瓦斯抽放的基本方法

　　瓦斯抽放的基本方法

　　采用專用設(shè)備和管路把煤層中的瓦斯抽放出來(lái)的方法叫作瓦斯抽放。瓦斯抽放是防治煤與瓦斯突出，減少煤層瓦斯含量，減少采區(qū)瓦斯涌出量，防治采掘過(guò)程中瓦斯超限的有效方法，是治理瓦斯的核心，是消滅瓦斯事故，確保煤礦安全生產(chǎn)的根本措施。

　　瓦斯抽放方法可以分為五類：(1)開采層瓦斯抽放;(2)鄰近層瓦斯抽放;(3)采空區(qū)瓦斯抽放;(4)圍巖瓦斯抽放;(5) 綜合抽放瓦斯。其中綜合抽放瓦斯方法是前四類方法中兩種或兩種以上方法的配合使用。

　　選擇抽放瓦斯的方法時(shí)應(yīng)遵循如下的原則：

　　1.選擇的抽放瓦斯方法應(yīng)適合煤層賦存狀況、開采巷道布置、地質(zhì)條件和開采技術(shù)條件;

　　2.抽放方法的選取以瓦斯來(lái)源及涌出構(gòu)成為依據(jù)，如果瓦斯涌出量主要來(lái)自開采層，則應(yīng)采用開采層抽放，在開采煤層群時(shí)，鄰近層的瓦斯涌出量占有很大比例且威脅工作面的安全生產(chǎn)時(shí)，則應(yīng)采用鄰近層瓦斯抽放，當(dāng)工作面后方采空區(qū)瓦斯涌出量較大且威脅工作面安全生產(chǎn)時(shí)，則應(yīng)采用老空區(qū)抽放。對(duì)于瓦斯瓦斯較高的煤層，巷道掘進(jìn)時(shí)，瓦斯涌出量很大，難以用加大風(fēng)量的辦法稀釋，可采用掘前大面積預(yù)抽或邊掘邊抽。若圍巖瓦斯涌出量大，或者溶洞、裂隙帶儲(chǔ)存有高壓瓦斯并有噴出危險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)采取圍巖瓦斯抽放措施。

　　3.盡可能采用綜合抽放瓦斯方法，以提高抽放瓦斯效果;

　　4.有利于減少井巷工程量，實(shí)現(xiàn)抽放巷道與開采巷道的結(jié)合;有利于抽放巷道的布置與維護(hù);

　　5.有利于提高瓦斯抽放效果，降低抽放成本;

　　6.有利于鉆場(chǎng)、鉆孔的施工、抽放系統(tǒng)管網(wǎng)敷設(shè)，有利于增加抽放鉆孔的瓦斯抽放時(shí)間。

　　一、石門揭煤瓦斯抽放：

　　

 

　　圖6—4 石門預(yù)抽煤層瓦斯鉆孔控制范圍

　　石門揭煤前，應(yīng)通過(guò)瓦斯抽放消除突出危險(xiǎn)后，再揭開突出煤層。抽放鉆孔的控制范圍(控制范圍的概念都指與最外輪廓線平行的平面上的投影距離)應(yīng)根據(jù)煤層的實(shí)際突出危險(xiǎn)程度確定。根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》第四十九條規(guī)定：鉆孔的最小控制范圍在揭煤處巷道輪廓線外12m(急傾斜煤層底部或下幫6m)，同時(shí)還應(yīng)保證控制范圍的外邊緣到巷道輪廓線(包括預(yù)計(jì)前方揭煤段巷道的輪廓線)的最小距離不小于5m，且當(dāng)鉆孔不能一次穿透煤層全厚時(shí)，應(yīng)當(dāng)保持最小超前距離15m。見圖6—4。

　　《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》(AQ1026——2006)規(guī)定，抽放鉆孔必須控制到巷道輪廓線外8m以上。但對(duì)于煤層傾角大于8°的煤層，考慮到重力作用，安全性提高，巷道底部和下幫的控制范圍可以減少到5m。見圖6—5。

　　

 

　　圖6—5 石門揭煤抽采鉆孔控制范圍

　　實(shí)例： 石門網(wǎng)格式鉆孔集中預(yù)抽方法：

　　中梁山煤電氣有限公司在距K10煤層10～25m的底板灰?guī)r中布置一條專用瓦斯抽采巷(東西翼各一條)，在抽采巷中每隔300m布置一個(gè)石門，當(dāng)抽采巷掘至石門位置時(shí)，立即進(jìn)行石門網(wǎng)格式預(yù)抽鉆孔的施工，即抽采鉆孔必須隨著抽采巷的掘進(jìn)而施工。施工完畢，立即封孔進(jìn)行瓦斯集中抽采。抽采至少120天，并符合其它相關(guān)規(guī)定后，才進(jìn)行石門揭煤的掘進(jìn)工作。

