工作面回采過程中瓦斯抽采方法課件

采中瓦斯抽采方法一、概述二、采中瓦斯來源及分源治理三、地面鉆井瓦斯抽采方法四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法五、順層鉆孔瓦斯抽采方法六、巷道瓦斯抽采方法七、采空區(qū)埋管瓦斯抽采方法采中瓦斯抽采方法一、概述一、概述一、概述一、概述采前瓦斯抽采后，雖然煤層已消除突出危險性，但煤層中還殘余部分可解吸瓦斯；工作面產量越大，從煤炭中解吸的瓦斯也就越多。此外，開采層頂底板內賦存有不可采煤層時，工作面開采過程中，大量鄰近層瓦斯將涌入工作面，給工作面帶來極大的安全隱患；因此在工作面開采過程中必須配合瓦斯抽采措施，進行隨采隨抽，進而降低工作面風排瓦斯量，保證工作面的安全高效開采。從空間位置上來說包括地面抽采和井下抽采，從類型上來說有鉆孔抽采，也有巷道抽采。采用分源治理的思想抽采煤層瓦斯。一、概述采前瓦斯抽采后，雖然煤層已消除突出危險性，但煤層中還二、采中瓦斯來源及分源治理二、采中瓦斯來源及二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理工作面瓦斯來源工作面開采后，采空區(qū)頂底板內的裂隙發(fā)育及影響作用隨著向頂底板內的延深逐漸減弱，則頂底板內鄰近層瓦斯向采煤工作面的排放率與間距呈反比，間距越小，鄰近層瓦斯涌出量越大，反之鄰近層瓦斯涌出量越小。二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理工作面瓦斯來源工作面開二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理工作面采場瓦斯?jié)舛确植糢形通風采空區(qū)空氣流動及濃度分布Y形通風采空區(qū)空氣流動及濃度分布采空區(qū)頂板“O”形圈分布二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理工作面采場瓦斯?jié)舛确植级?、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理分源治理采煤工作面瓦斯對于一個工作面的瓦斯治理并不需要所有措施全部采用，而是要根據煤層瓦斯地質狀況，并結合各方法的適用條件擇優(yōu)選取，最終實現采煤工作面的開采安全。二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理分源治理采煤工作面瓦斯三、地面鉆井瓦斯抽采方法三、地面鉆井瓦斯抽采方法三、地面鉆井瓦斯抽采方法在不可采鄰近層較多的礦區(qū)，為保證采煤工作面的安全生產，需在采煤工作面開采過程中對鄰近的不可采煤層進行卸壓瓦斯抽采。地面鉆井抽采能力大、抽采期較長，可穿越開采煤層上部的所有煤層。在工作面采動作用下，鄰近的不可采煤層獲得了良好的卸壓增透效果，瓦斯來源充足，采用地面鉆井對鄰近層進行卸壓瓦斯抽采可獲得良好的瓦斯抽采效果圖9-6地面鉆井結構示意圖三、地面鉆井瓦斯抽采方法在不可采鄰近層較多的礦區(qū)，為保證采三、地面鉆井瓦斯抽采方法地面鉆井分三次開井，第一次開井直徑349mm，第二次開井直徑為241mm，第三次開井直徑180mm。地面鉆井的終孔布置在垮落帶內，與4煤層的頂板間距為5m的位置，鉆孔水可沿裂隙進入采空區(qū)，不影響地面鉆井的抽采效果。工作面開采結束后，封閉采空區(qū)，地面鉆井又專門對采空區(qū)進行瓦斯抽采，且能長期保持較高的瓦斯?jié)舛?。根據效果考察?#鉆井平均產氣量為3.93m3/min，共抽采瓦斯65.12萬m3。2#鉆井平均產氣量為5.43m3/min，共抽采瓦斯39.91萬m3。3#鉆井平均產氣量為3.46m3/min，共抽采瓦斯59.78萬m3。