抽放瓦斯钻孔分析

抽放瓦斯钻孔分析（精选10篇）

抽放瓦斯钻孔分析 篇1

王永存

河南煤化集团永煤公司车集煤矿 河南 永城 476600 摘要：近年来瓦斯抽采技术得到了很大发展，钻孔封孔技术由原先的聚氨酯封孔发展到了水泥填充、气囊封孔等技术。由于煤矿地质条件、煤层瓦斯透气性、瓦斯含量、瓦斯压力等条件的不同选择封孔方式也不一样。这里就目前煤矿钻孔封孔的各种方法做一个简述。并提出一种新的加压注浆封孔法。关键词：瓦斯抽采 钻孔封孔 分析 1 引 言

瓦斯做为一种可燃气体是一种洁净能源，我国瓦斯（煤层气）资源相当丰富。纯瓦斯的热值大于33000kJ/m3，同常规天然气相当，是通用煤气的3倍左右，且燃烧后很少产生污染物，属优质洁净气体能源。因此开发利用煤层瓦斯资源，对于充分利用洁净能源，优化我国能源结构，改善煤矿安全生产条件以及减少大气污染，都具有重大的经济和社会效益[1]。

瓦斯抽采是煤矿瓦斯治理的根本措施和主要途径，可以使瓦斯变害为宝（发电、供应煤气公司、汽车燃料等），对于煤矿安全、环境保护和资源利用均具有重要的意义。

所以提高瓦斯抽采浓度是现在国内矿井需要解决的一个重要问题。2：煤矿封孔技术 2.1聚氨酯封孔技术

国内本煤层钻孔普遍采用“高分子发泡材料”，其中以聚氨酯材料为主要材料，根据配方配料的差异又有很多名称的叫法。封孔时将双组分“高分子发泡材料”混合搅拌后，用棉纱、棉布、毛巾等织物浸泽缠绕在封孔管的某个长度上，然后插入钻孔10米左右的深处，“高分子发泡材料”发泡膨胀，将钻孔封堵[2]。

图1.1高分子发泡材料封孔法漏气通道扩张示意图

1．封孔时发泡材料体积膨胀 2.封孔初期钻孔周围裂隙漏气通道 3.封孔抽采管 4.封孔后期发泡材料压缩体积变大 5.封孔后期钻孔周围裂隙漏气通道变大 由于高分子发泡材料需要有较高的发泡倍数才能将钻孔封闭，高分子发泡材料发泡之后具有两个致命缺陷：第一，抗压强度低；第二，可压缩两很大。高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井往往采深较大，相应的地应力也较大，加之煤层强度普遍较低，井下煤层钻孔在地应力作用下将逐渐蠕变，钻孔在蠕变的过程中，钻孔周围的煤体将会产生松动裂隙（漏气通道）。如图：

2.2机械弹性封孔技术

常用的机械弹性封孔技术有两种：螺旋弹性胀圈式封孔器、弹性串球式封孔器，这两种封孔器的结构如图1.1和图1.2所示，其工作原理都是在外加力的挤压作用下，迫使弹性胶桶或者弹性串球膨胀，贴紧钻孔内壁，达到封孔的目的；当外加力取消后，胶桶或串球在自身的弹性力作用下恢复原状，即可从钻孔中取出，重复使用。

图1.3串球式封孔器

1：内套

2：橡胶球

3：挤压板

4：挤压外套

图1.2 螺旋式封孔器示意图

1：接头 2：螺母 3：手柄 4：垫板 5：定向销 6：套管 7：螺杆

8：传力垫 9：外套 10：内管 11：托盘 12：胶桶 13：螺帽 14：手柄

上述两种封孔器，用在采煤工作面临时性封孔，钻孔深度前（5-10米），主要抽采工作面前方松动区内的瓦斯，在距离孔口1-2米封孔，它们对钻孔的密封性能很差，漏气很严重，根本不能用于本煤层长效抽采钻孔的封孔。2.3 充气式封孔器

充气式封孔器主要有两种，一种是免充气气囊式，另一种是充气气囊式[3]。前者将气体封闭在一个橡胶囊里，气囊中部有一根抽采管，利用气体的可压缩性将气囊塞进钻孔里实现封孔，主要在孔口1米范围内封孔；后者的气囊里没有封闭空气，气囊中部有一根抽采管，将囊带塞进钻孔之后，让后再向囊带充气。两者的效果几乎是一样的，只能做为临时性封孔。2.4 水力膨胀式封孔器

水力膨胀式封孔器的原理是：压力水进入封孔器后，通过在膨胀器内部所形成的水压升高来促使封孔器胶管膨胀，从而达到封堵钻孔的目的。膨胀胶管可以是钢丝复合胶管，向胶管内的注水压力可以达很高的压力，对钻孔具有很好的封闭效果。这种封孔器在煤层注水方面用的较多，但对于本煤层长效抽采来讲是不可行，原因有二：第一，成本较高；第二，封孔器的微泄漏不能保证长效封孔的效果。新型加压注浆封孔法 3.1封孔原理

加压注浆封孔法主要原理是由于树脂膨胀量比较大而且材质坚硬，通过树脂包在钻孔中两端膨胀封堵，在中间的空隙中通过单向阀注入水泥。树脂包的封堵可以承受一定的水泥压力。这种封孔方法一方面能使钻孔周围的裂隙得到充填，消除开孔时形成的漏气通道（裂隙），即消除初期漏气通道；另一方面能使钻孔得到可靠的支护，保证钻孔的稳定，使钻孔周围不再产生新的漏气通道（裂隙），即避免后期漏气通道的产生和发展[4]。

图1.4 加压注浆封孔法

1：瓦斯抽采管

2：钻孔

3：树脂包

4：PE管

5：单向阀

6：水泥填充区

这种方法简单，适合各种地质情况的钻孔。特别适合于钻孔倾角大、封孔深度深的上向或下向孔封孔。先在抽采管首端距管口150 mm处安装一比扩孔直径略小的圆盘，在管前端150 mm位置捆扎少量棉纱并加入膨胀树脂，并将抽采管插入孔内，以固定抽采管和防止漏浆，将1：2.5的水泥、砂浆倒入抽采管和钻孔之间的环形空间即可封孔，待砂浆凝固后即可进行抽采，在砂浆中加入少量速凝剂，可加速凝固。4：结论

通过以上钻孔封孔技术的对比可知，加压注浆封孔法封孔方便，同时可以支护钻孔防止漏气带的形成。适用于各种钻孔。参考文献: [1]崔景昆;一种有效的封孔方法[J];河北建筑科技学院学报;2003年02期

抽放瓦斯钻孔分析 篇2

在对高位钻孔抽采瓦斯参数进行优化的过程中, 需要对上覆岩层中冒落带、裂隙带以及弯曲下沉带 ( 俗称“ 竖三带”) 煤层的分布范围进行精准划分, 特别是裂隙带的分布范围。 随着计算机和互联网技术的不断发展, 数值模拟和相关的理论计算被广泛应用到裂隙带分布范围的分析计算中, 其与现场试验一样, 具有重要的参考价值。

1 高位钻孔采空区抽采技术原理

通过采场覆岩移动规律, 我们可以将竖直方向上的覆岩移动破坏分为冒落带、裂隙带、弯曲下沉带等“ 三带”, 其中裂隙带则可以具体分为微小断裂带、 普通断裂带和严重断裂带三种情况。 同时, 其在水平方向上也会形成重新压实区、离层区和煤壁支撑影响区等三个区域。 在对煤层的开采过程中, 覆岩离层及裂隙的分布情况会直接影响到瓦斯的流动, 对于煤层的离层裂隙而言, 其不仅为瓦斯集聚提供了一定场所, 更为瓦斯流动提供了相应的通道。

