井下抽放煤層氣課件

第二講井下抽放煤層氣一、礦井生產(chǎn)系統(tǒng)概述二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)三、井下抽放煤層氣技術(shù)四、抽放鉆孔的施工與密封五、煤層氣抽放系統(tǒng)及設(shè)備六、抽放煤層氣的計(jì)量與檢測(cè)七、提高煤層氣抽放率的方法第二講井下抽放煤層氣一、礦井生產(chǎn)系統(tǒng)概述一、礦井生產(chǎn)系統(tǒng)一、礦井生產(chǎn)系統(tǒng)二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)

礦井煤層氣抽放工程設(shè)計(jì)按單項(xiàng)工程編制，分三個(gè)階段進(jìn)行，即：1.可行性研究；2.初步設(shè)計(jì)；3.施工圖設(shè)計(jì)。

新建礦井的抽放工程設(shè)計(jì)應(yīng)以已經(jīng)批準(zhǔn)的精查地質(zhì)報(bào)告為依據(jù)，并參照鄰近礦井的煤層氣情況進(jìn)行。

改(擴(kuò))建及生產(chǎn)礦井還應(yīng)以生產(chǎn)地質(zhì)資料和抽放煤層氣可行性論證等為依據(jù)。二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)礦井煤層氣抽放工程設(shè)計(jì)按單項(xiàng)工二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)1抽放煤層氣的可行性建立抽放系統(tǒng)的礦井，應(yīng)同時(shí)具備下列四個(gè)條件:(1)一個(gè)采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或一個(gè)掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量大于3m3/min;(2)礦井瓦斯涌出量大于15m3/min;(3)每一個(gè)瓦斯抽放系統(tǒng)的抽放量預(yù)計(jì)可保持在3m3/min以上;(4)瓦斯資源可靠、儲(chǔ)量豐富，預(yù)計(jì)瓦斯抽放服務(wù)年限一般在10年以上.二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)1抽放煤層氣的可行性二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)目前，最常用的評(píng)價(jià)抽放可行性的指標(biāo)有：1.煤層的天然透氣性系數(shù)；2.鉆孔煤層氣流量衰減系數(shù)；3.百米鉆孔煤層氣極限抽放量。根據(jù)這些指標(biāo)可將未卸壓的原始煤層抽放煤層氣的難易程度進(jìn)行分類。二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)目前，最常用的評(píng)價(jià)抽放可行性的二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)指標(biāo)難易程度鉆孔煤層氣流量衰減系數(shù)α(d-1)百米鉆孔煤層氣極限抽放量Qj(m3)煤層天然透氣性系數(shù)λ(m2/Mpa·d)容易抽放<0.003>14400>10可以抽放0.003~0.0514400~288010~0.1較難抽放>0.05<2880<0.1二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)指標(biāo)鉆孔煤層氣流量衰減百米鉆孔煤層氣極二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)2抽放的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)礦井煤層氣抽放經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)的主要目的，就是要計(jì)算煤層氣的經(jīng)濟(jì)回采量。

煤層氣經(jīng)濟(jì)回采量是指在井下抽放的條件下，通過(guò)對(duì)煤層氣抽放成本和收益進(jìn)行系統(tǒng)分析，并按一定數(shù)學(xué)模型計(jì)算出能夠取得經(jīng)濟(jì)效益的煤層氣抽放量。二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)2抽放的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)(1)直線平衡點(diǎn)模型。該模型是建立在盈虧點(diǎn)分析法基礎(chǔ)之上，通過(guò)對(duì)抽放瓦斯成本進(jìn)行計(jì)算分析，找出盈利和虧損的分界點(diǎn)，即平衡點(diǎn)產(chǎn)量。也稱為最小經(jīng)濟(jì)回采量。其數(shù)學(xué)模型為F=C=B+D*Q0或Q0=B/(S-D)式中F—抽放總效益(元/a);C—抽放總成本(元/a);B—抽放固定成本(元/a);Q0—平衡點(diǎn)抽放量(m3/a);S—單位效益(元/m3);D—單位變動(dòng)成本(元/m3).二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)(1)直線平衡點(diǎn)模型。二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)(2)最優(yōu)控制模型。簡(jiǎn)單說(shuō)：該模型就是建立在滿足抽放條件下使單位成本最低的數(shù)學(xué)模型。二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)(2)最優(yōu)控制模型。二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)

目標(biāo)函數(shù):J=C/Qj=B/Qj+D

約束條件:Qmin<Qj<Qmax式中J—單位抽放成本(元/m3);C—抽放總成本(元/a);Qj—瓦斯經(jīng)濟(jì)回采量(m3/a);Qmin—最小抽放量;Qmax—最大抽放量(m3/a).二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)目標(biāo)函數(shù):J=C/Qj=B/Qj+D二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)3抽放工程設(shè)計(jì)抽放設(shè)計(jì)主要包括四個(gè)部分：1.抽放工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

