高瓦斯矿井瓦斯抽放方法的选择.docx

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高瓦斯矿井瓦斯抽放方法的选择

几种瓦斯抽放方法在晓明矿的应用

马春玉、陈回平

（铁法煤业集团公司晓明矿，辽宁铁岭）

摘要：

本文为高瓦斯采煤工作面的瓦斯抽放方法提供了依据，阐述了每一种抽放方法适用

的具体条件，主抽辅抽相结合。

关键词：

抽放方法；适用条件；主抽辅抽结合；抽放效果

采取合理有效的抽放方法，对保证采场瓦斯抽放是至关重要的。

方法选择的得当，不但省时省力，节省资金，更主要的是效果好，起到事半功倍的作用。

选择抽放方法要结合采场的地质条件，从设计着手，利用一切可以利用的条件，主抽辅抽相结合。

几年来，我们从设计入手，分别采用了采场回顺斜交钻孔法、尾巷钻孔法、上层采空区抽放法、本层临近采空区导入法、采空区埋管法、顶部废弃巷道（瓦斯道）法等，保证了采场的抽放量和抽放率。

1几种抽放方法

1.1尾巷钻孔法

1.1.1采场基本概况

N2712采煤工作面位于采区的西南部，7层煤，其上部为4层煤，平均煤厚1.25M，大部分未采，与7层煤间距为46.39M。

该工作面为倾斜长壁1380M，工作面长200M，平均煤厚为2.8M，储量87.9万吨。

煤层斜角平均7度，瓦斯涌出量为20~28M3/min。

采用的主抽放方法为：

尾巷钻孔法；辅抽方法：

回顺钻孔法、移动泵后隅角法。

1.1.2尾巷及钻孔布置方式

根据对综采工作面瓦斯涌出状态的分析和矿井抽放系统的具体情况，在S3E回风中巷向N2712工作面尾部方向施工了48M尾巷，尾巷距切眼12M（如图一所示），在尾巷内向N2712采空区高顶裂隙带打抽放钻孔6个，其钻孔参数见表一。

（图一）尾巷抽放巷道及钻孔布置图

表一:

钻孔编号

与巷道夹角

倾角

孔长

距煤层顶高度

1#

61

22

54

20.7

2#

65

20

50

17.6

3#

69

27

50

23.2

4#

74

30

60

30.5

5#

79

30

60

30.5

6#

84

30

70

35.5

除采用尾巷钻孔法抽放外，还在回顺每隔40M施工一个钻场，在钻场内向采空区内施钻，利用地面抽放系统进行抽放，利用移动泵抽后隅角和浓度较低钻孔。

1.1.3抽放效果（见表二）

由于瓦斯比空气轻，采空区内的瓦斯逐渐向采空区内的尾巷钻孔方向运移，大部分被尾巷钻孔抽出，抽放量在11.5m3/min左右，回顺钻孔抽放量在5.5m3/min，采场平均抽放率69.54%，采场配风1200m3/min，回风流瓦斯0.5%~0.6%。

1.2本层相邻采空区导入法

1.2.1采场基本概况

S3712采煤工作面位于采区的东南部，7层煤，其上部的4层煤平均煤厚1.15M，未采，间距53~57m，左侧为未采区，右侧为采空区。

该工作面倾斜走向长995M，工作面长195M，平均煤厚为2.7M，储量64.4万吨。

仰采，煤层斜角平均4~6度，瓦斯涌出量为20~26M3/min。

采场主抽方法：

采场回顺顶板采空区钻孔法；辅抽方法：

相邻采空区导入法、移动泵后隅角法。

1.2.2钻孔布置方式：

根据S3712采场自然条件，仰采，在回顺每20~25M一个钻场，向采空区施钻，作为主抽放。

由于回顺靠近采空区，巷道顶板压力较大，钻孔保留困难，进行了下套管，增大钻孔倾角和方位等办法，取得了一定的效果，但仍不十分理想。

由每个钻场向相邻采空区内打钻孔，使本采场采空区内的瓦斯通过煤柱裂隙导入到相邻采空区内，再由导入钻孔抽出。

每个钻场施工3个钻孔，取得了较好的效果，使采场的抽放量有了较大提高。

（如图三所示），

图二：

导入法钻孔布置图

1.2.3抽放效果

导入钻孔浓度在20~50%，单孔流量在0.8~2M3/min，采场抽放量12.7m3/min，抽放率59.07%，导入法抽放量4.4m3/min，占总抽放量的34.65%，采场配风1100~1200M3/min，回风流瓦0.8%。

