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1、1、 煤矿瓦斯抽采基础知识2、 煤矿瓦斯抽采方法 3、 煤矿瓦斯抽采设备与设施及适用条件四、煤矿瓦斯抽采操作技术5、 提高瓦斯抽采的方法6、 瓦斯抽采设计7、 矿井瓦斯抽采相关规定及标准八、目前存在的问题及改进方向一、 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
2、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。4、瓦斯抽采参数 为了判断瓦斯抽采的可能性和抽采效果，安全的进行抽采工作，必须对一些基本参数进行测算。 瓦斯抽采基础参数包括：煤层瓦斯含量、瓦斯储
3、量、可抽瓦斯量、抽采率、煤层透气性系数、百米钻孔瓦斯流量衰减系数等。（1）煤层瓦斯含量定义：在自然条件下，单位质量或体积的煤体中所含的瓦斯量。m3/t煤或m3/ m3煤。煤层瓦斯含量是决定煤层瓦斯储量、瓦斯涌出量和突出危险性大小的主要因素之一，是进行瓦斯管理工作的基础参数。（2）瓦斯储量的计算矿井瓦斯储量是指矿井开采过程中能够向矿井排放瓦斯的煤层（包括可采、不可采煤层）与岩层储存的瓦斯总量 W=W1+W2+W3+W4 W-矿井瓦斯总储量，m3 W1可采煤层的瓦斯储量，m3 W2局部可采煤层的瓦斯储量，m3 W3采动影响范围内不可采邻近层的瓦斯储量，m3 W4采动影响范围内的围岩瓦斯储量，m3（
4、3）可抽瓦斯量概算 可抽瓦斯量是指瓦斯储量中可能被抽放出来的瓦斯量。可按下式计算 Wk=W*dk/100 Wk矿井可抽瓦斯量，m3 W矿井瓦斯储量，m3 dk矿井抽采率，%（4）抽采率矿井抽采率是指矿井或采空区抽出的瓦斯量占其风排量与抽采瓦斯量的百分比。Dk=100Qkc/Qkc+Qkydk-矿井抽采率，%Qkc-矿井抽采量，m3/minQky-矿井风排瓦斯量，m3/min（5）钻孔瓦斯流量衰减系数在不受采动影响条件下，煤层内钻孔的瓦斯流量随时间呈衰减变化的特性系数称钻孔瓦斯流量衰减系数。 =lnqo-lnqt/t qt-百米钻孔t日排放时的瓦斯流量，m3/(min*100m) qo-百米钻孔
5、成孔初始时的瓦斯流量，m3/(min*100m) t-钻孔涌出瓦斯经历时间，d -钻孔瓦斯流量衰减系数，d-16）煤层透气性系数 煤层透气性系数是衡量瓦斯在煤层内流动难易程度的系数，其意义是：1m3煤体的两侧作用的瓦斯压力平方差为1MPa2时，每日流过该煤体的瓦斯量。 =r02/p0t*F(P/P0) 煤层透气性，M2/(MPa*d) r0 钻孔半径，m p0 煤层原始瓦斯压力，MPa t 时间，d2、 煤矿瓦斯抽采方法瓦斯抽放未泄压煤层和围岩抽放预先抽放1、采区大面积抽放 顺层钻孔 穿层钻孔 地面打钻孔2、石门揭开前和煤巷掘进局部抽放3、围岩裂隙及溶洞抽放边采边抽4、采煤工作面边采边抽5、煤
6、巷掘进工作面掘边抽强化抽放6、水力压裂7、水力割缝8、松动爆破9、煤层物理化学处理卸压煤层和岩层抽放10、上邻近层抽放 11、下邻近层抽放 从巷道打钻 从地面打钻 专门抽放巷采空区抽放12、密闭插管抽放13、密闭和钻孔抽放14、打钻到冒落拱抽放15、地面垂直钻孔综合抽放16、采取大面积抽放+打钻冒落拱上方抽放17、采取大面积抽放+地面垂直打钻抽放18、采取大面积抽放+地面垂直抽放+上下邻近层抽放19、水力压裂+密闭插管抽放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
7、本煤层内含有的瓦斯。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。（1） 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。冒落带高度一般为采厚的5倍，在距开采层近的处于冒落带内煤层，随冒落
