小董总结的抽采课件

一、瓦斯抽采基础知识1、瓦斯抽采含义：为了减少或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，将煤层中赋存或释放的瓦斯抽放出来，送到地面或其他安全地点的方法。

2、瓦斯抽放的目的瓦斯抽采主要是为了降低风流中的瓦斯浓度，改善矿井生产的安全状况，并使通风处于合理和良好的状况，因此，应尽可能在瓦斯进入矿井风流之前将它抽放出来。

在实际应用中，瓦斯抽放还可作为一项防治煤与瓦斯突出的措施。

此外，抽出的瓦斯是一种优质能源，只要保持一定的抽放瓦斯量和浓度，则可加以利用，从而形成以抽促用，以用促抽的良性循环。

瓦斯抽放的来源3、抽放瓦斯分类1）按抽放瓦斯的来源分类有本煤层抽放、邻近层抽放、采空区抽放和围岩瓦斯抽放。

2）按抽放瓦斯的煤层是否卸压分类有卸压煤层抽放瓦斯和未泄压煤层抽放瓦斯。

3）按抽放瓦斯与采掘时间分类有煤层预抽瓦斯、边采（掘）边抽和采后抽放瓦斯。

4）按抽放工艺分类有钻孔抽放、巷道抽放、和钻孔与巷道混合抽放。

二、瓦斯抽采方法1、本煤层本煤层瓦斯抽放，又称开采煤层瓦斯抽放，目的是为了减少煤层中的瓦斯含量和降低回风流中的瓦斯浓度，以确保矿井安全生产。

本煤层瓦斯抽放是指在开采煤层内预先掘进或打钻孔抽放本煤层内含有的瓦斯。

附设计2、邻近层在煤层群中，由于开采层的采动影响，使其上部或下部的围岩及煤层卸压并引起这些煤层岩的膨胀变形和透气性的大幅度提高，引起这些煤层的瓦斯向开采层采掘空间涌出。

能向开采煤层采掘空间涌出瓦斯的煤层称为邻近层。

邻近层瓦斯抽放按邻近层的位置分为上邻近层抽放和下邻近层抽放；按汇集瓦斯方法分为钻孔抽放、巷道抽放、巷道和钻孔综合抽放三类。

上邻近层瓦斯抽放是邻近层位与开采层的上部，通过巷道或钻孔来抽放上邻近层的瓦斯。

根据岩层的破坏程度与位移状态可把顶板划分为冒落带、裂隙带和弯曲下沉带，底板划分为裂隙带和变形带。

下邻近层瓦斯抽放是邻近层位于开采层下部，通过巷道或钻孔来抽放下邻近层的瓦斯。

附设计3、采空区抽放通常的采空区抽放有密闭抽采、上隅角吊管抽采、通过横贯埋管利用沿空留巷抽采、高抽巷、从地面和井下向采空区打钻。

三、瓦斯抽采设备与设施1、目前我矿自己使用的钻机和钻具有:ZDY-4000L水钻，该钻机适合巷道空间较大施工本煤层和邻近层钻孔；ZDY-4000LP爬皮带水钻适用于掘进巷道施工本煤层钻孔；CMS-4200/80、CMS-6200麻花钻机适用于煤层较干、地质条件相对稳定、构造较少、空间较小巷道施工钻孔。

CMS1-4000/55穿层钻机对空间几乎无要求，常用邻近层位施工穿层钻孔。

我矿目前使用的钻头直径一般为Φ=113mm，扩孔直径为Φ=153mm，施工煤柱孔直径为Φ=194mm。

钻杆直径为Φ=73mm。

2、抽采泵抽采泵一般有水环式真空泵、离心式鼓风机、回转式鼓风机三种。

水环式真空泵的优缺点对比水环式真空泵常见的故障及处理方法3、抽采管路目前我矿共有抽采管路82085m，主管路1215 m，干管路32855m，支管路48010 m。

其中D711mm抽采管路有29580m，D610mm抽采管路有4230m，D630mm抽采管路有75m，D426mm抽采管路有7075m，D325mm抽采管路有32890m，D315mm抽采管路有8035m，D200mm抽采管路有200m。