開采層不可采煤層10多層總厚7m煤厚2.7m三、地面鉆井瓦斯抽采方法地面鉆井分三次開井，第一次開井直四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法隨著工作面的向前推進，采動壓力場是隨時空變化的。這個采動壓力場中形成的大量裂隙，為瓦斯在采空區(qū)上覆巖層中的運移和存儲提供了通道和空間，為頂板走向鉆孔的隨采隨抽提供了條件。頂板走向穿層鉆孔抽采四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法隨著工作面的向前推進，采動壓力四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法在煤層頂板中開挖鉆場，從鉆場中向工作面采空區(qū)方向施工頂板走向鉆孔，鉆孔個數一般為5~10個，長度一般不小于80m，鉆孔開孔位置距煤層頂板不小于0.5m，沿傾斜方向鉆孔控制風巷向下40m的范圍，在垂向上鉆孔終孔一般布置在垮落帶頂部和斷裂帶下部區(qū)域。前后鉆場鉆孔壓茬不小于30m。頂板走向穿層鉆孔抽采四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法在煤層頂板中開挖鉆場，從鉆場中向工作四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法裂隙沿垂向方向由直接頂、老頂逐漸向上發(fā)育的，在垂向上裂隙發(fā)育是時間的函數。隨著上覆巖層裂隙的發(fā)育、巖層的冒落，在采空區(qū)的一定位置處形成冒落拱。對于推進速度不同的工作面，頂板走向鉆孔有效抽采范圍內的裂隙發(fā)育狀況及采空區(qū)冒落拱的位置也不盡相同。頂板走向穿層鉆孔抽采高產高效工作面頂板走向鉆孔布置層位四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法裂隙沿垂向方向由直接頂、老頂逐漸向上四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法頂板走向穿層鉆孔抽采高產高效工作面頂板走向鉆孔布置層位四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法頂板走向穿層鉆孔抽采高產高效工作面頂四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法頂板走向鉆孔層位的選擇應考慮工作面推進速度對上覆巖層裂隙發(fā)育的影響。根據高產高效工作面采空區(qū)上覆巖層中裂隙發(fā)育的這個特點，為有效抽采采空區(qū)瓦斯，防治上隅角瓦斯?jié)舛瘸?，高產高效工作面頂板走向鉆孔的布置應降低層位，布置在垮落帶范圍的巖層內。頂板走向穿層鉆孔抽采高產高效工作面頂板走向鉆孔布置層位原設計鉆孔改進鉆孔四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法頂板走向鉆孔層位的選擇應考慮工作面推四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法在采煤工作面后方20m之外的范圍施工穿層鉆孔，從沿空留巷的頂底板位置開孔，向工作面方向施工，在平面上與風巷成30°～45°，頂底板穿層鉆孔成組布置，每組間距為10～20m，頂板鉆孔分高低位布置。沿空留巷穿層鉆孔抽采四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法在采煤工作面后方20m之外的范圍施工四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法在工作面開采初期，頂板初次來壓之前，頂板內裂隙發(fā)育還不充分，裂隙還未發(fā)育到頂板高抽巷的位置，高抽巷無法抽到瓦斯，上鄰近層瓦斯便會沿裂隙涌入采空區(qū)，給開采工作面帶來安全隱患，為此，需要在頂板高抽巷內向工作面開切眼方向施工3～5個下向穿層鉆孔。