1、瓦斯治理理念和煤與瓦斯共采技術 摘要：基于煤炭在我國能源構成中的重要地位，介紹了當前煤炭工業安全生產情況和科學開采面臨的困難，并具體針對低透高瓦斯煤層群安全高效開采技術難題，重點分析了淮南礦區先進的瓦斯治理理念和管理理念，闡述了無煤柱煤與瓦斯共采技術的產生背景、發展歷程，并詳細介紹了無煤柱煤與瓦斯共采理論及基于此的瓦斯治理技術工程實例。最后指出了深入研究的方向。關健詞：瓦斯治理；煤與瓦斯共采；煤層群；高效開采瓦斯治理是煤礦安全高效開采的前提和基礎。瓦斯問題特別低透氣性煤層瓦斯治理是世界性難題，長期以來沒有解決，因而導致煤礦瓦斯事故多發、生產效率低下，安全高效開采難以實現。隨著礦井開采深度加大，

2、地質條件更復雜，地應力、瓦斯含量和壓力增加，瓦斯治理難度進一步增大。近期我國發生的煤與瓦斯突出引發瓦斯爆炸事故，都是由于煤礦向深部開采過程中，瓦斯災害升級所導致的事故，如【1】：2009年2月22日發生在山西古交市屯蘭煤礦的瓦斯爆炸事故，死亡77人；2009年5月30日，重慶松藻礦務局同華煤礦特大瓦斯突出事故，30人死亡，77人受傷；2009年9月8日發生河南平頂山市新華四礦“9.8”特大瓦斯爆炸事故，死亡54人；2009年11月21日發生在鶴崗新興煤礦瓦斯爆炸，死亡108人。淮南礦區煤層賦存條件極其復雜，是我國瓦斯含量最高的礦區之一，曾是全國瓦斯事故重災區。目前，淮南區內現有礦井全部為高瓦斯

3、、煤與瓦斯突出礦井。新建礦井多為深井開采，首采區多在距地表800m以下深度；大部分生產礦井的開采深度已達-700-1000m，且開采深度正以每年2025m的速度增加。20世紀80年代以來，淮南礦區采用傳統的瓦斯抽放技術和方法，均不能解決松軟低透氣性煤層群開采的瓦斯治理難題；自1998年后，淮南礦區轉變了瓦斯治理理念，開展科研攻關，創新瓦斯治理技術，取得了瓦斯治理技術的重大突破，實現了煤礦安全高效開采。1科學開采是煤炭工業發展的必由之路1.1煤炭科學產能的制約因素分析總體來看，我國煤炭科學產能制約因素主要有：（1）深部煤炭開發的資源制約；（2）煤炭開發基地西移中的生態環境及長距離輸送制約；（3）

4、安全高效生產能力制約；（4）資源回收率制約；（5）環境容量制約。我國煤礦災害類型多，分布面廣，在世界各主要產煤國家中開采條件最差、災害最嚴重。據調查，對于國有重點煤礦，處在淺部開采時，地質構造復雜或極其復雜的煤礦占36%，地質構造簡單的煤礦占23%；進入深部開采后，地質構造均朝復雜或極其復雜發展。我國煤層瓦斯含量豐富，累計探明煤層氣地質儲量1023億m3，可采儲量約470億m3，埋深淺于2000米的煤層氣資源量為36.8萬億m3，居世界第三位。但我國高瓦斯礦井多，國有重點煤礦70%以上是高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井，大部分為低透氣性煤層（滲透率1md），平均在0.00216.17md。其中，滲透率

5、小于0.10md的占35%；0.11.0md的占37%；大于1.0md的占28%；大于10md的較少。1.2煤炭科學開采勢在必行，瓦斯治理任務艱巨實踐證明,靠傳統的瓦斯綜合治理途徑、引進技術和地面開采煤層氣等方法都不能解決我國絕大部分礦區的瓦斯治理難題，特別是在類似兩淮礦區復雜的地質條件低滲透率煤層，根本就解決不了瓦斯治理難題，自然就遏制不了瓦斯事故的發生。必須依靠自主創新，走科學開采的路子！淮南根據礦區實際情況，經過長期探索研究及工程實踐，探索出了低透氣性高瓦斯煤層（群）煤層氣高效開采與利用技術，初步建立了低透氣性煤層群無煤柱煤與瓦斯共采關鍵技術理論體系，該瓦斯治理理念和技術在全國大部分礦區

