浅孔抽放技术在高瓦斯综采工作面中的应用

综采工作面区域防突瓦斯抽采技术应用摘要：为了有效解决煤矿综采工作面瓦斯问题所产生的影响，保证矿井开采工作的安全稳定进行，需要对综采工作面区域瓦斯抽采工作进行全面落实，实现区域性防突工作效果。

基于此，本文有效结合某综采工作面的实际工作情况，对区域防突瓦斯抽采技术进行分析和研究，最大限度上控制瓦斯问题所产生的影响，避免产生严重的安全事故，为后续类似工作的顺利进行提供有效参考和借鉴。

关键词：综采工作面；瓦斯抽采；防突；安全瓦斯属于煤矿综采工作面所需要治理的重点问题之一，但是瓦斯也是非常常见的清洁性能源，通过对矿井工作面瓦斯的综合治理，可以最大限度上降低瓦斯事故灾害问题的产生。

当前我国在矿井瓦斯抽采总量和抽采工作效率上相对较低，但是随着煤矿开采深度的进一步提升，煤层瓦斯到含量也在不断上涨，因此瓦斯灾害问题表现越来越明显，直接影响到整个煤矿开采工作的安全稳定进行，需要进行区域防突瓦斯抽采，保证工作面的安全性。

1工作面概况本回采工作面位于21采区井筒东翼，西起213运输石门，东到设计切眼，回采区域宽度141m、走向长为276～340m。

可采面积约42716m2。

本工作面对应地表主要为山脊～山坡地形，无建筑、公路等设施。

回风巷工作面标高1316～1323m、运输巷工作面标高1274～1278m，工作面距地表高差383～465m。

煤厚2.2～3.1m，平均2.7m，为简单结构煤层，属层状构造的原生结构煤，硬度f=1.0～1.5。

煤层向回采面内部变化，根据掘进资料分析，211208运输巷及回风巷煤层走向倾角1～3°，倾向倾角17～22°，预计回采工作面煤层走向及倾向倾角局部有变化，走向厚度变化0.2～0.5m，倾向厚度变化0.2～0.8m。

煤层顶底板情况：12#煤层直接顶：灰色～灰白色状细砂岩，厚17～21m，中厚层状，致密坚硬，局部破碎，层理不发育，f=4～5。

12#煤层直接底：深灰色～黑色砂质泥岩、泥岩粉砂岩、细砂岩及煤线互层，局部松软，似层状，上部有薄煤，下部以灰色粉砂岩为主。

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。

浅孔抽放技术在十二矿的应用【摘要】十二矿于2004年8月开始在己15－17－16062综采工作面，己15－17180机巷及己七三期总回采用浅孔抽放技术，浅孔抽放技术在十二矿应用非常成功，为十二矿治理瓦斯创出了一条新路，既解决了高突头面的防突问题又解决了瓦斯超限问题，经济和安全效益十分显著。

【关键词】浅孔抽放；应用；治理瓦斯十二矿于2004年8月开始在己15－17－16062综采工作面，己15－17180机巷及己七三期总回采用浅孔抽放技术，其应用情况如下：己15－17－16062综采工作面每日施工钻孔56个，8~9月份共施工钻孔3416个，61个循环，每日抽放时间3.5~5小时。

日均抽放负压、浓度、压差、单孔平均浓度、混合抽放量、抽放纯量见下表：8~9月统计，己15－17－16062综采工作面浅孔抽放共计抽放瓦斯9.8万m3。

由上表可以看出浅孔抽放的效果十分显著。

抽放前综采工作面回风流瓦斯浓度0.6~0.9%，每日仅能割煤2~3刀,采面经常出现煤炮、喷孔、夹钻等动力现象。

最大瓦斯涌出量7.1m3/min，最小瓦斯涌出量 4.74 m3/min，平均瓦斯涌出量5.9m3/min。

实施浅孔抽放后，采面消除了瓦斯动力现象，工作面回风流浓度降至0.3~0.6%，最大瓦斯涌出量4.74m3/min，最小瓦斯涌出量2.37m3/min，平均瓦斯涌出量3.55m3/min，每日割煤6~8刀，抽放前后平均瓦斯涌出量降低32%。

