3~5m,钻孔长度要求超过回采工作面长度的二分之一,达到为70~80m。在工作面回采前预先对本煤层***进行抽采,预抽时间为3~6个月左右。并且在回采过程中继续对未回采煤体***进行抽采。钻孔布置见图6—13及6—14。欢迎下载:..—13扇形钻孔布置各种钻孔布置方式比较如下:⑴扇形钻孔需要在巷道一帮开钻场,由于一个钻场同时施工若干钻孔,对于较松软的煤层造成钻孔孔口垮塌,增大封孔难度。但是,固定一次钻机可以打若干个钻孔,钻机移动量少,相应提高了打钻效率。⑵平行钻孔平行钻孔布孔均匀,但每打完一个钻孔再打另一个孔时,必须移动钻机,钻机移动量大。***钻孔流通量变化的规律是,当工作面接近钻孔8~10m时,钻孔***量显著增加,,***流通量明显下降,钻孔接近报度,下一个钻孔接着起作用。所以,平行布孔时,钻孔有效服务时间短。⑶交叉钻孔斜向钻孔与平行孔呈15~20°夹角,经河南焦作九里山矿试验,交叉布孔初始***,且随时间的衰减速度也较平行布孔缓慢。交叉布孔的初始***。以上三种布孔方式,既可在开采前预先抽采煤层***,又可在开采过程中边采边抽。根据矿压理论,在回采工作面前方存在一个卸压带和集中应力带,这两个带随着工作面的推进向前移动,卸压带的宽度与煤层厚度、煤层硬度、顶底板岩石性质、倾角有关。一般来说,卸压带的宽度小于10m。5、开采过程中的***抽放⑴高位钻孔抽放***为解决在采煤工作面开采过程中出现的上隅角***超限,可采用顶板高位钻孔抽放采空区的裂隙***。采煤工作面生产前,在采煤工作面的回风巷道内每隔一定距离施工一个高位钻场,通过钻场向工作面上方施工一组8~10个钻孔,钻孔成扇形布置,钻孔位于工作面上方20~30m范围内的裂隙带内,钻孔长度为60~80m。也可不做钻场,直接在回风巷向采空区上方裂隙带打数个钻孔,抽采采空区***。图6—15是回采工作面高位钻孔布置示意图。图6—14平行钻孔及交叉钻孔布置欢迎下载:..—15高位钻孔抽放***需要注意的是,采用图6—15所示的高位钻孔抽放***时,在采煤工作面过高位钻孔之前,应用充填材料充满高位钻场,以消除***聚集,防止事故发生。采用这种钻孔布置还存在工程量大,管理复杂等问题,不如直接在煤层巷道内打高位钻孔方便。安阳大众煤矿因为工作面两煤层巷道断面小,回采过程中***时常处于临界状态,经采用回风顺槽直接向煤层顶板打高位钻孔(采空区上向钻孔)抽放后,工作面上隅角***再也不超限。见图6—16。图6—16采空区上向钻孔抽放法这种方法要求钻孔孔底处于裂隙带中,以收集上邻近层涌向采空区的***,没有上邻近层时则抽采空区涌向裂隙带的高浓度***。采用这种抽放方式,抽出的***浓度普遍较高,可达80%以上(安顺煤矿和发祥煤矿),单孔***流量可达2~3m3/min。需要注意的是,采用高位钻场布置高位钻孔时,由于高位钻场内空间较大,容易积聚***,给回采工作带来困难(***和顶板管理),应采用充填方法对高位钻场进行充填,以消除回采过钻场时***涌出异常的不安全因素。()高位***专用巷道抽采***在采煤工作面煤层顶板上方平行于回风巷道施工一条高位***巷,通过高位***巷抽采邻近煤层涌出的***(图6—17)。高位***巷布置在工作面垮落后形成的裂隙区内,高位巷一般处于煤层顶板上方15~20m,距工作面回风巷内侧约10m处。此方法能将上邻近煤层涌出***的60%以上抽出,抽采的***量较大。图6—17高位***专用抽放巷抽放***欢迎下载:..在采煤工作面回风巷每隔一段距离(30~50m)作一个高位钻场,通过高位钻场作钻机平台,在平台上向采空区方向打3~5个带有仰角的抽放钻孔,抽放采空区***。见图6—18。图6—18高位巷抽放这种抽放方法与高位钻孔抽放相比,钻孔有效利用时间长,可以相应减少钻孔工程量,但增加了巷道掘进工程。如果直接把高位巷作到裂隙带中,抽放钻孔就可作成水平钻孔,其有效抽放时间更长。