鉆孔法抽采臨近層瓦斯

鉆孔法抽采鄰近層瓦斯方法重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院主講人：喻曉峰第三章礦井瓦斯的認(rèn)識

任務(wù)三抽采鄰近層瓦斯知識點一鉆孔法抽采鄰近層瓦斯鄰近層

在煤層群開采時,由于開采層的采動影響,使其上部或下部的圍巖及煤層卸壓并引起這些煤巖層的膨脹變形和透氣性的大幅度提高,引起這些煤層的瓦斯向開采層采掘空間涌出。能向開采煤層采掘空間涌出瓦斯的煤層稱為鄰近層。

位于開采煤層頂板內(nèi)的鄰近層稱上鄰近層，底板內(nèi)的稱下鄰近層。

鄰近層瓦斯抽采為了防止和減少鄰近層的瓦斯通過層間的裂隙大量涌向開采層,可采用抽采的方法處理這一部分瓦斯，這種抽采方法稱鄰近層瓦斯抽采。目前認(rèn)為，這種抽采是最有效和被廣泛采用的抽采方法。分類鄰近層的位置上鄰近層(或頂板鄰近層)抽采下鄰近層(或底板鄰近層)抽采鄰近層瓦斯抽采按鄰近層的位置分為上鄰近層(或頂板鄰近層)抽采和下鄰近層(或底板鄰近層)抽采分類匯集瓦斯的方法鉆孔抽采巷道抽采鉆孔綜合抽采按匯集瓦斯的方法分為鉆孔抽采、巷道抽采和巷道與鉆孔綜合抽采三類。上鄰近層瓦斯抽采上鄰近層瓦斯抽采即是鄰近層位于開采層的頂板，通過巷道或鉆孔來抽采上鄰近層的瓦斯。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，底板劃分為裂隙帶和變形帶。一、上鄰近層瓦斯抽采上鄰近層瓦斯抽采冒落帶高度一般為采厚的5倍，在距開采層近、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)行上鄰近層抽采。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，是抽采瓦斯的最好區(qū)帶，抽采量大，濃度高。因此上鄰近層取冒落帶高度為下限距離，裂隙帶的高度為上限距離。一、上鄰近層瓦斯抽采上鄰近層瓦斯抽采010204由開采層運輸巷、回風(fēng)巷或?qū)娱g巖巷等向上鄰近層施工鉆孔進(jìn)行瓦斯抽采。在上鄰近層掘匯集瓦斯巷道進(jìn)行抽采。由開采層運輸巷、回風(fēng)巷等向采空區(qū)方向施工斜交鉆孔進(jìn)行瓦斯抽采。從地面施工鉆孔進(jìn)行抽采。03上鄰近層瓦斯抽采分為：下鄰近層瓦斯抽采下鄰近層瓦斯抽采即是鄰近層位于開采層的底板，通過巷道或鉆孔來抽采下鄰近層的瓦斯。根據(jù)上述三帶原理，由于下鄰近層不存在冒落帶，所以不考慮上部邊界，至于下部邊界，一般不超過60～80m。二、下鄰近層瓦斯抽采下鄰近層瓦斯抽采010204由開采層運輸巷、回風(fēng)巷或?qū)娱g巖巷等向下鄰近層施工鉆孔進(jìn)行瓦斯抽采。在下鄰近層掘匯集瓦斯巷道進(jìn)行抽采。由開采層運輸巷、回風(fēng)巷等向采空區(qū)方向施工斜交鉆孔進(jìn)行瓦斯抽采。從地面施工鉆孔進(jìn)行抽采。03下鄰近層瓦斯抽采分為：鄰近層抽采鉆孔布置的方式目前國內(nèi)外廣泛采用鉆孔法，即由開采煤層進(jìn)、回風(fēng)巷道向鄰近層打穿層鉆孔抽采瓦斯，或由圍巖大巷向鄰近層打穿層鉆孔抽采瓦斯。采用井下鉆孔抽采鄰近煤層瓦斯，要考慮煤層的賦存狀況和開拓方式。鉆孔布置方式主要有2種。一、鄰近層抽采鉆孔布置的方式1．由開采層層內(nèi)巷道打鉆其適應(yīng)條件為緩傾斜或傾斜煤層的走向長壁工作面，具體又可分為以下幾種：（1）鉆場設(shè)在工作面副巷內(nèi)，由鉆場向鄰近煤層打穿層鉆孔。陽泉四礦、包頭五當(dāng)溝礦、六枝大用礦均采用這種，如圖7-7、7-8、7-9所示圖7-7陽泉四礦抽采上鄰近層瓦斯層內(nèi)副巷布孔方式鉆孔布置方式鉆孔布置方式圖7-8包頭五當(dāng)溝礦抽采上鄰近層瓦斯層內(nèi)副巷布孔方式圖7-9六枝大用礦抽采上鄰近層瓦斯層內(nèi)副巷布孔方式鉆孔布置方式這種方式多用于抽采上鄰近層瓦斯，優(yōu)點是：①抽采負(fù)壓與通風(fēng)負(fù)壓一致，有利于提高抽采效果，尤其是低層位的鉆孔更為明顯。②瓦斯管道設(shè)在回風(fēng)巷，容易管理，有利于安全。缺點是：增加了抽采專用巷道的維護(hù)時間和工程量。（2）鉆場設(shè)在工作面進(jìn)風(fēng)正巷內(nèi)，由鉆場向鄰近層打穿層鉆孔。此方式多用于抽采下鄰近層瓦斯。南桐礦務(wù)局魚田堡礦開采3號煤層抽采4號煤層瓦斯時就是這種布置，如圖7-10所示。圖7-10南桐魚田堡礦抽采上鄰近層瓦斯層內(nèi)運輸巷布孔方式鉆孔布置方式鉆孔布置方式與鉆孔布置在回風(fēng)水平相比，其優(yōu)點是：①運輸水平一般均有供電及供水系統(tǒng)，打鉆施工方便。②由于開采階段的運輸巷即是下一階段的回風(fēng)巷，不存在由于抽采瓦斯而增加巷道