采场抽放情况见表四：

表四:

采场抽放总量

采场平均抽放量

导入平均抽放量

采场抽放率

回风流瓦斯浓度

603.48万立方米

12.7立方米/分

4.4立方米/分

59．07%

0.8%

1.3采空区埋管抽放

1.3.1采场基本概况

N2411采煤工作面位于采区的北部，4层煤，其上部为2层煤，平均煤厚0.97M，未采，间距平均为73M。

该工作面为倾斜长壁，长1362M，工作面长200M，平均煤厚为2.3M，储量78.8万吨。

工作面内煤体呈向斜构造，轴部距切眼400M左右，其南部倾角8~18度，北部12~15度。

该工作面的两侧均为未采区，瓦斯涌出量为29~35M3/min。

俯采期间埋管抽放法为主抽方法，回顺钻孔法为辅抽方法；仰采期间回顺钻孔法为主抽方法，埋管为辅抽方法。

YD-7型移动泵对三角点及浓度低钻孔和埋管抽放。

1.3.2埋管及钻孔布置方式：

针对N2411采场在开始400M内为俯采这一特点，利用瓦斯比空气轻，向高处运移这一特性，在切眼尾部的安装硐室内安设了花管，通过6吋埋管进行抽放。

在俯采期间主要以埋管抽放为主，回顺钻孔抽放为辅。

在仰采期以钻孔抽放为主（如图三所示），

图三：

埋管布置图

1.3.3抽放效果

前100米时瓦斯浓度比较低，采过100M以后，埋管浓度逐渐增至50%~60%，和钻孔一起抽放，地面系统抽放浓度在40%~60%，流量在15~20M3/min，采场抽放总量在23~25M3/min，埋管浓度最高时达75%，配风量1100~1200M3/min，回风流瓦斯浓度0.5%~0.7%。

采场推进600M后，埋管浓度逐渐降至30%以下，停止埋管抽放，采场抽放完全依靠钻孔，抽放总量在21~25M3/min，回风流瓦斯0.5~0.8%。

至目前该采场抽放瓦斯情况如下表。

表五:

采场抽放总量

采场平均抽放量

埋管平均抽放量

采场抽放率

回风流瓦斯浓度

719.2万立方米

23.8立方米/分

18.6立方米/分

71．3%

0.5%~0.8%

1.4上部废弃巷道（瓦斯道）法

1.4.1采场基本概况

S3704采煤工作面位于S3采区的南部，7层煤，其上部为4层煤，平均煤厚1.5M，未采，与4层煤间距平均为51.1M。

该工作面为斜倾长壁，长318M，工作面长194M，平均煤厚为2.95M，储量20.57万吨。

瓦斯涌出量为14~20M3/min。

1.4.2采场与上部废弃巷道布置

S3704采场为俯采，倾角8度左右，其上部是回撤的废弃巷道，距回顺最小间离为5M的材料上山回风路距该切眼只有80米。

根据这一特点，在回风中巷封闭时预设了抽放管，对其上部废巷道进行抽放。

（如图五所示），

1.4.3抽放效果

前80米时瓦斯浓度比较低，从80M以后，由于顶部巷道逐渐与S3704采空区接通，插管瓦斯浓度开始增大，稳定在50%~60%，抽放量在9~15M3/min。

工作面配风1080M3/min，风流瓦斯浓度0.5%~0.7%取消了回顺钻孔施工和抽放。

至目前该采场抽放瓦斯情况见表六。

表六:

采场抽放总量

采场平均抽放量

旧巷平均抽放量

采场抽放率

回风流瓦斯浓度

181万立方米

10.5立方米/分

10.2立方米/分

61.8%

0.5%~0.7%

图五S3704采场与上部废弃巷首关系图

1.1.5采场回顺斜交钻孔法

1.1.5.1采场基本概况

N2405采煤工作面位于采区的北部，4层煤，其上部为2层煤，平均煤厚0.97M，未采，与4层煤间距平均为65M。

工作面为倾斜长壁，长829M，工作面长196M，平均煤厚为2.2M，储量47.5万吨。

仰采，倾角10~23度，两侧均为未采区，瓦斯涌出量为25~32M3/min。

1.1.5.2抽放钻孔布置方式

由于该采场的自然条件所限，我们只采用了回顺钻场法，地面系统配合井下移动泵抽放。

由于仰采，且倾角比较大，钻场间距为16~25M，每个钻场施工5~8个钻孔，钻孔长度在90~140M，终孔距煤层顶板为22~35M，距回顺投影距离为30M~90M，每个钻场钻孔2~3层布置。