頂板走向高抽巷初采期間下向穿層鉆孔抽采四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法在工作面開采初期，頂板初次來壓之前四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法可從下一個工作面的巷道中或是本工作面的外錯尾巷中沿傾向向工作面方向施工大直徑穿層鉆孔，鉆孔直徑不小于200mm，鉆孔角度根據煤層的開采厚度及巖層跨落角決定，鉆孔應處于破壞裂隙邊緣，但不能受到垮落帶的破壞。傾斜大直徑穿層鉆孔抽采四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法可從下一個工作面的巷道中或是本工作面五、順層鉆孔瓦斯抽采方法五、順層鉆孔瓦斯抽采方法五、順層鉆孔瓦斯抽采方法應力集中區(qū)處于煤壁前方6～20m左右,卸壓區(qū)處于煤壁前2～6m，卸壓區(qū)和應力集中區(qū)統(tǒng)稱為動壓區(qū)。在集中應力作用下，工作面前方煤體破壞，發(fā)生膨脹擴容現象，產生大量裂隙并相互貫穿，導致煤層透氣性顯著提高，且在動壓區(qū)，煤層整體呈塑性狀態(tài)，抽采鉆孔周圍的極限塑性區(qū)范圍急劇擴大，這為該區(qū)域內瓦斯的流動及抽采提供了有利條件。采煤工作面前方動壓區(qū)瓦斯抽采原理五、順層鉆孔瓦斯抽采方法應力集中區(qū)處于煤壁前方6～20m左右五、順層鉆孔瓦斯抽采方法走向順層短鉆孔間距為2～4m，對于較厚的煤層在垂向上可施工2～3排鉆孔，鉆孔直徑不小于75mm，鉆孔深度由動壓區(qū)寬度決定，鉆孔穿透應力高峰區(qū)，但不超出應力集中區(qū)，根據具體情況決定，一般取10～15m。鉆孔施工抽采與煤層開采交替進行，還可以利用抽采孔進行注水，軟化煤體，降低工作面的煤塵量。順層鉆孔抽采五、順層鉆孔瓦斯抽采方法走向順層短鉆孔間距為2～4m，對于較六、巷道瓦斯抽采方法六、巷道瓦斯抽采方法六、巷道瓦斯抽采方法在開采厚煤層或是頂板賦存有多層高瓦斯煤層條件下可考慮采用頂板走向高抽巷法抽采鄰近煤層瓦斯，高抽巷瓦斯抽采法抽采能力高，抽采效果好，適用于瓦斯涌出量大的工作面。抽采純量可達40-60m3/min。走向高抽巷瓦斯抽采六、巷道瓦斯抽采方法在開采厚煤層或是頂板賦存有多層高瓦斯煤層六、巷道瓦斯抽采方法為解決這一問題，有兩種解決方案，一是從高抽巷末端向切眼施工3～5個直徑100mm的下向瓦斯抽采鉆孔，鉆孔末端進入15煤層直接頂板抽采瓦斯；二是將高抽巷與回風巷通過傾斜聯絡巷聯通，傾斜聯絡巷貫穿整個巖柱，利用傾斜聯絡巷抽采工作面初采期涌出的瓦斯。走向高抽巷瓦斯抽采六、巷道瓦斯抽采方法為解決這一問題，有兩種解決方案，一是從高六、巷道瓦斯抽采方法在地質構造帶或走向高抽巷布置困難的條件下常采用傾斜高抽巷法抽采斷裂帶內的瓦斯，傾斜高抽巷法適用于布置有外錯尾巷的回采工作面，位于斷裂帶的中下部。傾斜高抽巷沿傾向深入工作面內部的距離為20～40m，沿走向的傾斜高抽巷間距為200～400m。傾斜高抽巷瓦斯抽采六、巷道瓦斯抽采方法在地質構造帶或走向高抽巷布置困難的條件下七、采空區(qū)埋管瓦斯抽采方法七、采空區(qū)埋管瓦斯抽采方法七、采空區(qū)埋管瓦斯抽采方法工作面開采過后，采空區(qū)頂板巖層冒落，在采空區(qū)傾向上部由于區(qū)段煤柱的支撐作用，在一定時期內形成一個三角形空間，這為采空區(qū)瓦斯流動及匯集提供了條件。