| 礦煤瓦斯抽采技術(shù) www.treasurewfy.com 中國礦業(yè)大學(xué)
瓦斯是煤礦安全生產(chǎn)的“第一殺手”。建國以來煤礦發(fā)生22起一次死亡百人以上事故，其中20起為瓦斯事故，占90%以上。2005年煤礦發(fā)生的一次死亡10人以上的特大事故中，瓦斯事故占了70％以上。黨中央、國務(wù)院高度重視煤礦瓦斯防治工作。國務(wù)院總理溫家寶于2005年2月23日主持召開國務(wù)院第81次常務(wù)會議，專題研究煤礦瓦斯防治工作，遏制煤礦重特大瓦斯事故發(fā)生。
2002年8月28--30日，國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局、國家煤礦安全監(jiān)察局、煤炭工業(yè)協(xié)會在遼寧省鐵法礦務(wù)局召開了全國煤礦瓦斯治理現(xiàn)場會，提出了“先抽后采、監(jiān)測監(jiān)控、以風(fēng)定產(chǎn)”的瓦斯治理十二字方針。特別是“先抽后采”，對防范瓦斯事故具有釜底抽薪、源頭治本作用，是煤礦安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)性、關(guān)鍵性措施，必須堅決實行。
2005年4月25--26日，國家發(fā)展改革委、安全生產(chǎn)監(jiān)管總局、煤礦安全監(jiān)察局、科技部在安徽省淮南市聯(lián)合召開全國煤礦瓦斯防治工作現(xiàn)場會。中共中央政治局常委、國務(wù)院副總理黃菊同志親自出席會議并作了重要講話。會上推出《煤礦瓦斯治理經(jīng)驗五十條》。附件1。 2005年9月3日國務(wù)院總理溫家寶發(fā)布第104次常務(wù)會議通過的第446號中華人民共和國國務(wù)院令《國務(wù)院關(guān)于預(yù)防煤礦生產(chǎn)安全事故的特別規(guī)定》（簡稱特別規(guī)定）
2006年4月21---22日，國家發(fā)展改革委員會、安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局、國家科技部、煤礦安全監(jiān)察局在山西省晉城市召開全國煤礦瓦斯治理和利用現(xiàn)場會，推廣晉城等礦區(qū)先抽后采、煤氣共采、瓦斯利用的經(jīng)驗，國務(wù)委員兼國務(wù)院秘書長華建敏出席會議并講話。會上下發(fā)《國務(wù)院辦公廳關(guān)于加快煤層氣（煤礦瓦斯）抽采利用的若干意見國辦發(fā)【2006】47號》。附件2
2007年4月23---24日，國務(wù)院應(yīng)急辦和國家發(fā)展改革委、科技部、財政部、國土資源部等部門在重慶市召開全國煤礦瓦斯先抽后采經(jīng)驗交流會。會上總結(jié)推廣瓦斯治理先進(jìn)經(jīng)驗，進(jìn)一步落實瓦斯抽采利用的政策措施，促進(jìn)煤礦瓦斯先抽后采工作。2007年9月3日國家安全生產(chǎn)監(jiān)管總局、煤礦安全監(jiān)察局聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于加強煤礦瓦斯先抽后采工作的指導(dǎo)性意見》。附件3
2008年7月8---9日，國務(wù)院安全生產(chǎn)委員會在遼寧省沈陽市召開了全國煤礦瓦斯治理現(xiàn)場會。會上提出了構(gòu)建“通風(fēng)可靠、抽采達(dá)標(biāo)、監(jiān)控有效、管理到位”的瓦斯綜合治理十六字工作體系。國務(wù)院副總理張德江出席會議并作重要講話。
目前義煤集團公司本部有新安、義安、新義、孟津、李溝、千秋、耿村、鐵生溝、義絡(luò)、常村、躍進(jìn)、觀音堂等12對礦井實施瓦斯抽放，其中建有17套井下移動瓦斯抽放系統(tǒng)和7座地面固定瓦斯抽放系統(tǒng)，總裝機流量5500m3/min以上。 義煤集團公司2008年瓦斯抽放量達(dá)到5000萬m3,耿村礦于2006年10月，千秋礦于2007年6月，分別安裝4臺500GF—RW型燃?xì)獍l(fā)電機組，實現(xiàn)順利發(fā)電，經(jīng)濟效益良好。新安礦2008年底建成地面瓦斯發(fā)電站，裝機容量為2*500KW機組。
第一章 瓦斯抽放基本知識
第一節(jié) 瓦斯抽放系統(tǒng)
第二節(jié) 瓦斯抽放基本參數(shù)
第三節(jié) 瓦斯抽采基本指標(biāo)
第一章 瓦斯抽放基礎(chǔ)知識
第一節(jié) 瓦斯抽放系統(tǒng)
瓦斯抽放的意義
1、減少瓦斯涌出，避免瓦斯燃燒或爆炸，保證礦井安全生產(chǎn)；
2、防治煤與瓦斯突出，減少人員傷亡；
3、瓦斯為工業(yè)生產(chǎn)和人民生活服務(wù),變害為利,創(chuàng)造良好的社會效益和經(jīng)濟效益；
4、減少瓦斯對大氣的污染,有利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)
（二）、瓦斯抽放的條件
《煤礦安全規(guī)程》145條、國家安全生產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)AQ1026～2006《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》和AQ1027～2006《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》都規(guī)定：凡符合下列情況之一的礦井，必須建立地面永久抽放瓦斯系統(tǒng)或井下臨時抽放瓦斯系統(tǒng)：
1、一個采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或一個掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量大于3m3/min，用通風(fēng)方法解決瓦斯問題不合理的。
2、 礦井的絕對瓦斯涌出量達(dá)到以下條件的：
1）大于或等于40m3/min；
2）年產(chǎn)量1.0--1.5Mt的礦井，大于30 m3/min；
3）年產(chǎn)量0.6--1.0Mt的礦井，大于25 m3/min；
4）年產(chǎn)量0.4--0.6Mt的礦井，大于20 m3/min；
5）年產(chǎn)量小于或等于0.4Mt的礦井，大于15 m3/min；
3 、開采有煤與瓦斯突出危險煤層的。
（三）、建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)的礦井，應(yīng)同時具備下列兩個條件：
1、瓦斯抽放系統(tǒng)的抽放量可穩(wěn)定在2 m3/min以上；
2、瓦斯資源可靠、儲量豐富，預(yù)計瓦斯抽放服務(wù)年限在五年以上。
二、瓦斯抽放系統(tǒng)的構(gòu)成
瓦斯抽放系統(tǒng)分為地面固定式瓦斯抽放系統(tǒng)和井下臨時瓦斯抽放系統(tǒng)。