用φ94钻头至终孔，再用φ114钻头扩孔15M，由于开孔10M以内泥质页岩，易堵孔，因此每个钻孔都下了10M左右φ89套管，最后用φ89管封孔。

1.1.5.3抽放效果

由于选择了适合本采场的孔参数，因此，抽放效果一直较好，抽放量在17M3/min左右，从开采至结束，工作面配风在900~1200M3/min，由于抽放效果比较好，风量由开采前期的1200M3/min，几次调整降至最后的900M3/min，回风流瓦斯在0.6~0.8%。

该采场瓦斯抽放情况见表七。

表七

采场抽放总量

采场平均抽放量

钻孔平均抽放量

采场抽放率

回风流瓦斯浓度

601.34万立方米

17.4立方米/分

17.1立方米/分

66.4%

0.6%~0.8%

2.各抽放方法适用条件、效果比较和优缺点

根据我们对几种抽放方法的比较，它们各有个的适用条件，有不同的抽放效果。

2.1采场回顺钻孔法：

该抽放方法适用条件比较强，几乎适用于不同条件的采场，但自然条件不同，抽放效果也有所不同。

俯采优于仰采，第一块段，压力小的采场优于压力大的采场，顶板岩性好的采场优于岩性不好的采场。

该种抽放方法关键在于保孔，封好孔，选择合适的钻孔参数，岩性不好或压力大的要适当下套管。

该种抽放方法准备时间短，灵活。

2.2尾巷或尾部钻孔法

该种抽放方法适用于俯采或水平开采，俯采优于水平开采，俯采坡度越大，其效果越好，水平开采尾巷中钻孔要有一定的高度。

在开采至结束均可以抽放，服务时间长，可保留一定数量的瓦斯资源。

该种抽放方法有的需要准备一定时间，需要设计部门考虑，但服务时间长，采场结果后还可以利用。

2.3邻近采空区导入法

适用相邻采空区封闭较好，煤柱较小，且回顺靠近采空区。

与采场回顺顶板钻孔相比，需打的钻孔少，短，每个钻孔的服务时间长，特别是对解决采场后三角点瓦斯有明显效果。

采场回顺顶板钻孔效果不好，且又具备导入法条件的可以作为辅助抽放。

2.4顶部巷道法

如专门施工瓦斯道，准备时间较长，且费用高，但抽放效果要优于所有抽放方法，服务时间长，采场结束后可继续使用。

如顶部有废弃巷道或采空区，那万万不可不用。

2.5.采空区埋管法

适用于俯采工作面，而且俯采坡度越大效果越好。

仰采和水平开采不可采用。

3.从设计入手，减少投入，创造良好的抽放条件

选择合适的抽放方法，对保证采场瓦斯抽放是非常重要的，要利用一切可以利用的条件，但还要从采场、采区的整体设计入手，力求以最少的投入，创造最好的效果，如N2712、N2713专门为采场抽放各设计施工一条瓦斯尾巷，但这两条巷道分别做为S3N翼回风道和N2719回顺的一部分；S3706，S3705和S3704进行了联合布置，S3705回顺和S3704切眼提前施工，分别用作S3706和S3705抽放瓦斯尾巷，取得了比在其回顺打钻更好的效果（如图六所示）。

这些对总投入没有增加，但对提高采场抽放效果却发挥了相当好的作用。

图六S3706、705、704联合布置钻孔分布图

采场名称

主抽放方法

辅抽放方法

采场抽放量（m3/min）

采场抽放率（%）

主抽放方法占比例（%）

采场抽放总量（万m3）

配风量（m3/min）

回风瓦斯量（%）

N2712采场

尾巷钻孔法

回顺钻孔、后隅角

16

11.5

818

1200

0.5~0.6

采场抽放总量

采场平均抽放量

尾巷平均抽放量

采场抽放率

回风流瓦斯浓度

818万立方米

16立方米/分

11.5立方米/分

69.54%

0.5%~0.6%

晓明矿近几年瓦斯抽放工作总结

晓明矿

2004年11月15日