本煤層采前抽采瓦斯方法一、井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機理二、穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法三、順層鉆孔抽采瓦斯方法四、枝狀長鉆孔抽采瓦斯方法五、提高采前抽采瓦斯效果的技術途徑本煤層采前抽采瓦斯方法一、井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機理前言區域防突措施包括開采保護層和預抽煤層瓦斯兩類。對不具備保護層開采條件的突出煤層，需要采取預抽煤層瓦斯措施。預抽煤層瓦斯即為采前抽采煤層瓦斯，包括地面鉆井抽采和井下抽采兩部分。鉆孔法抽采煤層瓦斯有穿層鉆孔和順層鉆孔兩種，其它方法是在這兩種方法的基礎上衍生出來的。前言區域防突措施包括開采保護層和預抽煤層瓦斯兩類。對不具備保一、井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機理一、井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機理一、井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機理中梁山煤礦石門揭開K10煤層10次，發生突出5次，最大突出強度達1800t。一、井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機理中梁山煤礦石門揭開K10一、井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機理降低地應力，釋放應變潛能。增大突出阻力釋放瓦斯，降低瓦斯潛能防突一、井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機理降低地應力，釋放應變潛能一、井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機理一、井下本煤層采前抽采瓦斯的防突機理二、穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法1、大面積穿層鉆孔預抽2、穿層鉆孔預抽煤巷條帶二、穿層鉆孔采前抽采1、大面積穿層鉆孔預抽二、穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法大面積穿層鉆孔預抽布置方法巖巷數量考慮鉆機的施工能力及工作面傾向長度。鉆場間距考慮鉆孔控制范圍及鉆孔施工能力。二、穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法大面積穿層鉆孔預抽布置方法二、穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法大面積穿層鉆孔預抽基本要求鉆孔控制范圍《防突規定》對于鉆孔控制回采巷道外側的范圍是：傾斜、急傾斜煤層巷道上幫輪廓線外至少20m，下幫至少10m；其他煤層巷道兩側輪廓線外至少各15m。巷道及鉆場要求底板巖石巷道一般布置在工作面底板15~25m、賦存穩定的巖層中，巷道斷面一般不小于10.5m2（3m×3.5m）。鉆場間距考慮鉆孔控制范圍及鉆孔施工能力；鉆場能滿足大功率鉆機施工的需要，不小于12.25m2二、穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法大面積穿層鉆孔預抽基本要求二、穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法大面積穿層鉆孔預抽布置參數鉆孔直徑90～120mm；間距2～10m；鉆孔穿透煤層0.5m；在煤層內均勻布置；封孔長度8m以上；抽采負壓25kPa以上；抽采時間滿足規定要求，不小于6個月二、穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法大面積穿層鉆孔預抽布置參數二、穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法大面積穿層鉆孔預抽特點安全性有保障穿層鉆孔施工靈活、方便，適應性強巷道、鉆孔工程量大；鉆孔利用率低二、穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法大面積穿層鉆孔預抽特點二、穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法大面積穿層鉆孔預抽適應條件無保護層開采的突出煤層突出危險特別嚴重的煤層直接在煤層內施工順層鉆孔時經常會出現噴孔、抱鉆、卡鉆等一系列問題，甚至可能誘發煤與瓦斯突出具有突出危險的特厚煤層鉆孔需要控制到采掘空間的上方、下方、左方、右方及前方這樣一個龐大的立體范圍，在其中施工上向或下向的鉆孔預抽煤層瓦斯來均勻消除這個立體范圍內煤體的突出危險性是非常困難的，而且安全性難以保證。近距離突出煤層群（層間夾矸較厚的突出煤層）二、穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法大面積穿層鉆孔預抽適應條件二、穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法大面積穿層鉆孔預抽應用實例通過12～18個月的抽采，煤層瓦斯抽采率可達30%。但8、9煤層煤體原始瓦斯含量20m3/t以上，煤層的殘余瓦斯含量也高達14.0m3/t以上。二、穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法大面積穿層鉆孔預抽應用實例二、穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法穿層鉆孔預抽煤巷條帶布置方法巖巷布置在距離煤層15～25m的穩定巖層中，構成全負壓通風系統巷道斷面不小于10.5m2巖巷位置側向工作面內部鉆場間距考慮鉆孔控制范圍及鉆孔施工能力；鉆場能滿足大功率鉆機施工的需要，不小于12.25m2二、穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法穿層鉆孔預抽煤巷條帶布置方法二、穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法穿層鉆孔預抽煤巷條帶基本要求傾斜、急傾斜煤層巷道上幫輪廓線外至少20m，下幫至少10m；其他為巷道兩側輪廓線外至少各15m。