　　當(dāng)石門掘至距突出煤層15m以外時(shí)，對(duì)石門上部及兩側(cè)9m、下部2m范圍內(nèi)布置穿透煤層群的網(wǎng)格式抽采鉆孔，終孔間距3m，抽采鉆孔數(shù)33～70個(gè)。這樣，在石門周邊形成走向長(zhǎng)21m，傾斜長(zhǎng)15m的瓦斯抽采區(qū)，抽采孔控制范圍為石門斷面的40余倍。通過(guò)對(duì)石門及周邊煤層瓦斯采用網(wǎng)格式鉆孔的集中抽采，使煤體瓦斯得到釋放，降低了瓦斯?jié)撃?瓦斯釋放后煤體產(chǎn)生收縮變形，造成卸壓，使彈性能和地應(yīng)力降低;煤體收縮變形與地應(yīng)力的降低又引起煤層透氣性增加，降低了瓦斯壓力梯度，釋放瓦斯后的煤體力學(xué)強(qiáng)度增加，從而消除了突出危險(xiǎn)。鉆孔布置平面圖、剖面圖見圖6—5所示。

　　

a 鉆孔布置平面圖

 

　　

b k1鉆孔終層面圖

 

　　圖6—5 石門揭煤鉆孔布置剖面圖

　　2、煤層巷道掘進(jìn)前預(yù)抽

　　對(duì)于突出嚴(yán)重的單一煤層，為消除煤層巷道掘進(jìn)的突出危險(xiǎn)，并加快掘進(jìn)速度，可以采用大面積瓦斯預(yù)抽，其基本模式有：穿層網(wǎng)格預(yù)抽(圖6—6 )，穿層條帶+平行鉆孔預(yù)抽(圖6——7)，順層長(zhǎng)鉆孔預(yù)抽(圖6—8)，還可布置專用瓦斯抽采底板或頂板巷道，通過(guò)巖石巷道向煤層打抽放鉆孔，鉆孔控制到煤層巷道兩側(cè)各10～15m,然后布置封閉鉆孔進(jìn)行瓦斯抽采，消除突出危險(xiǎn)后再掘進(jìn)煤層巷道。見圖6—9。

　　到底是布置底板抽放巷還是頂板抽放巷，要根據(jù)各礦具體條件決定。布置底板抽放巷時(shí)，抽放鉆孔向上打，煤粉容易排除，鉆孔打成后不會(huì)有積水。對(duì)于透氣性差的松軟煤層，可以通過(guò)抽放鉆孔進(jìn)行水力沖孔，增加煤層透氣性，然后封孔抽放瓦斯，提高抽放效果;對(duì)于較硬的煤層也可通過(guò)抽放鉆孔進(jìn)行水力擴(kuò)孔、水力割縫，增加煤層透氣性，還可通過(guò)鉆孔對(duì)煤體進(jìn)行松動(dòng)爆破。若底板抽放巷與煤層順槽重疊布置，還可排放煤層順槽低洼自序的積水。通過(guò)底板巖巷打鉆孔并進(jìn)行瓦斯抽放后，即消除了突出危險(xiǎn)，又探清了煤層順槽地質(zhì)構(gòu)造及煤層賦存狀況，使煤層巷道完全在“瓦斯情況清，地質(zhì)構(gòu)造清，水文情況清，煤層頂?shù)装鍘r性清”的情況下掘進(jìn)。

　　底板抽放巷應(yīng)位于煤層底板5m以下的較好巖層中，每施工一定距離應(yīng)向巷道前方及頂部打探測(cè)鉆孔，弄清巷道頂板離煤層的距離，以防誤穿煤層。

　　若布置頂板抽放巷，則抽放鉆孔內(nèi)可能積水，并且采用水力沖孔、水力擴(kuò)孔都較困難。但頂板抽放巷可兼作高位抽放巷抽放采空區(qū)瓦斯，防止采煤工作面上隅角瓦斯超限。

