采空區(qū)和圍巖瓦斯抽采的方法重慶工程職業(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)四采空區(qū)和圍巖瓦斯知識點一采空區(qū)和圍巖瓦斯抽采采空區(qū)瓦斯采空區(qū)瓦斯的涌出，在礦井瓦斯來源中占有相當(dāng)?shù)谋壤?，這是由于在瓦斯礦井采煤時，尤其是開采煤層群和厚煤層條件下，鄰近煤層、未采分層、圍巖、煤柱和工作面丟煤中都會向采空區(qū)涌出瓦斯，不僅在工作面開采過程中涌出，并且工作面采完密閉后也仍有瓦斯繼續(xù)涌出。采空區(qū)瓦斯抽放方式（法）按開采過程來劃分，可分為回采過程中的采空區(qū)抽放和采后密閉采空區(qū)抽放；按采空區(qū)狀態(tài)劃分，可分為半封閉采空區(qū)抽放和全封閉采空區(qū)抽放。這兩種劃分方法實質(zhì)上包含相同的范疇。半封閉采空區(qū)瓦斯抽放1.插（埋）管抽放該方法是把帶孔眼的管子在頂板冒落前直接插人采空區(qū)內(nèi)進(jìn)行抽放。半封閉采空區(qū)瓦斯抽放1.插（埋）管抽放一般情況下，插人管子的直徑為75~10Omm，處在采空區(qū)內(nèi)一端長2~2.5m的管子管壁穿有小孔并用沙網(wǎng)包好，防止抽放中發(fā)生堵塞現(xiàn)象。該管應(yīng)盡量靠近煤層頂部，處于瓦斯度較高的地點。這種瓦斯抽放方法抽出的瓦斯?jié)舛纫话悴桓?，通常只?0%~25%，故而一般抽放效率較低，但簡單易行，而且成本低。半封閉采空區(qū)瓦斯抽放1.插（埋）管抽放埋管法抽放和插管法抽放基本是相同的類型，只是布置方式的不同。埋管法一般是沿回采工作面的回風(fēng)巷的上幫敷設(shè)一條直徑108mm的瓦斯管，隨著工作面的推進(jìn)，瓦斯管的一端逐漸埋入采空區(qū)，瓦斯管路每隔一定距離設(shè)一三通，并安閥門，可以開閉。埋管的有效長度一般為20~50m。這種方法在國內(nèi)采用的礦井較多，稱為上隅角埋管法抽放采空區(qū)瓦斯。埋管法抽放（1）雙埋管法（2）氣動閥門控制法（3）遠(yuǎn)控膠囊控制法埋管法抽放有以下3種方式：半封閉采空區(qū)瓦斯抽放半封閉采空區(qū)瓦斯抽放（1）雙埋管法該法的優(yōu)點在于控制簡單，缺點是管材消耗較大，不能根據(jù)實際情況對瓦斯抽放口進(jìn)行調(diào)節(jié)，如圖半封閉采空區(qū)瓦斯抽放（2）氣動閥門控制法該方法的優(yōu)點是節(jié)省預(yù)埋管路，能夠根據(jù)實際情況對瓦斯抽放口進(jìn)行調(diào)節(jié)。但價格相對較高，施工工藝質(zhì)量要求也較高，如圖半封閉采空區(qū)瓦斯抽放2.向冒落拱上方打鉆孔抽放法該方法要求鉆孔孔底應(yīng)處在初始冒落拱的上方，以捕集處于冒落破壞帶中的上部卸壓層和未開采的煤分層或下部卸壓層涌向采空區(qū)中的瓦斯；鉆孔開孔位置則可根據(jù)礦井實際條件，采用不同的布置形式如圖：半封閉采空區(qū)瓦斯抽放向冒落拱上方打鉆孔抽放法撫順煤礦采空區(qū)瓦斯抽放布置：半封閉采空區(qū)瓦斯抽放3.在基本頂巖石中打水平鉆孔抽放當(dāng)涌向采空區(qū)的瓦斯主要來自開采煤層的頂板之上，而頂板為易于破壞的巖石，從開采層往上打鉆抽放有困難時，可采用從回風(fēng)巷向煤層上部掘斜巷，一直進(jìn)入穩(wěn)定的巖石為止，并在斜巷末端作鉆場，迎著工作面推進(jìn)方向打與煤層平行的2~3個鉆孔的方式抽瓦斯。半封閉采空區(qū)瓦斯抽放3.在基本頂巖石中打水平鉆孔抽放所打鉆孔孔長100~150m，孔徑90~100mm。從鉆孔中心線到煤層頂板的距離取決于直接頂（不穩(wěn)定巖石）厚度，一般為5~10m，隨著回采工作面推進(jìn)，鉆孔底始終處在冒落拱上部，而孔口處于負(fù)壓狀態(tài)。這種抽放方式可以取得較好的抽放效果。半封閉采空區(qū)瓦斯抽放4.直接向采空區(qū)打鉆抽放這在開采急傾斜厚煤層時用的較多?？梢詮倪\輸水平或回風(fēng)水平的底板巖巷或下部煤層的巷道向采空區(qū)打鉆。抽放鉆孔進(jìn)入采空區(qū)的位置以靠近回風(fēng)側(cè)、在階段垂高的0.3左右處為宜。半封閉采空區(qū)瓦斯抽放5.頂板尾巷抽放在工作面開采之前，于開切眼外煤柱內(nèi)，距工作面回風(fēng)巷1/3工作面長度處，掘一斜巷至開采層頂部一定高度，再作平巷伸入工作面里一段距離，在巷口密閉插管，待工作面推進(jìn)一定距離后開始抽放。在陽泉四礦開采煤層時用過這種方法，取得較好效果。半封閉采空區(qū)瓦斯抽放6.工作面尾巷抽放在回采工作面具有與回風(fēng)巷平行的排瓦斯尾巷、采取風(fēng)排措施還不能解決瓦斯超限問題的條件下，采用逐段密閉瓦斯尾巷接管抽放采空區(qū)瓦斯的一種方式。水城礦區(qū)老鷹山礦開采8號層時，抽放管與回風(fēng)巷每隔20m用聯(lián)絡(luò)巷連通，工作面開采后，首先在第一聯(lián)絡(luò)巷的尾巷內(nèi)筑密閉、插入瓦斯管，抽放管直徑150mm，隨著工作面推進(jìn)，密閉往后遷移。抽放瓦斯量一般為1.21~3.12m3/min，瓦斯?jié)舛?5%~30%。半封閉采空區(qū)瓦斯抽放6.工作面尾巷抽放水城礦區(qū)老鷹山礦開采8號層時的尾巷抽放瓦斯的布置情況如圖：圖3-17水城礦區(qū)老鷹山礦尾巷抽放瓦斯布置圖

