表1-33 瓦斯抽放类型、方法、适用条件 抽放分类 开 采 层 抽 放 岩巷揭煤和煤巷 掘进预抽 未 卸 压 采区大面积 抽 预抽 放 抽放方式 由岩巷向煤层大穿层钻孔； 煤巷工作面打超前钻孔 由开采层机巷、风巷或煤门等打上 向、下向顺层钻孔 由岩巷、石门、邻近层煤巷等向开 采层打穿层钻孔 地面钻孔 密封开采层巷道 边掘边抽 卸 压 边采边抽 抽 放 水力割缝、松动爆破 水力压裂（预抽） 卸 压 开采层工作面推过后 抽 抽放上、下邻近层瓦 放 斯 由煤巷两侧或岩巷向煤层周围打防 护钻孔 由开采层机巷、风巷等向工作面前 方卸压区打钻 由岩巷、煤门等向开采分层的上部 或下部未采分层打穿层或顺层钻孔 由开采层机巷、风巷等打顺层钻孔 ；由岩巷或地面打钻孔 由开采层机巷、风巷、中巷等向邻 近层打钻 由开采层机巷、风巷、中巷等向采 空区方向打斜交钻孔 由煤门打沿邻近层钻孔 在邻近层掘汇集瓦斯巷道 工作面抽放率 % 高突出危险煤层、 10～30 高瓦斯煤层 10～30 由预抽时间的高瓦斯 10～30 煤层、突出危险煤层 属“勉强抽放煤层” 10，个别 超过50 高瓦斯“容易抽放” 10 煤层，埋深较浅 高瓦斯“容易抽放” 10 厚煤层 高瓦斯煤层、 10 突出煤层 高瓦斯煤层 10～20 高瓦斯煤层 高瓦斯“难以抽放” 煤层 邻近层瓦斯涌出量大 、影响开采层安全时 10～20 20～30 ＜30 30～60 30～60 30～60 30～60 15～40 15 15 40～80 适用条件 邻 近 层 抽 放 采空区 抽放 综 合 抽 放 围岩 瓦斯 抽放 邻近层瓦斯涌出量大 、钻孔的通过能力满 足不了抽放要求时 从地面打钻孔 地面打钻优于井下时 开采层工作面推过后 密封采空区插管抽放 无自燃危险或采用防 抽放采空区瓦斯 现采采空区设密闭墙或采空区打钻 火措施时 抽放 采用单一的抽放方式 多种抽放方式相组合 效果较差时，应采用 该种抽放方式 由岩巷两侧或正前方向溶洞或裂隙 围岩有瓦斯喷出危险 带打钻、密闭岩石巷道抽放、封堵 ，瓦斯涌出量大或有 岩巷喷瓦斯区并插管抽放 溶洞，裂隙带储存高 压瓦斯时 二. 抽放方法选择
（一） 抽放方法选择原则
矿井瓦斯抽放的类型和方法，可按下列因素考虑确定：
（1） 为提高瓦斯抽放率，宜选用多种抽放方法相结合的综合抽放方法。
（2） 当井下采掘工作所遇到的瓦斯主要来自开采层本身，只有抽放开采层本身的瓦斯才能解
决问题时，应采用开采层晚上瓦斯抽放。
（3） 煤层群条件下首采层开采时，来自邻近层的瓦斯占有很大比例威胁工作面安全生产，应
采用邻近层瓦斯抽放。
（4） 工作面后方采空区瓦斯涌出量大，危害工作面安全生产或老采空区瓦斯积存量大，向邻
近的回采工作面涌出瓦斯量多以及增大采区和矿井总排瓦斯量，应采取采空区瓦斯抽放。
（5） 对于瓦斯含量大的煤层，在煤巷掘进时，难以用加大风量稀释瓦斯，可在掘进工作开始
前对煤层进行大面积预抽或采取边掘边抽的方法加以解决。
（6） 对于煤层透气性较低，采用预抽方法不易直接抽出瓦斯，掘进时瓦斯涌出量不很大而回
采时有大量瓦斯涌出的煤层，可采用边采边抽或采用水力割缝、松动爆破和水力压裂煤体注酸等措施人为卸压后抽放瓦斯的方法。
（7） 若煤层赋存较浅（一般600m以内），煤层较厚，或煤层层数较多，煤层瓦斯含量较高，
地面施工钻孔条件较好，可采用地面钻孔抽放。
（8） 若围岩瓦斯涌出量大，以及溶洞、裂缝带储存有高压瓦斯并喷出时，应采取围岩瓦斯抽