瓦斯抽放系統(tǒng)主要有管道、瓦斯泵、流量計、安全裝置等組成。
（一）、抽放瓦斯的管道
抽放瓦斯的管道由總管、分管、支管及其附屬裝置所組成，管材一般選用鋼管、鑄鐵管、鍍鋅螺旋管、聚乙烯管等材料，但井下禁止采用玻璃鋼管。
管道附屬裝置有閥門、測壓嘴、鉆孔（鉆場）連接裝置、排渣放水器等。
（二）、瓦斯泵
常用的瓦斯泵有水環(huán)真空泵、離心式瓦斯泵和回轉(zhuǎn)式瓦斯泵。水環(huán)真空泵的特點是真空度高、負(fù)壓大、流量小、安全性好（工作室內(nèi)充滿介質(zhì)，不會發(fā)生瓦斯爆炸）。
由于水環(huán)真空泵安全性好，抽放負(fù)壓大，所以煤礦使用較為廣泛。
（三）、孔板流量計
為了全面掌握與管理井下瓦斯抽放情況，需要在總管、支管和各個鉆場、鉆孔安設(shè)測定瓦斯流量的流量計。孔板流量計是根據(jù)氣體流經(jīng)節(jié)流裝置時，會產(chǎn)生壓力降（壓差）的原理，來測定管道內(nèi)氣體流量的一種裝置?？装辶髁坑嬍敲旱V瓦斯抽放廣泛使用的計量裝置，它的制作加工、安裝和使用都有嚴(yán)格的要求。
（四）、安全裝置
地面瓦斯抽放系統(tǒng)安全防護(hù)裝置有防爆、防回火裝置，放空和避雷裝置等。
井下臨時瓦斯抽放系統(tǒng)瓦斯排入回風(fēng)巷時，在抽放瓦斯管路出口處必須設(shè)置柵欄、懸掛警戒牌等。
第二節(jié) 瓦斯抽放基本參數(shù)
5、抽放率
1）礦井（或采區(qū)）抽放率：礦井（或采區(qū)）抽放率是指礦井（或采區(qū)）的抽出瓦斯量占其風(fēng)排瓦斯量與抽放瓦斯量之和的百分比。 ％
2）工作面本開采層的抽放率：開采層的抽放率是指從開采層抽出的瓦斯量占開采層涌出及其抽出瓦斯量的百分比。 ％
3）工作面鄰近層的抽放率：鄰近層的抽放率是指從鄰近層抽出的瓦斯量占鄰近層涌出及其抽出量之百分比。％
6、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)：煤層內(nèi)鉆孔的瓦斯流量隨時間呈衰減變化的特性系數(shù)
7、煤層透氣系數(shù)：表征煤層對瓦斯流動的阻力，衡量瓦斯在煤層內(nèi)流動難易程度的參數(shù)。未卸壓煤層的抽放瓦斯效果主要取決于其透氣性系數(shù)，是煤層瓦斯抽放的最重要系數(shù)。
為了增加煤層的透氣系數(shù)，國內(nèi)外許多研究者進(jìn)行了不少人工增透方法探索。這些探索可以歸納為三類：
一類是設(shè)法從煤層取出一部分物質(zhì)，形成空洞，造成裂隙與孔隙的再分布、張開并形成新的裂隙，例如水力割縫、水力掏槽都是從煤層取出一部分煤體，或注入酸液以溶蝕煤內(nèi)的碳酸鹽，注入煤的溶劑或使煤局部液化的物質(zhì)，在煤層內(nèi)形成空洞；
第二類，注入高壓水或壓氣，將煤壓裂，然后注入支撐劑（砂等）將裂隙支撐起來以改變其透氣性；
第三類，對煤體進(jìn)行爆破或水力破裂，當(dāng)存在自由面時，因煤體內(nèi)裂隙容積擴展較大，增透效果顯著。如松動爆破、深孔控制預(yù)裂爆破等。水力破裂是用高壓水把煤體壓裂，但不注入支撐劑，一般不用水力破裂孔進(jìn)行抽放（因孔內(nèi)充水抽放效果不好），而是在破裂區(qū)內(nèi)另打孔進(jìn)行抽放，這時抽放量可增大50~60%。
第三節(jié)瓦斯抽采基本指標(biāo)
AQ1026—2006瓦斯抽采應(yīng)達(dá)到的基本指標(biāo)
一、瓦斯抽采應(yīng)達(dá)到的基本指標(biāo)
我國煤礦分布較為廣泛，煤層賦存條件和開采條件差異較大。因此，對礦井采前抽采瓦斯應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)，采用噸煤儲量 鉆孔工程量、煤層瓦斯含量、煤層瓦斯壓力、采煤工作面瓦斯抽采率、煤層可解吸瓦斯量、礦井瓦斯抽采率等多項指標(biāo)加以控制。考慮到必須促進(jìn)瓦斯抽采、鼓勵瓦斯利用，結(jié)合現(xiàn)有生產(chǎn)礦井通過努力能夠達(dá)到的水平，以此為原則確定相關(guān)指標(biāo)的規(guī)定值。
（1）根據(jù)《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》第26條的規(guī)定，當(dāng)煤層瓦斯壓力小于0.74MPa時，煤層無突出危險性。
（2）根據(jù)原蘇聯(lián)和我國突出礦井的統(tǒng)計資料分析，在煤層可燃基瓦斯含量小于10m3/t時，基本上沒有發(fā)生過突出，可燃基瓦斯含量指標(biāo)換算成原煤瓦斯含量，近似為8m3/t。原西德和澳大利亞開采煤層煤質(zhì)較堅硬，統(tǒng)計資料表明，煤層可解吸瓦斯含量小于9m3/t時，基本上沒有發(fā)生過突出。但這些國家實際執(zhí)行過程中普遍都將可解吸瓦斯含量降低到6m3/t左右。
（3）根據(jù)我國突出礦井的統(tǒng)計資料分析，按最小突出壓力0.74MPa計算，煤層的平均瓦斯含量為8m3/t左右。
三、鉆孔控制范圍
a) 石門（井筒）揭煤工作面控制范圍應(yīng)根據(jù)煤層的實際突出危險程度確定，但必須控制到巷道輪廓線外8m以上（煤層傾角>8°時，底部或下幫5m）。鉆孔必須穿透煤層的頂（底）板0.5m以上。若不能穿透煤層全厚，必須控制到工作面前方15米以上。
b) 煤巷掘進(jìn)工作面控制范圍為：巷道輪廓線外8m以上（煤層傾角>8°時，底部或下幫5m）及工作面前方10m以上。
c) 采煤工作面控制范圍為:工作面前方20m以上。
四、采煤工作面抽采指標(biāo)采用抽采率或回采前煤的可解吸瓦斯量指標(biāo),是根據(jù)煤層群開采、單一煤層開采瓦斯涌出特征提出的。煤層群開采必須符合表1要求，單一煤層開采必須符合表1或表2要求。具體指標(biāo)如表1、表2所示。指標(biāo)大小兼顧了瓦斯抽采技術(shù)能夠達(dá)到的可能性和工作面能夠承受的風(fēng)排瓦斯量。
瓦斯抽放必須做到“多措并舉、可保盡保、應(yīng)抽盡抽、抽采平衡”，根據(jù)礦井煤層賦存地質(zhì)、瓦斯條件，采取區(qū)域和局部多種抽采措施，并優(yōu)先考慮開采保護(hù)層，最大限度抽采井下煤巖層瓦斯，達(dá)到抽采達(dá)標(biāo)，實現(xiàn)先抽后掘、先抽后采、抽掘平衡、抽采平衡。
第二章 瓦斯抽放基本方法
第一節(jié) 開采層瓦斯抽放
第二節(jié) 鄰近層瓦斯抽放
第三節(jié) 采空區(qū)瓦斯抽放
第二章 煤礦瓦斯抽放的基本方法
煤礦瓦斯抽放的基本方法有開采層瓦斯抽放（本煤層瓦斯抽放）、鄰近層瓦斯抽放、采空區(qū)瓦斯抽放和圍巖瓦斯抽放. 本煤層瓦斯抽放按抽放的機理分為未卸壓抽放和卸壓抽放，鄰近層抽放分為上鄰近層（或頂板鄰近層）抽放和下鄰近層（或底板鄰近層）抽放，采空區(qū)抽放分為半封閉采空區(qū)抽放和全封閉采空區(qū)抽放。
1、用鉆孔抽放（預(yù)抽）本煤層瓦斯有如下特點：
1） 通過抽放降低采掘前煤體中瓦斯的含量，從而減少工作面生產(chǎn)中的瓦斯涌出量；