2.抽放工程機(jī)電設(shè)備與器材清冊(cè)

3.抽放工程設(shè)計(jì)概算書(shū)4.施工圖紙。二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)3抽放工程設(shè)計(jì)二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)(1)礦井抽放工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容:

1.礦井概況：礦井生產(chǎn)和地質(zhì)簡(jiǎn)況，通風(fēng)和煤層氣涌出情況，以及煤層氣基礎(chǔ)參數(shù)等。2.抽放技術(shù)：抽放煤層氣的必要性和可能性，抽放方法的選擇，鉆孔布置和施工方法，抽放量的預(yù)計(jì)。煤層氣管路的選擇與安裝系統(tǒng)，瓦斯泵的選型等。二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)(1)礦井抽放工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容:二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)3.瓦斯泵站：瓦斯泵房及設(shè)備的安裝、監(jiān)測(cè)與安全裝置，修配廠房和裝備，給排水系統(tǒng)，以及廠房的采暖和通風(fēng)等.4.供電系統(tǒng)和設(shè)備：井下和地面供電設(shè)備的選型和供電方法。5.勞動(dòng)組織：人員的編制、工作制度、勞動(dòng)生產(chǎn)率；6.經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)：預(yù)計(jì)年抽放量、用電最大負(fù)荷、建筑規(guī)模占地面積等，計(jì)算總投資額等。二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)3.瓦斯泵站：瓦斯泵房及設(shè)備的安裝、監(jiān)二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)(2)抽放工程機(jī)電設(shè)備與器材清冊(cè)的內(nèi)容：詳細(xì)列出整個(gè)抽放工程所需要的設(shè)備和器材的名稱、型號(hào)、規(guī)格和數(shù)量等。

二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)(2)抽放工程機(jī)電設(shè)備與器材清冊(cè)的內(nèi)容二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)(3)抽放工程設(shè)計(jì)概算書(shū)的內(nèi)容：

要詳細(xì)列出項(xiàng)目名稱和金額，包括工程費(fèi)設(shè)備費(fèi)主要材料費(fèi)安裝施工費(fèi)管理費(fèi)適當(dāng)考慮其它備用費(fèi)。二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)(3)抽放工程設(shè)計(jì)概算書(shū)的內(nèi)容：二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)(4)施工圖紙內(nèi)容：應(yīng)包括泵房建筑、設(shè)備安裝、供水、供電、采暖、抽放煤層氣的監(jiān)控、安全設(shè)施、管路安裝、抽放鉆孔的布置及密封、巷道和鉆孔的施工圖紙。二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)(4)施工圖紙內(nèi)容：二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)4礦井抽放設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù)計(jì)算礦井設(shè)計(jì)參數(shù)包括：1.礦井煤層氣儲(chǔ)量2.可抽煤層氣量3.年抽放煤層氣量4.抽放系統(tǒng)服務(wù)年限。這些參數(shù)是編制礦井抽放可行性研究報(bào)告和抽放工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)必不可少的。二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)4礦井抽放設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù)計(jì)算二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)1)礦井煤層氣儲(chǔ)量礦井煤層氣儲(chǔ)量一般指可采和不可采煤層以及圍巖所賦存的煤層氣總量，其計(jì)算公式為

Wk=W1+W2+W3

式中:Wk—礦井煤層氣儲(chǔ)量(Mm3);W1—可采煤層煤層氣儲(chǔ)量的總和(Mm3),W2—不可采鄰近煤層的儲(chǔ)量總和(Mm3)，W3—圍巖所賦存的煤層氣總量(Mm3)二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)1)礦井煤層氣儲(chǔ)量二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)W1—可采煤層煤層氣儲(chǔ)量的總和(Mm3),W1=∑A1iX1iA1i—礦井第i個(gè)可采煤層的煤炭地質(zhì)儲(chǔ)量(Mt);X1i—礦井第i個(gè)可采煤層的煤層氣含量(m3/t);二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)W1—可采煤層煤層氣儲(chǔ)量的總和(Mm3二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)W2—受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放煤層氣的不可采鄰近煤層的儲(chǔ)量總和(Mm3)，

W2=∑A2iX2i

A2i—受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放煤層氣的第i個(gè)不可采煤層的煤炭地質(zhì)儲(chǔ)量(Mt);X2i—受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放煤層氣的第i個(gè)不可采煤層的單位煤層含氣量(m3/t);