放措施。
（二） 抽放方法选择 1.开采层抽放
开采层瓦斯抽放分未卸压抽放法，采（掘）卸压抽放和人为卸压抽放法。
1） 开采层未卸压抽放法。
22
开采层未卸压抽放法适用于透气性较高的煤层，煤层透气性系数一般要求大于0.1m/MPad。开采层未卸压抽放法的布孔方式一般可分为穿层式和沿层式两种，其优点分别为：
（1） 穿层钻孔
A．由于钻孔正交或斜交煤层，穿透了煤层的全部分层接触面，而沿这些接触面方向的透气性较垂直于这些层理和接触面方向的透气性为高，所以在煤层孔长相同的条件下，穿层钻孔抽出的瓦斯大于沿层钻孔抽出的瓦斯量。
B．可以利用开拓巷道提前打钻孔，赢得充分的抽放时间，对由突出危险的煤层，可以避免石门揭煤和掘进煤巷时采用其它麻烦得局部防突出措施。
C．一般在岩石中开孔，封孔较可靠。 （2） 沿层钻孔
A．钻孔揭露煤层的面积大。
B．在煤层中打钻通常速度较快、成本低。
因此，采用未卸压抽放法抽放薄及中厚煤层瓦斯时，一般优先考虑沿层布孔的方式。当煤层特厚或煤层突出危险性较大时，可打穿层钻孔。
2） 开采层采（掘）卸压法。
该方法除靠煤层天然透气性外，主要靠采（掘）工作或人为采取措施，对周围煤体的卸压作用来实现抽放瓦斯得目的。该抽放方法得主要特点是：
（1） 在薄及中厚煤层条件下，鉴于采掘工作对开采层本身的卸压范围较小，且卸压区得位置随采掘工作面推进而变化，所以同时起作用的抽放瓦斯孔数少，且钻孔服务期短。
（2） 在分层开采厚煤层条件下，向开采分层上下各未采分层打钻抽瓦斯时，由于煤体充分卸压松动，在其中产生大量裂隙，且大面积与采空区相连，为此，只有在煤层厚度特别大（＞10～20m）时，该效果才会较好。
（3） 开采层采（掘）卸压抽放瓦斯，因卸压范围小，抽放时短，可作为辅助抽放方法应用。在特厚煤层条件下，利用该法可取得较好的效果。
（4） 人为卸压抽放，单一低透气性高瓦斯含量煤层的瓦斯抽放是煤矿瓦斯抽放的最困难问题，人工卸压抽放瓦斯法的基本原则为：
A．从煤层中提取部分物质，形成空洞使煤体卸压、扩大原有裂隙，并产生新裂隙以提高煤体透气性。
B．在有自由面得情况下，使煤体膨胀、变形，以提高煤层的透气性。
C．在煤体无自由面得情况下，改善煤中裂隙得分布情况，使煤体中产生透气性良好得贯通裂隙，以提高整个煤层的透气性。
按上述原则，国内外所采用的措施为：
a．水力压裂：在钻孔揭穿煤层处注入携带支撑剂（一般为石英砂）的高压水，在一定时间后瞬时卸压，如此反复卸压，使煤体在一定范围内形成无数微小裂隙，并由支撑剂支撑其微裂缝而增大煤层透气性。
b．水力割缝：利用高压水流射向煤体，掏出部分煤炭，形成卸压裂隙以提高抽放效果。
c. 高压水射流扩孔：采用高压水射流，扩大预抽钻孔的直径，增加煤层暴露面积，增大钻孔卸压范围，降低地应力，提高低透气煤层的抽放效果。
d. 松动爆破：在钻孔见煤层段装入炸药引爆，使之扩大孔径和使煤体部分膨胀变形增大透气性。 e. 煤体物化处理：一般用酸来溶解煤杂质中的碳酸盐，以提高煤层的透气性。 开采层瓦斯抽放方法及钻孔布置方式、适用条件见表1-34。