2） 降低采煤機工作面瓦斯涌出量的峰值，通過解決瓦斯涌出不均衡問題來減少瓦斯超限；
3） 通過預(yù)抽卸壓消突，防止生產(chǎn)過程中瓦斯動力現(xiàn)象的發(fā)生，消除突出危險性；
4） 在鉆孔抽放流量衰減到一定程度后，利用這些抽放孔進(jìn)行煤體注水，可以起到降塵作用；
5） 必須提前打鉆，需要較長的預(yù)抽時間，采掘部署及早考慮鉆孔抽放
2、影響鉆孔瓦斯抽放的主要因素
1） 煤層地質(zhì)因素：煤層透氣性
2） 技術(shù)因素：鉆孔長度、鉆孔直徑、抽放負(fù)壓、封孔長度
對難抽放煤層采用常規(guī)的預(yù)抽放式難以奏效，必須進(jìn)行強化抽放，利用專門的措施人為提高煤層的透性.提高本煤層鉆孔瓦斯抽放（預(yù)抽）效果的技術(shù)途徑從以下幾個方面考慮：
1）增加鉆孔暴露煤面積：①加大鉆孔直徑；②增加鉆孔的穿煤長度；③增加鉆孔密度，縮小鉆孔距；
2）人為改變瓦斯流動場的邊界條件：①提高煤層瓦斯壓力，向煤體內(nèi)注高壓氣體；②提高抽瓦斯鉆孔負(fù)壓；
3）延長抽放時間。
4）改進(jìn)布孔方式，如交叉布孔。
5）保證鉆孔密封性。
6）改變煤層透氣性系數(shù)，主要措施有：①水力割縫；②水力壓裂；③松動爆破；④控制爆破；⑤煤層的物理化學(xué)方法處理。
（二）、本煤層卸壓抽放
在受回采或掘進(jìn)的采動影響下，引起煤層和圍巖的應(yīng)力重新分布，形成卸壓區(qū)和應(yīng)力集中區(qū)。在卸壓區(qū)內(nèi)煤層膨脹變行，透氣性系數(shù)增加，在這個區(qū)域內(nèi)打鉆抽放瓦斯，可以提高抽放量，并阻截瓦斯流向工作空間。本煤層卸壓抽放分為：
1、由煤巷兩側(cè)或巖巷向煤層周圍施工鉆孔進(jìn)行邊掘邊抽。
2、由開采層機巷、風(fēng)巷等向工作面前方卸壓區(qū)施工鉆孔進(jìn)行邊采邊抽。
3、由巖巷、煤門等向開采分層的上部或下部未采分層施工穿層或順層鉆孔進(jìn)行邊采邊抽。
三、本煤層瓦斯抽放的布置形式及特點
（一）、本煤層未卸壓鉆孔抽放
本煤層預(yù)抽瓦斯是鉆孔打入未卸壓的原始煤體進(jìn)行抽放瓦斯。其抽放效果與原始煤體透氣性和瓦斯壓力有關(guān)。煤層透氣性越小，瓦斯壓力越低越難抽出瓦斯。對于透氣性系數(shù)大或沒有鄰近卸壓條件的煤層，可以預(yù)抽原始煤體瓦斯。該法按鉆孔與煤層的關(guān)系分為穿層鉆孔和沿煤層鉆孔；按鉆孔角度分為上向孔、下向孔和水平孔。
1、穿層鉆孔抽放
穿層鉆孔抽放是在開采煤層的頂板或底板巖巷（或煤巷）內(nèi)，每隔一段距離開一長約10m 的鉆場，從鉆場向煤層施工5 --10個穿透煤層全厚的鉆孔，封孔或?qū)⒄麄€鉆場封閉起來，安裝上抽放管路并與抽放系統(tǒng)連接進(jìn)行抽放， 穿層鉆孔的控制范圍一般要求為被掩護(hù)的突出煤層的掘進(jìn)巷道及其輪廓線外20m，最小不低于8m。鉆孔應(yīng)穿透煤層，終孔間距一般不大于5m。瓦斯預(yù)抽率應(yīng)大于30%以上。底板穿層鉆孔掩護(hù)突出煤層掘進(jìn)鉆孔布置形式見圖1。
此種抽放方法的特點是施工方便，可以預(yù)抽的時間長。如果是厚煤層分層開采，第一分層回采后，還可在卸壓的條件下，抽放未采分層的瓦斯。
李溝礦編制的瓦斯綜合治理示范化礦井建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)中就設(shè)計有底板預(yù)抽巷，該預(yù)抽巷位于采面下部，與機巷平距12～20m，高度在主采二1煤層底板以下10m處沿薄層煤一8煤走向施工（見下圖）。
2、順層鉆孔抽放
順層鉆孔抽放是在開采煤層的機巷和風(fēng)巷沿煤層傾斜方向施工順層傾向鉆孔，布孔方式有平行孔、扇形孔、交叉孔等，有的在采區(qū)上、下山沿煤層走向施工水平鉆孔抽放。
為了實現(xiàn)快速掘進(jìn)和治理回采過程中瓦斯超限，義安礦12051工作面設(shè)計施工了高位順層預(yù)抽排放巷。高位順層預(yù)抽排放巷位于工作面軌道（膠帶）順槽內(nèi)側(cè)平距20m（中-中），與順槽平行。高位順層預(yù)抽排放巷布置在煤層頂板巖石中，距煤層頂板5m。自
自軌道（膠帶）順槽開口向里60m開始，每隔130m垂直巷道開口，向下以30°坡度掘進(jìn)巷道揭煤二1煤層。揭開煤層后，與軌道（膠帶）順槽垂直施工10m煤巷（軌道（膠帶）順槽寬度及兩側(cè)各3m），作為抽放鉆場， 在鉆場內(nèi)兩則，沿軌道順槽（膠帶）方向各打22個控制前方66m、巷幫8米的抽放鉆孔，控制底板1m，抽放鉆孔孔徑89mm。相向鉆孔交叉5m。設(shè)計如圖所示。
高位順層預(yù)抽排放巷在掘進(jìn)軌道（膠帶）順槽時可以實現(xiàn)提前對需要掘進(jìn)煤巷附近煤體預(yù)抽卸壓消突，并可作為掘進(jìn)時的回風(fēng)巷，縮短通風(fēng)距離。當(dāng)工作面形成后，高位順層預(yù)抽排放巷與軌道順槽一起作為回風(fēng)巷，形成工作面的“一進(jìn)二回”通風(fēng)系統(tǒng)。
（二）、卸壓鉆孔抽放
1、掘進(jìn)工作面邊掘邊抽
未經(jīng)預(yù)抽或雖經(jīng)預(yù)抽未達(dá)抽放效果，包括由于煤層透氣性差、抽放鉆孔數(shù)量不足、孔深不夠、預(yù)抽時間短等原因致使掘進(jìn)過程中瓦斯涌出量仍然較大，在掘進(jìn)工作進(jìn)行過程中同時進(jìn)行抽放瓦斯工作的抽放方式。具體做法是在掘進(jìn)巷道的兩幫，隨掘進(jìn)巷道的推進(jìn)，每隔40~50m施工一個鉆場，每個鉆場內(nèi)沿巷道掘進(jìn)方向施工6-9個50~60m深的抽放鉆孔；
在掘進(jìn)迎頭每次施工一定數(shù)量和深度的抽放鉆孔或排放鉆孔。掘進(jìn)迎頭及兩幫鉆場的鉆孔在終孔時上排施工至煤層頂板，下排施工至煤層底板，鉆孔控制范圍為巷道周界外8m，孔底間距為2~3m，鉆孔直徑為75---110mm，封孔深度為5m，封孔后連接于抽放系統(tǒng)進(jìn)行抽放。巷道周圍的卸壓區(qū)一般為5~15m，經(jīng)封孔抽放后，降低了煤幫及掘進(jìn)迎頭的瓦斯涌出量。
新義礦、義安礦在巷道掘進(jìn)過程中采用主巷超前排放鉆孔+巷幫鉆場抽放作為掘進(jìn)防突措施（見圖5-2-9）。巷幫鉆場深孔抽放的鉆孔布置為①鉆場間距：在巷道左右兩幫每隔20m（中-中）交替邁步施工鉆場，同側(cè)鉆場中-中40m； ②鉆孔布置：巷幫鉆場內(nèi)前方上中下設(shè)計三排鉆孔，每排三個共9個孔，鉆孔直徑φ89mm，孔深控制前方50m以上，控制巷幫8m，抽放孔壓茬在巷道軸線上不得小于10m
主巷排放鉆孔根據(jù)斷面設(shè)計25個，孔徑Φ 89mm，孔深11 m，鉆孔沿巷道中線對稱布置，排放孔全部打成后排放時間不少于2小時。
它的特點是能控制掘進(jìn)巷道迎頭的煤層賦存狀況，既保證了掘進(jìn)巷道迎頭的瓦斯抽放，又能降低巷道兩幫的瓦斯涌出量，并對周圍瓦斯向巷道涌出起到隔斷作用. 在巷道掘進(jìn)期間還能繼續(xù)抽放巷道兩幫的卸壓瓦斯，保證了高突煤巷的安全掘進(jìn)。