所谓高位钻孔指的是在风巷向煤层顶板进行的钻孔工作, 而运用高位钻孔进行瓦斯抽放指的是将工作面回采采动压力的离层裂隙作为瓦斯抽放的主要通道。 在这种压力的作用下, 瓦斯就会顺着裂隙流到巷道或者抽采钻孔内, 并运用抽采管路对其进行抽放。 在具体操作过程中, 尤其是高位钻孔距离工作面还有一段距离时, 可能会抽出浓度比较高的瓦斯, 说明在煤壁支撑影响区内, 其煤层顶板已经形成了离层裂隙的瓦斯通道。 工作面煤壁瓦斯受到采动压力的影响, 可以解吸瓦斯, 然后经由裂隙流入钻孔, 这就是高位钻孔抽放的工作原理和重要作用。

2 高位钻孔瓦斯抽放的适用条件及合理层位选择

2.1 适用条件

通过抽放采空区或者围岩瓦斯的方式, 高位钻孔能够对上邻近层瓦斯向采空区运动时予以拦截, 对回风流和上隅角瓦斯超限的问题予以处理。 因此, 其主要对采空区、上部围岩以及邻近层工作面比较适用, 换句话说, 采空区瓦斯超限问题是高位钻孔瓦斯抽放技术解决的主要问题。

2.2 高位钻孔合理层位选择

高位钻孔合理层位指的是抽放效果比较好、 瓦斯来源广泛且释放比较活跃的区域。 通常情况下, 高位钻孔抽放带理论下限要比顶板冒落带的高度要高, 如果高位钻孔施工层比冒落带低, 则需要与采空区进行直接沟通, 这样做的结果是钻孔负压较小、流量大, 但却有较低的瓦斯浓度。 因此, 下限通常位于煤层顶板的五到二十米范围, 而部分煤层较厚、瓦斯含量比较高的区域则需要放顶煤工作面, 此时其下限也可以置于煤层中。 对于绝大多数煤矿而言, 高位钻孔抽放带的理论上限煤层顶板的距离通常要低于五十米。 若将封孔效果因素排除在外, 那么层位越高, 就会出现浓度越高的瓦斯抽放, 同时抽放的混合量也比较小。 大量实践证明, 高位钻孔抽放带的理论前方界限应该位于工作面之前的几米处, 且理论后方界限应该位于工作面之后的几十米处。

2.3 高位水平钻场及钻孔设计

2.3.1 确定钻场层位

通常情况下, 钻场要进入煤层顶板过程中, 钻孔开孔高度不得低于0.5 米, 降低钻孔施工倾角, 有效提升钻孔的利用效率。 此外, 在综采面上风巷进行钻场层位确定时, 首先依据20°向上施工4 米, 然后转入施工钻机平台, 确保所有钻场均进入煤层顶板, 且保持抽放钻孔与煤层顶板的距离要在5 米以上。

2.3.2 确定钻场间距

地质条件和钻机性能对钻场间距有着决定性影响, 一旦钻机有着较高的性能, 且在优良地质条件下, 则可以适当加长钻场间距, 但在实际操作过程中仍旧要留有相应的余地。

2.3.3 确定钻孔数量

工作层面瓦斯涌出量以及抽放量对钻孔数量有着直接影响, 为此我们要对煤层工作面的单孔抽放情况进行观测, 一般直接91mm的钻孔, 其单孔平均抽放量需要保持在0.5~1.0m3/min之上。 所以们运用直径91mm的钻孔且瓦斯的涌出量在20m3/min以上时, 需要设置五个钻孔, 大大降低瓦斯涌出量。

2.3.4 确定钻孔倾角

在对钻孔倾角的确定过程中, 需要谨遵尽可能增加钻孔有效抽放长度的原则。 通常情况下, 钻孔角度越小, 其钻孔控制层位也就越容易达到要求, 那么其有效抽放长度也就相应加长。 然而在实际操作过程中, 为达到理想状态, 就必须不断加大钻场的施工压力, 给瓦斯管理、钻场通风等方面工作带来严重影响。

2.4 综合防治技术

2.4.1 高位钻孔瓦斯抽放

无论在走向上还是在垂向上, 高位钻孔抽采在理论上都存在着一定的界限。 就走向角度而言, 高位钻孔能够有效解决工作面后方几十米范围内的上隅角瓦斯超限问题。 因此, 高位钻孔层位设计的关键问题就是对工作面后方有关覆岩裂隙分布特点加以确定。

2.4.2 立管抽放

为增强瓦斯抽放效率和抽放效果, 可在回风巷内布设相应的立管, 以便于对采空区的瓦斯进行抽放。 如图1 所示, 该区域运用的是双立管交替埋管抽放的方式, 将准219mm×30mm的钢管埋入采空区达到20m时, 可在第五节钢管的工作面侧设置一根带有弯头的立管, 然后经由弯头向远离工作面方向继续敷设准219mm钢管, 且长度不能低于30m。 同时, 为了增强立管瓦斯抽放的效果, 每间隔一段距离还需要设置一道封堵墙, 并在其中填充相应的卡弗尼, 以提升密封效果。

3 影响高位钻孔参数的主要因素分析

3.1 有效抽采裂隙带高度

所谓的有效抽采裂隙带高度指的是与高位钻孔采空区的抽采技术相关的核心参数, 其对工作面采高、工作面长度及推进度、煤层顶板岩性等有着直接影响。 其中, 煤层顶板岩性遇到坚硬岩层时, 需要适当降低抽采裂隙带高度;当工作面推进度较快时, 需要适当降低抽采裂隙带高度;当工作面长度较小时, 需要依据实际情况降低抽采裂隙带高度。 有效抽采雷系带的高度约为采高的十七倍。 当煤层顶板较硬时, 其高度也有所降低 ( W2404、S2711、W1E406) 。而煤层比较薄的工作面有效抽采裂隙带高度要比煤层比较厚的区域要低。

3.2 煤壁支撑影响区长度

作为采空区高位钻孔技术的核心内容, 煤壁支撑影响区距离受到煤层顶板岩性、 工作面推进程度、 工作面长度及倾角、仰采、俯采等众多因素的影响。 煤壁支撑影响区距离大概在三十米到四十五米之间, 相比于有效抽采裂隙带的高度而言, 有着较大的变化空间。 具体说来, 主要表现为下面几个方面:一是开采高度越低, 其影响的区域就会越长;二是当顶板比较坚硬时, 有着较长的影响区域;三是工作面推进距离较短时, 有着较长的影响区域。 通过对工作面煤壁支撑影响区距离的比较, 可以快速、精准得出工作面的俯采, 从而采取有效措施缩短工作面煤壁支撑影响区的距离。 除此之外, 当工作面的倾角处于较大位置时, 也就是处于上行风时, 将会较大幅度缩短回顺煤壁支撑影响区距离, 同时其高位钻孔与回顺之间的夹角也会相应缩小, 对有效处理上隅角的瓦斯产生比较有利的影响。