瓦斯管直径选择的恰当与否对抽放瓦斯系统的建设投资及抽放效果均有影响。

管径太大，投资越多，直径过细，阻力损失大。

故一般根据主管、分管、支管中不同瓦斯流量，并考虑运输和安装方便的情况下，采用下面计算公式来合理选择瓦斯管径。

d=0.1457（Q/v）1/2其中d-瓦斯管内径，mQ-瓦斯管内流量，m3/minv-瓦斯管内流速，一般取5-15m/s。

4、管道系统的附属设备1、阀门在瓦斯管路（主管、干管、分管）上和钻场连接处，均需安装阀门。

主要用来调节与控制各个抽放地点的抽放负压、瓦斯浓度、抽放量等；同时修理和更换瓦斯管路可关闭阀门切断通道。

2、测压嘴在瓦斯主管、干管、分管及钻孔连接装置上均应设置测压嘴，以便经常观测管内压力。

3、孔板流量计的测定法管道直径的1/2，当瓦斯流量较小时，孔板直径可小于管径的1/2。

孔板流量计主要由孔板、测量嘴和钢管组成。

孔板示意图如下4、瓦斯流量计算方法Q纯=Q混*瓦斯浓度Q混Q纯--标准孔板的纯瓦斯流量Q混--标准孔板的混合瓦斯流量K--孔板流量校正系数b--瓦斯浓度校正系数= 1/1-0.00446XX--混合气体中的瓦斯浓度△h--孔板前后压差S p--压力校正系数S T--温度校正系数附图：管路设计四、瓦斯抽采操作技术1、钻孔施工当作业人员进入进入施工地点后，根据设计必须认真对钻孔定位，包括倾角、方位角、钻孔间距等。

钻孔方位角的确定：有当班组长用罗盘或者其他测量器具量出设计中所规定的钻孔方位角、倾角，安装钻孔施工的机架，然后通过转盘调整方位及钻机跑道，并在开孔时，把钻机的跑道，按设计所需的仰角调整。

钻孔间距应根据钻孔设计来确定位置，前后误差不得超过1m。

2、封孔方法1）普通本煤层钻孔采用三囊袋封堵器的封孔堵漏工作原理分为两个过程来实现:带压注浆封孔(一次封孔)和漏气处置 (二次封孔)。

1 －注浆管;2 －漏气处置管;3 －联接阀;4 －1#囊袋;5 －单向阀;6 －2#囊袋;7 －爆破阀;8 －瓦斯抽采管;9 －3#囊袋; 10 －筛孔管图 1 三囊袋封堵器示意图带压注浆（一次封孔）（1）钻孔成孔后，插入指定深度的筛管。

（2）通过变接联接三囊袋封孔器和筛管，然后在封孔器末端插入注浆管和二次堵漏注浆管。

（3）在封孔器后联接4根4米的PVC瓦斯抽采管，孔口处联接好抽采管，用铁丝绑紧，然后对钻孔进行初次封孔。

（4）带压注浆封孔过程如下:搅拌好水泥基注浆材料后，通过注浆管进行注浆。

浆液将先充满1#、2#、3#三个囊袋，实现囊袋与钻孔壁的紧密接触; 之后注浆压力会升高，当压力升高到爆破阀7的设计爆破压力之后，爆破阀将会被打开注浆，带压力的浆液将会在充满 2#、3#囊袋之间的空间之后，进入到钻孔壁的裂隙，实现对钻孔壁的注浆，至此完成了初次注浆封孔。

漏气处置（二次封孔）在初次注浆封孔一周之后可以进行二次注浆。

利用外接高压注浆泵的堵漏注浆管2，在压力作用下，将漏气处置材料注入到 1 #囊袋和 2#囊袋之间的空间及两囊袋周围的裂隙进行充填，以实现二次堵漏。

安全措施（1）因为非全长封孔，孔口以内15m为裸孔，为防止孔口瓦斯超限，需要对孔口进行处理。

为了防止巷道变形对封孔管产生拉力，导致封孔管断裂，禁止对孔口进行水泥封堵，而采用柔性材料（抗静电海绵和棉纱等）对孔口进行塞堵。

（2）由于二次注浆化学浆液流动性强，需在孔内无负压的环境下完成注浆，即注浆时关闭蝶阀或分离PVC管和埋线管；为防止关闭蝶阀时孔内瓦斯压力过高造成喷孔，需打开观测眼；又浆液凝固时间较长，需保持3小时以上的无负压环境，之后再打开蝶阀（此时关闭观测眼）或连接埋线管与PVC管。