因此，底板巖巷穿層鉆孔條帶采前抽采需要控制工作面煤巷（機巷、風巷、切眼）及其兩側需要控制的煤體。二、穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法穿層鉆孔預抽煤巷條帶基本要求二、穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法穿層鉆孔預抽煤巷條帶鉆孔參數鉆孔直徑90～120mm；間距2～5m；鉆孔穿透煤層0.5m；在煤層內均勻布置；封孔長度8m以上；抽采負壓25kPa以上；抽采時間滿足《規定》要求，不小于4個月二、穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法穿層鉆孔預抽煤巷條帶鉆孔參數二、穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法穿層鉆孔預抽煤巷條帶特點安全性高；鉆孔施工靈活、方便，適應性強；鉆孔控制范圍小，工程量、鉆孔量相對較小，可早進入煤層二、穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法穿層鉆孔預抽煤巷條帶特點二、穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法穿層鉆孔預抽煤巷條帶適應條件可在較短的時間內消除煤巷條帶的突出危險性，為盡早進入突出煤層、繼續采取順層鉆孔預抽消除工作面突出危險贏得了時間。具有廣泛的適應性，是目前不具備保護層開采條件的突出煤層，區域性瓦斯治理的主要方法。二、穿層鉆孔采前抽采瓦斯方法穿層鉆孔預抽煤巷條帶適應條件三、順層鉆孔抽采瓦斯方法1、順層鉆孔預抽2、遞進掩護預抽3、條帶預抽4、交叉鉆孔預抽三、順層鉆孔抽采瓦斯方法1、順層鉆孔預抽三、順層鉆孔抽采瓦斯方法順層鉆孔預抽布置參數順層鉆孔的間距與鉆孔的抽采半徑和抽采時間有關，通常為2~5m；鉆孔長度根據工作面傾向長度設計，鉆孔在工作面中間應有10m左右的壓茬；也可采用與煤巷斜交的順層鉆孔或扇形順層鉆孔采前抽采；煤層的厚度大。三、順層鉆孔抽采瓦斯方法順層鉆孔預抽布置參數三、順層鉆孔抽采瓦斯方法順層鉆孔預抽基本要求鉆孔控制范圍：應保證鉆孔布置的均勻性。對因地質構造變化造成的順層鉆孔控制空白帶，采取補充措施，切實保障工作面煤層瓦斯能夠得到均勻、充分抽采。鉆孔及抽采要求:直徑一般為90～120mm，鉆孔可用聚氨酯封孔，封孔深度在10m以上，封孔段長度不小于3m，抽采負壓在13kPa以上。順層鉆孔預抽的抽采時間以實際抽采情況確定，即將鉆孔控制范圍內的瓦斯壓力或瓦斯含量降至消除突出危險性的臨界指標值以下。但通常情況下抽采時間不低于5個月。三、順層鉆孔抽采瓦斯方法順層鉆孔預抽基本要求三、順層鉆孔抽采瓦斯方法順層鉆孔預抽特點及適應條件順層鉆孔均為煤孔，鉆孔利用率高。但鉆孔施工對煤層賦存條件要求高，適應于頂底板起伏小、不含夾矸或夾矸厚度小的煤層。三、順層鉆孔抽采瓦斯方法順層鉆孔預抽特點及適應條件三、順層鉆孔抽采瓦斯方法順層鉆孔預抽抽采實例祁南煤礦7煤層為煤與瓦斯突出煤層，713工作面標高為-503～-550m，煤層平均厚度3.5m，平均傾角5°，瓦斯壓力2.42MPa，瓦斯含量10.39m3/t。三、順層鉆孔抽采瓦斯方法順層鉆孔預抽抽采實例三、順層鉆孔抽采瓦斯方法順層鉆孔預抽抽采實例祁南煤礦7煤層為煤與瓦斯突出煤層，713工作面標高為-503～-550m，煤層平均厚度3.5m，平均傾角5°，瓦斯壓力2.42MPa，瓦斯含量10.39m3/t。三、順層鉆孔抽采瓦斯方法順層鉆孔預抽抽采實例三、順層鉆孔抽采瓦斯方法遞進掩護布置參數工作面長度取決于順層鉆孔的長度，而順層鉆孔的長度又取決于鉆機的施工能力和煤層賦存條件。兩次或三茬鉆孔遞進即可布置一個回采工作面。三、順層鉆孔抽采瓦斯方法遞進掩護布置參數三、順層鉆孔抽采瓦斯方法遞進掩護布置參數鉆孔間距2~5m，直徑90~120mm；鉆孔長度要超過腰巷或機巷至少15m；封孔長度10m以上，抽采負壓13kPa以上；抽采時間不低于5個月。三、順層鉆孔抽采瓦斯方法遞進掩護布置參數三、順層鉆孔抽采瓦斯方法遞進掩護特點及使用條件不需要布置底板巖巷，工程量??；鉆孔均為煤孔，鉆孔利用率高；煤體硬度大、傾角小、賦存穩定，構造相對簡單、突出危險性相對較弱且易于成孔的煤層；一些高瓦斯煤層采用該方法采前抽采工作面煤層瓦斯三、順層鉆孔抽采瓦斯方法遞進掩護特點及使用條件三、順層鉆孔抽采瓦斯方法遞進掩護應用實例祁南煤礦32煤層工作面順層鉆孔設計間距5m，鉆孔直徑94mm，順層鉆孔的施工長度為80～90m，從上一區段工作面機巷向34下3工作面上半區域施工順層鉆孔抽采瓦斯，平均抽采時間不低于5個月。三、順層鉆孔抽采瓦斯方法遞進掩護應用實例三、順層鉆孔抽采瓦斯方法條帶預抽布置方法鉆孔應控制的條帶長度不小于60m；控制范圍為傾斜、急傾斜煤層巷道上幫輪廓線外至少20m，下幫10m，其他巷道兩側至少15m。特厚煤層分層開采時，采前抽采鉆孔應控制開采的分層及其上部至少20m、下部至少10m。鉆孔孔底間距一般不超過5m，鉆孔直徑為90～120mm，鉆孔超前距不小于20m。三、順層鉆孔抽采瓦斯方法條帶預抽布置方法三、順層鉆孔抽采瓦斯方法條帶預抽適應條件鉆孔施工需要控制工作面前方、左右兩側一定范圍的煤體，如果是特厚煤層，還需要控制煤層的上部和下部，鉆孔工程量大、施工難度大，安全性差。效果檢驗需實測瓦斯壓力、瓦斯含量，難度大；采用順層鉆孔預抽煤巷條帶瓦斯，實際操作起來難度大，煤巷掘進的速度慢，甚至可能存在安全隱患，不宜作為一種常用的區域性瓦斯治理方法，更不能用于突出危險嚴重的突出煤層。在一些穿層鉆孔、順層鉆孔預抽控制不到或預抽效果相對較差的的小區域范圍采用。高瓦斯煤層煤巷掘進可用來降低掘進過程中的瓦斯涌出量。三、順層鉆孔抽采瓦斯方法條帶預抽適應條件三、順層鉆孔抽采瓦斯方法