3.3 高位钻孔设计参数优化

通过相应的模拟结论可以得出, 随着煤矿工作面的不断向前推进, 其裂隙带的高度也会不断增加, 加上正常回采期产生的裂隙带与初采期产生的裂隙带有着本质的区别, 所以第一钻场钻孔的设计方案也与其他钻孔的设计方案有着本质的区别。 具体说来, 主要表现为下面几个方面:第一, 第一钻场需要在距离煤层顶板6-12 米的岩层区域内科学布设钻孔终孔层位;第二, 第二钻场及其他钻场则需要在距离煤层顶板12-30 米的岩层区域内布设高位钻孔终孔层位;第三, 第二、三钻场上下二排钻孔终孔走向的水平距离为20 米, 而第五钻场的上下二排钻孔以及第一、 四钻场终孔走向的水平距离为10米;第四, 前一钻场与后一钻场的钻孔保持一定的距离, 使得其终孔位置始终处于工作面顶板破断面的外部, 为确保前后钻场高浓度瓦斯抽放的连续性打下坚实的基础。 同时, 为确保前后钻场瓦斯抽放连续性效果, 还需要对周期垮落步与采空区顶板破断脚之间的距离进行精准计算, 从而有效得出钻场之间的钻孔设计压茬长度。

根据采动裂隙的“ O”形圈理论, 顶板高位钻孔在倾向方向上的有效控制范围与风巷的距离最大为40m, 因此钻孔的终孔位置与风巷中线的平距必须小于40m。 综合考虑工作面顶板在倾向及走向方向破断角, 通过合理计算得出, 在钻孔终孔与回风巷中线的平距为1-30m时抽放效果将最佳。同时, 依据著名的采动裂隙“ O”形圈定理, 在倾向方向上, 顶板高位钻孔的有效控制范围与风巷的最大距离不能超过40 米, 所以风巷中线与钻孔终孔位置间距必须低于40 米。 总而言之, 经过对各方面因素进行综合考虑之后可以看出, 回风巷中线与钻孔终孔的间距需要保持在1-30 米时, 瓦斯抽放的效果才最好。

4 结束语

总而言之, 在将高位钻孔合理应用在于上隅角瓦斯抽放的过程中, 通过对煤矿高位钻孔参数的深入分析和研究, 得出采空区工作面的瓦斯浓度一直保持在0.1%-0.5%之间, 符合规定要求, 且瓦斯的抽放率可以达到六成以上, 取得了良好的抽放效果, 为煤矿安全生产奠定了夯实基础。

参考文献

[1]杨永良, 李增华, 侯世松, 等.高位钻孔瓦斯抽采参数优化技术[J].煤矿安全, 2012 (11) :12-14.

[2]刘桂丽, 杨跃奎, 撒占友.高位钻孔瓦斯抽采参数优化设计[J].西安科技大学学报, 2012 (4) :56-57.

高位钻孔瓦斯抽放影响参数研究 篇3

关键词：高位钻孔 抽放率 钻孔间距 钻孔直径

中图分类号：TD7文献标识码：A文章编号：1674-098X（2013）05（a）-0071-01

瓦斯是煤矿井下发生爆炸的根源。据统计，仅1983-1994年间，我国就发生瓦斯事故675起，死亡4571人，直接经济损失150亿元。近年来，因瓦斯事故造成生命与财产安全损失更为严重[1]。瓦斯事故死亡事故中的死亡人数占总死亡人数的比重基本在80%以上[2]。 瓦斯的主要成分是甲烷，其温室效应是二氧化碳的20多倍，因此大量瓦斯气体释放到大气中，会带来严重的环境灾害。随着开采规模的扩大，以及新技术的应用，煤矿事故中煤与瓦斯突出事故日趋严重[3]。瓦斯抽放是防治煤矿瓦斯灾害事故的根本措施，有效地提高瓦斯抽放浓度和抽放量，能够减少煤矿安全事故，将其变害为宝，具有重大的经济意义和环境意义。

1 高位钻孔抽放参数分析

高位钻孔抽放是采空区瓦斯抽放常用的方法之一，其抽放效果与抽放参数的选取直接相关，因此要提高瓦斯抽放率和瓦斯抽放浓度，必须选取合理的参数。1211工作面可采储量181万 t，设计日产量7325 t，综采工作面相对瓦斯涌出量预计为：6 m3/t，绝对瓦斯涌出量：30 m3/min，为低透气性煤层。本文以张集矿1211 工作面为背景，利用FLUENT软件进行数值模拟，确定采空区上覆岩层的三带位置，将钻孔布置在顶板裂隙带。根据高位钻孔抽放瓦斯模型，利用MATLAB软件，模拟瓦斯流场的二维等值线图，从而确定钻孔抽放参数。

1.1 钻孔间距

为了确定合理的钻孔间距，分别对0.5 m和1 m的钻孔间距进行了瓦斯流场与抽放率的模拟分析，如图1、2和3所示。从图中可以看出，钻孔直径为75 mm、抽放时间为1天时，钻孔间距为0.5 m比1 m的瓦斯流场变化幅度明显增大；抽放率的变化更为明显，钻孔间距为0.5 m比1 m的抽放率大了两倍以上，并且有随时间增加的趋势。因此，钻孔间距取0.5 m较合适。

1.2 抽放负压

在分别为不同抽放负压下的瓦斯流场图。从中可以看出抽放负压为0 MPa时比抽放负压为0.05 MPa时的瓦斯流场的变化幅度反而小，抽放率也较抽放负压为0.05 MPa时小，其原因可能是瓦斯供给源贫乏及钻孔漏气严重，这时就需要调整抽放负压。

提高抽放负压，对煤（岩）层中瓦斯压力差的增大是有限的，因为其极限值只能达到0.1 MPa，且由于受管路及钻孔密封性的影响，提高抽放负压会增加巷道空气量的漏入，影响抽放效果；同时提高负压对抽放设备的要求也有所提高，因而受到一定的限制。在不同负压下抽放率比较，可以看出，一定范围内，不同抽放负压对瓦斯抽放率影响不大。因此，抽放时要保证有一定的负压，同时不能太大，在0～0.05 MPa之间较合适，在高位钻孔抽放中，可取20～30 kPa。

1.3 抽放钻孔直径

在出了抽放负压为0.05 MPa，抽放时间为120 d时，不同钻孔直径下瓦斯抽放率随时间变化曲线。由图可知，在时间相同时，直径越大抽放率越高，但其增长的幅度远比直径增长的幅度小。钻孔直径的大小对抽放效果的影响主要表现在瓦斯沿钻孔流动的阻力有所不同，且相差不大，但是增大钻孔直径则施工难度将增大，且费用提高。在钻孔抽放中，现场一般取75 mm，在条件许可情况下尽可能采用大直径孔，以提高瓦斯抽放率。

2 结语

通过数值分析得到了高位钻孔时钻孔间距、抽放负压以及钻孔直径对瓦斯抽放率的影响规律。结果表明钻孔间距从1 m减小到0.5 m，可以明显提高瓦斯抽放率；抽放负压对瓦斯抽放率影响与负压范围有关，当抽放负压到达一定范围时，对抽放率的影响不明显；增大钻孔直径对提高抽放率有一定影响，但抽放率的增大幅度远小于钻孔直径增大幅度。该分析结果为高位钻孔抽放瓦斯参数的选取提供了理论指导。

参考文献

[1]梁冰，孙可明.低渗透煤层气开采理论及其应用[M].科学出版社，2006.

[2]马丕梁，范启炜.我国抽放瓦斯现状与展望[J].中国煤炭，2004，30（2）：5-8.