但高位巷应在煤层巷道掘进的期间掘出,工作面回采期间就不便于施工这种巷道,因为出矸不方便,而且采掘相互干挠,通风也不好解决。⑷、采煤工作面煤壁浅孔抽放在采煤工作面布置一趟直径150mm的抽放管,每10m设一个多通接头,每个接口用直径25mm软胶管连接一个封孔器,对应插入煤壁前方超前钻孔内,形成工作面抽放系统。在检修班安排专人分段完成工作面抽放钻孔打钻任务。每打成一个钻孔即封孔连管抽放。生产班停抽,拔出封孔器及抽放软管,关闭阀门,放回指定地方。采煤工作面煤壁钻孔深8~10m,孔径89mm,采高3m以下布置单排钻孔,,大采高工作面布置双排钻孔。用防突轻便钻机打钻,钻孔尽量布置在软分层,最后联网钻孔抽放时间不少于2小时。封孔采用专用封孔器,以适应回采工作面浅孔抽放钻孔数量多,封孔深度浅、抽放时间短、重复次数多的特点。、采空区***抽采在高***矿井和突出矿井,邻近层煤线和不可采煤层、围岩、煤柱和工作面丢煤都会向采空区涌出***。采空区***不仅在开采过程中向工作面和采空区涌出,而且在工作面采完密闭后仍有***涌出。与本煤层预抽相比,采空区抽放的特点是抽放量大,但抽放浓度低,其抽放量的大小取决于采空区***涌出量的大小和所采用的采空区抽放方法。为了减少采空区***涌向采掘空间而影响生产,可采取埋管抽采法、插管抽采法、钻孔抽采法、顶板巷抽采法。(1)埋管抽采法。埋管抽采法就是预先将带孔眼(孔眼直径为10mm,孔的总面积大于或等于***管的断面积)的***管道敷设在工作面回风巷内,随着工作面的推进,***管的一端逐渐埋入采空区。***管道上每隔30~50m安设一个“T”形网管并安装阀门,可以打开。T型管应安装在专设的的抽放硐室内,紧贴巷道顶板。T型管安装如图所示。欢迎下载:..——T型管安装埋管的有效长度一般为20~50m。为防止抽放中发生管道堵塞,带孔眼的管段和管口,应用沙网包好。T型管的管口应尽量靠近煤层顶板,处于***浓度较高的地点。T型管周围还应用木垛围护,以防止冒落岩石砸坏。为了防止***管在顶板冒落时被砸坏,在平埋的***管路还外套水泥管,并且应抬高距底板有一定高度,以防止积水和煤泥堵塞。为适应开采方式和抽采效果的要求,埋管的方式有水平和垂直两种,如图6—19。埋管抽放的优点是处理回采工作面上隅角***效果明显,埋管方式简单易行,便于管理,不需要掘进专用巷道或打钻,省时省力;其明显缺点是将***管路丢失在采空区内不能回收,浪费大量管材。受埋管位置的影响,埋管抽出的***浓度一般不高(通常不到10%),抽放效率较低,并且波动较大,抽放浓度有时处于爆炸范围,必须加强安全管理。一般设专用管路抽放,还要加强自燃发火检测。埋管抽放适用于生产强度不大,***涌出量较小的回采工作面,也可以联合其它方法应用于***涌出量较大和生产强度较高的综放工作面。被理在采空区的管路一般在距放顶排10m后才达到好的抽放效果,但在现实应用中,有的矿井为节省管材,采用大管套小管,并在套管外表扎色皮布防止漏风的办法来回收被埋管材。管路每埋进一定长度就将被埋管抽出一段,这样做的结果是抽放浓度低,抽放效果差,不宜提倡。还可以利用***尾巷在生产时对采空区的***进行抽采。对于已封闭的老空区,通过预先埋进老空区的***管道对老空区内的***进行抽采。()插管抽采法埋管法抽放和插管法抽放基本是相同的类型,只是布置方式不同。插管法是在采煤工作面上隅角靠采空区一侧用编织带装煤粉或黄土堆成的墙垛,从风巷抽放管引出多条抽放软管穿过墙垛插进采空区,抽放采空区***。如图6—20。这种抽放方法各矿普遍采用,但抽放浓度低。贵州安顺煤矿为提高抽放效果,采用埋管和插管相结合的抽放方法,效果较好。根据《矿井***抽放管理规范》第22条规定:“在有自然发火危险煤层的采空区抽放***时,必须经常检测一氧化碳浓度和气体温度等有关参数的变化。发现有自燃发火征兆时,要采取措施”。