6、得到了推廣。2理念創新引領煤礦瓦斯綜合治理2.1安全與生產的矛盾可以統一于先進生產力實踐證明，煤礦的安全與生產并不是一對不可調和的矛盾，在先進生產力面前，保護生命和提高產量目的其實是可以同時達到的。事實上，治理瓦斯的目的之一也就是要提高生產力水平。淮南建設新型能源基地的特征就是“一先進三保護”，即發展先進生產力，保護生命，保護資源，保護環境；并實現“三個轉變”，即從勞動密集型轉到技術密集型，從粗壯勞動力轉到高素質員工隊伍，從粗放管理轉到科學管理。2.2可保必保、應抽盡抽淮南礦區經過長期探索研究及工程實踐，得出首采卸壓層卸壓開采、煤與瓦斯共采是對突出煤層進行消突最有效、最可靠，也是最經濟的方法的

7、結論，認為可保必保-具備條件的必須開采首采卸壓層；應抽盡抽給足卸壓抽采時間和空間，實現瓦斯抽采最大化。在此前提下，基本上解決了低透氣性高瓦斯煤層（群）瓦斯高效開采難題。2.3治理瓦斯，巖巷先行事實證明，瓦斯治標治本都離不開打鉆。打鉆和巖巷作為安全生產技術的第一要務，為實現瓦斯治本，必須著力建設一流的打鉆和巖巷隊伍、一流的打鉆和巖巷裝備、一流的打鉆和巖巷管理。淮南礦區現立足打大鉆、打長鉆、打高技術鉆，用準軍事化、專業化、精細化手段管理打鉆隊伍。淮南礦區現有8支已專業化打鉆隊伍，共計1700，實現了專業化打鉆隊伍“全覆蓋”。2.4瓦斯利用瓦斯是我國煤礦生產過程中的主要災害源，同時也是一種新型的潔凈

8、能源和優質化工原料。開發利用瓦斯(煤層氣)，既可以充分利用地下資源，又可以改善礦井安全條件和提高經濟效益，對緩解常規油氣供應緊張狀況、實施國民經濟可持續發展戰略、減少溫室氣體排放、保護環境等均具有十分重要的意義。因此，煤礦瓦斯治理必須走“變抽放為抽采，煤與瓦斯共采，治理與利用并重”的路子。3技術創新是實現煤與瓦斯共采的關鍵煤與瓦斯共采必須依靠技術創新。淮南礦區開展了大量研究，成功地解決了礦區瓦斯治理和安全開采技術難題。應用這些成果，連續12年避免了瓦斯爆炸事故，百萬噸死亡率從4.01降低到近5年0.1左右的國際先進水平；安全有了保障，企業得到發展，年產量從1000萬噸增加到6700萬噸。淮南礦

9、區的煤與瓦斯共采主要創新技術包括如下幾個方面。3.1地質保障技術是煤與瓦斯共采的基礎目前淮南地質保障技術的創新重點主要包括三維地震精細解釋（地面地質“ct”）、井下綜合物探（井下地質“ct”）、地測、防治水信息化及預警、地球化學識別（地質“dna”）、出水水源快速判別、瓦斯地質等關鍵性技術。3.2低透氣性煤層群卸壓開采抽采瓦斯技術3.2.1卸壓開采抽采瓦斯理論淮南在解決低透氣性高瓦斯煤層安全開采技術難題的過程中，打破傳統自上而下的煤層開采程序，設計了制造煤體松動卸壓的開采方案，提出采取卸壓開采增加煤層透氣性、“抽采”瓦斯的原理，變傳統瓦斯自然排放為集中“抽采”，實現卸壓開采抽采瓦斯、煤與瓦斯共