　　底板抽放巷的主要優(yōu)點(diǎn)是：能在巷道未揭露煤層前進(jìn)行預(yù)抽，對(duì)防止掘進(jìn)突出有重要作用;施工條件好，成孔率高，鉆孔服務(wù)時(shí)間長(zhǎng)。主要缺點(diǎn)是：鉆孔工程量大，鉆孔利用率低。

　　實(shí)例1、永華二礦底板抽放巷及鉆孔布置

　　永華二礦是河南永城煤電集團(tuán)的子公司，該礦主采為二1煤層，煤層平均厚度6m左右，硬度系數(shù)不到0.2，為粉狀煤，煤層頂板為6m 厚的砂質(zhì)泥巖，質(zhì)地松軟極易垮落，底板有0.3m的膠質(zhì)泥巖，其下是2～4m的泥質(zhì)頁(yè)巖,層理發(fā)育、破碎。煤層相對(duì)瓦斯涌出量17～23m3/t，2006年先后發(fā)生過(guò)2次動(dòng)力現(xiàn)象，煤巷掘進(jìn)過(guò)程中常伴有“煤炮”聲，瓦斯頻繁超限。礦上采取在煤層下部灰?guī)r內(nèi)施工瓦斯抽放巷，通過(guò)鉆孔水力沖孔后再抽放瓦斯，取得了很好的效果。其巷道及鉆孔布置見圖6—10。

　　

 

　　圖6—6 穿層網(wǎng)格預(yù)抽鉆孔布置

　　

 

　　圖6—7 穿層條帶+平行鉆孔預(yù)抽

　　

 

　　圖6—8 順層長(zhǎng)鉆孔預(yù)抽

　　

 

　　圖6—9 底板穿層鉆孔及頂板穿層鉆孔布置

　　、

 

　　圖6—10 永華二礦底板抽放巷及鉆孔布置平面圖

　　實(shí)例2：區(qū)域性網(wǎng)格式預(yù)抽

　　中梁山煤電氣有限公司采區(qū)巷道布置前，在專用瓦斯抽采巷道中施工穿透各煤層的瓦斯抽采鉆孔，然后并網(wǎng)進(jìn)行瓦斯抽采。區(qū)域抽采至少半年以后才能安排K2保護(hù)層工作面巷道的掘進(jìn)，巷道掘完且該區(qū)域必須抽采至少一年以后，才能進(jìn)行K2保護(hù)層的開采，即保護(hù)層的開采必須經(jīng)充分的區(qū)域性網(wǎng)格式預(yù)抽。同時(shí)，K2保護(hù)層開采前，必須提前布置好卸壓瓦斯抽采鉆孔。隨著保護(hù)層的開采，鄰近煤層的卸壓瓦斯通過(guò)卸壓瓦斯抽采鉆孔抽入瓦斯管道，有效地防止卸壓瓦斯突然涌入保護(hù)層采煤工作面，造成瓦斯事故的發(fā)生。

　　區(qū)域性網(wǎng)格式預(yù)抽方法是：在茅口灰?guī)r中設(shè)計(jì)施工一條專用瓦斯抽采巷道，抽采鉆場(chǎng)布置在抽采巷道中，每隔40m施工一個(gè)鉆場(chǎng)，每個(gè)鉆場(chǎng)施工16-24個(gè)穿透各煤層的鉆孔，鉆孔孔徑∮75-150mm，鉆孔最大深度約120米，終孔間距10m。見圖6—11 。

　　

 

　　a 鉆孔布置剖面圖 b 鉆孔終孔平面圖

　　

c 鉆孔布置平面圖

 

　　圖6—11 區(qū)域性網(wǎng)格式預(yù)抽鉆孔布置

　　

 

　　圖6—12 邊掘邊抽鉆孔布置

　　3、邊掘邊抽

　　掘進(jìn)工作面掘進(jìn)前，在工作面向前方施工6～8個(gè)直徑為75mm、長(zhǎng)度為50～60m的抽采鉆孔對(duì)掘進(jìn)巷道前方煤體中的瓦斯進(jìn)行抽采。同時(shí)在掘進(jìn)工作面巷道兩幫布置鉆場(chǎng)向掘進(jìn)前方煤體施工鉆孔，鉆場(chǎng)間距為30m，在每個(gè)鉆場(chǎng)內(nèi)向工作面掘進(jìn)方向施工6～8個(gè)直徑為75mm、長(zhǎng)度為60～70m的鉆孔對(duì)掘進(jìn)工作面前方煤體的瓦斯進(jìn)行抽采。抽采時(shí)間通常在1個(gè)月左右。 就是煤層巷道掘進(jìn)期間邊掘進(jìn)邊抽采，這種方法在很多煤礦有應(yīng)用。永煤集團(tuán)鑫龍煤業(yè)公司的龍山煤礦、大眾煤礦、紅嶺煤礦等都使用此法抽采瓦斯，作為掘進(jìn)期間防止突出的主要手段。鉆孔布置見圖6 —12。