因此,采空区抽放***时应注意:欢迎下载:..6—19埋管抽采法①采空区***管路上必须安设调压阀,以便合理调整抽采负压和抽采流量。②在工作面中部至上隅角可砌筑密闭墙或挡风墙,以减少采面向采空区的漏风,墙体可用砖、料石或编织袋装煤矸砌筑的方式,面上抹灰浆增加其密封性。③必须定期对管内气体及回采面上隅角,回风巷的气体取样分析,随时掌握采空区内气体成份、温度变化,以便合理地调整抽放***量和抽放负压。④建立必要的防、灭火措施。需要强调的是,埋管或插管抽采时用于隔离采空区的墙垛必须用黄泥充填逢缝隙并抹面,以减小漏风,隔离墙前面不能再设档风帘,以防止墙面与档风帘之间***积聚。1—煤壁;2—回风巷;3—抽放管;4—抽放软管;欢迎下载:..6—支架;7—采空区矸石图6—20插管抽放法()钻孔抽采法钻孔抽采法是通过采煤工作面之间的煤柱向采空区打钻抽采***,防止***超限的一种方法。钻孔布置方法见图6—21。利用钻孔法抽放采空区***是在龙风矿向斜北翼740-Iw综放工作面进行的。该工作面位于龙凤矿井田向斜北翼。工作面长115m,采区走向长385m,煤层倾角0°~18°。工作面由西向东推进,走向长壁式仰采,煤层厚度为45m,,,设计产量1960t/d。预测该面***涌出量为24m3/t。该面采前进行过预抽,但由于抽放时间不充分,%,。由于受通风网络复杂与阻力大等因素的影响,开采过程中实际供风量仅达到400m3/min,为设计供风量的40%。通风排放(稀释)***。***必须在开采的同时采取边采边抽和采空区抽放的技术措施来处理,%,否则,***超限和积聚的问题就不可避免,安全生产也没有保证。图6—21采空区抽采钻孔布置图实践证明,7402-Iw综放工作面,从1996年2月至12月,实施钻孔抽放采空区***以来的11个月中,共抽出***,%,基本上达到了预期指标。由于采空区抽放效果较好,工作面***超限和积聚的问题也基本得到控制,安全采出煤炭637kt。采空区抽放***的效果主要取决于采空区抽放的布置方式及其工作面通风参数和抽放***参数。在巷道布置方式确定以后,其抽放效果主要取决于工作面通风和抽放参数及两者之间的配合关系。在抽放参数一定的情况下,工作面通风压差越大,风量越大,往采空区漏风也越大,漏风的路线也越长,漏风流过的采空区面积也越大,工作面***涌出量就越大,甚至出现回风或上隅角***超限。因此,在采空区***涌出量较大时,采取增加工作面风量的方法来解决***问题往往适得其反。工作面风量只要能稀释落煤***涌出及工作面后方较小范围内的***涌出即可。类似的道理,在工作面通风参数一定的情况下,抽放负压、流量越大,其抽放作用于采空区的面积也越大(工作面漏风流经的面积越小),抽出的***量也就越多。但是因为采空区抽放的***除采空区自然涌出的***外,还有一部分工作面漏风(也起到携带***的作用)。因此,抽放负压与流量也不能过大,否则抽采的***浓度就很低,降低了抽采效果。因此,随着工作面的推进,应即时调整抽放负压和流量,以适应采空区面积的增大和***涌出量的增加。⑷影响采空区抽采的主要因素采空区***抽采的主要特点是高流量低负压。影响采空区***抽采的主要因素有:隔离墙的密闭质量、抽放负压。欢迎下载:..),又要有一定厚度(),而且砌体之间的缝隙应用黄泥浆充填密实,表面抹平,砌体要接触煤层顶板。隔离墙迎风面应与采煤工作面放顶排支柱成钝角布置,以便风流带走隔离墙表面附近的***,减少上隅角***超限概率。安顺煤矿对上隅角埋管抽放隔离设置质量作了试验研究:原设置的隔离墙用编织带装煤粉砌筑,编织带之间没有用黄泥浆充填其缝隙,也没用泥浆抹面,%,当采用黄泥浆充填缝隙,并在隔离墙表面用木板墙,然后再用泥浆抹面后,埋管抽放的***%。这充分说明隔离墙质量的重要性。抽放负压过高不但抽放量增加不多,而且容易吸入空气,降低抽放浓度,还会引起采空区遗煤自燃,具体控制到多少,应根据实际抽放试验确定。...欢迎下载