10、采的科學構想；圖1首采層開采后，大量解吸瓦斯在抽采負壓作用下沿卸壓張裂隙徑向流動的卸壓開采抽采瓦斯原理圖。基于此，根據實驗室模擬研究，提出了在煤層群中選擇安全可靠的煤層首先開采，造成上下煤巖層膨脹變形、松動卸壓，增加煤層透氣性；同時在被卸壓煤層頂底板設計巷道、鉆孔抽采卸壓瓦斯的技術路線。同時利用數值模擬研究手段對淮南礦區卸壓開采采場內應力場分布規律進行了系統深入研究，并發現了首采層開采后頂板存在環形裂隙區、頂底板被卸壓煤層膨脹變形區的裂隙場分布及演化規律，以及瓦斯富集區分布及運移規律。研究成果在百余個工作面進行現場工業性試驗，取得了巨大成功。-冒落帶，-裂隙帶，-彎曲下沉帶， a-煤壁支撐影響

11、區，b-離層區，c-重新壓實區 1-上部采空區頂區空隙區，2-裂隙帶內的楔形裂隙發育區，3-遠程卸壓煤層離層發育區 圖1 采動覆巖移動“豎三帶”、“橫三區”和“裂隙三發育區”模型3.2.2卸壓開采抽采瓦斯、煤與瓦斯共采工程技術體系盡管卸壓開采抽采瓦斯技術在淮南礦區取得了成功，但該技術存在瓦斯抽采巷道、鉆孔工程量大等缺點，因此，在此基礎上又進行了深入研究，2004年又提出了無煤柱煤與瓦斯共采的科學構想：走采煤工作面無煤柱沿空留巷，替代頂底板瓦斯抽采巖巷、變傳統u型為y型通風方式、在留巷內設計鉆孔連續抽采采空區瓦斯的技術路線，如圖2示。圖2 無煤柱沿空留巷鉆孔法抽采瓦斯原理圖3.2.2.1首采煤層

12、頂板瓦斯抽采技術首采煤層工作面的瓦斯主要來源于本煤層、采空區和鄰近層的卸壓解吸瓦斯。根椐礦山巖層移動理論，煤層在開采過程中，頂底板巖層冒落、移動，產生裂隙。由于瓦斯具有升浮移動和滲流特性，來自于大面積的卸壓瓦斯沿裂隙通道匯集到裂隙充分發育區，在環形裂隙圈內形成瓦斯積存庫（見圖3（a）。數值模擬研究表明首采層瓦斯富集區位于兩巷采空側上方（寬030m，高825m）的環形裂隙區（見圖3（b）、頂板破碎角50o對應向上4058.7m的豎向裂隙區。因此，把抽采鉆孔和巷道布置在環形裂隙圈內，能夠獲得理想的抽采效果，從而避免采空區瓦斯大量涌入到回采空間。淮南礦區工程實踐表明，在裂隙區內預先布置頂板巷道或鉆孔

13、抽采卸壓瓦斯，抽采率可達60%（見圖4）。卸壓開采抽采瓦斯、無煤柱煤與瓦斯共采理論研究和工程實踐在淮南礦區取得成功，實現了卸壓層間距達50倍采高，突破了30倍采高的傳統理論，實現了無煤柱煤與瓦斯共采技術的重大突破，圖5為卸壓開采抽采瓦斯原理圖。(a)首采層頂板抽采富集區瓦斯原理圖(b)頂板裂隙區數值模擬結果圖3 首采層頂板瓦斯抽采圖4 首采煤層頂板瓦斯抽采試驗效果圖5 卸壓開采抽采瓦斯原理3.2.2.2大間距上部煤層膨脹卸壓開采頂板瓦斯抽采技術淮南礦區利用首采煤層的遠程采動卸壓和使頂板卸壓煤巖層下沉變形破裂，使透氣性成千倍增加，在首采層開采過程中，在頂板破裂彎曲下沉帶，首創“卸壓煤層底板巖巷和