二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)W2—受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放煤二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)W3—受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放煤層氣的圍巖煤層氣儲(chǔ)量(Mm3)，實(shí)測(cè)或按下式計(jì)算W3=K(W1+W2)K—圍巖煤層氣儲(chǔ)量系數(shù)，一般取

K=0.05~0.2。二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)W3—受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放煤二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)2)可抽煤層氣量可抽煤層氣量是指礦井煤層氣儲(chǔ)量中能被抽出的煤層氣量，一般用下式計(jì)算

Wjc=Wk·ηk

式中Wjc—礦井可抽煤層氣量(Mm3)；

Wk—礦井煤層氣儲(chǔ)量(Mm3);

ηk—礦井煤層氣抽放率(%)。

在本煤層采前抽放時(shí)ηk=20%~3O%;

在上、下鄰近層抽放時(shí)ηk=30%~40%。

二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)2)可抽煤層氣量二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)3)礦井煤層氣年抽放量礦井煤層氣年抽放量(即礦井抽放規(guī)模)可按設(shè)計(jì)的日抽放量乘以礦井設(shè)計(jì)年工作日數(shù)計(jì)算

Qa=d.Qd式中Qa—礦井煤層氣年抽放量(Mm3/a);Qd—礦井設(shè)計(jì)日抽放量(Mm3/d);d—礦井年設(shè)計(jì)工作日數(shù)，取300。二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)3)礦井煤層氣年抽放量二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)4)抽放系統(tǒng)服務(wù)年限抽放系統(tǒng)服務(wù)年限可按下式計(jì)算

tn=Wjc/Qa式中Wjc—礦井可抽煤層氣量(Mm3)；tn—抽放系統(tǒng)服務(wù)年限。Qa—礦井煤層氣年抽放量(Mm3/a);當(dāng)求出的tn大于礦井服務(wù)年限時(shí)，應(yīng)取抽放系統(tǒng)服務(wù)年限為礦井服務(wù)年限。二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)4)抽放系統(tǒng)服務(wù)年限二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)5抽放效果抽放效果的計(jì)算不僅要考慮煤層氣抽放量的大小，而且還要看其抽放率的高低和抽放后回風(fēng)風(fēng)流中煤層氣涌出量的減少程度。

抽放效果可以用煤層氣抽放率表示。

煤層氣抽放率是指礦井、采區(qū)或工作面等的煤層氣抽放量占其煤層氣排出總量的比例。二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)5抽放效果二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)1)按礦井、采區(qū)或工作面計(jì)算的抽放率式中qKC—礦井、采區(qū)或工作面的煤層氣抽放量(m3/min);qKY—在抽放條件下礦井、采區(qū)或工作面回風(fēng)中排

出的煤層氣量(m3/min).二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)1)按礦井、采區(qū)或工作面計(jì)算的抽放率二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)2)按煤層氣涌出源計(jì)算的煤層氣抽放率式中qBC—相應(yīng)于開(kāi)采層、鄰近層或其它地

點(diǎn)的煤層氣抽放量(m3/min);qBY—在抽放條件下來(lái)源于開(kāi)采層、鄰近層或

其它地點(diǎn)的煤層氣涌出量(m3/min).二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)2)按煤層氣涌出源計(jì)算的煤層氣抽放率二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)3)按煤層氣含量計(jì)算的煤層氣抽放率式中Xc—開(kāi)采層或鄰近層噸煤抽出的煤層氣量(m3/t);

Xo—開(kāi)采層或鄰近層噸煤原始煤層氣含量(m3/t).二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)3)按煤層氣含量計(jì)算的煤層氣抽放率二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)4)煤層氣抽放有效系數(shù)(K)煤層氣抽放有效系數(shù)是指抽放煤層氣后與抽放煤層氣前相比，回風(fēng)流中煤層氣涌出量減少的程度。抽放有效系數(shù)按下式計(jì)算其中：q0—抽放煤層氣前回風(fēng)流中的煤層氣涌出量(m3/min);q1—抽放煤層氣后回風(fēng)流中的煤層氣捅出量(m3/min)。二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)4)煤層氣抽放有效系數(shù)(K)二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)6煤層氣抽放率的選取設(shè)計(jì)抽放煤層氣工程時(shí)，可根據(jù)目前的抽放技術(shù)水平和實(shí)際能達(dá)到的煤層氣抽放率來(lái)選取。1)礦井煤層氣抽放率(ηk)抽放開(kāi)采層煤層氣時(shí)，礦井煤層氣抽放率為20%~30%；抽放鄰近層煤層氣時(shí)，礦井煤層氣抽放率為30%~40%。

2)工作面煤層氣抽放率〔ηc)工作面煤層氣抽放率因采用的抽放方法不同而不同，設(shè)計(jì)時(shí)可參照下表選取.