在U行通風作用下，該空間內的瓦斯有向工作面上隅角運移的趨勢，給工作面的安全生產帶來一定的安全隱患，因此需要對該空間內的瓦斯進行抽采，常采用采空區(qū)埋管進行瓦斯抽采。采空區(qū)埋管抽采一般為低負壓大流量抽采?；韭窆芡咚钩椴善?、采空區(qū)埋管瓦斯抽采方法工作面開采過后，采空區(qū)頂板巖層冒七、采空區(qū)埋管瓦斯抽采方法采空區(qū)頂板裂隙發(fā)育充分，裂隙內匯集有大量的高濃度瓦斯，常規(guī)的采空區(qū)埋管吸氣口高度為1～2m，無法直接抽采到頂板裂隙內的瓦斯，為此可采用長立管埋管瓦斯抽采方法抽采頂板裂隙內的瓦斯。其原理是向頂板施工垂直鉆孔，安設長立管，提高吸氣口高度，直接抽采頂板裂隙內瓦斯，提高采空區(qū)抽采效果。長立管埋管瓦斯抽采七、采空區(qū)埋管瓦斯抽采方法采空區(qū)頂板裂隙發(fā)育充分，裂隙內匯集七、采空區(qū)埋管瓦斯抽采方法對于沿空留巷工作面，利用沿空留巷對采空區(qū)瓦斯進行埋管抽采。在進行巷幫充填過程中需要在墻體內鋪設抽采支管。該方法抽采能力大，特別適用于煤層群開采條件。沿空留巷埋管瓦斯抽采七、采空區(qū)埋管瓦斯抽采方法對于沿空留巷工作面，利用沿空留巷對采中瓦斯抽采方法一、概述二、采中瓦斯來源及分源治理三、地面鉆井瓦斯抽采方法四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法五、順層鉆孔瓦斯抽采方法六、巷道瓦斯抽采方法七、采空區(qū)埋管瓦斯抽采方法采中瓦斯抽采方法一、概述一、概述一、概述一、概述采前瓦斯抽采后，雖然煤層已消除突出危險性，但煤層中還殘余部分可解吸瓦斯；工作面產量越大，從煤炭中解吸的瓦斯也就越多。此外，開采層頂底板內賦存有不可采煤層時，工作面開采過程中，大量鄰近層瓦斯將涌入工作面，給工作面帶來極大的安全隱患；因此在工作面開采過程中必須配合瓦斯抽采措施，進行隨采隨抽，進而降低工作面風排瓦斯量，保證工作面的安全高效開采。從空間位置上來說包括地面抽采和井下抽采，從類型上來說有鉆孔抽采，也有巷道抽采。采用分源治理的思想抽采煤層瓦斯。一、概述采前瓦斯抽采后，雖然煤層已消除突出危險性，但煤層中還二、采中瓦斯來源及分源治理二、采中瓦斯來源及二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理工作面瓦斯來源工作面開采后，采空區(qū)頂底板內的裂隙發(fā)育及影響作用隨著向頂底板內的延深逐漸減弱，則頂底板內鄰近層瓦斯向采煤工作面的排放率與間距呈反比，間距越小，鄰近層瓦斯涌出量越大，反之鄰近層瓦斯涌出量越小。二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理工作面瓦斯來源工作面開二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理工作面采場瓦斯?jié)舛确植糢形通風采空區(qū)空氣流動及濃度分布Y形通風采空區(qū)空氣流動及濃度分布采空區(qū)頂板“O”形圈分布二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理工作面采場瓦斯?jié)舛确植级?、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理分源治理采煤工作面瓦斯對于一個工作面的瓦斯治理并不需要所有措施全部采用，而是要根據煤層瓦斯地質狀況，并結合各方法的適用條件擇優(yōu)選取，最終實現采煤工作面的開采安全。二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理分源治理采煤工作面瓦斯三、地面鉆井瓦斯抽采方法三、地面鉆井瓦斯抽采方法三、地面鉆井瓦斯抽采方法在不可采鄰近層較多的礦區(qū)，為保證采煤工作面的安全生產，需在采煤工作面開采過程中對鄰近的不可采煤層進行卸壓瓦斯抽采。