表1-34 开 采 层 抽 放 瓦 斯 方 法 及 钻 孔 布 置 方 式 抽 放 类 型 抽放方法及布孔方式 图 示 有 关 参 数 适 用 条 件 及 评 述 在底板开掘专用抽放巷，设钻场向煤层打钻，进行密集网格钻孔预抽 1. 钻孔抽放巷底板 专用瓦斯抽放 巷预抽 未 卸 压 抽 放 未 卸 压 抽 放 2. 开 采 层 瓦 斯 抽 放 开 采 层 瓦 斯 抽 放 采 动 卸 压 抽 岩巷 揭煤与 煤巷掘 进抽放 （1）由石门向煤层打穿层钻孔抽放，预抽 一定时间后继续掘进揭煤 3. 钻孔石门4. 孔距：根据煤层透气性系数及抽放影响半径来定，宜采用密集钻孔，布孔方式可采用“三花孔”； 孔口负压：16000～46600pa为宜，可根据煤层透气性及瓦斯压力等加以调整； 预抽时间：一般为2～4年； 封孔：可用水泥砂浆或膨胀水泥，封孔深2～4m即可 （2）由煤巷工作面打超前钻孔抽放，预抽 一定时间后继续掘进 煤巷钻孔1. 巷道 预抽 预先掘出回采巷道加以密闭，然后进 行预抽 抽放巷密闭密闭巷顺槽回采面 顺层 钻孔 预抽 由煤门或联络眼钻场向煤层打顺层钻 孔进行预抽，对于特厚煤层可实现卸压抽 及采空区抽 2134 1.顺层钻孔； 2.上分层；3.下分层；4.煤门或联络巷 边掘 边抽 由煤巷两侧每隔一定距离掘一钻场，向掘 进方向打钻孔抽放 ⑴由运输或回风顺槽向煤层打钻，随着回 采面的推进，可起到预抽及采动卸压抽的 作用 钻孔煤巷钻孔 21边采 边抽 3 1.钻孔； 2.回风巷； 3.顺槽 孔距：每隔10m左右向煤层打钻； 2. 孔口负压：约10600～13300pa； 3. 预抽时间：一般不小于6个月； 4. 封孔：膨胀水泥或聚胺脂，封孔深度8m左右 1. 煤巷间距：取20～40m; 2. 孔口负压：约6500～10000pa； 3. 抽放时间：一般不小于6个月； 4. 密闭：设2道密闭 1. 孔底间距：20～30m，扇形孔； 2. 孔口负压：预抽阶段13000～20000pa；采上分层后可降为5300～10000pa； 3. 抽放时间：预抽阶段≮6个月，并贯穿上分层开采的始终进行卸压抽； 4. 封孔：聚胺脂或膨胀水泥，封深7～10m 1.抽放间距：40～60m，孔长45～65m； 2.孔口负压：根据巷道高度及钻孔与巷道间平行距离确定，5870～50400pa 3.封孔：膨胀水泥，封深7～9m 1孔距：10～20m 2.孔口负压： 6700～10700pa 3.抽放时间：随工作面推进逐一报废； 4.封孔：可用膨胀水泥，封深5～8m 钻孔施工简便、易封孔，钻场设于岩巷，避免了预抽时揭穿突出煤层，系统可靠，抽放时间长、抽放与生产干扰小。但岩巷工程量大，适用于煤层具有一定透气性，突出较严重，有一定倾角的中厚、厚煤层，并在开拓开采布置上有可容许的预抽时间，这是一种应用广泛的有效抽放方法。 利用石门设置钻场，施工较安全、简便。预抽阶段可免于穿突出煤层，系统可靠，工程量较小，但抽放与生产有一定干扰，难以保证足够的预抽时间，适用于具有一定透气性，有一定倾角的中厚、厚煤层，并要求生产接替不十分紧张，可为石门揭煤创造安全条件 在掘进回采巷道的同时，给出一定时间对煤体进行预抽可在一定程度上解决掘进及回采中得瓦斯问题。但掘、采、抽干扰大，矛盾多，打钻及封孔施工困难，在生产接替不紧张，预抽不充分的情况下可以采用。 煤巷暴露面积大，抽放效果较好，但需预掘回采巷道，工程量大，维护困难，掘进瓦斯没有解决，仅适用于一些顶底板条件好，突出不严重，需临时解决瓦斯问题的工作面 适用于有一定倾角，突出不严重的厚及特厚煤层，特别对分层开采的特厚煤层，可实现采前预抽、边采边抽及抽上分层的采空区瓦斯，抽放时间长，效果好，但需揭煤，掘进瓦斯难以解决，钻空及封孔施工困难，系统可靠性差，当采过上分层后，抽放浓度会大大降低 利用煤巷掘进动压边掘边抽，可基本解决掘进瓦斯问题，但打钻及封孔工艺要求较高，系统可靠性较低，适用于厚及特厚煤层预抽不充分，解决局部煤巷掘进瓦斯问题 利用回采动压增加煤的透气性，可大大提高抽放效果，但打钻及封孔较困难，抽放时间受限，适用于局部瓦斯大，时间紧，用预抽不能满足要求或预抽不充分的回采面 开 采 层 瓦 斯 抽 放 ⑵由石门或底板岩巷向开采层下部未采分 层打钻抽放（可实现预抽和卸压抽的结合） 边采 边抽 ⑶由煤门或联络眼钻场向开采层上（下） 部尚未开采的分层打顺层钻孔抽放 1.