己15－17180机巷从2004年7月开始实施浅孔抽放，当迎头煤厚1.0米以下时，钻孔数为7个，当迎头煤厚2.0米以下时，钻孔数为14个，当煤厚2.0米以上时，钻孔数为21个。

7~10月份共计施工钻孔3360个，220个循环，采用浅孔封孔器封孔。

日均抽放负压、浓度、压差、单孔浓度、混合量、纯量见下表：经统计，7~10月17180机巷共抽放瓦斯3.5万m3，进行浅孔抽放前，掘进工作面处于半停产状态，打钻时喷孔、夹钻、顶钻严重，工作面回风流中瓦斯经常处于临界状态，月进尺39m，最大瓦斯涌出量3.77m3/min，最小瓦斯涌出量2.36m3/min，平均瓦斯涌出量3.06m3/min。

瓦斯抽采技术在高瓦斯矿井开采中的应用【摘要】瓦斯的存在对于煤矿开采危害巨大，因此有必要对瓦斯抽采技术进行研究。

文章对瓦斯抽采的常见方法：采空区瓦斯抽采、邻近煤层瓦斯抽采及开采煤层瓦斯抽采分别进行了介绍。

【关键词】煤矿；瓦斯抽采；采空区；邻近煤层；开采煤层中国煤矿的瓦斯事故类型分为瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出、瓦斯燃烧和窒息。

瓦斯爆炸、瓦斯燃烧和窒息事故的原因之一是瓦斯积聚达到一定的体积分数。

例如瓦斯体积分数达到5%～16%时，有可能引起瓦斯爆炸事故；瓦斯体积分数大于16%时，有可能引起瓦斯燃烧事故；由于瓦斯积聚使空气中氧气体积分数降到12%时，人感到呼吸非常短促。

煤与瓦斯突出是煤体中存储的瓦斯能和应力能的失稳释放。

煤层瓦斯的大量直接排放不仅浪费了能源资源而且严重污染了环境，以甲烷为主要成分的煤层瓦斯是一种具有强烈温室效应的气体，甲烷的温室效应比二氧化碳大20倍以上。

鉴于瓦斯对于正常回采的危害，有必要研究在回采前对瓦斯进行抽放，即瓦斯抽采。

目前抽放瓦斯方法主要有采空区瓦斯抽采、邻近煤层瓦斯抽采及开采煤层瓦斯抽采。

下面对这几种抽采方法分别予以介绍。

1 采空区瓦斯抽采技术采空区瓦斯抽采具有抽采量大、来源稳定等特点，邻近层及围岩瓦斯的大量涌出，使采空区瓦斯涌出量增大，具备进行采空区瓦斯抽采的条件。

采空区埋管在采空区抽采中应用广泛，沿回采工作面的回风巷上帮敷设1条瓦斯管，随工作面推进，抽放管埋入采空区。

在采空区无内部漏风的流场中，采空区内的瓦斯体积分数很高，瓦斯随着采空区风流移动汇集在采空区上隅角，形成高体积分数的瓦斯聚积区；这是因为上隅角的漏风流线大多是流经采空区深部的流线，携带瓦斯量大，最终在上隅角形成瓦斯聚积，所以，抽放的对象应是上隅角瓦斯聚积点的风流。

利用上隅角插管抽放方法，将聚集在上隅角的瓦斯抽出，有效地解决了上隅角瓦斯超限问题，同时减少采空区的漏风量及瓦斯涌出量，以便将聚集在采空区上隅角的低体积分数瓦斯抽出。

浅谈掘进工作面长钻孔瓦斯抽放及治理引言我国的煤炭储量位居世界第三，含煤地区的面积约有50多万平方千米，且我国的一次能源消耗中，煤炭始终保持在70%左右。

同时我国煤矿的事故死亡率也较高，百万吨死亡率为0.03%。

各类煤矿安全事故中以瓦斯事故最为严重。

随着我国煤炭进入深部开采，煤层的透气性也越来越低，当掘进工作面对煤层产生工程扰动时，赋存于煤层中的瓦斯会从吸附状态变为游离状态，瞬间释放出来，导致掘进工作面的瓦斯含量迅速超限，极易产生瓦斯爆炸、进而导致煤尘爆炸。