抽放瓦斯泵司机操作规程 篇4

一、正常操作：

1、接到启动命令后，抽放瓦斯泵司机应1人监护、1人准备操作。

2、启动抽放泵时，应首先启动供水系统，并适当调整流量、并开、关有关阀门。

3、我矿抽放泵的启动顺序如下：

（1）关闭进气阀门，打开出气阀门、放空阀门和循环阀门。

（2）操作电气系统，使抽放泵抽入运行。

（3）缓缓开启进气阀门。

（4）调节各阀门，使抽放泵正负压达到合理要求，向泵体、气水分离器等供给适量的水。

4、抽放泵启动后，应及时观测抽放正、负压及流量、瓦斯浓度、轴承温度、电气参数等，并监听抽放泵的运转声。

5、按规定按时记录各种检查数据。

6、停抽放泵，必须通知通风科和调度室。

7、停抽放泵前，必须先将抽放泵泵体及与井下总进气阀门间的管路内瓦斯排除干净。

8、接到停止抽放泵运行的命令后，应1人监护，1人准备进行停机操作。

9、抽放泵的停机操作顺序是：

（1）开启放空阀门、循环阀门，关闭井下总进气阀门，同时开启配风阀门，使抽放泵运转3—5分钟，将泵体内和井下总进气阀门间的管路内的瓦斯排出。

（2）操作电气系统，停止抽放泵运转。

（3）停止供水、供油。

10、抽放泵停止运转后，要按规定将管路和设备中的水放完。

11、抽放瓦斯的矿井，在抽放工作未准备好前，不得将井下总进气阀门打开，以免管路内的瓦斯出现倒流。

三、特殊操作：

1、如遇停电或其他紧急情况需停机时，必须首先迅速将所有的放空阀门和配风门打开，并关闭井下总进气阀门。

2、抽放泵每次有计划的停机，必须提前通知通风科和调度室，紧急情况下，停机后应及时通知通风科和调度室。

3、抽放泵需要互换运行时，必须报告调度室和通风科同意后方可按计划进行。

4、互换抽放泵的操作顺序如下：

（1）备用泵空载运转正常后，调小运转泵的流量，并相应调整抽气量。

（2）开启备用泵和运转泵系统间的联络阀门，并关闭备用泵的配风阀门，使备用泵低负荷与运转泵并联运行。

（3）当备用泵带负荷运转正常后，关闭其放空阀门。

瓦斯抽放管理制度 篇5

第四条 矿井瓦斯抽放工作，除应遵守本《制度》的规定外，还应符合国家现行《煤矿安全规程》、《矿井瓦斯抽放管理规范》的有关规定

第二章 瓦斯抽放工作的组织机构和责任制度 第五条 成立贺昌煤矿瓦斯抽放工作领导小组。总指挥长：刘锡彦（矿 长）副指挥长：王永峰（技术矿长）成员：常永平（通风副工程师）张建彪（安全矿长）李路亮（生产矿长）贾玉珍（机电矿长）高 林（调度室主任）杨保国（矿长助理）宋小军（地测科长）刘彦文（技术科长）车彦军（通风队长）刘福平（抽放队长）建立专门的瓦斯抽放队伍。负责抽放钻孔施工、抽放管路和设备安装以及瓦斯抽放的日常管理工作。

第六条 总指挥长对本矿的瓦斯抽放工作负全面领导责任，平衡解决抽放所需的资金和装备，安排抽放工程纳入矿井生产计划，审定矿井大型抽放工程的设计和建设方案。第七条 技术矿长负责制定完善瓦斯抽放工作各项管理规章制度，确定抽放队伍的人员配备、施工队伍的组织及抽放工作的管理。第八条 通风副总工程师对本矿的瓦斯抽放工作负技术领导责任。组织编制矿井瓦斯抽放长远规划和计划，组织编审抽放设计和相关的安全技术措施，组织抽放工程的验收和抽放计划的考核，安排抽放科研工作和新技术、新装备的推广应用。第九条 生产副矿长对本矿的瓦斯抽放工作负主要领导责任。负责安排矿井抽放地区、工作面的接替，平衡抽放与采、掘生产的关系，安排抽放工程所需的时间和空间。负责领导在采面投产验收的同时进行采面瓦斯抽放系统验收。平衡开拓生产与抽放之间的关系，协调解决抽放所需的巷道工程、钻场工程。第十条 安全副矿长对本矿瓦斯抽放的安全工作负领导责任。组织对抽放工程安全措施落实情况的检查,组织对矿井瓦斯抽放的安全防护装备使用情况的检查,安排矿井瓦斯抽放的安全监督、检查工作。第十一条 机电副矿长对本矿瓦斯抽放工作负组织协调责任。平衡抽放与机电、运输之间的关系，安排矿井大型抽放工程的机电安装工作，平衡解决抽放所需的供电保障。第十二条 工程师对本矿的瓦斯抽放工作直接领导和管理责任。负责组织抽放长远规划和抽放计划的实施，负责领导瓦斯抽放质量标准化工作，对抽放队伍的日常管理负监督和指导责任。第十三条 矿井主管抽放业务科室的通风科、矿调度室的科长、主任对本矿的瓦斯抽放工作负具体领导责任。具体责任组织抽放计划的实施、抽放工程质量验收；负责对抽放基础技术资料的收集和管理；负责制定抽放相关工种的岗位责任制度，并对各项抽放管理制度的落实情况进行检查和监督；负责对瓦斯抽放报表审核；负责对月、季、年的瓦斯抽放工作总结分析。

第十四条 抽放队长、安监员对瓦斯抽放工作管理负直接责任。具体负责抽放日常工作的安排，布置现场抽放工作。负责组织本队职工的抽放技术知识教育和培训，安排抽放装备的使用和管理。负责落实抽放管理制度，落实抽放安全技术措施，落实抽放钻孔工程质量验收制度，具体组织实施并完成抽放计划。

第十五条 瓦斯抽放队伍、负责抽放钻孔施工、抽放管路和设备安装以及瓦斯抽放的日常管理工作。瓦斯抽放采、掘工作面的采、掘队队长，对本队工作区域的瓦斯抽放管理系统和抽放打钻工作负有协助管理责任。安排职工协助做好抽放管路的防护工作，防止抽放管路损坏和漏气，以保证采面的瓦斯抽放效果。

第三章 瓦斯抽放管理办法 第十六条 瓦斯抽放作为矿井安全生产的一个重要环节，必须纳入矿井安全考核指标。第十七条 瓦斯抽放必须编入矿井年、季、月生产计划，做到随矿井生产计划同时下达、同时考核。矿井抽放月计划应详尽编入矿井月生产计划。抽放月计划的内容应包括：抽放建设工程进度安排，抽放钻孔进尺、抽放瓦斯量、瓦斯利用量等考核指标。第十八条 瓦斯抽放必须纳入矿井采区设计和采掘接替计划时，必须同时安排瓦斯抽放接替计划，并考虑足够的抽放时间，以保证抽放效果。第十九条 矿井瓦斯抽放长远规划必须作为矿井安全生产长远规划的一部分，与安全生产长远规划同时编制、同时下达，做到近期抽放与远期规划衔接。第二十条 矿井永久抽放系统（地面永久泵站）的设计，井下采区或局部抽放系统设计，必须通过矿总工程师组织的审定后方可生效。抽放工程必须按照抽放设计和相关质量标准进行施工，不得随意改变设计内容。第二十一条 抽放矿井必须有“四图纸、三记录、三台帐、二报表”，并与现场实际相符。四图纸：①矿井瓦斯抽放系统平面图； ②瓦斯抽放泵站平面布置图； ③抽放钻场及钻孔布置图； ④抽放泵站供电系统图。三记录：①抽放工程（包括钻孔）质量验收记录； ②泵站抽放参数测定记录； ③抽放系统巡回检查记录。三台帐：①抽放设备、仪表管理台帐； ②本煤层抽放工作面抽放管理台帐； ③采空区瓦斯抽放管理台帐。二报表：①矿井瓦斯抽放日报； ②矿井瓦斯抽放月报。本煤层抽放工作面抽放管理台帐内容包括：工作面并网抽放的钻孔数量、孔长、吨煤钻孔量、总抽放流量、抽放瓦斯平均浓度、平均百米钻孔抽放量、钻孔孔口的最大和最小抽放负压、累计抽放瓦斯量和当月达到的抽放率等。第二十二条 本煤层顺层钻孔预抽瓦斯工作面应实行边掘进边打钻，在采面投产时，本煤层预抽钻孔量要达到下表要求的吨煤钻孔量指标，否则采面不能投产。吨煤钻孔量指标单位：m/t