2、 回采工作面隨采隨抽
在開采層未經(jīng)預(yù)抽或預(yù)抽時間不夠造成預(yù)抽效果達(dá)不到要求的情況下，為解決開采時瓦斯涌出量大的問題而在回采同時進(jìn)行抽放瓦斯的抽放方式。
回采工作面隨采隨抽可分為回采工作面淺孔卸壓抽放和回采工作面深孔卸壓抽放。
本煤層隨采隨抽是抽放開采煤層工作面前方和兩側(cè)卸壓帶的卸壓瓦斯。在回采工作面的前方一定距離存在卸壓帶和集中應(yīng)力帶，卸壓帶可松動煤體增加透氣性，隨著工作面的推進(jìn)卸壓帶和集中應(yīng)力帶向前移動，形成新的卸壓帶和集中應(yīng)力帶，應(yīng)力集中帶與回采工作面之間始終保持有一個約15m左右的卸壓帶，在此卸壓帶內(nèi)可以抽放瓦斯。若將抽放鉆孔提前布置在煤層內(nèi)，當(dāng)卸壓帶移至鉆孔時，便可抽出流量較大的瓦斯。
1）回采工作面淺孔卸壓抽放
低透氣性煤層的預(yù)抽效果很差，本煤層瓦斯抽放率往往在10%左右，為了解決開采層預(yù)抽效果差、瓦斯涌出量大等問題，應(yīng)用淺孔抽放技術(shù)即利用回采工作面前方塑性極限應(yīng)力區(qū)內(nèi)煤層透氣性顯著提高的特征，在工作面施工淺孔抽放鉆孔，對塑性極限應(yīng)力區(qū)內(nèi)煤層瓦斯進(jìn)行抽放和隔斷控制，有效地解決低透氣性煤層預(yù)抽效果差的問題。
由于采掘作用的結(jié)果，采煤工作面前方支撐壓力可分為三個區(qū)，即原始應(yīng)力區(qū)、集中應(yīng)力區(qū)和卸壓區(qū)。原始應(yīng)力區(qū)未受采動影響，處于三向應(yīng)力平衡狀態(tài)；應(yīng)力集中區(qū)位于煤壁前方6～20m范圍，其峰值在煤壁前方10m左右。在應(yīng)力集中帶內(nèi)，最大應(yīng)力比原始應(yīng)力高1～2倍，造成煤體發(fā)生塑性破壞，應(yīng)力集中區(qū)不但地應(yīng)力大，也潛伏著高能瓦斯，是發(fā)生煤與瓦斯突出的策源地，也是防突的關(guān)鍵。由最大應(yīng)力點至煤壁的距離稱為塑性極限應(yīng)力帶，如圖所示。
卸壓區(qū)位于煤壁前方2～6m范圍。在卸壓帶和塑性極限應(yīng)力帶，受超前動壓作用后，該區(qū)煤體結(jié)構(gòu)受到破壞，煤層卸壓充分，應(yīng)力明顯降低，煤層透氣性大增，大量吸附瓦斯轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x瓦斯。瓦斯由工作面深部向煤壁暴露面涌出，進(jìn)入采掘空間中。
在采面煤壁布置鉆孔，孔深8～10m，孔徑89mm。最后一個鉆孔聯(lián)網(wǎng)抽放時間不少于2小時。在采煤工作面沿支架架箱敷設(shè)一趟Ф150mm脈吸管，每10m設(shè)一個多通接頭，每個接口用Ф25mm軟膠管連接一個封孔器，每架一個，對應(yīng)插入煤壁前方超前鉆孔內(nèi)，形成工作面抽放系統(tǒng)。新安礦14151、14181工作面都采取了這種方式。
2）回采工作面深孔卸壓抽放
由開采層順槽向工作面前方卸壓區(qū)施工鉆孔進(jìn)行邊采邊抽，對塑性極限應(yīng)力區(qū)內(nèi)煤層瓦斯進(jìn)行抽放和隔斷控制，解決低透氣性煤層預(yù)抽效果差的問題。
新安礦14151工作面經(jīng)礦山壓力測定回采位置向外15米以內(nèi)為卸壓區(qū)，15米以外為原始應(yīng)力區(qū)，隨著工作面回采，卸壓區(qū)逐步外移，基本保持15米左右范圍。14151工作面煤層急軟f=0.2左右，透氣性差，屬難抽放煤層，預(yù)抽鉆孔施工時卡鉆、頂鉆、噴孔、壓死鉆孔造成鉆桿丟失現(xiàn)象嚴(yán)重，鉆孔成孔困難，踏孔現(xiàn)象嚴(yán)重，上下巷施工的本煤層預(yù)抽鉆孔深度均在30-40米，上下巷本煤層鉆孔不能實現(xiàn)對接，采面中間留有40m抽放空白帶。
該礦采取卸壓帶進(jìn)行深孔抽放的補救措施，取得了較好效果。使用3200型液壓鉆機，鉆孔直徑94mm，在卸壓帶沿煤層傾向布置鉆孔，下巷一般孔深70米左右，最高接近100米，上巷一般在60米左右，單孔施工時間在一班左右（包括移鉆、穩(wěn)鉆），孔深大大提高。上下巷本煤層鉆孔實現(xiàn)對接，壓茬距離超過10米，鉆孔施工時卡鉆、頂鉆、噴孔現(xiàn)象明顯減少、減輕，鉆進(jìn)壓力小，鉆進(jìn)速度快，鉆孔成孔率高。鉆孔最好布置與采面成迎面斜交，孔底可以提前抽到卸壓瓦斯。同時與工作面淺孔（12.5米）抽放實現(xiàn)垂直交叉，在工作面前方實現(xiàn)“網(wǎng)格”式抽放，由于鉆孔交叉，應(yīng)力重新分布并卸壓充分，同時增加了煤層透氣性和煤體內(nèi)瓦斯運移通道，提高了瓦斯抽放效果。
此種抽放方法的特點是利用回采工作面前方卸壓帶透氣性增大的有利條件，提高抽放率。
第二節(jié) 鄰近煤層瓦斯抽放
一、鄰近層瓦斯抽放的含義
鄰近層瓦斯抽放，即為通常所稱的卸壓層瓦斯抽放。在煤層群條件下，受開采層的采動影響，其上部或下部的鄰近煤層得到卸壓后會發(fā)生膨脹變形，其透氣性會大幅度提高，鄰近煤層的卸壓瓦斯會通過層間裂隙大量涌向開采層，為防止和減少鄰近層瓦斯涌向開采層可采用抽放的辦法來處理這部分瓦斯。
開采煤層群時，回采煤層的頂、底板圍巖將發(fā)生冒落、移動和卸壓，透氣性系數(shù)增加?；夭擅簩痈浇拿簩又械耐咚?，就能向回采煤層的采空區(qū)轉(zhuǎn)移。能向開采煤層采空區(qū)涌出瓦斯的煤層，就叫做鄰近層。鄰近層瓦斯抽放即是在有瓦斯賦存的鄰近層內(nèi)預(yù)先開鑿抽放瓦斯的巷道，或預(yù)先從開采煤層或圍巖大巷內(nèi)向鄰近層打鉆，將鄰近層內(nèi)涌出的瓦斯抽出。
二、鄰近層瓦斯抽放的分類
鄰近層瓦斯抽放按鄰近層的位置分為上鄰近層（或頂板鄰近層）抽放和下鄰近層（或底板鄰近層）抽放；
按匯集瓦斯的方法分為鉆孔抽放、巷道抽放和巷道與鉆孔綜合法三類。
（一）、上鄰近層瓦斯抽放
上鄰近層瓦斯抽放即是鄰近層位于開采層的頂板，通過巷道或鉆孔來抽放上鄰近層的瓦斯。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。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)行上鄰近層抽放。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，是抽放瓦斯的最好區(qū)帶，抽放量大，濃度高。因此上鄰近層抽放層位取冒落帶高度為下限距離，裂隙帶的高度為上限距離。
（二）、下鄰近層瓦斯抽放
下鄰近層瓦斯抽放即是鄰近層位于開采層的底板，通過巷道或鉆孔來抽放下鄰近層的瓦斯。根據(jù)上述三帶原理和底板兩帶原理，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。
第三節(jié) 采空區(qū)瓦斯抽放方法