仅仅依靠传统的通风机局部供风来风排瓦斯，已经不能适应当前的煤矿掘进生产需求。

探索出适合高瓦斯矿井、煤层透气性差的掘进工作面瓦斯治理方法，是当前煤炭生产企业和科研院所的重要研究内容。

1、工程概况某煤矿矿井年生产能力为300万t。

矿井主采煤为13#层煤，厚3.5～5.5m，平均4.8m，煤层地质结构较为简单。

矿井开采到500m以下，矿井的瓦斯涌出呈现出积聚的增加，目前矿井的绝对瓦斯涌出量在42m3/min左右，并呈现出日益增加的趋势。

矿井开采过程中未出现过煤与瓦斯动力现象。

呈现东高西低的特征，瓦斯压力0.35～1.48Mpa，煤层透气性系数1.11～4.66m2/MPa2d，属于可抽煤层。

090802工作面以南为尚未开采的实体煤层，以西为1504采区巷道，以东20m为井田边界，位于-760m水平，回风顺槽掘进巷道位于南翼二采区，工作面走向长度为689m，倾向长度为198m，巷道设计规格为4500×3500mm，净断面为15.75m2，煤层倾角为6～11°。

煤层瓦斯的相对涌出量为7.74m3/min，绝对瓦斯涌出量为14.5m3/min，属于高瓦斯区域。

2、090802回风顺槽掘进工作面瓦斯来源掘进工作面的瓦斯涌出呈现出一种非线性的涌出，受到煤层地质瓦斯含量，掘进方式（如爆破作业，掘进机作业等），地质构造（断层，褶皱等）等多种因素的符合影响。

机巷掘进工作面浅孔抽放措施背景机巷掘进是煤矿生产的一个重要环节。

正常情况下，机巷掘进工作面的瓦斯浓度控制在安全范围内，但是在实际生产过程中，由于地质条件、掘进方式等因素，机巷掘进工作面可能会出现瓦斯浓度超标的情况。

为了保障工人的安全，必须采取措施控制瓦斯浓度。

浅孔抽放措施浅孔抽放是一种常见的瓦斯控制技术，主要是利用井下的浅孔对工作面瓦斯进行抽放。

在机巷掘进工作面，通常会设置多个浅孔，以便能够控制各个区域的瓦斯浓度。

具体实施过程如下：浅孔的设置通常情况下，机巷掘进工作面的浅孔设置应满足以下条件：•浅孔位置应在风流分区的上风侧，可以有效地控制瓦斯浓度；•浅孔应设置在距离掘进工作面10、30米的地方，以便控制工作面各个区域的瓦斯浓度；•浅孔的直径一般为5075M长度一般为34米；•浅孔的设置应满足安全生产的要求。

浅孔的抽放浅孔的抽放一般分为主、副两种方式。

主浅孔是对掘进工作面的主风路进行排放。

副浅孔是对掘进工作面的副通风、回风进行排放。

具体实施过程如下：1,主浅孔的抽放主浅孔是对掘进工作面的主风路进行排放，主要有以下几个步骤:•将主浅孔的管道与地面功控室的抽放系统连接；•打开主浅孔的阀门，通过抽风机将瓦斯排放出去；•对主风路的风量进行调节，控制风道流速，以确保瓦斯被有效抽走。

2,副浅孔的抽放副浅孔是对掘进工作面的副通风、回风进行排放，主要有以下几个步骤：•将副浅孔的管道与地面功控室的抽放系统连接；•打开副浅孔的阀门，通过抽风机将瓦斯排放出去；•对副通风、回风的风量进行调节，控制风道流速，以确保瓦斯被有效抽走。