煤层列别

薄煤层

（h﹤1.3m）

中厚煤层

(h=1.3－3.5m)

厚煤层

（h﹥3.5m）

容易抽放

0.0

50.0

30.0

1可以抽放

0.05－0.1

0.03－0.05

0.01－0.03

较难抽放

﹥0.1

﹥0.05

﹥0.03

注：煤层抽放难易程度按国家《矿井瓦斯抽放管理规范》第19条规定划分。第二十三 条进行瓦斯抽放的工作面必须编制瓦斯抽放设计。具体内容包括：（1）．工作面概况:开采煤层及邻近煤层赋存情况(柱状图)、地质概况、回采工作面参数、预计瓦斯涌出量、管路系统设计及抽放量预测等。（2）．钻孔数量、参数（开孔及终孔位置、上仰角、方位角、直径、穿越岩层等）。(３)．封孔方法、封孔长度。（4）．抽放瓦斯泵站的位置、巷道断面及附属设施（井下移动泵站）。（5）．抽放瓦斯的设备、设施及安装情况。（6）．要附有瓦斯抽放安装图和抽放说明书。第二十四条 抽放矿井必须建立抽放钻场、钻孔质量验收制度。为保证抽放钻孔施工质量，严格按设计要求验收抽放钻场、钻孔。每个钻场、钻孔完工并经验收合格后，要实行挂牌管理。（1）、钻场管理排版的内容有：钻场编号、钻孔参数及数量，完成日期，钻场施工负责人，瓦斯浓度，负压。（2）、钻孔管理牌板的内容有：钻孔编号、钻孔参数、完成日期、钻孔深度、打钻负责人、负压、瓦斯浓度、单孔流量等。第二十五条 投入转运的抽放系统必须实行系统巡查制度。由抽放专业队伍配备一定人员，定期巡查、维护抽放设备和管路系统，保证系统负压和抽放瓦斯浓度，并定期测定系统的抽放参数（泵站大气压力、系统抽放负压、抽放流量、抽放瓦斯浓度、抽放瓦斯温度）。各个工作面或采空区的抽放支管路必须配置抽放计量装置，定期测量瓦斯抽放参数，计算抽放率和抽放瓦斯量。第二十六条 建立瓦斯抽放观测制度（1）地面抽放泵司机必须每小时对系统抽放情况观测一次，填写观测牌板和记录，并及时汇报矿调度，矿调度将汇报内容填写在瓦斯台帐上。（2）瓦斯抽放系统观察工在进行观测前，先将观测牌板上的上一班的观测时间和观测情况记录在观测记录卡背面相应的栏目内，以备查对。（3）观察工接班后一小时开始巡视管路。（4）每个采煤工作面的瓦斯抽放系统中,在用的每个钻场(或钻孔)必须设置观测点，每小班必须观测1次，认真填写牌板（包括钻孔编号、负压、节流情况、瓦斯浓度、观测时间、观测人姓名等内容），由观察工负责，并做到观测牌板、观测记录、观测班报和抽放日报四对口。第二十七条 抽放钻孔施工时，必须采取有效的防治煤尘措施。在保证孔口除尘效果的同时，必须坚持定期冲刷打钻地点的沉积煤尘。第二十八条 抽放采空区瓦斯时，必须编制内容详细的防止自燃发火的安全措施，必须坚持每旬采样测定分析一次。一旦出现发火征兆必须停止抽放，采取有效技术措施，杜绝自燃发火。第二十九条 瓦斯抽放设备必须按设计要求安装。抽放管路要做到平、稳、直、密。抽放瓦斯系统使用前必须做气密性实验，并做好记录。瓦斯抽放管路安设 ①主线路在巷道帮下部理底板0.3米以上 ②支线在巷帮的中上部或巷道顶部，抽放管路不得与带电物体接触。横穿通过运输巷时，距轨面高度不得低于1.8m，千米漏气量小于3m3/min。瓦斯抽放过程中，抽放管路和抽放钻孔与抽放管路的连接或拆除，必须按抽放瓦斯措施的有关规定执行，任何人不得擅自拆除或连接。非在用的抽放钻孔必须用堵板堵严，防止钻孔渗漏瓦斯。第三十条 矿井每月安全大检查要组织人员对瓦斯抽放管路系统进行一次全面检查，检查结果要详细记录在管路检查记录本上。

第四章 瓦斯抽放泵站管理办法 第三十一条 瓦斯抽放泵站（包括移动抽放泵站）建筑必须按国家GB50471-2008《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》要求建设，必须采用不燃性材料建筑。第三十二条 瓦斯抽放泵必须采用专用双回路电源线路供电，变电所设置专供分路开关。抽放瓦斯作业规程及安全措施中要明确规定因停电、故障等原因造成抽放泵临时停止运转时应采取的措施，相关单位和人员必须严格按措施执行。第三十三条 瓦斯抽放泵站必须配备足够的消防器材，包括；干粉灭火器、灭火用沙箱等。泵站必须有直通矿调度室的电话。泵站内不得存放与抽放工作无关的设备和材料，泵房内无积水。地面抽放泵站院内及外部消防通道必须保持畅通无阻。

第三十四条 瓦斯抽放泵司机（瓦斯抽放泵操作工）为特殊工种，必须经过专门的抽放专业技术培训，并做到持证上岗。持证应包括：特殊工作专业技术培训合格证和特殊工种上岗资格证。

第三十五条 地面瓦斯抽放泵必须安设无水自动断电保护装置，相关单位因工作影响抽放泵站供水，必须提前通知矿调度室，经同意后方可进行。瓦斯抽放泵司机要经常对抽放泵、抽放管道、安全设施、供水系统等到情况进行检查，发现问题及时处理。第三十六条 瓦斯抽放泵站内瓦斯浓度每班至少检查三次，泵房内瓦斯浓度不得超过0.5%，机体附近300mm处瓦斯浓度不得超过1%。并且泵站内必须安装瓦斯监控探头，当瓦斯浓度达到0.5%时，能够自动切断泵房内所有非本安型电气设备的电源。瓦斯抽放泵电源侧安设开停传感器，以实时监测瓦斯抽放泵的工作状态。第三十七条 瓦斯抽放工每天将一个圆班内抽放泵的工作时间，累计抽放量，以及抽放管的负压、温度、浓度、一氧化碳、流量等参数进行综合，填写到“贺昌煤矿瓦斯抽放日报表”上（日报表上应设置瓦斯检查项目将每个检查点的瓦斯、一氧化碳浓度取一个圆班的最大数值和最小值）。在确认日报表准确无误后，报送矿长、技术矿长进行审核第三十八条 地面瓦斯集中抽放系统必须设置抽放监控系统，监控系统应具备以下功能：