1-尾巷抽放瓦斯

2-瓦斯帶

3-聯(lián)絡(luò)巷

4-密閉

5-回風(fēng)巷半封閉采空區(qū)瓦斯抽放7.地面鉆孔抽放該方法適用于開采濃度淺的高瓦斯煤層，一般要求開采深度<400m，條件適用時，可從地面打垂直鉆孔抽上鄰近層和采空區(qū)的瓦斯，一般要求在打鉆結(jié)束后，孔底在回采工作面前方的距離不小于5`10m，孔底離回風(fēng)巷的距離由上鄰近層距開采層的厚度確定。半封閉采空區(qū)瓦斯抽放7.地面鉆孔抽放當(dāng)上鄰近層距開采層距離為20倍層厚時，取10~15m；20~40倍時，取15~40m；大于40倍層厚時，則取30~70m。全封閉采空區(qū)瓦斯抽放全封閉采空區(qū)是指工作面（或采區(qū)、礦井）已采完封閉的采空區(qū)，也稱老采空區(qū)。老采空區(qū)雖與礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)隔絕，但采空區(qū)中往往積存大量的高濃度瓦斯，它仍有可能通過巷道密閉或隔離煤柱的裂隙往外泄出，從而增加礦井通風(fēng)的負(fù)擔(dān)和不安全因素。1.采完不久的采空區(qū)瓦斯抽放這種采空區(qū)的特點是：采區(qū)或采面剛采完不久，雖已密閉，但來自鄰近層、圍巖、丟煤和煤柱等的瓦斯涌出并未因之而終止，仍有較多的瓦斯繼續(xù)涌向采空區(qū)，并且延續(xù)較長的時間，一般可達(dá)1~2年或更長；具體進(jìn)行抽放時，可根據(jù)各個礦井不同情況采取不同方式。即可以利用各種鉆孔或巷道（包括穿層鉆孔、鄰近層抽放鉆孔、地面抽放鉆孔、落漿鉆孔和集瓦斯巷道等）進(jìn)行抽放，也可在采空區(qū)靠回風(fēng)側(cè)的密閉插管抽放。全封閉采空區(qū)瓦斯抽放2.開采已久的老采空區(qū)瓦斯抽放開采已久的采空區(qū)內(nèi)一般仍有大量的瓦斯儲存，將這部分瓦斯抽出并加以利用是很有意義的，我國很多礦井都進(jìn)行了開采已久的老采空區(qū)的瓦斯抽放。全封閉采空區(qū)瓦斯抽放3.報廢礦井抽放瓦斯報廢礦井一般都開采了很大的范圍，在采空區(qū)內(nèi)不僅積存大量的瓦斯，并且在較長時間內(nèi)還會繼續(xù)涌出瓦斯，可進(jìn)行瓦斯抽放和利用。全封閉采空區(qū)瓦斯抽放4.地面鉆孔抽放中梁山礦務(wù)局南礦于1961年曾打2個地面鉆孔，孔深100m左右，鉆孔位于500m水平四石門附近的采空區(qū)，當(dāng)時該區(qū)井下采用密閉插管法同時進(jìn)行低負(fù)壓抽放采空區(qū)瓦斯，抽放瓦斯量2.5~~6m3/min左右，此時地面鉆孔仍能自然涌出瓦斯，自排瓦斯量約為1m3/min和1~2m3/min左右，延續(xù)了幾個月的時間。全封閉采空區(qū)瓦斯抽放若圍巖瓦斯屬于開采煤層的鄰近層，則可結(jié)合鄰近層瓦斯抽放的布孔方式（圖7-6-15）進(jìn)行抽放：一般圍巖瓦斯的抽放圖7-6-15圍巖瓦斯抽放方式當(dāng)含瓦斯巖層直接靠近上鄰近煤層時，可采用圖7-615（a）的方式，鉆孔按卸壓角甲鉆到抽放煤層并延伸到整個含瓦斯層；當(dāng)只抽放含瓦斯巖層時，采用7-6-15（b）的方式。一般圍巖瓦斯的抽放圖7-6-15圍巖瓦斯抽放方式綜合抽瓦斯技術(shù)把開采煤層瓦斯采前預(yù)抽，卸壓鄰