地面鉆井抽采能力大、抽采期較長，可穿越開采煤層上部的所有煤層。在工作面采動作用下，鄰近的不可采煤層獲得了良好的卸壓增透效果，瓦斯來源充足，采用地面鉆井對鄰近層進行卸壓瓦斯抽采可獲得良好的瓦斯抽采效果圖9-6地面鉆井結構示意圖三、地面鉆井瓦斯抽采方法在不可采鄰近層較多的礦區(qū)，為保證采三、地面鉆井瓦斯抽采方法地面鉆井分三次開井，第一次開井直徑349mm，第二次開井直徑為241mm，第三次開井直徑180mm。地面鉆井的終孔布置在垮落帶內，與4煤層的頂板間距為5m的位置，鉆孔水可沿裂隙進入采空區(qū)，不影響地面鉆井的抽采效果。工作面開采結束后，封閉采空區(qū)，地面鉆井又專門對采空區(qū)進行瓦斯抽采，且能長期保持較高的瓦斯?jié)舛?。根據效果考察?#鉆井平均產氣量為3.93m3/min，共抽采瓦斯65.12萬m3。2#鉆井平均產氣量為5.43m3/min，共抽采瓦斯39.91萬m3。3#鉆井平均產氣量為3.46m3/min，共抽采瓦斯59.78萬m3。開采層不可采煤層10多層總厚7m煤厚2.7m三、地面鉆井瓦斯抽采方法地面鉆井分三次開井，第一次開井直四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法隨著工作面的向前推進，采動壓力場是隨時空變化的。這個采動壓力場中形成的大量裂隙，為瓦斯在采空區(qū)上覆巖層中的運移和存儲提供了通道和空間，為頂板走向鉆孔的隨采隨抽提供了條件。頂板走向穿層鉆孔抽采四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法隨著工作面的向前推進，采動壓力四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法在煤層頂板中開挖鉆場，從鉆場中向工作面采空區(qū)方向施工頂板走向鉆孔，鉆孔個數一般為5~10個，長度一般不小于80m，鉆孔開孔位置距煤層頂板不小于0.5m，沿傾斜方向鉆孔控制風巷向下40m的范圍，在垂向上鉆孔終孔一般布置在垮落帶頂部和斷裂帶下部區(qū)域。前后鉆場鉆孔壓茬不小于30m。頂板走向穿層鉆孔抽采四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法在煤層頂板中開挖鉆場，從鉆場中向工作四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法裂隙沿垂向方向由直接頂、老頂逐漸向上發(fā)育的，在垂向上裂隙發(fā)育是時間的函數。隨著上覆巖層裂隙的發(fā)育、巖層的冒落，在采空區(qū)的一定位置處形成冒落拱。對于推進速度不同的工作面，頂板走向鉆孔有效抽采范圍內的裂隙發(fā)育狀況及采空區(qū)冒落拱的位置也不盡相同。頂板走向穿層鉆孔抽采高產高效工作面頂板走向鉆孔布置層位四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法裂隙沿垂向方向由直接頂、老頂逐漸向上四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法頂板走向穿層鉆孔抽采高產高效工作面頂板走向鉆孔布置層位四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法頂板走向穿層鉆孔抽采高產高效工作面頂四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法頂板走向鉆孔層位的選擇應考慮工作面推進速度對上覆巖層裂隙發(fā)育的影響。