二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)6煤層氣抽放率的選取二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)二、抽放煤層氣工程設(shè)計(jì)三、井下抽放煤層氣技術(shù)1抽放方法的分類及選擇根據(jù)煤層氣來(lái)源和開(kāi)采程序，可將煤礦抽放煤層氣方法分成三大類。

1）開(kāi)采層抽放2）鄰近層抽放3）采空區(qū)抽放選擇抽放方法，主要根據(jù)礦井(或采區(qū))煤層氣來(lái)源，煤層賦存狀況、采掘布置、開(kāi)采程序以及開(kāi)采地質(zhì)條件等。

煤礦井下煤層氣抽放的目的：

是減少礦井和采區(qū)瓦斯涌出量，防治瓦斯以及煤與瓦斯突出事故發(fā)生。

因此，在許多情況下僅從煤層氣利用角度考慮是不經(jīng)濟(jì)的.只有同時(shí)考慮其安全和利用目的，才是合理和可行的。三、井下抽放煤層氣技術(shù)1抽放方法的分類及選擇三、井下抽放煤層氣技術(shù)(1)如果煤層氣來(lái)源于開(kāi)采層，可用鉆孔或巷道抽放煤層氣.(2)如果煤層氣來(lái)源于上、下鄰近層，可在開(kāi)采層內(nèi)或

在開(kāi)采層外的煤、巖巷道中，打一些穿至鄰近煤層的

鉆孔，抽放鄰近層的煤層氣。(3)如果采空區(qū)涌出煤層氣較大，可用鉆孔或密閉巷道抽放

采空區(qū)煤層氣。(4)如果煤層氣儲(chǔ)量很大，而地面又較平坦，也可采用地面

垂直鉆孔抽放開(kāi)采層、鄰近層或采空區(qū)的煤層氣。(5)如果煤層透氣性較差不易抽放時(shí)，則需采用采掘卸壓或

人工卸壓抽放煤層氣。(6)如果掘進(jìn)巷道遇到煤層氣大量涌出，而用通風(fēng)方式又難

以解決時(shí)，可視的來(lái)源情況采用預(yù)抽或邊掘邊抽的方法。

三、井下抽放煤層氣技術(shù)(1)如果煤層氣來(lái)源于開(kāi)采層，可用鉆孔三、井下抽放煤層氣技術(shù)2開(kāi)采層煤層氣抽放

開(kāi)采層抽放煤層氣，又稱本煤層抽放煤層氣。按收集煤層氣的方式又可分為：

巷道抽放與鉆孔抽放；

從抽放與采掘時(shí)間的關(guān)系可分為：

預(yù)先抽放(簡(jiǎn)稱預(yù)抽)和邊采(掘)邊抽。

國(guó)內(nèi)外在開(kāi)采層抽放方法中最常用的是用鉆孔預(yù)抽。三、井下抽放煤層氣技術(shù)2開(kāi)采層煤層氣抽放三、井下抽放煤層氣技術(shù)

1.巷道預(yù)抽開(kāi)采層的煤層氣，通常是利用回采準(zhǔn)備巷道而不另掘?qū)ｉT巷道。

該方法的優(yōu)點(diǎn)是:

巷道暴露煤體面積大，抽放效果好.該方法的缺點(diǎn)是:

要提前掘進(jìn)巷道并進(jìn)行密閉，工程量大;生產(chǎn)時(shí)打開(kāi)密閉，巷道維修量大;在煤層氣涌出量大時(shí)，掘進(jìn)巷道困難。

因此，目前較少使用這種方法。

2.鉆孔抽放煤層氣，施工簡(jiǎn)單，成本低廉。根據(jù)鉆場(chǎng)的位置不同，可將開(kāi)采層預(yù)抽煤層氣方法分為穿層鉆孔和順層鉆孔抽放。

三、井下抽放煤層氣技術(shù)1.巷道預(yù)抽開(kāi)采層的煤層氣，通三、井下抽放煤層氣技術(shù)1）穿層鉆孔抽放煤層氣穿層鉆孔的鉆場(chǎng)布置在開(kāi)采層以外，抽放鉆孔與煤層正交或斜交。

穿層鉆孔適用于透氣性較好的傾斜或急傾斜中厚、厚煤層和煤層群.穿層鉆孔通常需要在煤層的底(頂)板巖巷或相鄰煤層的煤巷中施工。

其優(yōu)點(diǎn)是:穿層鉆孔施工方便簡(jiǎn)單，不與煤層采掘工作相互干擾;可利用開(kāi)拓巷道提前打鉆孔，抽放時(shí)間較長(zhǎng);鉆孔穿透煤層的各分層，使煤層沿層理流向鉆孔，抽放效果一般高于順層鉆孔。