的維護(hù)時間和工程量的問題。上述布孔方式，每個鉆場內(nèi)一般打1-2個鉆孔，也有多于2個的，鉆孔方向與工作面平行或斜向采空區(qū)。2．在開采層層外巷道打鉆。其適應(yīng)條件為不同傾角的煤層和不同采煤方法的回采工作面。鉆孔布置方式又分為：(1)鉆場設(shè)在開采層底板巖巷內(nèi)，由鉆場向鄰近層打穿層鉆孔。多用在抽采下鄰近層瓦斯。天府磨心坡礦、淮北蘆嶺礦、淮南謝二礦和松藻打通一礦均是這種布置圖7-7陽泉四礦抽采上鄰近層瓦斯層內(nèi)副巷布孔方式鉆孔布置方式鉆孔布置方式這種方式的優(yōu)點是：①抽采鉆孔一般服務(wù)時間較長，除抽采卸壓瓦斯外，還可用作預(yù)抽和采空區(qū)抽采瓦斯，不受回采工作面開采的時間限制。②鉆場一般處于主要巖石巷道中，相對減少了巷道維修工程量，同時對于抽采設(shè)施的施工和維護(hù)也較方便。（2）鉆場設(shè)在開采層頂板巖巷。多用于抽采上鄰近層瓦斯。根據(jù)中梁山煤礦的應(yīng)用，同樣是開采2號煤層時抽采1號煤層瓦斯，與在開采層內(nèi)布孔的方式相比，抽采效果大大提高，巷道工程量并不增加多少，只是石門稍向煤層頂板延伸即可，由于石門之間有相當(dāng)間距，要使鉆孔有效抽采2個石門間的瓦斯，每一鉆場的鉆孔應(yīng)采用多排扇形布置。圖7-10南桐魚田堡礦抽采上鄰近層瓦斯層內(nèi)運輸巷布孔方式鉆孔布置方式鉆孔布置的主要參數(shù)1．鉆孔間距決定鉆孔間距的原則是工程量少，抽出瓦斯多，不干擾生產(chǎn)。煤層的具體條件不同，鉆孔的距離也不同，有的在30m～40m之間，有的可達(dá)100m以上。應(yīng)該通過試抽，然后確定合理的距離。鉆孔布置的主要參數(shù)2．鉆孔角度鉆孔角度是指它的傾角（鉆孔與水平線的夾角）和偏角（鉆孔水平投影線和煤層走向或傾向的夾角）。鉆孔角度對抽采效果關(guān)系很大。抽采上鄰近層時的仰角，應(yīng)使鉆孔通過頂板巖石的裂隙帶進(jìn)入鄰近層充分卸壓區(qū)，仰角太大，進(jìn)不到充分卸壓區(qū)，抽出的瓦斯?jié)舛入m然高，但流量??；仰角太小鉆孔中段將通過冒落帶，鉆孔與采空區(qū)溝通，必將抽進(jìn)大量空氣，也大大降低抽采效果。如圖7-16所示，下鄰近層抽采時的鉆孔角度沒有嚴(yán)格要求，因為鉆孔中段受開采影響而破壞的可能性較小。鉆孔布置的主要參數(shù)3．鉆孔直徑抽采鄰近煤層瓦斯的鉆孔的作用主要是作引導(dǎo)卸壓瓦斯的通道。由于抽采的層位不同，鉆孔長度不等，短的只十多米，長的數(shù)十米，而一般鉆孔瓦斯抽采量只是1～2m3/min左右，少數(shù)達(dá)4～5m3/min；因此，孔徑對瓦斯抽出量影響不大，無需很大的孔徑，即可滿足抽采的要求。目前國內(nèi)外抽采鄰近層瓦斯鉆孔直徑，一般都采用75mm左右。鉆孔布置的主要參數(shù)層間距/m有效抽采距離/m可抽距離/m合理孔距/m上鄰近層10203040608030～5040～6050～7060～8080～100100～12010～2015～2520～3025～3535～4545～5516～2420～2827～3632～4142～5050～60下鄰近層

102030408025～4535～5545～6070～90110～13010～1515～2020～2530～3550～6012～2418～3223～4136～5054～63鉆孔間距經(jīng)驗值鉆孔布置的主要參數(shù)