采空区瓦斯抽放

矿井采空区瓦斯抽放作者：徐文海来源：《中国科技博览》2014年第11期摘要：矿井瓦斯是成煤过程中的一种伴生产物，其主要成分是甲烷。

它是一种无色、无味、无臭的气体。

比空气轻，相对密度为0.554。

为了减少和解除矿井瓦斯对煤矿安全生产的威胁，利用机械设备和专用管道造成的负压，将煤层中存在或释放出的瓦斯抽出来，输送到地面或其他安全地点的做法，叫做瓦斯抽放。

关键词：矿井；安全地点；瓦斯抽放中图分类号：TD351 矿井瓦斯存在状态（1）游离状态（也称启由状态）：这种瓦斯以完全自由的气体状态存在于煤体或围岩的较大裂缝、孔隙或空洞之中。

（2）吸附状态（也称结合状态）：按其结合形式的不同，又分为吸着和吸收二种状态。

吸着状态是瓦斯气体分子在其与煤粒固体分子间的引力作用——被吸着在煤体孔隙的内表面上所呈现的状态，形成，一层很薄的吸附层。

吸收状态是瓦斯分子进入煤体胶粒结构内部与煤部分子结合而呈现的一种状态，其类似气体溶解于液体的现象。

吸附状态存在的瓦斯量的多少；取决于煤的结构特点，炭化程度等。

2 矿井瓦斯抽放的目的和意义（1）抽放瓦斯可以减少开采时的瓦斯涌出量，从而可减少瓦斯隐患和各种瓦斯事故，是保证安全生产的一项预防性措施。

（2）抽放瓦斯可以减少通风负担，降低通风费用，还能够解决通风难以解决的难题。

（3）煤层中的瓦斯同煤炭一样是一种地下资源，抽出来送到地面作为原料和燃料加以利用，“变害为利”、“变废为宝”，可以收到节约煤炭，保护环境的效果和可观的经济效益。

3 矿井瓦斯抽放方示和分类矿井瓦斯抽放的方式和方法多种多样，一般有3种分类方法（见表1）。

矿井瓦斯抽放虽然有不同分类方法和分为不同种类，但现场应用时，往往是互相结合，不能截然分开的。

这里着重论述回采工作面采空区瓦斯抽放。

3.1 采空区瓦斯的来源及危害采空区的瓦斯主要有两个来源：一是未能采出而被留在采空区的煤炭中存有一定数量的残存瓦斯；二是顶板和周围煤岩中的瓦斯。

采空区积聚的大量瓦斯，往往被漏风带人采煤工作面或生产巷道，影响正常生产。

综采工作面采空区瓦斯抽放技术随着煤炭行业的快速发展，为了满足不断增长的能源需求，我国煤炭生产技术不断进步，尤其是综采工作面的瓦斯抽放技术取得关键性突破，大大提高了煤矿的安全生产和煤炭资源利用效率。

综采工作面采空区瓦斯抽放技术的意义在煤矿开采过程中，煤炭的燃烧释放大量的瓦斯，而在综采工作面的采空区，这些瓦斯没有足够的空间扩散，很容易引发爆炸事故。

使用瓦斯抽放技术可以将采空区的瓦斯收集起来再处理或输送走，不仅能减少矿井的瓦斯含量，确保矿井安全，而且可以充分利用这些瓦斯资源，提高资源利用效率。

因此，综采工作面采空区瓦斯抽放技术的研究和应用具有重要的意义。

综采工作面采空区瓦斯抽放技术的分类根据瓦斯抽放技术的不同特点和工艺原理，可将其分类为以下几种：1.自然抽采法自然抽采法是将瓦斯从煤层往外排放，利用自然气压差异或矿井底部温差等力量推动瓦斯流动，然后收集瓦斯。