　　4、開采前本煤層抽采

　　采煤工作面生產(chǎn)前，在工作面進(jìn)、回風(fēng)巷分別向本煤層施工順層抽采鉆孔，鉆孔布置方式有平行孔、扇形孔、交叉孔。對(duì)于長(zhǎng)度較大的工作面，僅從上下順槽打鉆孔還不能完全控制整個(gè)工作面，在工作面存在抽放空白帶，為消滅空白帶，可以在通過(guò)上下順槽施工聯(lián)絡(luò)巷，從聯(lián)絡(luò)巷向工作面切眼方向打鉆孔。鉆孔間距根據(jù)煤層突出危險(xiǎn)性的大小和煤層瓦斯含量確定，對(duì)嚴(yán)重突出的煤層或瓦斯含量大的煤層,鉆孔間距1～1.5m，一般性的突出煤層鉆孔間距3～5m，鉆孔長(zhǎng)度要求超過(guò)回采工作面長(zhǎng)度的二分之一，達(dá)到為70～80m。在工作面回采前預(yù)先對(duì)本煤層瓦斯進(jìn)行抽采，預(yù)抽時(shí)間為3～6個(gè)月左右。并且在回采過(guò)程中繼續(xù)對(duì)未回采煤體瓦斯進(jìn)行抽采。鉆孔布置見圖6—13及6—14。

　　

 

　　圖6—13 扇形鉆孔布置

　　各種鉆孔布置方式比較如下：

　?、派刃毋@孔

　　需要在巷道一幫開鉆場(chǎng)，由于一個(gè)鉆場(chǎng)同時(shí)施工若干鉆孔，對(duì)于較松軟的煤層造成鉆孔孔口垮塌，增大封孔難度。但是，固定一次鉆機(jī)可以打若干個(gè)鉆孔，鉆機(jī)移動(dòng)量少，相應(yīng)提高了打鉆效率。

　?、破叫秀@孔

　　平行鉆孔布孔均勻，但每打完一個(gè)鉆孔再打另一個(gè)孔時(shí)，必須移動(dòng)鉆機(jī)，鉆機(jī)移動(dòng)量大。瓦斯鉆孔流通量變化的規(guī)律是，當(dāng)工作面接近鉆孔8～10m時(shí)，鉆孔瓦斯量顯著增加，當(dāng)工作面至孔口1.5m左右時(shí)，瓦斯流通量明顯下降，鉆孔接近報(bào)度，下一個(gè)鉆孔接著起作用。所以，平行布孔時(shí)，鉆孔有效服務(wù)時(shí)間短。

　?、墙徊驺@孔

　　斜向鉆孔與平行孔呈15～20°夾角，經(jīng)河南焦作九里山礦試驗(yàn)，交叉布孔初始瓦斯自然涌出量是平行布孔的2.67倍，且隨時(shí)間的衰減速度也較平行布孔緩慢。交叉布孔的初始瓦斯抽出量為平行布孔的2.53倍。

　　以上三種布孔方式,既可在開采前預(yù)先抽采煤層瓦斯,又可在開采過(guò)程中邊采邊抽。根據(jù)礦壓理論，在回采工作面前方存在一個(gè)卸壓帶和集中應(yīng)力帶，這兩個(gè)帶隨著工作面的推進(jìn)向前移動(dòng)，卸壓帶的寬度與煤層厚度、煤層硬度、頂?shù)装鍘r石性質(zhì)、傾角有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，卸壓帶的寬度小于10m。

　　5、開采過(guò)程中的瓦斯抽放

　?、鸥呶汇@孔抽放瓦斯

　　為解決在采煤工作面開采過(guò)程中出現(xiàn)的上隅角瓦斯超限，可采用頂板高位鉆孔抽放采空區(qū)的裂隙瓦斯。采煤工作面生產(chǎn)前，在采煤工作面的回風(fēng)巷道內(nèi)每隔一定距離施工一個(gè)高位鉆場(chǎng)，通過(guò)鉆場(chǎng)向工作面上方施工一組8～10個(gè)鉆孔，鉆孔成扇形布置，鉆孔位于工作面上方20～30m范圍內(nèi)的裂隙帶內(nèi)，鉆孔長(zhǎng)度為60～80m。也可不做鉆場(chǎng)，直接在回風(fēng)巷向采空區(qū)上方裂隙帶打數(shù)個(gè)鉆孔，抽采采空區(qū)瓦斯。圖6—15是回采工作面高位鉆孔布置示意圖。