一、采空區(qū)瓦斯抽放的含義
開采厚煤層或鄰近層處于冒落帶時，其中大量的瓦斯會直接進(jìn)入采空區(qū)。當(dāng)回采工作面的采空區(qū)或老空區(qū)積存大量瓦斯時，往往被漏風(fēng)帶入生產(chǎn)巷道或工作面，造成瓦斯超限而影響生產(chǎn)，因而應(yīng)對采空區(qū)的瓦斯進(jìn)行抽放。對采空區(qū)的瓦斯進(jìn)行抽放的方法，叫做采空區(qū)抽放。
二、采空區(qū)瓦斯抽放的分類
按采空區(qū)瓦斯抽放方式分為鉆孔抽放法和巷道抽放法。
按采空區(qū)的狀態(tài)分為半封閉采空區(qū)抽放和全封閉采空區(qū)抽放。
（一）、鉆孔抽放法
1、利用在開采層頂板中掘的巷道向采空區(qū)頂部施工鉆孔進(jìn)行抽放，終孔高度為采高5倍以上；
2、由回風(fēng)巷或上階段運輸巷每隔一段距離（30~50m）向采空區(qū)冒落拱頂部施工鉆孔進(jìn)行瓦斯抽放；
3、由回風(fēng)巷向工作面頂板開鑿專門鉆場，迎著工作面方向向冒落帶上方施工頂板走向鉆孔進(jìn)行抽放，鉆孔平行煤層走向或與走向間有一個不大的夾角；
4、如果采空區(qū)距地表不深時，也可以從地表向采空區(qū)打鉆孔進(jìn)行抽放。
（二）、巷道抽放法
1、利用上階段回風(fēng)水平密閉接瓦斯管路進(jìn)行抽放。
2、專門掘瓦斯尾巷或高抽巷，通過瓦斯尾巷或高抽巷接瓦斯管路進(jìn)行抽放。
三、采空區(qū)瓦斯抽放的布置形式及特點
（一）、半封閉采空區(qū)瓦斯抽放
(1) 頂板走向長鉆孔瓦斯抽放
（2）高抽巷瓦斯抽放
（3）低位鉆場高位鉆孔抽放
（4）后退式老塘預(yù)埋管路瓦斯抽放
(5) 后退式老塘插管路瓦斯抽放
(6）高位尾抽巷瓦斯抽放
（7）工作面尾巷抽放
（8）地面鉆孔抽放
三、采空區(qū)瓦斯抽放的布置形式及特點
（一）、半封閉采空區(qū)瓦斯抽放
半封閉采空區(qū)瓦斯抽放是指:回采工作面后方的，在工作面回采過程中始終存在，并且隨著工作面推進(jìn)范圍逐漸增加的采空區(qū)。半封閉采空區(qū)抽放主要抽放方式有：
1) 開采煤層頂板走向長鉆孔瓦斯抽放（高位鉆場高位孔）
通過施工頂板走向鉆孔進(jìn)行瓦斯抽放，切斷了上鄰近層瓦斯涌向工作面的通道，同時對采空區(qū)下部賦存的瓦斯起到拉動作用，改變了采煤工作面上隅角一帶瓦斯積聚區(qū)的流場分布規(guī)律，在采空區(qū)流場上部增加匯點，使瓦斯通過匯點流出。
1、鉆場的施工
在開采煤層工作面上風(fēng)巷每隔200～500m左右施工一個鉆場，為了使鉆孔開孔能夠布置在巖層相對穩(wěn)定的層位中，鉆場在上風(fēng)巷下幫開口按30o向上施工，距開采煤層頂板5--10m后變平，再施工4 m平臺。平臺凈高2.2 m，凈寬4m，鉆場里口變平處要刷長至5 m。鉆場巷道的底板為開采煤層的頂板，這樣即可為開孔提供距煤層頂板5 --10m以上的高度。
2、鉆孔的施工
為了使鉆孔能夠布置在巖層相對穩(wěn)定的層位中，并且能在切頂線前方不出現(xiàn)鉆孔嚴(yán)重變形和垮孔現(xiàn)象，根據(jù)冒落帶、裂隙帶的發(fā)育高度，決定鉆孔的終孔布置在裂隙帶的下部、冒落帶的上部。鉆孔深度為250m~500m，鉆孔終孔高度位于煤層頂板向上15m~25m左右，傾斜方向在工作面上出口向下10~40m左右。新安礦、千秋礦、耿村采用有這種抽放方式。千秋礦高位鉆場隔距400～500米，鉆孔深度為500～600米。
淮南在高瓦斯采煤工作面普遍采用了頂板走向鉆孔瓦斯抽放方法。經(jīng)對抽放效果進(jìn)行分析，頂板走向鉆孔的有效抽放段為距煤層頂板10~25m的范圍，在此范圍內(nèi)，單孔瓦斯抽放濃度在20~70%之間，可穩(wěn)定在40%左右，單孔瓦斯抽放流量在1.0~2.0m3/min，平均為1.5 m3/min，有效地解決了采煤工作面的瓦斯超限問題，是目前開采煤層采煤工作面瓦斯治理的一種重要措施和手段。此種抽放方法尚需解決以下問題：一是頂板走向鉆孔過地質(zhì)破碎帶時的施工問題以及軟巖層段成孔問題；二是采煤工作面在鉆場接替期間由于瓦斯抽放量降低，從而造成回風(fēng)流瓦斯超限問題。
（2）、高抽巷瓦斯抽放
在開采煤層采煤工作面階段上山沿走向方向先施工一段高抽巷平巷，與工作面回風(fēng)巷水平距離內(nèi)錯15~20m，然后起坡施工至距開采煤層頂板15~20m左右變平，再施工至工作面走向邊界。高抽巷采用錨網(wǎng)支護(hù)，斷面為4m2，通過在高抽巷外口打密閉墻穿管抽放采空區(qū)積存的瓦斯。
高抽巷施工時應(yīng)注意以下問題：1）是高抽巷的層位要處于采空區(qū)裂隙帶內(nèi)，此處透氣性好，又處于瓦斯富集區(qū)，能抽到高濃度瓦斯；2）是高抽巷的水平投影距回風(fēng)巷的平行距離要控制在15～20m范圍內(nèi)，距離過近，巷道漏氣嚴(yán)重，距離過遠(yuǎn)，抽放巷道端頭不處在瓦斯富集區(qū)，抽放效果均不好；3）是高抽巷要封閉嚴(yán)實，保證不漏氣，施工時要做到封閉墻周邊掏槽，見硬幫、應(yīng)底，并且要施工雙層封閉，雙層封閉之間距離大于0.5m，并注漿充填；4）是抽放口位置距離封閉墻里墻面要大于2m，高度應(yīng)大于巷道高度的2/3，抽放口應(yīng)設(shè)有不能進(jìn)入雜物的保護(hù)設(shè)施。高抽巷抽放解決了頂板走向鉆孔抽放方法中鉆場接替期間抽放效果較差的難題，是解決采空區(qū)瓦斯涌出的有效途徑。它主要適用于無煤層自燃發(fā)火或發(fā)火期較長的回采工作面。
（3）、低位鉆場高位鉆孔抽放（平鉆場高位孔）
低位鉆場：在上巷下幫垂直煤壁開口，鉆場由里向外流水坡度為千分之三，鉆場規(guī)格長4～5米，寬3～4米，高2.5米。鉆場口施工長1米、寬0.6米、深1米的排水泵坑。低位鉆場間距一般不超過30--50米。
高位鉆孔：每個鉆場6～8個鉆孔，雙排布置，鉆孔間排距0.5米左右，開孔直徑89～113mm， 孔深根據(jù)鉆場間距而定，臨近鉆場鉆孔壓茬距離不能小于30米，每個鉆場鉆孔終孔位置距煤層頂板垂高一般12～15米，鉆孔終孔控制水平范圍上隅角往下20～25米，鉆孔采用聚胺脂封孔，封孔管直徑40～50mm，封孔管要全部穿過煤層，進(jìn)入巖石不小于1米。
鉆場設(shè)計與鉆場排水系統(tǒng)、抽放管路布置、鉆場通風(fēng)同時進(jìn)行。
（4）、后退式老塘預(yù)埋管路瓦斯抽放（上隅角遠(yuǎn)距離埋管瓦斯抽放）
將抽放瓦斯管路通過上風(fēng)巷預(yù)先埋在緊靠上風(fēng)側(cè)的采空區(qū)里，當(dāng)抽放管路埋入工作面老塘20m時，再重新埋入一路抽放管路；當(dāng)新埋的管路進(jìn)入工作面老塘20m時，將新埋的管路與抽放系統(tǒng)合茬，即管路每40m切換一次。通過抽放使得積聚在采空區(qū)上隅角的瓦斯在沒有進(jìn)入回風(fēng)流前被抽出。埋壓的抽放管路不再回收，抽放高濃度瓦斯，交替邁步埋管。另一種是埋入一趟抽放管路,每20--30m設(shè)置一個三通.