这种方法需要在地质条件较好的煤层中使用，对矿井气压、地质条件和矿井布局有较高的要求。

2.人工排放法人工排放法是将瓦斯从井下的孔洞或管道中基于人工力量进行排出。

一些煤矿在开拓煤层时便预留孔洞和通道以便排放瓦斯。

这种方法使用方便，成本低，但需要保持有效的通道和管道。

3.机械抽采法机械抽采法是通过风机、压缩机或抽气泵等机械设备产生负压力，使瓦斯流向采空区，并从钻孔中抽出收集。

这种方法采取机械驱动收集瓦斯，所以其大大提高了瓦斯收集效率，而且排放管道可以较好地控制瓦斯流向。

综采工作面采空区瓦斯抽放技术的发展趋势1.现场监测技术的逐步完善现场监测技术的逐步完善，使得瓦斯抽采技术的稳定可靠性有了明显提高。

现在煤炭行业正在积极推广使用瓦斯自燃定位监测系统、瓦斯含量监测系统、瓦斯温压监测系统、瓦斯流量计等现场监测设备，从而实现对各个工作面瓦斯抽放的精细化管理。

2.瓦斯抽采技术的节能降耗瓦斯抽采技术的节能降耗也是未来的发展趋势。

铺设管道能有效地较低抽采设备能耗，同时减少沿程的泄漏或阻力。

矿井采空区瓦斯管理制度
1.由矿总工程师组织相关人员分析在采或即将开采的回采工作面开采层残留煤、采空区周边煤柱、相邻煤层、相邻回采工作面封闭的采空区、工作面及其开采区域周边地质构造等因素的瓦斯情况，辩识采空区瓦斯源，制定防范措施。