　　

 

　　圖6—14 平行鉆孔及交叉鉆孔布置

　　

 

　　圖6—15 高位鉆孔抽放瓦斯

　　需要注意的是，采用圖6—15所示的高位鉆孔抽放瓦斯時(shí)，在采煤工作面過(guò)高位鉆孔之前，應(yīng)用充填材料充滿高位鉆場(chǎng)，以消除瓦斯聚集，防止事故發(fā)生。采用這種鉆孔布置還存在工程量大，管理復(fù)雜等問(wèn)題，不如直接在煤層巷道內(nèi)打高位鉆孔方便。安陽(yáng)大眾煤礦因?yàn)楣ぷ髅鎯擅簩酉锏罃嗝嫘?，回采過(guò)程中瓦斯時(shí)常處于臨界狀態(tài)，經(jīng)采用回風(fēng)順槽直接向煤層頂板打高位鉆孔(采空區(qū)上向鉆孔)抽放后，工作面上隅角瓦斯再也不超限。見圖6—16。

　　

 

　　圖6—16 采空區(qū)上向鉆孔抽放法

　　這種方法要求鉆孔孔底處于裂隙帶中，以收集上鄰近層涌向采空區(qū)的瓦斯，沒有上鄰近層時(shí)則抽采空區(qū)涌向裂隙帶的高濃度瓦斯。采用這種抽放方式，抽出的瓦斯?jié)舛绕毡檩^高，可達(dá)80%以上(安順煤礦和發(fā)祥煤礦)，單孔瓦斯流量可達(dá)2~3m3/min。

　　需要注意的是，采用高位鉆場(chǎng)布置高位鉆孔時(shí)，由于高位鉆場(chǎng)內(nèi)空間較大，容易積聚瓦斯，給回采工作帶來(lái)困難(瓦斯和頂板管理)，應(yīng)采用充填方法對(duì)高位鉆場(chǎng)進(jìn)行充填，以消除回采過(guò)鉆場(chǎng)時(shí)瓦斯涌出異常的不安全因素。

　　(2)高位瓦斯專用巷道抽采瓦斯

　　在采煤工作面煤層頂板上方平行于回風(fēng)巷道施工一條高位瓦斯巷，通過(guò)高位瓦斯巷抽采鄰近煤層涌出的瓦斯(圖6—17)。高位瓦斯巷布置在工作面垮落后形成的裂隙區(qū)內(nèi)，高位巷一般處于煤層頂板上方15～20m，距工作面回風(fēng)巷內(nèi)側(cè)約10m處。此方法能將上鄰近煤層涌出瓦斯的60%以上抽出，抽采的瓦斯量較大。

　　

圖6—17 高位瓦斯專用抽放巷抽放瓦斯

 

　?、歉呶怀椴上锍椴?/p>

　　在采煤工作面回風(fēng)巷每隔一段距離(30～50m)作一個(gè)高位鉆場(chǎng)，通過(guò)高位鉆場(chǎng)作鉆機(jī)平臺(tái)，在平臺(tái)上向采空區(qū)方向打3～5個(gè)帶有仰角的抽放鉆孔，抽放采空區(qū)瓦斯。見圖6 —18。

　　

 

　　圖6—18 高位巷抽放

　　這種抽放方法與高位鉆孔抽放相比，鉆孔有效利用時(shí)間長(zhǎng)，可以相應(yīng)減少鉆孔工程量，但增加了巷道掘進(jìn)工程。如果直接把高位巷作到裂隙帶中，抽放鉆孔就可作成水平鉆孔，其有效抽放時(shí)間更長(zhǎng)。但高位巷應(yīng)在煤層巷道掘進(jìn)的期間掘出，工作面回采期間就不便于施工這種巷道，因?yàn)槌鲰凡环奖悖也删蛳嗷ジ蓳?，通風(fēng)也不好解決。