总结浅孔抽放是一种常见的瓦斯控制技术，适用于煤矿机巷掘进工作面等瓦斯浓度超标的场景。

在实施浅孔抽放前，应先进行合理的浅孔设置，设置合理的抽放参数，保证工作面瓦斯浓度控制在安全范围内。

在实施浅孔抽放时，应注意安全生产，确保设备运转正常。

综放工作面回采瓦斯抽放综合技术应用摘要：针对焦家寨矿综放工作面回采期间瓦斯涌出规律及原因分析，采取上隅角埋管、斜交高位钻孔抽放和高位走向裂隙长钻孔（顶板走向长钻孔）瓦斯抽放技术方法，对综放工作面瓦斯问题进行治理，并对瓦斯抽放技术方法及效果进行了比较，结果表明：上隅角埋管抽放施工量小、安装简单、抽放率低一般＜10%；斜交高位钻孔抽放采空区冒落带瓦斯，抽放率较高可达20-30%，能抽高浓度瓦斯。

但施工量大，施工环境差；走向高位钻孔抽放采空区冒落带、裂隙带瓦斯，抽放率高可达30%，系统安装简单。

但施工费用高；通过对比分析，并经采取综合抽放技术方法，综放面瓦斯问题治理达到了良好效果，保障了工作面正常安全生产。

关键词：瓦斯抽采、上隅角抽放、斜交钻孔抽放、顶板走向长钻孔抽放、定向钻机、治理瓦斯、效果分析中图分类号： tq517 文献标识码： a 文章编号：综采放顶煤工作面采煤实质，就是沿厚煤层底部布置一个采高2～3m的长壁工作面，用常规方法进行回采，并利用矿山压力的作用或辅以松动爆破等方法，使支架上方的煤体破碎成散体后，由支架后方或上方“放煤窗口”放出，经由刮板输送机运出工作面。

由于综采放顶煤工艺为一次将所采煤层全部煤体采落，由此容易造成采空区冒落带高度高于其他综采工艺的工作面的高度，这样采空区通常积聚的高浓度瓦斯，在其他因素（开采强度大、地质构造、工作面来压等）干扰影响下，采空区的瓦斯突然释放，故时常造成工作面瓦斯超限问题现象的发生，给正常生产带来安全隐患。

因此针对该矿综放工作面瓦斯涌出规律及原因分析，职能部门组织专业人员积极探索瓦斯治理新方法、新技术，以更好地达到控制与治理瓦斯。

曾先后采用上隅角埋管或插管、斜交高位钻孔抽放和高位走向裂隙长钻孔（顶板走向长钻孔）瓦斯抽放技术，对综放工作面采空区、上隅角瓦斯问题进行治理。

2010年上半年，矿井抽采纯瓦斯33.6万m3，施工钻孔3642 m。

综放工作面瓦斯抽放率达到了50%～60%，矿井瓦斯抽放率达到了16%～20%。

机巷掘进工作面浅孔抽放措施背景在煤矿井下开展掘进作业时，煤矿工人常常会遇到瓦斯超限、煤层破裂等安全问题。

此时，对于矿井内部的瓦斯体积，需要及时排放，从而降低矿井内的瓦斯含量，防止瓦斯爆炸事故的发生。

浅孔抽放技术就是一种可以有效地排放井下瓦斯的技术。

概述浅孔抽放技术是一种利用短小的抽放孔，由地面或井下抽放瓦斯的技术。

这种技术有效地控制了井下的瓦斯浓度，减少了瓦斯爆炸事故的发生。

这种技术的具体实现方式，可以根据不同的井下情况进行适配。

适用范围浅孔抽放技术主要适用于机巷掘进工作面。

在机巷掘进工作面进行开采时，往往需要先行进行探采浅孔，以便及时排放瓦斯，确保工作面的安全开展。

浅孔布置浅孔抽放技术所依靠的抽排小孔，一般是在工作面内采煤前就预先布置好的。

一般地，浅孔的布置需要保证以下原则： - 尽可能采用直线布置，不要出现曲折。

- 抽放孔的数目和分布应使整个工作面内的瓦斯得到合理分布, 以达到排放瓦斯的最佳效果。

- 抽放孔的直径应根据实地情况确定。

一般来说，直径不宜大于30毫米。

抽放方式浅孔抽放技术的具体抽放方式，可以选择以下几种方式： ### 真空吸取式真空吸取式浅孔抽放技术是指通过真空泵或真空风机将抽放孔内的瓦斯吸取出来并排放至外界。