其缺點(diǎn)是:鉆孔施工工程量大，鉆孔的巖石段長(zhǎng)度占比例較大，成本高。三、井下抽放煤層氣技術(shù)1）穿層鉆孔抽放煤層氣三、井下抽放煤層氣技術(shù)三、井下抽放煤層氣技術(shù)三、井下抽放煤層氣技術(shù)2）順層鉆孔抽放煤層氣順層鉆孔的鉆場(chǎng)通常位于開(kāi)采層的煤巷內(nèi)，抽放鉆孔沿著煤層布置，鉆孔之間可互相平行，也可交叉。

順層鉆孔一般適用于透氣性較差但賦存穩(wěn)定的較薄及中厚煤層。其優(yōu)點(diǎn)是:順層鉆孔在煤層中分布均勻，抽放效果好;工作面回采至鉆孔附近時(shí)，還可抽放卸壓煤層氣。

其缺點(diǎn)是:鉆場(chǎng)設(shè)在運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷或開(kāi)切眼內(nèi)，鉆孔平行層理面;在松軟煤層中打鉆孔易塌孔卡鉆，施工困難，煤層中封孔不易保持嚴(yán)密，影響抽放煤層氣濃度。

1.鉆孔的抽放量隨著鉆孔長(zhǎng)度(揭露煤的長(zhǎng)度)的增大而增加，因此，應(yīng)盡可能打長(zhǎng)鉆孔，以提高抽放效果.順層鉆孔的長(zhǎng)度，一般為工作面長(zhǎng)度的70%-90%。2.如打順層長(zhǎng)鉆孔有困難時(shí)，可分別從回采工作面的運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷布置鉆孔，以增大煤層氣抽放量。

三、井下抽放煤層氣技術(shù)2）順層鉆孔抽放煤層氣三、井下抽放煤層氣技術(shù)三、井下抽放煤層氣技術(shù)三、井下抽放煤層氣技術(shù)3鄰近層煤層氣抽放

鄰近層抽放煤層氣，即通常所稱的卸壓層抽放.

在開(kāi)采煤層群條件下，由于開(kāi)采層的采掘影響，使其上、下鄰近煤層產(chǎn)生卸壓，并引起這些煤層的膨脹變形和透氣性的大幅度提高。為了防止和減少鄰近煤層的卸壓煤層氣通過(guò)層間裂隙大量涌向開(kāi)采層，避免開(kāi)采層的煤層氣超限，可以抽放鄰近層的煤層氣。因此，鄰近層抽放煤層氣通常是在開(kāi)采層開(kāi)采的同時(shí)進(jìn)行的。在開(kāi)采初期，回采工作面的煤層氣涌出量主要來(lái)自開(kāi)采層，煤層氣涌出比較均衡。

隨著采煤工作面向前推進(jìn)，頂板冒落和沉陷，鄰近層煤層氣泄出，采煤工作面的煤層氣涌出量逐漸增大，以至出現(xiàn)高峰值。三、井下抽放煤層氣技術(shù)3鄰近層煤層氣抽放三、井下抽放煤層氣技術(shù)鄰近層煤層氣抽放根據(jù)鉆場(chǎng)的位置不同，可將分為兩種方式：1.在開(kāi)采層層內(nèi)巷道2.在開(kāi)采層層外巷道布置鉆孔。三、井下抽放煤層氣技術(shù)鄰近層煤層氣抽放根據(jù)鉆場(chǎng)的位置不三、井下抽放煤層氣技術(shù)

1）在開(kāi)采層層內(nèi)巷道布置鉆孔

適用條件在開(kāi)采層層內(nèi)巷道布置鉆孔的抽放方法適用子緩傾斜或傾斜煤層的走向長(zhǎng)壁工作面。鄰近層抽放鉆孔布置的原則是:a.盡可能利用已有的開(kāi)采和準(zhǔn)備巷道打鉆孔;b.應(yīng)把鉆孔打在回采工作面所能形成的高裂隙帶內(nèi);c.便于提高抽放鉆孔的封孔質(zhì)量;d.布孔時(shí)應(yīng)考慮滿足鉆孔的合理服務(wù)時(shí)間.