　?、取⒉擅汗ぷ髅婷罕跍\孔抽放

　　在采煤工作面布置一趟直徑150mm的抽放管，每10m設(shè)一個(gè)多通接頭，每個(gè)接口用直徑25mm

　　軟膠管連接一個(gè)封孔器，對(duì)應(yīng)插入煤壁前方超前鉆孔內(nèi)，形成工作面抽放系統(tǒng)。在檢修班安排專人分段完成工作面抽放鉆孔打鉆任務(wù)。每打成一個(gè)鉆孔即封孔連管抽放。生產(chǎn)班停抽，拔出封孔器及抽放軟管，關(guān)閉閥門，放回指定地方。

　　采煤工作面煤壁鉆孔深8～10m，孔徑89mm，采高3m以下布置單排鉆孔，間距1.5m，大采高工作面布置雙排鉆孔。用防突輕便鉆機(jī)打鉆，鉆孔盡量布置在軟分層，最后聯(lián)網(wǎng)鉆孔抽放時(shí)間不少于2 小時(shí)。封孔采用專用封孔器，以適應(yīng)回采工作面淺孔抽放鉆孔數(shù)量多，封孔深度淺、抽放時(shí)間短、重復(fù)次數(shù)多的特點(diǎn)。

　　6、采空區(qū)瓦斯抽采

　　在高瓦斯礦井和突出礦井，鄰近層煤線和不可采煤層、圍巖、煤柱和工作面丟煤都會(huì)向采空區(qū)涌出瓦斯。采空區(qū)瓦斯不僅在開采過(guò)程中向工作面和采空區(qū)涌出，而且在工作面采完密閉后仍有瓦斯涌出。與本煤層預(yù)抽相比，采空區(qū)抽放的特點(diǎn)是抽放量大，但抽放濃度低，其抽放量的大小取決于采空區(qū)瓦斯涌出量的大小和所采用的采空區(qū)抽放方法。為了減少采空區(qū)瓦斯涌向采掘空間而影響生產(chǎn)，可采取埋管抽采法、插管抽采法、鉆孔抽采法、頂板巷抽采法。

　　(1)埋管抽采法。

　　埋管抽采法就是預(yù)先將帶孔眼(孔眼直徑為10mm,孔的總面積大于或等于瓦斯管的斷面積)的瓦斯管道敷設(shè)在工作面回風(fēng)巷內(nèi)，隨著工作面的推進(jìn)，瓦斯管的一端逐漸埋入采空區(qū)。瓦斯管道上每隔30～50m安設(shè)一個(gè)“T”形網(wǎng)管并安裝閥門，可以打開。T型管應(yīng)安裝在專設(shè)的的抽放硐室內(nèi)，緊貼巷道頂板。T型管安裝如圖所示。

　　

 

　　圖6——T型管安裝

　　埋管的有效長(zhǎng)度一般為20～50m。為防止抽放中發(fā)生管道堵塞，帶孔眼的管段和管口，應(yīng)用沙網(wǎng)包好。T型管的管口應(yīng)盡量靠近煤層頂板，處于瓦斯?jié)舛容^高的地點(diǎn)。T型管周圍還應(yīng)用木垛圍護(hù)，以防止冒落巖石砸壞。

　　為了防止瓦斯管在頂板冒落時(shí)被砸壞，在平埋的瓦斯管路還外套水泥管，并且應(yīng)抬高距底板有一定高度，以防止積水和煤泥堵塞。

　　為適應(yīng)開采方式和抽采效果的要求，埋管的方式有水平和垂直兩種，如圖6—19。

　　埋管抽放的優(yōu)點(diǎn)是處理回采工作面上隅角瓦斯效果明顯，埋管方式簡(jiǎn)單易行，便于管理，不需要掘進(jìn)專用巷道或打鉆，省時(shí)省力;其明顯缺點(diǎn)是將瓦斯管路丟失在采空區(qū)內(nèi)不能回收，浪費(fèi)大量管材。

　　受埋管位置的影響，埋管抽出的瓦斯?jié)舛纫话悴桓?通常不到10%)，抽放效率較低，并且波動(dòng)較大，抽放濃度有時(shí)處于爆炸范圍，必須加強(qiáng)安全管理。一般設(shè)專用管路抽放，還要加強(qiáng)自燃發(fā)火檢測(cè)。

　　埋管抽放適用于生產(chǎn)強(qiáng)度不大，瓦斯涌出量較小的回采工作面，也可以聯(lián)合其它方法應(yīng)用于瓦斯涌出量較大和生產(chǎn)強(qiáng)度較高的綜放工作面。