孔底；打至离上分层底板1～2m处； 2.孔口负压：预抽阶段113300～20000pa；采上分层后可降为4000～26700pa； 33.抽放时间：保证一定预抽时间，直至上分层采完 1.钻孔； 2.上分层顺槽；3.石门 4封孔：水泥砂浆或膨胀水泥，封深3～5m 1.钻孔：扇形孔，孔底间3II-I剖面距10～15m,每个钻场22120～30个孔，沿上下分13层打钻； 452. 孔口负压：预抽3I 1.钻孔； 2.上分层工作面；3.顺槽；10700～16000pa；卸压 4.煤门或联络眼； 5.未采的下分层4000～6700pa； 3.抽放时间：保证一定预抽时间，直至上分层采完 4.封孔：聚胺脂或膨胀水泥，封深7～10m 1.钻孔：沿层扇形钻孔，孔长60～80m；2.水射流压力：7840～11760kpa(软煤层取低值，硬煤层则取上限)；3.水射流流量：10～315m/h 1.钻孔：可丛抽放层的岩石平巷、下层的煤巷或岩石平巷向抽放层打3钻；2.水压：4900～17640kpa；流量：0.4～0.7m/min；3.封孔后应能承受19600 kpa的压力 1.钻孔：150～200m；2.炸药：采用8号硝胺炸药；3.每个钻孔内装爆破筒数：2～3个；4.爆破筒长：2.5m L利用盐酸（HCl）与煤体中的碳酸钙（CaCO3）反应生成易溶解的氯化钙（CaCl2）原理增大煤的孔隙率，从而提高其透气性 可实现预抽、边采边抽和上分层采空区的抽放， 时间长，效果好、系统可靠。但终孔位置难以掌握，采过上分层后抽放浓度可能急剧下降，适用于透气性较低，有一定倾角的分层开采特厚煤层（煤厚10～20m以上） 可实现预抽、边采边抽和上分层采空区的抽放，效果好。但打钻及封孔施工困难，系统可靠性较低，适用于透气性较低，有一定倾角的分层开采特厚煤层（煤厚10～20m以上） 人 为 卸 压 抽 放人 为 卸 压 抽 放 水力割缝 水力压裂 松动爆破 酸洗煤层 对煤体实施水力割缝，水力压裂，松动爆破等人为卸压措施后，可提高煤层透气性，使钻孔瓦斯流量大幅度增加，是单一低透气性高瓦斯煤层的有效卸压方法，但人为卸压措施工艺较复杂，成本较高，限于解决局部瓦斯问题。随着该技术的发展和完善，今后将会得到普遍采用 由于盐酸在运输、泵注过程中的困难较多，腐蚀问题不好解决，所以没有得到推广应用 2.邻近层抽放
邻近层瓦斯抽放是国内外应用最广泛的抽放类型，就首采层与邻近层的相互位置来看，通常把邻近层分为上邻近层和下邻近层两种，抽放上邻近层的效果一般较下邻近层为好。 1）邻近层瓦斯来源。
邻近层瓦斯来源，一般是根据回采工作面开采过程中的瓦斯涌出变化来区分。开采初期的瓦斯涌出不大且比较平稳，可以认为是本煤层涌出的瓦斯(Q1);当工作面推进一段距离(L)后，瓦斯逐渐增加，随着老顶的冒落，瓦斯大量泄出而使其达到最高值(Q2),则邻近层的瓦斯量近似为Q3?Q2?Q1。
