第三章 抽放方法设计
第一节 瓦斯来源分析
（一）瓦斯抽放方法及其分析
1、瓦斯来源及涌出构成
矿井瓦斯分别来源于回采工作面、掘进工作面及采空区。
1）回采工作面瓦斯涌出构成一是来自开采煤层瓦斯涌出，二是来自开采层影响范围之内邻近层煤层瓦斯涌出，包括上邻近层和下邻近层，影响范围一般上邻近层约80m，下邻近层约40m；
2）掘进工作面涌出瓦斯构成一是来自掘进巷道煤壁瓦斯涌出，二是来自掘进落煤的瓦斯涌出；
3）采区瓦斯涌出量是指采区内所有回采工作面、掘进工作面及采空区瓦斯涌出量之和；
4）矿井瓦斯涌出量为全矿井内全部生产采区和已采采区（包括其它辅助巷道）瓦斯涌出量之和。
2、回采工作面瓦斯来源及涌出构成
矿井设计以一个采区、一个炮采工作面达到设计生产能力，首采工作面布置在19#煤层，除19#煤层瓦斯涌出外，其相邻煤层亦有瓦斯涌向开采层工作面，影响范围内没有下邻近层，上邻近层主要有：17-1、12-1、5-3煤层，回采工作面瓦斯来源及涌出构成详见表3－1－1。
表3－1－1 开采M6煤层时瓦斯来源及涌出构成表
瓦斯涌出量（m/t） 煤层 本煤层 19# 7.9 邻近层 4.19 合计 12.1 涌出比（本煤层/邻近层） 7.9/4.19 3
第二节 抽放瓦斯方法选择
一、选择抽放瓦斯方法的原则
选择矿井瓦斯抽放方法应根据矿井煤层赋存条件、瓦斯基础参数、瓦斯来源、巷道布置、抽放瓦斯目的及利用要求等因素确定，并遵循以下原则：
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1、选择的抽放瓦斯方法应适合煤层赋存状况、巷道布置、地质条件和开采技术条件。
2、应根据矿井瓦斯涌出来源及涌出量构成分析，有针对性地选择抽放瓦斯方法，以提高瓦斯抽放效果。
3、抽放方法在满足矿井安全开采的前提下，还需满足开发、利用瓦斯的需要。 4、巷道布置在满足瓦斯抽放的前提下，应尽可能利用生产巷道，以减少抽放工程量。
5、选择的抽放方法应有利于抽放巷道的布置和维护。
6、选择的抽放方法应有利于提高瓦斯抽放效果，降低瓦斯抽放成本。
7、抽放方法应有利于钻场、钻孔的施工和抽放系统管网的设计，有利于增加钻孔的抽放时间。
二、抽放瓦斯方法选择
从预测的19#煤层回采工作面瓦斯瓦斯涌出量构成来看19#煤层本层瓦斯涌出量占65%，邻近层瓦斯涌出占35%。
该矿允许开采4层煤，矿井建成投产后5-3、12-1、17-1三层煤都以开采完，只能开采19#煤层，该煤层赋存较为稳定，属中厚煤层。
上面的三层煤都已开采完，现在开采19#煤层，对该煤层开采起到保护作用。 19#煤层可以作为被保护层开采。
但应注意上部已开采煤层的煤柱留设情况，在煤柱影响范围是未解放的区域，防突工作的重点就是明确未解放的区域，并采取可靠的局部防突措施，严格按照“四位一体”的要求执行。
矿井抽放瓦斯的目的是为了降低煤层瓦斯含量，为煤炭开采提供安全生产环境，同时开发利用瓦斯资源。因此，根据矿井的瓦斯赋存状况、矿井开拓及抽放瓦斯的目的，结合抽放瓦斯方法选择的原则，确定矿井抽放瓦斯方法。由于该矿准采深度垂深小于200m，特别是投产初期，开采深度不大的情况下，主要以抽放开采煤层、采空区瓦斯为主。
1、回采工作面瓦斯抽放瓦斯抽放 （1）回采工作面顺层抽放； （2）回采工作面上隅角抽放；
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（3）回采工作面采空区高位钻孔抽放； 2、密闭采空区抽放； 3、石门揭煤前预抽； 4、掘进工作面先抽后掘；
这些抽放方法应根据当时矿井采、掘布置及瓦斯变化情况进行具体选择；目前以解决11191首采面顺层抽放，对首采工作面上隅角瓦斯进行抽放为主，同时对11192运输巷和回风巷进行掘前预抽设计。
当工作面有突出危险时，就必须采取预抽、消除突出危险时方可进行采掘作业。 开采层瓦斯抽放有几种形式： 一）回采工作面顺层钻孔抽放