2）临近层钻孔抽采钻孔封孔采用4m的2寸PVC管4根作为封孔器，封孔器前后两端采用麻袋+聚胺脂卷缠法封至少800mm，中间部分采用注水泥封死，封孔器伸出煤壁200mm（见封孔示意图）。

注浆段具体封孔步骤（1）封孔前先检查孔内是否有煤渣、积水、顶板及通风等安全情况，如有则必须处理后方可作业。

（2）在施工现场准备一块1.5×1.5m左右风筒布或废旧皮带铺设在封孔附近平整的地方（3）用封孔所用聚氨酯A、B液专用瓢将聚氨酯A、B从桶中分别舀出2公斤，倒入在盆中（比例为1：1），并用搅拌棒进行均匀搅拌，待两液充分混合后，颜色呈乳白色后，然后均匀倒在麻袋上，将麻袋缠在封孔器上，与第一根封孔器对接，平稳插入钻孔内，外露长度为300mm时接第三根封孔器（4）按以上方法将聚氨酯均匀倒在麻袋上，将导流管、导气管分别放在麻袋内，然后缠在封孔器上，放置位置必须保证导流管、导气管在两根封孔器中间，导流管滞后导气管300mm—400mm，以便在注浆时分辨；缠好后与第二根封孔器对接，平稳插入钻孔内，外露长度为200mm，将小麻袋片按封孔器四周均匀，小麻袋不得少于4块，钻孔口四周用木楔将封孔器固定好，保证封孔器在钻孔中部。

注浆（1）将搅拌后的水泥倒入搅拌桶内，然后均匀推动注浆杆将聚氨酯打入注浆泵内；（2）当导气管流出水泥时，注浆结束，然后将导流管、导气管用木楔塞住；3）澳钻掘进预抽工作面封孔方法封孔工艺为： 1、在封孔器上设置3道挡圈+麻袋聚胺酯，2、封孔器5、10米的位置为水泥注浆段3、封孔段内预埋两根导流管，用于注浆(一根用于注浆，一根用于回浆)。

具体情况将附图附图：3、观测光学瓦斯观测器的操作：1)外观检查2）药品检查3）气密性检查4）电路检查5）光路检查6）精度检查瓦斯测定方法:（1）吸气：用胶皮管将负压采样器出气口与光学瓦检仪的进气口相连，再用胶皮管将负压采样器进气口与16#空心螺栓铜嘴相连，把待测钻孔的螺杆拧下（若发现待测钻孔内水雾较大时，应抽10-30s待水雾较小时），将16#空心螺栓拧在观测眼上，（在确定所连接的软管无折弯、漏气的情况下）连续抽动负压采样器10—15次定位置，使被观测的气体进入仪器室；取下连接管光学瓦检仪软管。

（2）读数：按下光源开关，由目镜读出黑基线位移后靠近的整数数值，然后顺时针转动微调螺旋，使黑基线退到和该整数刻度相重合的位置，从微读数盘上读出小数值，整数位读数与小数位读数相加即为该点的实际瓦斯浓度。

负压测定（1）首先观测所携带的“U”型汞柱计是否清晰，完好；如果不清晰或不完好，必须重新更换。

（2）连接：把16#空心螺栓拧在观测眼上，并用胶管将16#空心螺栓铜嘴与“U”型汞柱计一端相联接。

（3）读数：“U”型汞柱计液面差值即为该钻孔负压（单位为mmHg）。

（4）若“U”型汞柱计两液面跳动频繁，长时间不能稳定时，应检查管路内是否有积水，待检查处理完毕后再进行观测。

钻孔节流（动压）测定（1）首先观测所携带的“U”型水柱计刻度是否清晰、皮托管的畅通性；如果不清晰或不畅通，必须进行重新更换。

（2）连接：皮托管两个连接口与“U”型水柱计两端相连接。

（3）测量：把连接软管捏住后将皮托管伸入观测眼中，要求皮托管测压头与气流方向相对，同时放开连接软管。

（负压较大的地方可选用“U”型汞柱计进行测量）（4）读数：通过移动皮托管位置（观测眼的上部，即0.88r、中间、底部即0.88r）利用“U”型水柱计读取三个压力差值，三个压力差值的平均数即为钻孔当前动压值（单位为mmH2O）。

空盒气压计目前矿井大部分使用补偿空盒气压计DYM3型，测量巷道内的某一绝对压力。

操作：将补偿空盒气压计安置在待测地点，气压计指针稳定后，观测者应垂直刻度盘面读数取指示值，即为该点的绝对压力。