淮南潘一礦通過在采煤工作面采用后退式老塘預(yù)埋管路的方法進(jìn)行瓦斯抽放，瓦斯抽放濃度為10~30%，平均為18%，瓦斯抽放流量為3~8 m3/min，平均為5 m3/min，取得了較好的效果。
（5）后退式老塘插管路瓦斯抽放（上隅角插管瓦斯抽放）
在工作面上隅角埋壓￠225 mm的管路，管路與工作面上巷的抽放支管路相連接，埋入深度為3～5米，并在工作面上、下隅角老塘側(cè)建煤袋墻，埋壓的抽放管路隨工作面支架拉移而移動。分別在工作面上下隅角處，沿著支架和巷道幫的漏風(fēng)進(jìn)出口壘一道煤袋墻，并封閉完好。工作面每推2m壘一道。壘上隅角煤袋墻時，同時在工作面上隅角加掛擋風(fēng)簾，相對增加采空區(qū)漏風(fēng)出口的風(fēng)壓，使采空區(qū)形成一個基本封閉的高瓦斯空間。沿巷道頂部埋入6m長Ø150mm聚乙稀抽放主管，埋入煤袋墻以里不得低于1.5米。其與上巷Ø150mm聚乙烯抽放主管路相連。待上隅角聚乙烯管埋深達(dá)5m后，隨工作面推進(jìn)和支架外移逐步外撤。待撤夠6m后，掐掉一根抽放主管再進(jìn)行抽放，以此循環(huán)作業(yè)。
（6）高位尾抽巷瓦斯抽放
根據(jù)回采工作面巷道布置狀況，在工作面回采初期利用尾抽巷來抽放瓦斯。尾抽巷的具體要求為：在工作面上風(fēng)巷沿煤層傾向方向爬坡施工至距開采煤層頂板3～5m左右變平，然后再沿工作面走向方向施工至工作面走向邊界，與上風(fēng)巷凈煤柱6～8m，巷道規(guī)格為2m ×2m。在尾抽巷預(yù)設(shè)瓦斯抽放管路，當(dāng)工作面開始回采前，在尾抽巷構(gòu)筑封閉墻，墻上要留有管子孔。封閉墻墻垛用料石砌筑，墻垛厚度不得小于0.8m，封閉墻前后5m以內(nèi)的巷道支護(hù)要完好，墻四周掏槽，并要使幫、頂接實，墻面要抹平、不漏風(fēng)。當(dāng)工作面開始回采時，即可利用預(yù)設(shè)的抽放管路合茬進(jìn)行抽放。
千秋、耿村采用局部高位瓦斯抽放尾巷，在開切眼上方形成反“E”形尾巷頂板瓦斯道，來解決初采期間的瓦斯問題。
（7） 工作面尾巷抽放
在回采工作面與回風(fēng)巷平行做一條排瓦斯尾巷，在采取風(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。
（8） 地面鉆孔抽放
地面鉆孔抽放采空區(qū)瓦斯在國外應(yīng)用的較多，我國淮南、平頂山等地，都在實驗應(yīng)用。
（二）全封閉采空區(qū)抽放瓦斯
全封閉采空區(qū)抽放瓦斯是指工作面（或采區(qū)、礦井）已采完封閉的采空區(qū)，也稱老采空區(qū)。
全封閉采空區(qū)抽放瓦斯分為一下幾種形式:
1) 報廢礦井抽放瓦斯，
2) 開采已久的老采空區(qū)抽放瓦斯
3） 采完不久的老采空區(qū)抽放瓦斯
4） 鉆孔抽放瓦斯
四、采空區(qū)瓦斯抽放注意事項
采空區(qū)抽放前應(yīng)加固密閉墻、減少漏風(fēng)；抽放時要及時檢查抽放負(fù)壓、流量、抽放瓦斯成分與濃度，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整；一旦發(fā)現(xiàn)一氧化碳濃度有異常變化時，說明煤層有自燃發(fā)火傾向，應(yīng)立即停止抽放，采取防范措施。
第三章 瓦斯抽放鉆孔和抽放管路
第一節(jié) 煤層瓦斯抽放鉆孔施工
一、瓦斯抽放鉆孔施工參數(shù)的確定
瓦斯抽放鉆孔施工參數(shù)主要有鉆孔直徑、鉆孔深度、鉆孔間距、鉆孔方位角和鉆孔傾角、鉆孔的有效排放半徑等。
（一）鉆孔直徑的確定
鉆孔直徑大，鉆孔暴露煤的面積亦大，則鉆孔瓦斯涌出量也較大。根據(jù)測定結(jié)果表明，鉆孔直徑由73mm提高到300mm，鉆孔的暴露面積增至4倍，而鉆孔抽放量增加到2.7 倍。鉆孔直徑應(yīng)根據(jù)鉆機性能，施工速度與技術(shù)水平、抽放瓦斯量、抽放半徑等因素確定，目前一般采用抽放瓦斯鉆孔直徑為75~150mm。
（二）、鉆孔深度的確定
根據(jù)實測結(jié)果表明，單一鉆孔的瓦斯抽放量與其孔長基本上成正比關(guān)系，因此在鉆機性能與施工技術(shù)水平允許的條件下，盡可能采用長鉆孔增加抽放量和鉆孔交叉長度。
（三）、鉆孔有效排放半徑的確定
鉆孔的有效抽放半徑是指在規(guī)定的抽放時間內(nèi)抽放鉆孔的影響范圍，需要在現(xiàn)場實際測定。鉆孔有效排放半徑一般為0.5m~1.0m，鉆孔的有效抽放半徑一般為1.0m~2.0m。
（四）、鉆孔間距的確定
鉆孔間距應(yīng)小于或等于鉆孔有效排放半徑的 2倍， 一般不超過2米。
二、瓦斯抽放鉆孔的施工
（一）、鉆孔要嚴(yán)格按照標(biāo)定的孔位及施工措施中規(guī)定的方位、角度、孔深進(jìn)行施工，嚴(yán)禁擅自改動，并使用壓風(fēng)排粉。
（二）、安裝鉆桿時應(yīng)注意以下問題：
1、先檢查鉆桿，應(yīng)不堵塞、不彎曲、絲扣未磨損。
2、連接鉆桿時要對準(zhǔn)絲扣，避免歪斜和漏風(fēng)。
3、裝卸鉆頭時，應(yīng)嚴(yán)防管鉗夾傷硬質(zhì)合金片、夾扁鉆頭和巖芯管。
（三）、鉆頭送入孔內(nèi)開始鉆進(jìn)時，壓力不宜太大，要輕壓慢轉(zhuǎn)，待鉆頭下到孔底工作平穩(wěn)后，壓力再逐漸增大。
（四）、鉆進(jìn)時，開鉆前必須先供風(fēng)，煤粉返回后才能給壓鉆進(jìn)。
（六）、鉆進(jìn)過程中的注意事項如下：
1、發(fā)現(xiàn)煤壁松動、片幫、來壓必須立即停止鉆進(jìn)。
2、鉆孔透采空區(qū)發(fā)現(xiàn)有害氣體噴出時，要停鉆加強通風(fēng)并及時封孔。
3、鉆孔鉆進(jìn)時出現(xiàn)瓦斯急劇增大、頂鉆等現(xiàn)象時，要及時采取措施進(jìn)行處理。
三、瓦斯抽放鉆孔的封孔方法
瓦斯抽放鉆孔的封孔應(yīng)滿足密封性好、操作方便、速度快、材料便宜等要求。對成孔效果好、服務(wù)期不長的鉆孔可用機械式封孔器（施工方便，封孔器可重復(fù)使用）；對于煤巖強度不高、封孔深度較長的鉆孔可用充填材料封孔。封孔長度，巖石孔一般不少于2～5m，煤孔一般不少于4～10m。封孔前必須清除孔內(nèi)煤巖粉.