交叉鉆孔預抽布置方法順層鉆孔直徑為90～120mm，順層鉆孔間距2~5m；交叉鉆孔抽采瓦斯的有效鉆孔垂直間距以小于8倍鉆孔直徑為宜，在現場進行交叉鉆孔抽采瓦斯時，可采用4倍鉆孔直徑的垂直距離進行抽采。鉆孔可采用聚氨酯等高分子材料封孔，封孔深度在10m以上，封孔段長度不小于3m，抽采負壓在13kPa以上。三、順層鉆孔抽采瓦斯方法交叉鉆孔預抽布置方法三、順層鉆孔抽采瓦斯方法

交叉鉆孔預抽適用條件交叉鉆孔在交叉區內相互作用，使得鉆孔周圍的塑性應力圈半徑加大，相當于加大了抽采鉆孔直徑；斜向鉆孔是斜向工作面布置的，作用時間比平行鉆孔要長，進而提高煤層瓦斯抽采效果；鉆孔間通過裂隙相互連通，塌孔后還可從鄰近鉆孔抽出瓦斯。三、順層鉆孔抽采瓦斯方法交叉鉆孔預抽適用條件四、枝狀長鉆孔抽采瓦斯方法四、枝狀長鉆孔抽采瓦斯四、枝狀長鉆孔抽采瓦斯方法四、枝狀長鉆孔抽采瓦斯方法