风机轮询式风机轮询式浅孔抽放技术主要是通过风机抽取掘进工作面浅孔内的瓦斯，从而达到排放瓦斯的效果。

这种技术的优势在于基础设备简单，维护成本低廉。

无动力式无动力式浅孔抽放技术是指通过气流自然对流的方式，让工作面内的瓦斯自然移动至浅孔口处，并通过浅孔口排放出来，实现安全控制。

抽放效果与监测为了保证浅孔抽放技术的有效实施，需要对抽放效果进行监测。

一般地，可通过瓦斯含量的监测，来判断浅孔排放效果是否达到标准。

在实践中，可通过以下方法进行监测： - 采用可燃气体探测仪进行实时监测； - 进行瓦斯采样并送样，化验检查瓦斯浓度。

注意事项在使用浅孔排放技术时，需要注意以下问题： - 抽放孔的直径、深度、布置等要根据具体地层瓦斯管理的需求来设置； - 抽放孔的浅深度要适中，通常不能过深，以免影响矿井下一层煤的采掘； - 浅孔布置要细密、合理，能早发现、早处理瓦斯超限； - 要加强现场管理和维护，定期检查，确保各项指标达标。

6、采面密集浅孔卸压抽放在塑性极限应力带内煤层空隙和裂隙率相对于原始煤层增大10%~50%。

因此在塑性极限应力带，煤层透气性显著提高，瓦斯排放能力增强，煤层瓦斯透气性由煤壁最大值λo向煤体深部逐渐减少，在支承压力最大值对应点煤层透气性降低至原始透气性λ*。

图七工作面前方煤体应力分布煤层卸压带和塑性极限应力带与煤层厚度、开采深度成正比，与煤层强度成反比。

煤层厚度、开采深度越大、煤层强度越低，则煤层卸压和塑性极限应力带范围越大。

图八工作面前方煤层透气性、地应力和瓦斯压力的分布钻孔深度的确定：根据现场观测结果，采掘工作面前方卸压带宽度一般为4~5m,塑性极限应力区宽度一般为8~10m,回采工作面动压抽放量最佳范围为工作面前方5~20m,所以采掘工作面浅孔动压抽放的钻孔深度为8~10m。

在工作面施工抽放钻孔，煤层瓦斯在抽放负压的作用下，瓦斯的流动方向发生了变化，由向煤壁的平行流动变为向钻孔的径向流动，从而减少了工作面的瓦斯涌出量。

当工作面较长或遇到断层和软煤时，受其影响，钻孔控制不到位，使工作面存在抽放空白带。

空白带易造成瓦斯超限和突出。

为防止由于空白带而引发的瓦斯事故和突出事故。

我们采取了采面浅孔卸压抽放。

沿采面每隔1.5m布置一个φ89mm、10m深密集卸压抽放钻孔，采取可循环利用抽放装置进行抽放。

采面密集浅孔卸压抽放成功关键是封孔工艺，为保证快速便捷封孔，我们研制了CF-2快速瓦斯封孔器，后经实验又对其进行了改造，又研制了第二代瓦斯抽放快速封孔器，型号为：STF-1型。

CF-2快速瓦斯封孔器的原理是利用锥形密封；具有重量轻、速度快、操作简便的特点；使用时只需插入钻孔，用力推紧即可，使用极为方便，无须其它复杂操作；适用于φ89mm；STF-1型瓦斯封孔器的原理是利用软囊受压膨胀进行密封，内有多个小气囊，保证封孔的可靠性；具有重量轻、速度快、操作简便的特点；使用时将封空器插入钻孔，推动操作手柄并旋转即可，封孔十分快捷，只需几秒钟即可完成封孔；适用于φ89mm ~φ105mm；采面浅孔抽放：一方面可以防止煤与瓦斯突出，另一方面减少落煤时瓦斯涌出量，防止瓦斯超限事故，最后一个孔抽放时间不得低于两个小时。