鉆場(chǎng)可設(shè)在回風(fēng)巷、回風(fēng)副巷(瓦斯尾巷)、運(yùn)

輸巷、中間巷等地方。三、井下抽放煤層氣技術(shù)1）在開(kāi)采層層內(nèi)巷道布置鉆孔三、井下抽放煤層氣技術(shù)三、井下抽放煤層氣技術(shù)三、井下抽放煤層氣技術(shù)鉆場(chǎng)可設(shè)在回風(fēng)巷、回風(fēng)副巷(瓦斯尾巷)、運(yùn)輸巷、中間巷等地方。

其優(yōu)點(diǎn)：

在回風(fēng)水平打鉆孔較在運(yùn)輸水平打鉆孔短些。

鉆場(chǎng)設(shè)在回風(fēng)副巷還具有抽放負(fù)壓和通風(fēng)負(fù)壓一致，有利于提高抽放效果;

打鉆和敷設(shè)抽放管路不影響運(yùn)輸、易于管理，安全性好等優(yōu)點(diǎn)。

其缺點(diǎn)是:巷道工程量大，維護(hù)時(shí)間長(zhǎng)。三、井下抽放煤層氣技術(shù)鉆場(chǎng)可設(shè)在回風(fēng)巷、回風(fēng)副巷(瓦斯尾三、井下抽放煤層氣技術(shù)2）開(kāi)采層層外巷道打鉆孔即根據(jù)情況，在鄰近煤層巷道以及底板和頂板巖巷布置鉆孔的抽放方法.

最常用的是通過(guò)鄰近層的底板和頂板巖巷布置鉆孔的抽放方法。

頂板巖巷抽放方法適用于傾角較大的煤層，多用于抽放上鄰近層的煤層氣。

底板巖巷抽放方法適用于傾斜或急傾斜煤層，多用于抽放下鄰近層的煤層氣。

它們的優(yōu)點(diǎn)是:鉆場(chǎng)易于維護(hù)，鉆孔密封性好，抽的煤層氣濃度高;抽放時(shí)間長(zhǎng)，且不與工作面開(kāi)采相互干擾。

它們的缺點(diǎn)是:巖巷工程量大。礦井和工作面的開(kāi)拓布置有底板巖巷時(shí)則無(wú)此缺點(diǎn).三、井下抽放煤層氣技術(shù)2）開(kāi)采層層外巷道打鉆孔三、井下抽放煤層氣技術(shù)三、井下抽放煤層氣技術(shù)三、井下抽放煤層氣技術(shù)抽放鉆孔及抽放壓力參數(shù)的確定：1）臨近抽放鉆孔間距：一般上鄰近層的鉆孔間距大些，下鄰近層的小些;近鄰近層的小些，遠(yuǎn)鄰近層的大些。2）確定鄰近層抽放鉆孔角度:鉆孔伸進(jìn)工作面方向的距離(即控制范圍)越大越好;抽放上鄰近層避開(kāi)冒落帶，避免穿入采空區(qū)，抽放鉆孔的終孔位置可處在鄰近層內(nèi)，也可處在裂隙帶，使之能攔截鄰近層向開(kāi)采層涌出的煤層氣。3）孔徑應(yīng)大小：抽放鄰近層煤層氣時(shí)，孔徑應(yīng)大于75mm。4）抽放負(fù)壓：一般孔口負(fù)壓應(yīng)保持在6.7~13.3kPa以上。過(guò)低，大量煤層氣將涌入采空區(qū);抽放負(fù)壓過(guò)高，則可能使采空區(qū)空氣經(jīng)裂隙網(wǎng)抽進(jìn)鉆孔，從而降低抽出的煤層氣濃度。因此，在保證抽放煤層氣濃度為30%以上的前提下，盡可能增大抽放負(fù)壓，對(duì)提高鄰近層煤層氣的抽放效果是有利的。

三、井下抽放煤層氣技術(shù)抽放鉆孔及抽放壓力參數(shù)的確定：三、井下抽放煤層氣技術(shù)4采空區(qū)煤層氣抽放一般情況下，開(kāi)采高含氣煤層，尤其是開(kāi)采特厚煤層和煤層群時(shí)，從鄰近層(包括圍巖和煤線)、煤柱及工作面丟煤中會(huì)向開(kāi)采層采空區(qū)涌入大量煤層氣。