14、網格式上向穿層鉆孔瓦斯抽采方法”，將頂板彎曲下沉帶卸壓煤層和底板臌起卸壓膨脹帶內的解吸瓦斯，通過順層張裂隙匯集到網格式抽采鉆孔，進行及時有效的抽采（見圖6）。研究發現：首采層卸壓開采后，上向卸壓范圍為走向卸壓角80.884.7o，傾向卸壓角8385o，上向卸壓層間距達10150m，采用在被卸壓煤層底板彎曲下沉帶預先布置巷道鉆孔抽采卸壓瓦斯的技術方法，抽采率達65%以上。圖6 遠程卸壓開采模擬圖3.2.2.3煤層群多層開采底板卸壓瓦斯抽采技術淮南礦區b8b4煤層屬于煤層群開采，b8、b7b、b7a不是突出危險煤層，b6和b4為突出危險煤層。因此，首先以非突出煤層b8作為首采保護層，然后依次開采非

15、突的b7b、b7a煤層，最后開采受到上保護層采動卸壓保護的b6、b4突出危險煤層。當b8采動后，b7、b6煤層處在膨脹裂隙帶內，在此裂隙帶的底板巖層內布置巷道和網格式穿層鉆孔實現多重高效瓦斯抽采，如圖7所示。研究發現多重卸壓開采后，下向卸壓范圍為走向卸壓角99.3100.1o，傾向卸壓角102110o，下向卸壓層間距達10150m，采用預先布置巷道和穿層鉆孔抽采卸壓瓦斯，瓦斯壓力由3.6mpa降至0.2mpa，透氣性系數增大了570倍，抽采率達50%以上。圖7 煤層群多層開采底板卸壓瓦斯抽采模擬圖3.2.2.4多重開采上部煤層對下部煤層的卸壓效果b8煤層開采后，由于b4煤層與之距離達62.3m

16、，卸壓的效果不夠充分，鉆孔流量雖有提高，但提高幅度遠不如距離較近的b6等煤層，再加上開采過程中的卸壓時間較短，使得b8煤層開采時，b4煤層含有的瓦斯并沒有得到充分的釋放，以致殘余瓦斯壓力仍達1.52.0mpa。b7、b6煤層的陸續開采，使b4煤層有一個多次卸壓的過程。考察數據表明，在上部b8、b7、b6煤層回采后，b4煤層瓦斯壓力降低了50%、b4煤層透氣性系數增大了300倍以上、b4煤層鉆孔瓦斯流量由原來的0.0080.009m3/min提高到了0.1455m3/min，增大了16.1倍。實際上在多重開采上保護層之后，測得b4煤層的殘余瓦斯壓力實際值為0.2mpa，證明多重開采上部煤層比開采

17、單一煤層卸壓效果更好（見圖8）。圖8 多重開采上部煤層卸壓效果3.2.2.5卸壓開采裂隙發育區地面鉆孔管抽瓦斯技術地面采空區鉆孔的設計目的在于在得到一個高效的地面采空區鉆孔抽采系統，該系統能更多地抽采高濃度的瓦斯，并使采空區自燃的風險最小。地面鉆孔結構如圖9所示。采空區瓦斯抽采對減小回風流及其它抽采方法（如頂板鉆孔、上隅角抽采管道）的瓦斯濃度有很大影響。盡管在鉆孔工作的早期階段并不明顯，但隨著工作面離開鉆孔位置，鉆孔的瓦斯流量和濃度都隨之增加，回風流及頂板鉆孔或巷道內的瓦斯濃度也開始下降，典型情況下降低0.20.3。圖9 地面鉆孔結構示意圖3.3無煤柱煤與瓦斯共采技術根據煤層群賦存條件，首采關

18、鍵卸壓層，沿采空區邊緣沿空留巷實施無煤柱連續開采，通過快速機械化構筑高強支撐體將回采巷道保留下來，沿空留巷與綜采工作面推進同步進行，在留巷內布置上（下）向高（低）位鉆孔，抽采頂（底）板卸壓瓦斯和采空區富集瓦斯，工作面埋管抽采防止采空區瓦斯大量向工作面涌出，以留巷替代多條巖巷抽采卸壓瓦斯，大大減少巖巷和鉆孔工程量，實現煤與瓦斯安全高效共采，如圖10所示。圖10 無煤柱沿空留巷鉆孔法抽采瓦斯原理圖3.3.1首采保護層采場內應力場、裂隙場分布及演化規律淮南礦區無煤柱留巷卸壓開采煤與瓦斯共采試驗發現，首采層沿空留巷采場內增壓區位于首采保護層工作面前方030m，應力集中系數為23倍，如圖11；采空區30