鉆進設備四、枝狀長鉆孔抽采瓦斯方法鉆進設備四、枝狀長鉆孔抽采瓦斯方法

鉆進工藝四、枝狀長鉆孔抽采瓦斯方法高壓水通過鉆桿輸送至孔內馬達，孔內馬達內部的轉子在高壓水的沖擊作用下轉動。在鉆進的過程中，只有鉆頭的旋轉運動，從而減少了鉆桿與鉆孔的摩擦阻力，降低了鉆機的負載。孔內馬達的彎接頭是關鍵部位，它和鉆桿間有一定的夾角，由于彎接頭的作用，成為一條偏向彎接頭方向的空間曲線。通過選擇不同的規格（通常為0.75°、1.25°、1.5°、2°，這個度數指的是鉆桿每前進3m所能變化的最小值）的彎接頭可以改變鉆孔曲率半徑，在適當的位置還可進行分支鉆孔的鉆進。配套的測量系統主要測量的參數為方位角、傾角和彎接頭方向。鉆進工藝四、枝狀長鉆孔抽采瓦斯方法高壓水通過鉆桿輸送至孔內

應用實例四、枝狀長鉆孔抽采瓦斯方法山西大寧礦為原晉城市大寧一號礦井。開采的3#煤層厚度2.21～6.97m，平均4.45m，煤的堅固性系數f=1～2，該煤層富含瓦斯，煤層瓦斯含量11.15～16.53m3/t，煤層瓦斯壓力0.69～1.16MPa，煤層滲透率1.3～1.95md。VLD定向鉆機從2003年4月開始在大寧礦調試、運行，到2004年9月底，VLD鉆機已經完成了定向鉆孔160個，總進尺達到了112716m；最長的VLD定向鉆孔達到了1005m（深度），多數鉆孔的長度在800m（深度）以上。應用實例四、枝狀長鉆孔抽采瓦斯方法山西大寧礦為原晉城市大寧

應用實例四、枝狀長鉆孔抽采瓦斯方法大寧礦井在T106鉆場布置的1#抽放鉆孔共抽放661d，單孔累計抽放純瓦斯量447.45萬m3應用實例四、枝狀長鉆孔抽采瓦斯方法大寧礦井在T106鉆場布

應用實例四、枝狀長鉆孔抽采瓦斯方法不同長度鉆孔的抽采效果不同抽采時間的抽采效果應用實例四、枝狀長鉆孔抽采瓦斯方法不同長度鉆孔的抽采效果不五、提高采前抽采瓦斯效果的技術途徑五、提高采前抽采瓦斯效果的技術途徑

主要途徑五、提高采前抽采瓦斯效果的技術途徑主要包括：地面鉆井壓裂技術、深孔松動爆破技術、水力沖孔技術、水力割縫技術、水力沖孔孔群增透技術等。采前抽采煤層瓦斯的效果主要取決于煤層透氣性的大小和鉆孔密封的效果，因此提高采前抽采煤層瓦斯的效果應從這兩個方面分析。主要途徑五、提高采前抽采瓦斯效果的技術途徑主要包括：地面鉆