2.采空区瓦斯涌出导致超限的主要类型：回采工作面初采期间直接顶大面积悬顶、回采工作面上隅角大面积悬顶、回采工作面来压老顶裂隙带导通断层面。

3.为了防止采面隅角瓦斯超限，当采面落煤期间隅角或回风巷瓦斯浓度达到0.8%时必须采取采空区埋管抽采或高位钻孔抽采等综合措施进行治理。

4.优先按以下顺序采取措施：Y型通风、预抽瓦斯、高位钻孔抽放、穿层钻孔抽放和风巷悬空密闭插管抽放。

(1)采用Y型通风时，分段在巷帮向采空区插管抽放瓦斯。

(2)受地质构造影响的采区隔离煤柱必须进行有效的预抽并确保达标。

(3)无法进行Y型通风的工作面初采前必须采取高位钻孔抽放措施，否则不得通过“一通三防”专项验收。

只有在来压验证无采空区瓦斯涌出超限风险或有更有效的处理措施的情况下方可取消。

(4)采用穿层钻孔抽放采空区瓦斯时，抽放负压、钻孔直径与数量根据回采工作面上隅角瓦斯浓度进行优化。

(5)采用风巷悬空密闭插管抽放采空区技术时，必须及时根据回采工作面推进度移动悬空密闭和抽放管道。

(6)相邻封闭的老空区积聚的高浓度瓦斯有涌入回采工作面采空区风险时，应采取抽放老空区瓦斯的措施。

5.对采空区进行抽放时，必须安装抽放监控系统，对采空区管道内抽放瓦斯浓度、负压、一氧化碳等进行监控，发现一氧化碳及时报警。

发现抽放管中有一氧化碳时，必须调小负压至IkPa左右或者关闭。

抽放瓦斯管理制度、操作规程及主要安全技术措施一、抽放瓦斯管理制度矿井抽放瓦斯工作制度为三班制。

为了保证安全、正常地进行瓦斯抽放工作，提高瓦斯抽放效果，按照《煤矿安全规程》和《矿井瓦斯抽放管理规范》的有关规定，在安全和组织管理方面考虑了以下制度。

1.1组织管理1、建立抽放瓦斯的专门机构，配备专业施工队伍，负责瓦斯抽放工程的施工和日常维护管理工作。

所有人员必须经过培训合格后才能上岗。

2、瓦斯抽放泵房的设备和管路系统除日常检查外，应建立定期检查维护制度。

3、在各抽放主管和分支管路上安设瓦斯流量、浓度、负压等检测装置，同时还配备专人定期进行巡回检测、放水和管路维护，以便掌握不同地点的抽放状况。

处理管路积水和漏气，以保证管路畅通无阻。

4、对抽放方法及其有关参数，需在抽放实践中进一步考察和验证，以便确定合理的综合抽放方法。

达到合理布置钻孔，提高抽放效果。

5、抽放泵站的值班司机必须经过专门培训，使其熟悉瓦斯抽放的有关规定，掌握各种仪器、仪表和抽放设备的用途及其操作程序。

1.2瓦斯抽放组织机构管理为了加强矿井瓦斯抽放管理，矿井应配备技术管理人员和各类业务人员。

这些人员在瓦斯抽放方面大致可分为：1、技术管理人员：负责井下瓦斯抽放的管理、设计、技术指导工作。

2、井下打钻施工人员：负责井下瓦斯抽放钻孔、其它钻探孔的施工。

3、管线工程施工、维修人员：负责瓦管线及抽放系统各种设备的安设、维修、调整、更换等。

4、检测人员：负责对矿井抽放系统、钻场、管线、主要设备、设施的日常检查和抽放系统的测试、调整、试验、数据、资料的记录和整理等安全技术性管理工作。

1.3抽放瓦斯泵站管制度1、抽放泵房距进风井口和主要建筑物不小于50m，泵房及泵房周围20m范围内禁止有明火和堆积易燃物，泵房需用栅栏或围墙保护。

2、泵房必须用不燃性材料建筑，瓦斯出口排空管的高度应超过泵房房顶3m。

3、泵房必须有防火、防雷电、防管路回火爆炸的安全装置。

4、抽放瓦斯泵及其附属设施，至少应有一套备用。

矿井采空区抽放瓦斯安全技术措施为了保证矿工的安全生产和生命安全，矿井开采过程中必须采取一系列的工程技术措施来防止瓦斯爆炸事故的发生。

矿井采空区抽放瓦斯也是其中重要的措施之一。

本文将介绍什么是矿井采空区抽放瓦斯，以及抽放瓦斯的安全技术措施。

矿井采空区抽放瓦斯矿井采空区抽放瓦斯，又称采矿抽放或采空区抽放，是指在矿井开采过程中，对采空区域内积聚的瓦斯进行抽放和利用的技术方法，以保障矿工的生命财产安全和环境保护。

这是一种重要的瓦斯治理措施，经济效益和环境效益都十分显著。

矿井采空区抽放瓦斯的原理是利用地质条件和通风条件，通过钻孔或掏挖而成的多个瓦斯抽放孔，从采空区收集瓦斯，送往分布在井口的瓦斯吸收井或瓦斯爆炸防治系统，进一步利用或消除。

矿井采空区抽放瓦斯主要有三个目的：一是为了防止瓦斯爆炸事故的发生，提高矿井的安全系数；二是为了保护环境，减少瓦斯排放造成的环境污染；三是为了提高经济效益，将采集的瓦斯利用在冶炼、发电、化工等方面。

抽放瓦斯的安全技术措施矿井通风系统通风系统是矿井采空区抽放瓦斯的重要保障。

在通风系统设计中，需要根据采矿区域内地质条件、气体组成、瓦斯含量、瓦斯浓度分布等情况，科学合理配置通风系统，保证矿井压力平衡、空气流通和瓦斯排出畅通，从而达到安全生产和保护矿工健康的目的。