根據高產高效工作面采空區(qū)上覆巖層中裂隙發(fā)育的這個特點，為有效抽采采空區(qū)瓦斯，防治上隅角瓦斯?jié)舛瘸?，高產高效工作面頂板走向鉆孔的布置應降低層位，布置在垮落帶范圍的巖層內。頂板走向穿層鉆孔抽采高產高效工作面頂板走向鉆孔布置層位原設計鉆孔改進鉆孔四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法頂板走向鉆孔層位的選擇應考慮工作面推四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法在采煤工作面后方20m之外的范圍施工穿層鉆孔，從沿空留巷的頂底板位置開孔，向工作面方向施工，在平面上與風巷成30°～45°，頂底板穿層鉆孔成組布置，每組間距為10～20m，頂板鉆孔分高低位布置。沿空留巷穿層鉆孔抽采四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法在采煤工作面后方20m之外的范圍施工四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法在工作面開采初期，頂板初次來壓之前，頂板內裂隙發(fā)育還不充分，裂隙還未發(fā)育到頂板高抽巷的位置，高抽巷無法抽到瓦斯，上鄰近層瓦斯便會沿裂隙涌入采空區(qū)，給開采工作面帶來安全隱患，為此，需要在頂板高抽巷內向工作面開切眼方向施工3～5個下向穿層鉆孔。頂板走向高抽巷初采期間下向穿層鉆孔抽采四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法在工作面開采初期，頂板初次來壓之前四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法可從下一個工作面的巷道中或是本工作面的外錯尾巷中沿傾向向工作面方向施工大直徑穿層鉆孔，鉆孔直徑不小于200mm，鉆孔角度根據煤層的開采厚度及巖層跨落角決定，鉆孔應處于破壞裂隙邊緣，但不能受到垮落帶的破壞。傾斜大直徑穿層鉆孔抽采四、穿層鉆孔瓦斯抽采方法可從下一個工作面的巷道中或是本工作面五、順層鉆孔瓦斯抽采方法五、順層鉆孔瓦斯抽采方法五、順層鉆孔瓦斯抽采方法應力集中區(qū)處于煤壁前方6～20m左右,卸壓區(qū)處于煤壁前2～6m，卸壓區(qū)和應力集中區(qū)統(tǒng)稱為動壓區(qū)。在集中應力作用下，工作面前方煤體破壞，發(fā)生膨脹擴容現象，產生大量裂隙并相互貫穿，導致煤層透氣性顯著提高，且在動壓區(qū)，煤層整體呈塑性狀態(tài)，抽采鉆孔周圍的極限塑性區(qū)范圍急劇擴大，這為該區(qū)域內瓦斯的流動及抽采提供了有利條件。采煤工作面前方動壓區(qū)瓦斯抽采原理五、順層鉆孔瓦斯抽采方法應力集中區(qū)處于煤壁前方6～20m左右五、順層鉆孔瓦斯抽采方法走向順層短鉆孔間距為2～4m，對于較厚的煤層在垂向上可施工2～3排鉆孔，鉆孔直徑不小于75mm，鉆孔深度由動壓區(qū)寬度決定，鉆孔穿透應力高峰區(qū)，但不超出應力集中區(qū)，根據具體情況決定，一般取10～15m。鉆孔施工抽采與煤層開采交替進行，還可以利用抽采孔進行注水，軟化煤體，降低工作面的煤塵量。順層鉆孔抽采五、順層鉆孔瓦斯抽采方法走向順層短鉆孔間距為2～4m，對于較六、巷道瓦斯抽采方法六、巷道瓦斯抽采方法六、巷道瓦斯抽采方法在開采厚煤層或是頂板賦存有多層高瓦斯煤層條件下可考慮采用頂板走向高抽巷法抽采鄰近煤層瓦斯，高抽巷瓦斯抽采法抽采能力高，抽采效果好，適用于瓦斯涌出量大的工作面。抽采純量可達40-60m3/min。走向高抽巷瓦斯抽采六、巷道瓦斯抽采方法在開采厚煤層或是頂板賦存有多層高瓦斯煤層六、巷道瓦斯抽采方法為解決這一問題，有兩種解決方案，一是從高抽巷末端向切眼施工3～5個直徑100mm的下向瓦斯抽采鉆孔，鉆孔末