1、既可独立运行，又可作为子系统与矿井综合监控系统联网运行。

2、能连续监测泵房及井下抽放管路的负压、浓度、温度、一氧化碳、流量（纯流量瞬时值、混合流量瞬时值、纯流量累计值、混合流量累计值）；泵房中循环水的水压、进出水温、水量；储气罐压力、浓度、罐体高度、罐体水封水位及温度；泵轴温度并及泵站环境瓦斯浓度、设备供电状态、设备开停状态；供水管道的供水情况、供水池的水位；瓦斯阀门的开启量；电流、电压、功率。

3、能够依据所测参数自动转换为标准状态下的混合瓦斯流量和纯瓦斯流量,并计算出累计量.4、当泵房环境瓦斯浓度超过规定时，能发出声光报警及断电控制，当抽放管中瓦斯浓度低于规定值时也能发出声光报警及断电控制。

5、具有任一分站的测点超限而由另一分站控制断电的强制闭锁交叉断电功能，断电逻辑可由用户设置。

6、系统对采集到的数据进行实时分析处理、屏幕查询显示和打印，并形成相应的历史统计数据，存储日、旬、月报表。

抽放瓦斯钻孔分析 篇6

近年来随着煤矿开采深度和强度的不断增加，煤与瓦斯突出等动力性灾害的频度和强度明显上升，特别是一些地区和企业对防突工作认识不足、管理跟不上、投入不到位、应对不得力，致使煤与瓦斯突出事故频发，今年以来全国先后发生8起较大以上突出事故。煤与瓦斯突出防治已成为瓦斯防治工作的重点和难点，也是防范大事故的关键点。

瓦斯抽放管在煤矿瓦斯抽采中起到了决定性的作用，它的使用在很大程度上缓解了井下的瓦斯排放值，使工人们可以安全的进行生产工作。

瓦斯抽放管的作用：

1、阻燃、抗静电性能

2、传统的铸铁管材相比，具有重量轻、易安装、耐腐蚀，使用寿命长、输送流体阻力小

3、价廉、安全性能可靠

高位钻孔瓦斯抽放效果研究 篇7

1 高位钻孔抽放瓦斯原理

高位顶板裂隙钻孔是从采面回风巷向煤层顶板施工钻孔。根据对回采工作面矿山压力规律的研究认为, 煤层随工作面的回采, 在工作面周围将形成一个采动压力场。采动压力场及其影响范围在垂直方向上形成3个带, 即冒落带、裂隙带和弯曲下沉带。在水平方向形成3个区, 即煤壁支撑影响区、离层区和重新压实区。在采动压力场中形成的裂隙空间, 便形成瓦斯流动的通道。瓦斯钻孔的负压影响并改变部分裂隙内的瓦斯流动方向, 减少采空区内瓦斯通过裂隙向工作面流动 (图1) 。

高位钻孔还实现了超前抽放, 即采面距钻孔还有一段距离时, 就可以抽出高浓度瓦斯。这说明在煤壁支撑区内煤层顶板已经有裂隙作为瓦斯通道, 这部分瓦斯是煤层原始煤体释放的。随着采动影响, 工作面煤壁受压, 形成瓦斯解吸, 解吸的瓦斯通过煤壁和顶板的裂隙流入抽放钻孔。

2 钻孔布置

2.1 系统布置

在2075回风巷铺设双趟Ø225 mm抽放管路, 一趟管路铺设在上隅角采空区内, 针对上隅角瓦斯进行抽放;另一趟抽放管路对高位孔进行抽放。在2075工作面回风巷平均每隔50 m设1个钻场, 钻场规格为4.0 m×3.5 m×3.0 m (宽×深×高) , 要求钻场底比回风巷下帮侧巷底高0.3 m, 并保证钻场底平, 采用锚网、锚索联合支护, 插严背实, 支护牢固, 不得出现漏粉、掉块现象。每个钻场内施工4个顶板倾向钻孔, 呈扇形分布。

(1) 开孔及封孔要求。

开孔直径130 mm, 在钻过开孔煤层并钻进完整、稳定岩石不少于1 m且保证该孔深度不少于3 m后, 采用水泥浆或封孔胶封Ø108 mm套管。用水泥浆封套管时, 选择QB152气动注浆泵灌注水泥浆。套管封孔质量必须符合严密不漏气的要求。封套管后凝固24 h, 安装Ø100 mm法兰盘后, 再钻进施工。

(2) 钻进施工。

先以Ø60 mm无心钻头钻进至40 m孔深, 后以Ø80 mm无心钻头扩孔至孔底。

2.2 钻孔设计参数

在回风巷钻场内向采空区上部打斜交钻孔抽取采空区瓦斯。巷道掘进方位角83°0′37″。在每个钻场内扇形布置4个钻孔, 钻孔的终孔位置选在5煤层底板 (基本底) 。钻孔的开孔点排成直线, 开孔点水平间距0.5 m。钻孔 (以第1个钻场为例) 排列序号由钻场外侧向里侧依次是1#、2#、3#、4#, 1#孔在距回风巷下帮0.5 m处开孔。表1为某个钻场内钻孔的设计参数。

3 钻孔数据分析

(1) 2075工作面平均50 m左右布置1个钻场, 每个钻场布置4个瓦斯抽放钻孔, 其中1个钻孔较深, 钻孔终孔点与回风巷下帮水平距离在65 m以上, 使前后2个钻场能够在水平方向搭接10 m左右, 以防止前1个钻孔因采面回采的关系无法使用, 而后1个钻孔的终孔位置无法达到此时工作面切眼位置, 形成抽放的真空期, 造成工作面的瓦斯浓度超限。其他钻孔终孔点与回风巷下帮水平距离小于65 m, 以保持良好的抽放浓度。高位抽放钻孔数据如图2所示。

从图2可以看出, 2075工作面钻场布置是比较合理、经济的, 钻孔的终孔点与离回风巷下帮的水平距离可分为3个区段:其中部分区段在55～65 m, 大部分钻孔的水平距离在40～55 m, 部分区段在30～40 m。

(2) 通过钻孔与巷道的夹角、钻孔的倾角以及测量的距离, 计算出在该位置钻孔终孔点距对应煤层顶板垂高以及对应位置采高的倍数, 统计数据如图3所示。

通过对瓦斯抽放泵流量进行数据统计分析可知, 在抽放钻孔抽放浓度变化前后, 抽放流量变化不大, 其对抽放效果影响程度可以忽略不计。对2075采面回风巷内有效的高位抽放钻孔数据进行分析, 当钻孔内抽放瓦斯浓度增大时, 测量出该位置与钻孔开口位置的距离。当钻孔的终孔位置距离巷道煤顶线垂高19 m左右时, 开始有部分钻孔瓦斯抽放浓度急剧上升;当距离巷道煤顶线垂高15 m左右时, 大部分钻孔达到良好的抽放效果。按照工作面的实际采高, 瓦斯抽放浓度增大时, 终孔点与对应煤层顶板距离为采高的3～6倍, 在有效的抽放区段之内。