　　被理在采空區(qū)的管路一般在距放頂排10m后才達(dá)到好的抽放效果，但在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，有的礦井為節(jié)省管材，采用大管套小管，并在套管外表扎色皮布防止漏風(fēng)的辦法來(lái)回收被埋管材。管路每埋進(jìn)一定長(zhǎng)度就將被埋管抽出一段，這樣做的結(jié)果是抽放濃度低，抽放效果差，不宜提倡。

　　還可以利用瓦斯尾巷在生產(chǎn)時(shí)對(duì)采空區(qū)的瓦斯進(jìn)行抽采。對(duì)于已封閉的老空區(qū)，通過(guò)預(yù)先埋進(jìn)老空區(qū)的瓦斯管道對(duì)老空區(qū)內(nèi)的瓦斯進(jìn)行抽采。

　　(2)插管抽采法

　　埋管法抽放和插管法抽放基本是相同的類型，只是布置方式不同。插管法是在采煤工作面上隅角靠采空區(qū)一側(cè)用編織帶裝煤粉或黃土堆成的墻垛，從風(fēng)巷抽放管引出多條抽放軟管穿過(guò)墻垛插進(jìn)采空區(qū)，抽放采空區(qū)瓦斯。如圖6—20。這種抽放方法各礦普遍采用，但抽放濃度低。貴州安順煤礦為提高抽放效果，采用埋管和插管相結(jié)合的抽放方法,效果較好。

　　根據(jù)《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》第22條規(guī)定：“在有自然發(fā)火危險(xiǎn)煤層的采空區(qū)抽放瓦斯時(shí)，必須經(jīng)常檢測(cè)一氧化碳濃度和氣體溫度等有關(guān)參數(shù)的變化。發(fā)現(xiàn)有自燃發(fā)火征兆時(shí)，要采取措施”。因此，采空區(qū)抽放瓦斯時(shí)應(yīng)注意：

　　

 

　　

 

　　圖6—19 埋管抽采法

　　①采空區(qū)瓦斯管路上必須安設(shè)調(diào)壓閥，以便合理調(diào)整抽采負(fù)壓和抽采流量。

　　②在工作面中部至上隅角可砌筑密閉墻或擋風(fēng)墻，以減少采面向采空區(qū)的漏風(fēng)，墻體可用磚、料石或編織袋裝煤矸砌筑的方式，面上抹灰漿增加其密封性。

　?、郾仨毝ㄆ趯?duì)管內(nèi)氣體及回采面上隅角，回風(fēng)巷的氣體取樣分析，隨時(shí)掌握采空區(qū)內(nèi)氣體成份、溫度變化，以便合理地調(diào)整抽放瓦斯量和抽放負(fù)壓。

　?、芙⒈匾姆?、滅火措施。

　　需要強(qiáng)調(diào)的是，埋管或插管抽采時(shí)用于隔離采空區(qū)的墻垛必須用黃泥充填逢縫隙并抹面，以減小漏風(fēng)，隔離墻前面不能再設(shè)檔風(fēng)簾，以防止墻面與檔風(fēng)簾之間瓦斯積聚。

　　

 

　　1—煤壁;2—回風(fēng)巷;3—抽放管;4—抽放軟管;

　　5—墻垛;6—支架;7—采空區(qū)矸石

　　圖6—20 插管抽放法

　　(3)鉆孔抽采法

　　鉆孔抽采法是通過(guò)采煤工作面之間的煤柱向采空區(qū)打鉆抽采瓦斯，防止瓦斯超限的一種方法。鉆孔布置方法見圖6—21。

　　利用鉆孔法抽放采空區(qū)瓦斯是在龍風(fēng)礦向斜北翼740-Iw綜放工作面進(jìn)行的。該工作面位于龍鳳礦井田向斜北翼。工作面長(zhǎng)115m，采區(qū)走向長(zhǎng)385m，煤層傾角0°～18°。工作面由西向東推進(jìn)，走向長(zhǎng)壁式仰采，煤層厚度為45m，分層開采厚度平均13.42m，可采貯量0.99Mt，設(shè)計(jì)產(chǎn)量1960t/d。預(yù)測(cè)該面瓦斯涌出量為24m3/t。該面采前進(jìn)行過(guò)預(yù)抽，但由于抽放時(shí)間

　　不充分，預(yù)抽率僅為8.66%，預(yù)抽量為2.08m3/t。由于受通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜與阻力大等因素的影響，開采過(guò)程中實(shí)際供風(fēng)量?jī)H達(dá)到400m3/min，為設(shè)計(jì)供風(fēng)量的40%。通風(fēng)排放(稀釋)瓦斯能力僅為1.40m3/t。剩余的22.6m3/t瓦斯必須在開采的同時(shí)采取邊采邊抽和采空區(qū)抽放的技術(shù)措施來(lái)處理，抽出率必須達(dá)到94.16%，否則，瓦斯超限和積聚的問(wèn)題就不可避免，安全生產(chǎn)也沒有保證。