见图3-2-1，回采面瓦斯抽放主要是在采面进风巷沿煤层倾向顺层钻孔，其施工长度选择主要由工作面倾斜长度决定,一般为工作面长度的80%。由于本矿井条件，选择倾斜钻孔抽放，孔间距5m。
11191首采面倾斜长度为106m，钻孔施工长度定为85m。
钻孔使用钻机施工。配备能力ZYG-150型钻机1～2台，并配备水泥沙浆封孔泵1台。回采工作面边采边抽示意图如下：
联络巷回风巷抽放钻孔106m运输巷85m5m采面抽放钻孔布置示意图3-2-1
二）回采工作面上隅角埋管抽放
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随开采层的开采，邻近层卸压瓦斯可涌入开采层采空区，这时抽放回采工作面上隅角瓦斯对解决开采层瓦斯很有必要，投产初期，由于距地表垂深不大，这种方式会取得比较好的效果。是比较适合的。上隅角埋管抽放示意图3—2—2。
上隅角瓦斯抽放的主要原理是在工作面上隅角形成一个负压区，使该区域内瓦斯形成紊流状态与空气充分混合，由抽放管路抽走，这可以避免因工作面上隅角处局部位置因风流不畅（或无风）引起的瓦斯超限，和减少风排瓦斯量。为操作方便，靠近采面上隅角段管路要采用7m长的抽放软管与主抽放管路相连接，将抽放软管的一端插入上隅角，为保证软管吸入口能处于上隅角的上部（上部瓦斯浓度较高）可将抽放软管与木棒绑在一起（避免软管口下耷），用铁丝吊挂在支架上。为提高抽放浓度，上隅角处应采用挡风帘。随着工作面的推进，逐节回收主抽放管路，移动软管的连接，直至回采结束。抽放软管伸入上隅角的长度及位置应根据实际抽放效果不断调整，得到合理的参数。为确保抽放点的合适位置，在主抽放管路末端可设置一个分流器，分支出几个支管，插入上隅角的不同位置进行抽放。
采面回风巷支柱铁丝吸气管（埋丝管）采空区抽放管路挡风帘图3-2-2 采煤工作面上隅角插管抽放示意图
三、回采工作面采空区高位钻孔抽放
工作面开采时，在采面回风巷顶板裂隙带内布置钻场、钻孔，利用低负压瓦斯抽放系统，对采面采空区卸压瓦斯进行抽放。钻孔与工作面推进方向相迎，可起到一定的边采边抽的作用，工作面推至钻孔之下即进行采空区抽放；钻孔应位于冒落带以上的裂隙带范围内，长度80-100m；为保证连续有效地抽放，前后钻场的钻孔应交叉10-15m每个钻场打6-8个孔。
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四、密闭采空区抽放
对于已采完的老空区如果瓦斯涌出量大，向临近工作场所涌出瓦斯时，可以采用密闭抽放。
为提高采空区瓦斯抽放浓度，取得较好的抽放效果，打密闭应注意以下几点： 1、密闭采用砖或水泥，密闭最好打两道，两道密闭间距1m，中间用黄土充填。 2、密闭位置应选择在顶、帮坚硬的地方，掏槽深度0.3m，见实帮、实底，尽量避免在压力集中区域。
3、密闭墙砌筑完毕后，料石要勾缝，砖要抹面，墙四周要抹有不小于100mm的裙边，面要抹平，并打光、压实，无裂缝。
4、抽放管要预埋在密闭墙的上部，伸入密闭不小于1m，提高瓦斯抽放浓度。 5、要保障密闭墙的密闭性能，派专人定期检查密闭墙的情况，若发现漏气现象，及时进行处理。
老空区铁丝网密闭法兰盘巷道测试孔 阀门抽放管老空区密闭抽放示意图
五、石门揭煤前预抽
当施工需石门揭煤时，如前方煤层有突出危险性，按预测突出危险程度，采取不同措施。一般可采用钻孔预抽或排放，可参考钻孔布置图3—2—4。
如煤层赋存瓦斯含量高(超过8m3/t)、瓦斯压力超过0.7MPa时，应布置抽放瓦斯钻孔抽放瓦斯。在石门揭煤工作面采用预抽瓦斯、排放钻孔防突措施时，钻孔直径一般为75～120mm。石门揭煤工作面钻孔的控制范围是：石门的两侧和上部轮廓线外至少5m，下部
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