4 结论

对于高产高效矿井而言, 随着矿井生产能力的提高和开采深度的加大, 矿井瓦斯涌出量也随之增加。这不仅限制了矿井的高速发展, 同时也给矿井生产带来较大的安全隐患。通过对2075工作面进行瓦斯抽放, 减少了工作面的风排瓦斯量, 经过实际测量和计算, 工作面的瓦斯抽放率在60%以上, 回风流中瓦斯浓度在0.5%左右, 确保了工作面的安全回采, 提高了采面的生产能力, 同时也为井下职工创造了良好的生产劳动环境, 社会效益显著。

摘要：在煤矿瓦斯治理中, 瓦斯抽放是最有效的手段之一。针对钱家营矿的实际情况, 合理布置高位钻场位置, 通过对瓦斯抽放数据进行分析, 确定因采动影响而形成的“三带”以及最佳的终孔位置, 有效提高了瓦斯抽放效果, 降低了工作面回风流中的瓦斯浓度, 确保了工作面回采期间的安全生产。

2011年第三季度瓦斯抽放总结 篇8

常村矿通风区

二0一一年十月三日

2011

2011年第三季度瓦斯抽放工作总结

为牢固树立“瓦斯超限就是事故”的责任意识，坚决杜绝瓦斯积聚超限现象，我矿在认真贯彻执行“先抽后采，监测监控，以风定产”的瓦斯综合治理方针基础上，按照“以人为本、科技先行、严细管理、分源治理”的原则，继续加强采煤面瓦斯抽放工作。现将本第二季度的瓦斯抽放工作总结如下：

一、矿井瓦斯抽放状况

根据瓦斯涌出形式和规律分析，我矿的瓦斯主要来源于回采工作面采空区，为此，我矿瓦斯抽放工作主要针对于现有的回采工作面进行。我矿现有两个回采工作面即21201综放面和23031综放工作面，每个面具体抽放情况分别如下：

（一）21201综放面瓦斯抽放状况

21201工作面为未采的实煤体，瓦斯含量大，采空区瓦斯易顺采动产生的裂隙进入本工作面而引起上隅角瓦斯超限，按照集团公司检查指导意见，我们对该面采取了增大风量、瓦斯检测、安全监控，通风设施管理等常规手段外，主要实施了低位钻场高位钻孔抽放和上隅角插管、埋管抽放技术，防治效果取得了一定的成效，现在该面上隅角瓦斯浓度控制在0.6%以下，回风流瓦斯浓度控制在0.4%左右，具体采取的技术措施如下：

1.利用21201上巷已开设的瓦斯抽放钻场进行低位钻场高位钻孔抽放采空区上半部积存的瓦斯、钻场间距每隔40米布置一个，每个低位钻场 设计8个钻孔，布置上下两排，控制工作面上隅角以下35米范围，终孔高度在工作面顶板以上8～13米，终孔间距为4～6米，钻孔深度60～82米，超前上一个钻场20米。目前，基本上达到了“两抽一备”，钻孔内瓦斯抽放浓度为8%左右。2、21201综放面安装了两台水环式瓦斯抽放泵，型号为2BEP-42型，瓦斯抽放管管径为￠250。安装地点：21延深下段辅助轨道车场临时瓦斯抽放硐室内。抽放泵额定流量为120m3/min，实际抽放流量为90m3/min，抽放CH4浓度一般在3-10%之间。

（二）23031综放面瓦斯抽放状况

23031综放工作面主要实施上隅角插管、采空区埋管、低位钻场高位钻孔抽放瓦斯技术，工作面安装了二台2BEP-42型水环式瓦斯抽放泵，一台运行，一台备用。额定流量120m3/min，实际抽放流量为90m3/min，瓦斯抽放管管径为￠330。安装地点:23区回风巷临时瓦斯抽放硐室内。实际测得抽放管中CH4浓度在3-10%之间。经过抽放，23031综放面上隅角及上巷风流中瓦斯浓度分别控制在0.5~0.2%和0.3~0.1%，确保了该面顺利回采。

二、矿井瓦斯抽放管理

在瓦斯抽放管理方面，我们制定有严格的瓦斯抽放技术规范和奖罚办法。要求抽放泵司机必须精心操作，密切注意抽放泵运行状况，一旦发现异常，必须立即停泵检查。每小时测定一次流量、负压、浓度等参数，并做好相关记录。区直人员定期到现场检查，发现问题责令其立即整改，并进行相应的处罚，以提高其责任意识。每班均在上隅角安排有专职抽放工，对抽放管路进行巡查，确保管路无积压、泄露现象，监督处理上隅角袋墙封堵、埋管插管、钻孔连接抽放状况，并根据现场情况及时拆卸抽放管子，保证埋管深度、插管位置适宜，达到最佳抽放效果。

三、瓦斯抽放存在的问题

21201综放面和23031综放面瓦斯含量大，采用大流量、高负压泵抽放后，上隅角瓦斯浓度超限得到了有效地控制，但是常村煤矿井下煤层又属于易自燃性，容易造成上拐头头顶煤层自燃，需要解决火与瓦斯共存情况下瓦斯治理的课题。

四、整改措施

对工作面上拐头头顶施打注水孔，经常注水，同时合理安排抽放，瓦斯抽放流量和负压控制到合理值范围内，既满足上拐头瓦斯治理的需要，又不因抽放负压过大，造成上拐头煤层自燃。

五、本季度抽放瓦斯量

本季度内，21201综放面工作面共抽放纯瓦斯量52.03万m3，23031综放面共抽放纯瓦斯量28.92万m3，21132综放面共抽放纯瓦斯量10.22万m3，总共抽放纯瓦斯量万91.17m3，月月圆满完成本的抽放瓦斯计划。

瓦斯抽放管在煤矿中的应用 篇9

如今随着我国现代经济的飞速发展，对于电能的需求量也日益增高，在我国80%以上的电厂都是以煤炭为原材料来发电的。再加上重工企业用煤和城乡采暖用煤，所需要的煤炭也越来越多。但是现今国民经济对煤炭的需求，致使煤炭开采行业快速发展，使其出现了大量的安全生产事故，引发煤矿事故的主要原因就是瓦斯爆炸，现在对于瓦斯的治理已成为煤矿安全中的重要工作。在瓦斯抽放系统的设备投资里，对煤矿安全和降低成本有重大的意义。

瓦斯抽放管与传统材料相比，它质轻、搬运比较方便，化学稳定性强耐腐蚀。

瓦斯抽放管不仅是物理混合，创新了材料的改性与制作结构，防静电切阻燃，在相同条件下使用，PVC管管壁薄、内径大、通过流体多，其价格也低于其他管材。

抽放瓦斯钻孔分析 篇10

孙疃煤矿72111工作面合并开采71、72煤, 煤层平均厚度为2.1 m。该面形成初期进行区域瓦斯治理, 机、风巷共施工有瓦斯抽放顺层钻孔约600个, 孔深平均95 m。为有效减少72111工作面在回采过程中的产尘量, 降低工作面的粉尘浓度, 改善工作面的作业环境, 同时为72111工作面回采过程中的瓦斯治理创造良好的条件, 在工作面回采过程中通过利用顺层孔进行煤层注水, 取得了良好的效果。

1注水工艺设计

1.1注水孔间距

72111工作面机、风巷瓦斯抽放顺层钻孔孔距为3 m。为了协调抽放与注水的关系, 坚持先抽后注的原则。由于工作面前方卸压区裂隙较为发育, 所以选择卸压区钻孔进行注水。当工作面机、风巷的抽放钻孔距工作面30~40 m进入卸压区后, 为不影响瓦斯抽放效果, 尽可能选择抽放浓度小于10%、穿煤长度较长的顺层孔作为注水孔进行注水, 以提高润湿效果。注水系统设计如图1所示。