　　

 

　　圖6—21 采空區(qū)抽采鉆孔布置圖

　　實(shí)踐證明，7402-Iw綜放工作面，從1996年2月至12月，實(shí)施鉆孔抽放采空區(qū)瓦斯以來(lái)的11個(gè)月中，共抽出瓦斯21.12Mm3，抽出率達(dá)到了88.07%，基本上達(dá)到了預(yù)期指標(biāo)。由于采空區(qū)抽放效果較好，工作面瓦斯超限和積聚的問(wèn)題也基本得到控制，安全采出煤炭637kt。

　　采空區(qū)抽放瓦斯的效果主要取決于采空區(qū)抽放的布置方式及其工作面通風(fēng)參數(shù)和抽放瓦斯參數(shù)。在巷道布置方式確定以后，其抽放效果主要取決于工作面通風(fēng)和抽放參數(shù)及兩者之間的配合關(guān)系。

　　在抽放參數(shù)一定的情況下，工作面通風(fēng)壓差越大，風(fēng)量越大，往采空區(qū)漏風(fēng)也越大，漏風(fēng)的路線也越長(zhǎng)，漏風(fēng)流過(guò)的采空區(qū)面積也越大，工作面瓦斯涌出量就越大，甚至出現(xiàn)回風(fēng)或上隅角瓦斯超限。因此，在采空區(qū)瓦斯涌出量較大時(shí)，采取增加工作面風(fēng)量的方法來(lái)解決瓦斯問(wèn)題往往適得其反。工作面風(fēng)量只要能稀釋落煤瓦斯涌出及工作面后方較小范圍內(nèi)的瓦斯涌出即可。

　　類似的道理，在工作面通風(fēng)參數(shù)一定的情況下，抽放負(fù)壓、流量越大，其抽放作用于采空區(qū)的面積也越大(工作面漏風(fēng)流經(jīng)的面積越小)，抽出的瓦斯量也就越多。但是因?yàn)椴煽諈^(qū)抽放的瓦斯除采空區(qū)自然涌出的瓦斯外，還有一部分工作面漏風(fēng)(也起到攜帶瓦斯的作用)。因此，抽放負(fù)壓與流量也不能過(guò)大，否則抽采的瓦斯?jié)舛染秃艿停档土顺椴尚Ч?。因此，隨著工作面的推進(jìn)，應(yīng)即時(shí)調(diào)整抽放負(fù)壓和流量，以適應(yīng)采空區(qū)面積的增大和瓦斯涌出量的增加。

　　⑷影響采空區(qū)抽采的主要因素

　　采空區(qū)瓦斯抽采的主要特點(diǎn)是高流量低負(fù)壓。影響采空區(qū)瓦斯抽采的主要因素有：隔離墻的密閉質(zhì)量、抽放負(fù)壓。

　　隔離墻既要有一定長(zhǎng)度(不小于6m)，又要有一定厚度(不小于0.5m)，而且砌體之間的縫隙應(yīng)用黃泥漿充填密實(shí)，表面抹平，砌體要接觸煤層頂板。隔離墻迎風(fēng)面應(yīng)與采煤工作面放頂排支柱成鈍角布置，以便風(fēng)流帶走隔離墻表面附近的瓦斯，減少上隅角瓦斯超限概率。安順煤礦對(duì)上隅角埋管抽放隔離設(shè)置質(zhì)量作了試驗(yàn)研究：原設(shè)置的隔離墻用編織帶裝煤粉砌筑，編織帶之間沒有用黃泥漿充填其縫隙，也沒用泥漿抹面，抽放濃度最高為4.5%,當(dāng)采用黃泥漿充填縫隙，并在隔離墻表面用木板墻，然后再用泥漿抹面后，埋管抽放的瓦斯?jié)舛冗_(dá)到6.5%。這充分說(shuō)明隔離墻質(zhì)量的重要性。

　　抽放負(fù)壓過(guò)高不但抽放量增加不多，而且容易吸入空氣，降低抽放濃度，還會(huì)引起采空區(qū)遺煤自燃，具體控制到多少，應(yīng)根據(jù)實(shí)際抽放試驗(yàn)確定。