充填材料封孔用于鉆孔形狀規(guī)則或不規(guī)則的巖孔和煤孔中，充填材料封孔方法主要有水泥、砂漿封孔和聚氨酯封孔等。
聚氨酯封孔具有密封性好、硬化快、質(zhì)量輕、膨脹性強的優(yōu)點。它有甲、乙兩組藥液混合而成。封孔時，按比例將甲、乙兩組藥液倒入容器內(nèi)混合攪拌后，混合液倒在封孔布上并纏在抽放管上送入鉆孔，它在自由空間內(nèi)約膨脹20倍，在鉆孔內(nèi)可借此膨脹性能將鉆孔密封。
四、鉆孔施工中常見事故
鉆孔施工過程中常見的事故有：①在鉆孔施工過程中發(fā)生瓦斯燃燒、爆炸和熏人事故；②在鉆孔施工過程中發(fā)生煤和瓦斯突出事故；③在鉆孔施工過程中電氣設(shè)備失爆或電氣傷人事故；④鉆孔施工作業(yè)場所由于片幫冒頂而造成傷人事故；⑤鉆孔施工作業(yè)人員操作鉆機而造成鉆桿攪人及牙鉗傷人等機械事故；⑥在鉆孔施工過程中由于產(chǎn)生煤塵積聚，從而造成煤塵燃燒、爆炸事故；⑦在鉆孔施工過程中的夾、頂、噴事故及其瓦斯超限等。
本煤層鉆孔施工技巧性比較強，打鉆水平高低主要體現(xiàn)在軟煤鉆孔上，避免和減少打鉆事故是專職打鉆工技術(shù)熟練程度的表現(xiàn)。
對于較為常見的軟煤層打鉆過程中噴孔嚴(yán)重，甚至造成瓦斯超限問題，決不能強硬加壓鉆進(jìn)。必須采取二次或多次套打，當(dāng)鉆進(jìn)到噴孔位置后停鉆退出鉆桿另外打孔，給鉆孔內(nèi)噴孔段煤體卸壓釋放時間和逐漸平衡地應(yīng)力的時間，等到該循環(huán)或該異常地段所有鉆孔第一輪深度打夠后，再從第一個鉆孔開始進(jìn)行套打，或者第一輪深度打夠后使用簡易的機械式封孔器進(jìn)行封孔抽放，抽放后再套打，采取逐段打鉆,逐段卸壓排放,循序漸進(jìn),直至達(dá)到設(shè)計孔深。
五、鉆孔施工安全措施
①為了防止在鉆孔施工過程中發(fā)生瓦斯超限事故，鉆孔施工作業(yè)場所必須要有良好的通風(fēng)，并安設(shè)瓦斯自動報警斷電儀。②對于瓦斯涌出量大的作業(yè)場所，鉆孔必須裝有防止瓦斯大量泄出的防噴裝置，實行“邊鉆邊抽”。③在鉆孔施工過程中，必須安設(shè)專職瓦斯檢查員加強對鉆孔施工處的瓦斯等氣體的檢查④施工作業(yè)人員在鉆孔施工過程中還必須佩帶便攜式瓦斯自動報警儀。⑤為了防止在鉆孔內(nèi)發(fā)生瓦斯燃燒、爆炸和熏人事故，采用風(fēng)力排屑時，必須保證鉆孔排屑暢通，且施工地點必須配備足夠數(shù)量的滅火器材。⑥在鉆孔施工過程中，嚴(yán)禁用鐵器敲砸鉆具。⑦為了防止在鉆孔施工
過程中發(fā)生煤和瓦斯突出事故，在突出煤層中打鉆時，鉆孔施工出必須用厚度不小于50 mm的木板一次性被嚴(yán)被實，并在被板外側(cè)用直徑不小于180 mm的圓木（不少于2根）緊貼背板打牢⑧在鉆孔施工過程中，若發(fā)現(xiàn)有突出預(yù)兆及異?，F(xiàn)象時，瓦斯檢查員和施工負(fù)責(zé)人要迅速地將所有人員撤至安全地帶，同時切斷該巷道內(nèi)所有電氣設(shè)備的電源，并及時向礦總工程師、礦調(diào)度所及有關(guān)單位匯報，待經(jīng)過處理且瓦斯等有害氣體的濃度恢復(fù)正常后，方可繼續(xù)施工；⑨為了防止鉆孔施工作業(yè)場所發(fā)生片幫冒頂事故，必須加強鉆孔施工
作業(yè)場所及周圍巷道的支護(hù)，嚴(yán)禁空幫空頂；⑩為了防止在鉆孔施工過程中發(fā)生電氣傷人事故，施工鉆孔的所有電氣設(shè)備的防爆質(zhì)量必須符合《煤礦安全規(guī)程》中的有關(guān)規(guī)定，加強電氣設(shè)備的檢查與維護(hù)，嚴(yán)禁電氣設(shè)備失爆，確保設(shè)備完好，另外施工鉆孔的電氣設(shè)備的電源必須和作業(yè)場所的局扇和瓦斯探頭實行風(fēng)、電和瓦斯、電閉鎖；①為了防止在鉆孔施工過程中發(fā)生機械傷人事故，施工鉆孔前，必須將鉆機擺放平穩(wěn)，打牢壓車柱，吊掛好風(fēng)水管路及電纜。②鉆孔施工過程中，鉆桿前后不準(zhǔn)站人，不準(zhǔn)用手托扶鉆桿，③所有施工人員要將工作服穿戴整齊，佩戴好護(hù)袖或?qū)⑿淇谠巍＂茔@孔施工過程中，操作
人員要按照鉆機操作規(guī)程和鉆孔施工參數(shù)要求精心施工，嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度，鉆機不得在無人看管的情況下運轉(zhuǎn)⑤人工取下鉆桿及加鉆桿過程中，鉆機的控制開關(guān)必須處在停止位置，嚴(yán)禁違章作業(yè)。⑥為了防止在鉆孔施工過程中發(fā)生煤塵事故，在鉆孔施工過程中，采用風(fēng)力排屑時，必須要采取內(nèi)噴霧或外噴霧等有效的滅塵措施。⑦所有鉆孔施工人員必須佩帶隔離式自救器并能熟練使用。
六、低透氣性松軟煤層鉆孔施工
低透氣性松軟煤層成孔工藝是煤礦瓦斯抽采的世界性技術(shù)難題，低透氣性松軟突出煤層抽采瓦斯成孔工藝技術(shù)是瓦斯抽放關(guān)鍵。
目前風(fēng)排粉工藝技術(shù)已經(jīng)在突出煤層得到了較為廣泛的應(yīng)用，但對f值在0.2以下的煤層，風(fēng)排粉工藝技術(shù)仍然不能解決鉆孔噴孔、夾鉆等成孔工藝技術(shù)難題。
多年來一些科研院所進(jìn)行了①風(fēng)排粉螺旋鉆桿成孔技術(shù)，②三棱鉆桿打孔試驗研究，即鉆桿的斷面采用三棱形狀，鉆桿的旋轉(zhuǎn)直徑接近鉆頭的旋轉(zhuǎn)直徑，優(yōu)點是具有揚起鉆屑的作用，有助于鉆孔排粉，③保壓鉆進(jìn)技術(shù)，④90年代平煤、淮南從澳大利亞引進(jìn)井下長鉆孔水平千米鉆機在煤層中鉆進(jìn)，⑤套管鉆進(jìn)技術(shù)，即鉆進(jìn)后用套管支撐，防止鉆孔塌孔和堵塞，⑥“扒孔鉆桿”結(jié)合風(fēng)排分技術(shù)，鉆孔成孔工藝技術(shù)研究等，這些多是在鉆桿、鉆機及排粉問題上做文章，著重從解決鉆孔的排粉和處理鉆孔塌孔問題考慮，都不同程度地提高了軟煤打鉆深度，雖有一定效果但都無根本性突破。
我們準(zhǔn)備與科研院所合作從如何消除鉆孔變形，如何防止或減小鉆孔噴孔、塌孔、夾（抱）鉆等問題著手，采用小鉆孔、多級變徑、利用鉆孔破碎圈施鉆作業(yè)等技術(shù)，在“吃掉”鉆孔塑性變形的同時，消除或減小施鉆作業(yè)誘導(dǎo)噴孔、塌孔、夾鉆的可能性，配合強處理夾（抱）鉆桿，試驗研究松軟突出煤層的深孔鉆進(jìn)。
第二節(jié) 瓦斯抽放管路
一、瓦斯抽放管路的鋪設(shè)