8、带的冒落而冒落，瓦斯完全释放到采空区内，很难进行上邻近层抽放。裂隙带的高度为采厚的8-30倍，此带因充分卸压，瓦斯大量解吸，是抽放瓦斯的最好区带，抽放量大，浓度高，因此上邻近层取冒落带高度为下限距离，裂隙带的高度为上限距离。 屯兰矿常见上邻近层瓦斯抽采钻孔示意图（2）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。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。 密闭抽采示意图上隅角插管抽采示意图通过横贯埋管利用沿空留巷抽采示意图高抽巷示意图地面向井下采空区打钻抽采示意图三、瓦斯抽采设备与设施
9、及适用条件1、1、目前我矿使用的钻车和钻具有: （1）ZDY-4000L型煤矿用履带式全液压坑道钻车，该钻车适合巷道空间较大施工本煤层和邻近层钻孔； （2）ZDY-4000LP型煤矿用履带式全液压坑道钻车主要适用于掘进或回采巷道采取跨越障碍物的方式施工本煤层钻孔； （3）CMS-4200/80煤矿用深孔钻车、 CMS-6200/80煤矿用深孔钻车适用于煤层较干、地质条件相对稳定、构造较少、空间较小巷道施工钻孔。 （4）CMS1-4000/55型煤矿用深孔穿层钻机对空间要求较低，常用各类邻近层位穿层钻孔的施工。 我矿目前抽采钻孔直径一般为113mm，扩孔直径为153mm，施工煤柱孔直径为194m
10、m。常用钻杆直径为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 离心式鼓风机 回转式鼓风机1、离心式鼓风机是利用装有许多叶片的工作旋轮所产生的的离心力来挤压空气，以达到一定的风量和风压的。这种压缩机由于它工作时不断地将制冷剂蒸汽吸入，又不断地沿半径方向被甩出去，所以称这种型式的压缩机为离心式压缩机。其中根据压缩机中安装的工作轮数量的多少，分为单级式和多级式。如果只有一个工作轮，就称为单级离心式压缩机，如果是由几个工作轮串联而组成，就称为多级离心式压缩机。在空调中，由于压力增高较少，所以一般都是采用单级，其它方面所用的离心式制冷压缩机大都是多级的。单
11、级离心式制冷压缩机的构造主要由工作轮、扩压器和蜗壳等所组成。 压缩机工作时制冷剂蒸汽由吸汽口轴向进入吸汽室，并在吸汽室的导流作用引导由蒸发器(或中间冷却器)来的制冷剂蒸汽均匀地进入高速旋转的工作轮3(工作轮也称叶轮，它是离心式制冷压缩机的重要部件，因为只有通过工作轮才能将能量传给汽体)。汽体在叶片作用下，一边跟着工作轮作高速旋转，一边由于受离心力的作用，在叶片槽道中作扩压流动，从而使汽体的压力和速度都得到提高。由工作轮出来的汽体再进入截面积逐渐扩大的扩压器4(因为汽体从工作轮流出时具有较高的流速，扩压器便把动能部分地转化为压力能，从而提高汽体的压力)。汽体流过扩压器时速度减小，而压力则进一步提
12、高。经扩压器后汽体汇集到蜗壳中，再经排气口引导至中间冷却器或冷凝器中。2、回转式鼓风机属于风机的一种，是通过压缩空气来实现曝气，又叫曝气鼓风机。它主要由电机、空气过渡器、鼓风机本体、空气室、底座（兼油箱）、滴油嘴六部份组成。回转式鼓风机结构精巧，主要由下列六部分组成：电机、空气过渡器、鼓风机本体、空气室、底座（兼油箱）、滴油嘴。鼓风机靠汽缸内偏置的转子偏心运转，并使转子槽中的叶片之间的容积变化将空气吸入、压缩、吐出。在运转中利用鼓风机的压力差自动将润滑送到滴油嘴，滴入汽缸内以减少摩擦及噪声，同时可保持汽缸内气体不回流。1、 体积小、风量大、噪声低、耗能省(回转式鼓风机采用运转压缩空气的原理，虽然体积小，但风量大、节能，静音运转是其他形式的风机无法比拟的；2、运转平稳，安装方便(小型机种运转时只要放置妥当则振动很小，不需要加装防振装置，安装方便)；3、抗负荷变化，风量稳定(例如：污水处理曝气槽压力变化，则负荷变化，但风量随压力变化而变化甚微)。4、附有空气室，散气平稳