采空區(qū)煤層氣的大量涌出將增加礦井的通風(fēng)負(fù)擔(dān)，對(duì)安全生產(chǎn)造成危害。

因此，采空區(qū)抽放煤層氣主要是為了解決回采工作面的瓦斯超限問(wèn)題。采空區(qū)煤層氣抽放方法通常有：

a插管抽放、b頂板尾巷抽放、c頂板鉆孔抽放三、井下抽放煤層氣技術(shù)4采空區(qū)煤層氣抽放三、井下抽放煤層氣技術(shù)（1）插管抽放方法插管抽放采空區(qū)煤層氣的方法適用于未進(jìn)行預(yù)抽的煤層或有近距離鄰近層的采煤工作面。該方法是在頂板冒落之前，把抽放管直接插入采空區(qū)，使其盡量靠近煤層頂板，以提高煤層氣的抽放濃度。插管抽放方法能抽出的煤層氣純量一般為1.5~2m3/min，有時(shí)可達(dá)3~4m3/min。其抽放效果可使采空區(qū)煤層氣涌出量降低10%-20%。這種抽放方法簡(jiǎn)單易行、成本低，但抽放的煤層氣濃度不高，一般為10%~25%，而且抽放效率低。三、井下抽放煤層氣技術(shù)（1）插管抽放方法三、井下抽放煤層氣技術(shù)（2）向冒落拱上方打鉆孔抽放向冒落拱上方打鉆孔抽放采空區(qū)煤層氣既可以用于有上、下鄰近層的采煤工作面，也可用于單一厚煤層的采煤工作面。抽放鉆孔的孔底應(yīng)處在冒落拱的上方。三、井下抽放煤層氣技術(shù)（2）向冒落拱上方打鉆孔抽放三、井下抽放煤層氣技術(shù)三、井下抽放煤層氣技術(shù)三、井下抽放煤層氣技術(shù)

這種抽放方法主要是攔截來(lái)自上鄰近層和厚煤層的未開(kāi)采分層中的煤層氣。

抽出的煤層氣濃度有時(shí)高達(dá)60%~80%，

抽出量為3~4m3/min，

可降低采空區(qū)煤層氣涌出量的20%～35%。三、井下抽放煤層氣技術(shù)這種抽放方法主要是攔截來(lái)自上三、井下抽放煤層氣技術(shù)2）全封閉采空區(qū)的煤層氣抽放全封閉采空區(qū)指工作面(或采區(qū)、礦井)已采完井封閉的采空區(qū)，一般稱老采空區(qū)。其中往往儲(chǔ)存大量的高濃度煤層氣，它能通過(guò)巷道密閉或隔離煤柱的裂隙泄漏出來(lái)，影響其它區(qū)域的安全，增加礦井通風(fēng)負(fù)擔(dān).全封閉采空區(qū)的抽放方法通常有密閉巷道抽放、均壓密閉抽放和地面鉆孔抽放等方法.三、井下抽放煤層氣技術(shù)2）全封閉采空區(qū)的煤層氣抽放三、井下抽放煤層氣技術(shù)（1）密閉巷道抽放該方法首先在巷道中打密閉墻，然后將管子插入采空區(qū)直接抽放煤層氣.

密閉墻通常打在采區(qū)回風(fēng)石門或采區(qū)回風(fēng)巷，厚度1～3m，砌兩層磚墻或料石，層間充填砂、黃土等.

抽放的管子插進(jìn)１0m左右。抽放煤層氣濃度一般初期為50%-60％，后期為20%-25%。抽放量根據(jù)采空區(qū)的大小而不同，一般為2～3m３/min。三、井下抽放煤層氣技術(shù)（1）密閉巷道抽放三、井下抽放煤層氣技術(shù)（2）均壓密閉抽放煤層氣由于施工質(zhì)量和礦山壓力的影響，密閉墻特別是其周圍的煤、巖層往往漏氣，因而不易保持規(guī)定的抽放煤層氣濃度，甚至?xí)鸩煽諈^(qū)煤炭自燃。

均壓是指均壓室的氣壓與采空區(qū)的氣壓保持大致相等，以免密閉墻外面的空氣漏進(jìn)采空區(qū)。三、井下抽放煤層氣技術(shù)（2）均壓密閉抽放煤層氣三、井下抽放煤層氣技術(shù)均壓方法就是將漏進(jìn)均壓室的空氣及時(shí)排出，以降低均壓室的壓力，使之與采空區(qū)內(nèi)平衡。由于抽放負(fù)壓的作用，采空區(qū)內(nèi)的氣壓低于密閉墻外面的壓力。這樣，空氣將會(huì)通過(guò)副密閉墻漏進(jìn)均壓室。為了避免空氣通過(guò)主密閉墻進(jìn)入采空區(qū)，可用專門設(shè)備將漏進(jìn)均壓室的空氣及時(shí)排出。這樣，外面的空氣只能漏入均壓室，而不能再進(jìn)入采空區(qū)。三、井下抽放煤層氣技術(shù)均壓方法就是將漏進(jìn)均壓室的三、井下抽放煤層氣技術(shù)三、井下抽放煤層氣技術(shù)四、抽放鉆孔的施工與密封１鉆孔設(shè)備與工具鉆機(jī)泥漿泵鉆桿鉆具鉆頭（電機(jī)及其附屬電器必須防爆）四、抽放鉆孔的施工與密封１鉆孔設(shè)備與工具四、抽放鉆孔的施工與密封2鉆進(jìn)常見(jiàn)孔內(nèi)事故及預(yù)防1）孔壁坍塌2）卡鉆四、抽放鉆孔的施工與密封2鉆進(jìn)常見(jiàn)孔內(nèi)事故及預(yù)防四、抽放鉆孔的施工與密封3煤層氣鉆孔施工中的安全措施1)防止煤層氣涌出事故(1)邊鉆進(jìn)邊抽放煤層氣.(2)配備瓦斯檢定器及報(bào)警器，定期檢查