根据经验, 注水孔间距一般按10~25 m考虑, 本设计由于工作面机、风巷瓦斯抽放顺层钻孔孔距为3 m, 所以注水孔间距只能为3的倍数。机巷回采侧机电设备多, 且为仰角孔, 考虑注水效果以及便于管理观测, 所以机巷注水孔距比风巷较大。因此, 选择机巷相邻注水孔间距按15 m布置 (每隔4个顺层孔改造成1个注水孔) ;风巷相邻注水孔间距按12 m布置 (每隔3个顺层孔改造成1个注水孔) 。在实际注水中, 考虑地质条件及煤层注水效果情况, 注水孔间距依据现场情况进行变更。

1.2封孔工艺流程

(1) 封孔深度。机、风巷顺层抽放钻孔内采用 φ50 mm PE管进行封孔, 封孔长度达18 m, 因此改造注水孔期间可以忽略巷帮煤体的破碎带对注水的影响。综合考虑注水成本与现场封孔试验效果, 封孔深度选择为2 m。封孔剖面如图2所示。

(2) 注水管选择。选用DN15的镀锌管作为注水管。管长2 m, 下管深度1.8 m。注水管口焊接 φ10 mm直通, 连接同规格高压胶管。

(3) 填送注水管。撕取一节棉纱, 缠绕在注水管末端距管口200 mm处。将棉纱一侧蘸取5 m L左右的聚氨酯A料, 棉纱另一侧蘸取5 m L左右的聚氨酯B料, 将缠有棉纱的一端向里, 轴向旋转送入顺层孔封孔管内, 使聚氨酯的A料及B料充分混合。

(4) 灌注封孔材料。待聚氨酯在注水管与封孔管间隙内膨胀开, 待30 min后泡沫完全凝固后, 按1∶2的比例将水与速凝膨胀封孔剂混合, 灌入注水管与封孔管间隙内。

1.3注水参数

1.3.1注水压力

1.5Pw≤P≤Pr

式中:P为注水压力, MPa;Pw为煤层中瓦斯压力, MPa;Pr为上覆岩层压力, MPa。

72111工作面煤层取样化验分析, 最大瓦斯压力为Pw=0.35 MPa。该面回采段垂深最高h= 450 m, 且根据上覆岩层压力梯度理论值G0= 22.7 k Pa/m, 可知:

Pr= h G0=10.2 MPa

所以, 0.53 MPa≤P≤10.2 MPa

为保障生产用水, 进一步方便计算, 以及便于水压观测, 本次设计注水压力P选取0.6 MPa。

1.3.2单孔注水量

单孔注水量计算公式:Q=k Mlilρδ

式中:Q为单孔注水量, m3;k为注水孔前方煤体湿润系数, 取1.1 (因为按MT标准取值范围为1.1~1.3, 72111工作面煤层松软, 透水性差, 自然含水率较高, 因此湿润系数取最小值) ;M为煤的厚度, 取平均厚度2.1 m;li为注水孔间距, 风巷12 m, 机巷15 m;l为钻孔长度, 取机、风巷顺层孔平均长度95 m;ρ 为煤的密度, 取1.4 t/m3;δ 为吨煤注水量, 依据MT501-1996标准, 吨煤注水量应控制在0.02~0.04 m3/t, 考虑到该面顶、底板砂岩裂隙水较为丰富, δ 取0.02 m3/t。

经计算, 机、风巷单孔注水量分别为:

1.3.3单孔注水流量及注水时间

72111工作面平均推进速度约为3 m/d, 依据MT501-1996标准, 静压注水可不控制单孔注水流量, 停止注水时注水孔与工作面的距离应控制在8~20 m范围内。机巷注水孔距15 m, 同时2孔注水, 外侧注水孔距离煤壁的最大值就是30 m。 由于工作面1 d推进3 m, 因此单孔注水时间不应低于10 d;风巷注水孔距12 m, 同时3孔注水, 所以单孔注水时间应不低于12 d。

钻孔注水流量计算:q=Q/T

式中:q为单孔注水流量, m3/h;Q为单孔注水量, m3;T为注水时间, 机巷为240 h, 风巷为288 h。

经计算, 机巷、风巷单孔注水流量最低分别为:

在实际注水中, 可把预定湿润范围内“出汗” 现象作为煤体受到全面湿润的标志。“出汗”后即可结束注水。注水采用全天24 h不间断注水。

1.3.4注水超前于回采的距离

为提高煤层注水效果, 煤层注水工作应在常压带内进行。为保证足够的注水量, 注水工作不宜过迟。

注水超前工作面距离计算:lc=T v/24+lt

式中:lc为注水超前工作面距离, m;T为注水时间, 机巷注为240 h, 风巷为288 h;v为工作面日推进度, 3 m/d;lt为停止注水时钻孔距工作面的距离, 依据MT501-1996标准及72111工作面实际回采情况, lt取8 m。

经计算, 机、风巷注水超前工作面距离分别为:

由此可知, 机巷里端注水孔距工作面8 m时停止注水, 同时在距工作面38 m处连接新注水孔, 保持同时注水孔数为2个;同理, 风巷里端注水孔距工作面8 m时停止注水, 同时在距工作面44 m处连接新注水孔, 保持同时注水孔数为3个。

2静压注水系统及设备构成

静压注水系统主要由注水表、压力表、阀门及高压胶管组成。每个注水孔分支外接1个注水表, 通过球阀控制。所有分支注水管路通过三通接头与注水干管相连, 并加装水压表后接入巷道供水管路的球阀上。

因机、风巷注水流量均小于0.5 m3/h, 因此所有注水支管及干管均选用 φ10 mm高压胶管, 通过φ10 mm球阀控制各支管注水量及注水压力, 确保注水压力在0.6 MPa左右。因静压注水压力小于1 MPa, 注水表可选用普通自来水表。注水压力表要求量程应为注水管中最大压力的1.5倍。 注水表及压力表可循环使用, 注水期间确保各配件使用正常, 出现损坏时要及时维修或者更换。

3安全注意事项

(1) 封孔。封孔前要检查注水孔内的堵塞物是否排除清理, 保证注水孔固位煤帮, 顶板支护完好, 发现不安全因素及时处理。必须按标准要求进行封孔, 封孔的深度要符合设计要求, 同时要严把封孔质量关, 保证注水孔严密不漏水。

(2) 注水。要安排专人进行煤层注水工作, 全天24 h不间断注水, 每个注水工要掌握注水的工艺要求, 并严格执行煤层注水操作规程。注水前应检查注水管路是否完好、仪表和开关等能否正常工作, 确认注水系统完好后, 方可依次打开注水开关, 进行煤层注水工作。采用多孔并联注水时一次允许注水孔不得超过3个。机巷注水流量最低不小于0.39 m3/h, 风巷注水流量最低不小于0.26 m3/h。 发现煤壁在预定范围内出现水珠后, 应停止注水。 注水人员必须严格执行现场交接班制度, 班中详细记录注水压力、水表读数、注水流量等各种参数。出井后认真填写煤层注水记录, 每组注水孔注水完毕后, 由技术人员对每个注水孔实际注水参数进行统计整理, 填入煤层注水台账。注水如发生异常情况, 应立即停止注水, 待查明原因、处理完毕后, 方可进行正常注水工作。

4结语