邻近层的瓦斯涌出，随着开采层工作面的推进，沿走向方向的变化，可划分为几个带（见图1-23）。正确掌握每个带的位置对邻近层抽放瓦斯的布孔角度和间距有着重要关系。、
2）邻近层的选择
邻近层的选择主要考虑岩层的卸压和瓦斯变化，邻近层的层位与开采层的距离、层间岩性、倾角等因素年，一般数值见表1-35
表1-35 邻近层的可抽距离 煤层倾角 上邻近层m 下邻近层m <120 <80 缓倾斜（25o以下） <60 <60 急倾斜（45o～90o）
3）邻近层抽放方法及钻孔布置 （1）邻近层抽放钻孔布置原则。
A.钻孔的孔底要位于卸压带内，保证能有充足的瓦斯源进行抽放。 B.钻孔孔口部分要严密不漏气，孔身位于未卸压的非裂隙带内。 （2）抽放方法及钻孔布置。
抽放方法及钻孔布置方式见表1-37
(三)采空区抽放
采空区抽放瓦斯的方法较多,选择适宜的抽放方法的同时,更应注意合理的钻孔布置方式. 1.采空区瓦斯抽放布孔原则 1) 瓦斯抽放钻孔或插管应布置在采空区回风侧(压能低)位置,以便利用通风压力及采空区内漏风
对瓦斯起运移作用,以便提高瓦斯抽放浓度和效果. 2) 向采空区(冒落后)插管或打钻孔抽放瓦斯,并利用瓦斯密度小的特点,钻孔或插管应尽量偏向冒
落带上部,以提高瓦斯抽放浓度. 3) 插管式钻孔蕊管周围应封闭严密,尽量减少外部空气漏入,有条件地点(如老空区插管抽放),可
设置均压密闭等. 4) 采空区瓦斯抽放的孔口负压应适当,以瓦斯浓度满足要求为前提,并注意防止局部漏风引起煤炭
自燃.
2.采空区瓦斯抽放的钻孔参数计算
当采用斜交钻孔向采空区冒落拱上方打钻孔抽放时,钻孔倾角?可用下式计算: tg(???)?m?n?cos? (1-75)
b?n?m?ctg?式中: α--- 煤层倾角,(o),沿煤层倾斜方向打钻孔时取正值,沿煤层仰斜方向打钻孔时取负值,倾斜长壁
工作面取α=0;
n --- 采高的倍数, n=4～11; m --- 采高, m; ￠ --- 斜交角, (o);
b --- 煤柱宽度, m,采用矸石垛护巷,当矸石带宽度小于12 m时,取b=0; 当矸石带宽度大于12 m
时, b取0.5倍矸石带宽度; φ--- 岩石冒落角, (o),可参照下表.
表1-38 几种岩石冒落φ值 层间岩性 砂岩及粉砂岩 泥质页岩 岩石所占百分比,% ≥80 50 40 50 60 ≥80 冒落角φ, o 50～55 60～65 65～70 60～65 65～70 70～80 钻孔孔底一般应位于直接顶上方5～10 m处;钻孔近似长度L (m)按下式计算: Lm?n (1-76)
sin(???)?cos?式中: L --- 钻孔长度, m;
n --- 采高的倍数, n=4～11; m --- 采高, m;
β--- 钻孔倾角, (o) α--- 煤层倾角,(o) ￠ --- 斜交角, (o). 3.采空区抽放方式 1) 密闭老采空区抽放
(1) 设密闭墙插抽放管抽放
将回采完毕得采煤工作面有关巷道关闭,在回风巷道侧设抽放密闭进行抽放. (2) 向密闭的采空区打钻孔抽放
开采急倾斜煤层时,可从运输水平或回风水平的岩石平巷直接向采空区打钻抽.
生产中,若开采层距岩石平巷较远,也可从下部煤层的巷道向采空区打钻,抽放钻孔穿过采空区的地点,距运输水平的垂高一般按阶段高度的7/10考虑.
钻孔倾角β和孔长L0按下式确定: 从运输水平打钻时:
0.7H0sinα
tgβ= ------------- (1-77) M－0.7H0cosα
0.7H0
L0= -------- (1-78)