瓦斯?jié)舛?，一旦瓦斯超限，須立即停鉆處理。

(3)鉆場(chǎng)內(nèi)使用的敲擊工具必須為銅制品.(4)配備合適比重泥漿。四、抽放鉆孔的施工與密封3煤層氣鉆孔施工中的安全措施四、抽放鉆孔的施工與密封2)防止煤與瓦斯突出事故(1)在突出危險(xiǎn)煤層中打鉆時(shí)，鉆探工人必須經(jīng)過(guò)專門培訓(xùn)，掌握煤與瓦斯突出預(yù)兆，熟悉避災(zāi)路線和待避地點(diǎn).并隨身佩帶自救器.(2)鉆機(jī)與孔口之間應(yīng)設(shè)置防護(hù)擋板或擋欄，以保護(hù)打鉆工人不致被突出的煤、巖粉打傷。四、抽放鉆孔的施工與密封2)防止煤與瓦斯突出事故四、抽放鉆孔的施工與密封3.鉆孔密封鉆孔密封是抽放煤層氣工作的重要環(huán)節(jié)之一。密封效果不好，不僅會(huì)影響抽放煤層氣的效率，降低抽放煤層氣管路中煤層氣濃度.密封鉆孔的材料或封孔裝置應(yīng)能承受一定的壓力(相對(duì)壓力小于0.1MPa).而且還要留有將煤層氣引出鉆孔的通道。

密封可以采用機(jī)械式直接密封抽放鉆孔，但最常用的是用黃泥、水泥砂漿或聚氨脂等材料來(lái)密封抽放鉆孔。四、抽放鉆孔的施工與密封3.鉆孔密封四、抽放鉆孔的施工與密封（1）機(jī)械式封孔機(jī)械式封孔通常是利用膠圈受擠壓膨脹來(lái)封住抽放鉆孔的。

該方法具有操作簡(jiǎn)單、速度快、質(zhì)量好、可回收重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)，主要用于巖石鉆孔段的密封.但膠圈因受地壓作用難以回收，故成本較高，目前使用較少.四、抽放鉆孔的施工與密封（1）機(jī)械式封孔四、抽放鉆孔的施工與密封（2）水泥砂漿封孔水泥砂漿由400號(hào)以上的硅酸鹽水泥、砂子與水混合攪拌而成。砂子顆粒直徑為0.5~1.5mm，水泥砂漿中的水量取決于封孔方式，水泥與砂子的質(zhì)量比一般為1:2.4~2.5,配好的水泥砂漿材料要向抽放瓦斯鉆孔內(nèi)填送。填送水泥砂漿的方式有人工和壓氣兩種。四、抽放鉆孔的施工與密封（2）水泥砂漿封孔四、抽放鉆孔的施工與密封四、抽放鉆孔的施工與密封四、抽放鉆孔的施工與密封四、抽放鉆孔的施工與密封四、抽放鉆孔的施工與密封（3）聚氛脂封孔聚氨脂是聚氨基甲酸脂的簡(jiǎn)稱。聚氨脂作為封孔材料具有運(yùn)輸簡(jiǎn)單、操作方便、封孔可靠等優(yōu)點(diǎn)，但成本較高。聚氨脂封孔方法主要有卷纏藥液法及壓注藥液法兩種。四、抽放鉆孔的施工與密封（3）聚氛脂封孔四、抽放鉆孔的施工與密封1)卷纏藥液法四、抽放鉆孔的施工與密封1)卷纏藥液法四、抽放鉆孔的施工與密封四、抽放鉆孔的施工與密封四、抽放鉆孔的施工與密封2)壓注藥液法四、抽放鉆孔的施工與密封2)壓注藥液法四、抽放鉆孔的施工與密封四、抽放鉆孔的施工與密封五、煤層氣抽放系統(tǒng)及設(shè)備抽放鉆孔封閉后，與鉆孔相連的管路接入抽放網(wǎng)管(路)。最后，通過(guò)在地面或井下設(shè)置的抽放泵使管網(wǎng)中造成負(fù)壓，放管路及抽放系統(tǒng)的附屬裝置。從而形成煤層氣抽放系統(tǒng)。因此，抽放系統(tǒng)包括抽放泵、抽放管路及抽放系統(tǒng)的附屬裝置。五、煤層氣抽放系統(tǒng)及設(shè)備抽放鉆孔封閉后，與鉆孔相連的管路接入五、煤層氣抽放系統(tǒng)及設(shè)