安全措施为保障矿工和矿场的安全，必须采取一系列的安全措施，包括安全管理制度、安全检查机制、安全教育培训、安全防护设施等。

在抽放过程中，需要对瓦斯浓度进行实时监测，确保瓦斯浓度不超过规定范围，及时采取相应的措施避免事故的发生。

吸收井或爆炸防治系统吸收井和爆炸防治系统是抽放瓦斯的重要环节。

吸收井是指将瓦斯集中引入井下吸收井中，通过人工或自然气运作，将瓦斯吸收储存或运送至地上的瓦斯站点。

爆炸防治系统是采用一定的技术手段对矿井抽放的瓦斯进行处理，例如瓦斯定向引爆、防爆板等措施。

抽放管道抽放管道是瓦斯从采空区到吸收井或瓦斯站点中的重要连接，必须选择合适的管道材料和容量，并做好防渗漏措施。

抽放瓦斯的技术方法一、开采层瓦斯抽放对开采层瓦斯涌出量大或有突出危险的煤层，主要采用开采层瓦斯抽放技术。

开采层瓦斯抽放包括巷道抽放和钻孔抽放。

巷道抽放一般只是预抽，钻孔抽放包括预抽和边采（掘）边抽。

1、巷道预抽一般不用作主要的瓦斯抽放方法，一般只是在部分煤巷暂时不用或有异常瓦斯涌出巷道的矿井作辅助方法应用。

2、钻孔抽放根据钻孔布置方式分为穿层钻孔和顺层钻孔抽放。

由于穿层钻孔存在钻孔有效利用率低、钻孔工程量大以及需作专用瓦斯抽放巷等缺点，随着顺层钻孔成孔工艺技术的提高，本煤层瓦斯抽放向着顺层钻孔瓦斯抽放方向发展。

⑴、钻孔布置方式：网络式穿层钻孔、穿层与顺层钻孔结合、顺层长钻孔等。

⑵、抽放工艺参数包括钻孔直径、钻孔长度、抽放负压、有效抽放半径等。

①、钻孔直径一般采用75---108㎜的钻孔。

②、钻孔长度：钻孔瓦斯抽放量在一定范围内随钻孔穿入煤体的长度线性增加，所以穿层钻孔总是要求穿透煤体全厚；顺层钻孔根据采掘工程部署，在条件许可下尽可能钻深。

③、抽放负压一般选用6—30kPa的进行抽放（设计选用15KPa）。

④、钻孔合理预抽时间：钻孔预抽有一个合理的时间，时间过短，钻孔抽放工程得不到有效利用。

时间过长也不科学，浪费时间、资金和设备费用，因钻孔瓦斯流量随抽放时间的延长而蓑减（基本符合负指数方程），当超过一定的预抽时间，钻孔瓦斯流量蓑减到很小，再继续预抽就没有实际意义，可能还会影响采掘接替。

⑤、钻孔的有效抽放半径是指在规定的抽放时间内钻孔抽放瓦斯的有效影响范围。

显然钻孔的有效半径与抽放时间、瓦斯及煤层透气性有关。

其测定方法有两种：A：通过观测抽放钻孔四周不同距离，测压钻孔瓦斯压力随抽放时间的变化来确定。

B：通过测定钻孔累计抽出瓦斯量随抽放时间的变化来确定。

二、邻近层瓦斯抽放在邻近层近距离煤层群开采条件下。

采用冒落法管理顶板时，首先开采的煤层会有大量邻近层瓦斯涌入，这时必须进行邻近层瓦斯抽放。

由于煤层的开采，采空区顶板岩层冒落、断裂或下沉变形。

AQ 1027—2006ICS 73.010D 09备案号：18912—2006中华人民共和国安全生产行业标准AQ 1027—2006代替MT/T692-1997煤矿瓦斯抽放规范Code for coal mine gas drainage2006-11-02 发布2006-12-01实施国家安全生产监督管理总局发布AQ 1027-2006目次前言1 范围 (1)2规范性引用文件 (1)3术语各定义 (1)4建立抽放瓦斯系统 (3)5 地面永久瓦斯抽放系统 (4)6 井下移动泵站瓦斯抽放系统 (6)7 瓦斯抽放方法 (7)8 瓦斯抽放管理 (8)9 瓦斯利用 (10)10 地面永久瓦斯抽放系统的报废 (10)附录A（规划性附录）瓦斯抽放基础参数测算 (44)附录B（规划性附录）瓦斯投放方法类别及抽放率 (14)附录C（规划性附录）瓦斯抽放参数监控系统 (16)附录D（规划性附录）瓦斯抽放工程设计 (17)附录E（规划性附录）主要单位换算 (19)前言为切实贯彻落实先抽后采的方针，加强瓦斯抽放技术管理，保证瓦斯抽放工程的安全，提高瓦斯抽放效果，防止瓦斯事故．保护环境，制定本标准。

本标准以原国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局2004年颁布的《煤矿安全规程》、原煤炭工业部1997年制定的《矿井瓦斯抽放管理规范》、矿井抽放瓦斯工程设计规范》(MT 5018——96)为依据、在充分考虑煤矿瓦斯抽政工艺技术特点和目前我国煤矿瓦斯抽故现状及发展趋势的基础上编制而成：本标准代替MT T 692—1997《煤矿瓦斯抽放技术觇范》。

奉标准与t煤矿乩斯抽放技术规范》(MT/T 692一1997)相比内容上有了较大增加：——增加了矿井瓦斯抽放工程设计的内容：——增加了移动泵站瓦斯抽敞系统；——增加了瓦斯抽放方法；——增加了瓦斯抽放管理；——增加了瓦斯利用；——增加了瓦斯抽放系统的报废；——对一些词句进行了修改；本标准的附录A、附录B、附录C、附录D、附录E为规范性附录。