提高封孔效果五、提高采前抽采瓦斯效果的技術途徑穿層鉆孔與順層鉆孔，因鉆孔開孔處煤巖體的性質不同，在封孔上有不同的要求。穿層鉆孔在煤層頂（底）板的巖層中開孔，孔口巖體完整、致密，可采用水泥漿封孔。封孔長度以鉆孔所在的巖層巷道周圍的塑性區范圍來確定，塑性區內的巖體經歷過集中應力的作用，巖體已遭破壞，內部產生了裂隙，必然有部分裂隙與巷道連通；封孔較短，抽采負壓勢必吸進巷道內的空氣，降低抽采濃度，影響抽采效果。塑性區的范圍通常為巷道相當直徑的2.5倍以上，穿層鉆孔的封孔深度應大于巷道周圍塑性區的半徑，且通常情況下不小于8m。順層鉆孔孔口巖體破碎、裂隙發育，可采用水泥漿混合聚氨酯封孔。封孔長度應大于巷道周圍塑性區的半徑，不小于10m。提高封孔效果五、提高采前抽采瓦斯效果的技術途徑穿層鉆孔與順鉆孔噴孔孔群增透方法五、提高采前抽采瓦斯效果的技術途徑在鉆孔施工過程中采用高壓水力誘導噴孔，排出煤體，在孔群范圍內形成若干個噴孔孔洞；孔群范圍內煤體內卸壓，提高煤體的透氣性，增強瓦斯抽采的效果。抽瓦斯排瓦斯、煤、水鉆機安全保障：在孔口安裝“導噴系統”來控制。鉆孔噴孔孔群增透方法五、提高采前抽采瓦斯效果的技術途徑在鉆鉆孔噴孔孔群增透方法五、提高采前抽采瓦斯效果的技術途徑鉆孔噴孔孔群增透原理采用高壓水誘導鉆孔噴孔，在孔群范圍內形成若干個噴孔孔洞；孔群范圍煤體應力重新分布，并在集中應力的作用下破壞，集中應力轉移到孔群范圍以外的煤體中；孔群范圍煤體裂隙萌生、擴展、貫通，并煤體向鄰近的噴孔孔洞流變、膨脹、變形，孔隙裂隙系統膨脹擴容，裂隙張開，孔群范圍煤體的透氣性增加?？兹涸鐾感Ч鶆蛐韵鄬^差，通常是靠近噴孔孔洞的增透效果好，遠離噴孔孔洞的增透效果相對較差。穿層鉆孔孔群增透瓦斯抽采技術是建立在原鉆孔布置基礎之上的，雖不能減少瓦斯治理的鉆孔工程量，但可顯著提高抽采效率，縮短瓦斯預抽時間。鉆孔噴孔孔群增透方法五、提高采前抽采瓦斯效果的技術途徑鉆孔鉆孔噴孔孔群增透方法五、提高采前抽采瓦斯效果的技術途徑施工方法率先噴孔的鉆孔，其周圍的煤體“自突”的能量得以部分釋放，在其周圍鉆孔發生噴孔的概率降低。在穿層鉆孔過程中，應根據實際噴孔情況，綜合分析確定合理鉆孔施工順序，即在已有鉆孔布置方案基礎上，先施工距離已噴孔鉆孔最遠的鉆孔，然后逐步縮小與噴孔鉆孔的間距，直至孔群鉆孔施工完畢。這樣的鉆孔施工順序，有利于創造噴孔條件，盡可能多排出煤體，以提高孔群范圍煤體的透氣性。鉆孔噴孔孔群增透方法五、提高采前抽采瓦斯效果的技術途徑施工鉆孔噴孔孔群增透方法五、提高采前抽采瓦斯效果的技術途徑施工方法噴孔施工工藝：固定孔口四通。首先施工直徑130mm、長1.5m的鉆孔，放入孔口四通并用速凝水泥塞實四通與鉆孔的間隙；巖孔施工。煤孔施工。鉆進進入煤層底板停鉆，連接四通的抽瓦斯分支至抽采管路、排煤和瓦斯分支至分離硐室，開啟高壓水泵（壓力10MPa、流量20~30m3/h的壓