瓦斯抽放管路系統(tǒng)的鋪設(shè)應(yīng)根據(jù)礦井的開拓系統(tǒng)、巷道狀況、鉆場位置、瓦斯流量等因素而定。應(yīng)盡量做到：
①井下抽放管路出氣系統(tǒng)設(shè)于回風(fēng)巷道內(nèi)；
②管路鋪設(shè)時必須吊掛平直，離地高度大于
300mm，傾斜巷道應(yīng)設(shè)防滑防墜裝置；
③必須保證抽放系統(tǒng)中所有管路的接頭嚴(yán)密、不
漏氣，正式抽放前，必須對所有抽放管路進(jìn)行試通、
試漏；
④管路鋪設(shè)在有提絞運輸?shù)南锏纼?nèi)時，管路與礦車最外緣的間隙必須大于700mm；
⑤嚴(yán)禁瓦斯管路與電纜同側(cè)吊掛及與帶電物體接觸及砸壞瓦斯管路，設(shè)有抽放管路的巷道需要進(jìn)行維修時，必須制定保護(hù)抽放管路的措施；
⑥抽放鉆場、管路拐彎、低洼、溫度變化處及沿抽放管路適當(dāng)距離（一般200～300m，最大不超過500m）安設(shè)放水器；
⑦主管、分管、支管及其與鉆場連接處應(yīng)裝設(shè)瓦斯計量裝置；
⑧在抽放管路的適當(dāng)部位設(shè)置除渣裝置和測壓裝置；
⑨抽放管路分叉處應(yīng)設(shè)置控制閥門，閥門規(guī)格與安裝地點的管徑相匹配；
⑩地面主管路閥門應(yīng)設(shè)置在地表下用不燃性材料砌成的不透水觀察井內(nèi)，其間距500～1000 m。
二、瓦斯抽放管路的選型
選擇瓦斯抽放管路是決定抽放投資和抽放效果的重要因素之一。瓦斯抽放管路直徑D應(yīng)根據(jù)絕對瓦斯涌出量、預(yù)計的瓦斯抽出量及預(yù)計的瓦斯抽放率，采用下式進(jìn)行計算：
D=0.1457[Qc/υ]1/2
式中 D——瓦斯管內(nèi)徑，m；
Qc——管內(nèi)氣體混合流量，m3/min；
υ——管內(nèi)氣體經(jīng)濟合理平均流速，取υ=5~15m/s。
礦井瓦斯管路直徑，在工作面內(nèi)一般選用200~300mm，采區(qū)上下山一般選用300mm，大巷的干管選用300~400mm，井筒和地面選用400~500mm。
抽放管路的附屬裝置有閥門、測壓嘴、鉆孔（鉆場）連接裝置、排渣器、放水器等。放水器有人工放水器和自動放水器，放水器安設(shè)要求是①設(shè)置在抽放管路相對低洼處，便于充分集水和放水；②設(shè)置在管路“過橋”處，有效解決該處“水堵現(xiàn)象”；③放水器集水箱和放水口均低于抽放管路；④經(jīng)常檢查維護(hù)，避免放水器放水口被煤渣或煤泥埋沒。
三、管路安裝注意事項
（一）、管路要托掛或墊起，吊掛要平直，拐彎處設(shè)彎頭，不拐急彎。管子的接頭接口要擰緊，用法蘭盤連接的管子必須加墊圈，做到不漏氣、不漏水。
（二）、在傾斜和水平巷道中安設(shè)管路時，必須先安管子托，管托間距不大于10m，要接好一節(jié)運一節(jié)，并把接好的管子用卡子或8~10號鐵絲卡在或綁在預(yù)先打好的管子托架上。
（三）、在通風(fēng)不良處或瓦斯尾巷中安裝管路時，除有措施外，還應(yīng)配有瓦檢員，在檢查瓦斯符合有關(guān)規(guī)定后方可工作。
（四）、拆卸管子時，要兩人托住管子，一人擰下螺絲。
（五）、當(dāng)管路通過風(fēng)門、風(fēng)橋等設(shè)施時，管路要從墻的一角打孔通過，接好后用灰漿堵嚴(yán)。
（六）、在有電纜的巷道內(nèi)鋪設(shè)管路時，應(yīng)鋪設(shè)在電纜的另一側(cè)，嚴(yán)禁瓦斯管路與電纜同側(cè)吊掛。
（七）、用法蘭盤聯(lián)接管子時，嚴(yán)禁手指插入兩個法蘭盤間隙及螺絲眼，以防錯動擠手。
（八）、管路鋪設(shè)時每隔3~4m要有一吊掛點，保持平、直、穩(wěn)。井下嚴(yán)禁使用摩擦能產(chǎn)生靜電的塑料管。
（九）、新安裝或更換的管路要進(jìn)行漏氣和漏水實驗，不合標(biāo)準(zhǔn)的不能使用。
（十）、聯(lián)接瓦斯管路時必須加膠墊、上全法蘭盤螺絲并擰緊，以確保不漏氣。安裝孔板流量計時，必須嚴(yán)格按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)施工。拆除或更換瓦斯管路時，必須把計劃拆除的管路與在使用的管路用閘閥或閘門隔開，瓦斯管路內(nèi)的瓦斯排除后方可動工拆除。
四、工作面拆除管路措施
（一）、回采工作面在距鉆場30m時，生產(chǎn)單位負(fù)責(zé)在鉆場內(nèi)打兩個木垛，木垛必須接頂接實有勁，以保護(hù)鉆孔，減少變形量。
（二）、通風(fēng)部門要加強鉆場瓦斯檢查，并打上柵欄，揭示警標(biāo)，發(fā)現(xiàn)有瓦斯積聚，必須及時采取有效措施處理。
（三）、工作面在過鉆場時盡可能不破壞頂板，保護(hù)好鉆場及木垛、抽放軟管及干管，不得隨意甩管。
（四）、在工作面過鉆場20m前，新鉆場要合茬并網(wǎng)抽放。
（六）、在拆管時必須制定專項措施，選定合適班次、時間停泵拆卸，拆卸時要杜絕敲砸，避免產(chǎn)生火花。
一、礦井瓦斯抽放工程設(shè)計
新建瓦斯抽放系統(tǒng)的礦井必須經(jīng)具有相關(guān)資質(zhì)的專業(yè)機構(gòu)進(jìn)行可行性論證，由企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人組織瓦斯抽放工程設(shè)計。
瓦斯抽放工程設(shè)計與礦井開采設(shè)計同步進(jìn)行，合理安排掘進(jìn)、抽放、回采三者之間的超前與接替關(guān)系，保證有足夠的工程施工及抽放時間。
二、合理調(diào)整瓦斯抽放系統(tǒng)，實施分源治理，提高抽
放效果 優(yōu)選瓦斯抽采裝備，實現(xiàn)抽采系統(tǒng)能力最大化，
做到“大流量、多泵抽、大管徑、多回路”。選擇高負(fù)壓
大流量水環(huán)式真空泵，配齊配全各類抽采鉆機和必要的
移動抽采泵。根據(jù)不同的抽采方法和抽采瓦斯的濃度，
實現(xiàn)分系統(tǒng)抽采即分源抽采。
1）、上隅角插管、埋管抽放用低負(fù)壓、大流量的
泵；
2）、本煤層預(yù)抽和采面淺空卸壓區(qū)抽放用高負(fù)壓、
低流量的泵；
3）、高位鉆孔、高位鉆場、高位抽放巷配備合適的
抽放泵型，使匹配合理；
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