19、0500m以外為卸壓穩定區；裂隙發展期為首采保護層工作面后方050m；活躍期位于50500m；衰減期為500m以后且呈楔形偏向采空區發展。鉆孔驗證發現采面后50300m、頂板向上540m環形豎向裂隙場內瓦斯濃度為1040%。采空區頂板540m，首采保護層工作面開采后50m超過10%、100m超過20%、300m達到40%。這為布置抽采瓦斯鉆孔提供了依據。圖11 無煤柱留巷卸壓開采煤與瓦斯共采留巷采空側走向裂隙發育演化3.3.2首采層開采后頂底板瓦斯富集區研究發現首采層開采后頂底板不同層位存在著4個瓦斯富集區，即上向被卸壓煤層解吸瓦斯富集區、豎向楔形瓦斯富集區、頂板環形瓦斯富集區和下向被卸壓煤層

20、解吸瓦斯富集區（見圖12）。圖12 首采層開采后頂底板瓦斯富集區示意圖經過現場試驗考察得到，1#鉆孔抽采瓦斯濃度1030%，單孔抽采流量0.2-1.3m3/min，鉆孔有效抽采區域為垂直煤層頂板向上4.012.2倍采高(8.036.6m)，傾斜方向040m，留巷內鉆孔有效抽采長度500600m；遠程上向卸壓煤層有效抽采瓦斯區，2#、3#鉆孔抽采瓦斯濃度6095%，單孔抽采流量0.25-1.50m3/min；鉆場有效抽采卸壓瓦斯的走向長度超過200m(約40d)，相當于3倍的層間距，鉆孔有效抽采區域為左邊角小于75，頂板方向發展高度超過130m。4#、5#鉆孔抽采瓦斯濃度85100%，單孔抽采流

21、量0.120.98m3/min；留巷下向鉆孔有效抽采卸壓瓦斯的走向長度120150m(約4050d)，鉆孔有效抽采區域為左邊角小于85，底板方向發展深度達到100m。上向被卸壓煤層通過1#、2#、3#.鉆孔連續抽采（采煤工作面后方0300m）顧橋礦13-1煤層，實現單面日產氣30946m3，日產煤16426t，抽采率達72%；新莊孜礦b11b煤層瓦斯預抽率達72.4%，下向被卸壓煤層通過4#、5#鉆孔連續抽采新莊孜礦b8煤層瓦斯預抽率達56%。3.3.3無煤柱護巷圍巖控制關鍵技術基于無煤柱留巷圍巖內外層結構穩定性規律的研究，提出無煤柱留巷頂板抗剪切破壞的強化錨桿控制技術和輔助加強支護技術，構建

22、了如圖14所示的“三位一體”的留巷支護技術體系：即抗頂板剪切回轉的錨桿(注)主動支護p1、強采動應力影響期間的巷內自移輔助加強支護p2和高承載性能的巷旁充填墻體支護p3。研制出了高承載性能機械化施工的巷旁充填支護技術，能保證充填墻體緊隨工作面及時快速構筑，滿足了綜采工作面日進10m、日產2萬噸的快速開采要求；同時，實現900m深井護巷斷面810m2，長度達2900m的世界紀錄，是國外的23倍，成本僅為歐洲的1/3，兼顧了采煤生產和充填平行作業，實現了礦井的安全高效生產。圖13 “三位一體”圍巖控制技術及工程效果圖3.3.4無煤柱(護巷)y型通風留巷鉆孔法抽采瓦斯關鍵技術（1）首采層采空區留巷鉆

23、孔法抽采瓦斯技術技術原理圖見圖15上圖，現場試驗效果：抽采瓦斯濃度1040%，首采層采空區瓦斯抽采率70%以上，連續抽采最高達90%。圖14 無煤柱y型通風留巷鉆孔法抽采瓦斯關鍵技術示意圖（2）留巷鉆孔法上向鉆孔抽采卸壓煤層瓦斯技術技術原理圖見圖14中圖。現場試驗效果：上向被卸壓煤層瓦斯抽采率72以上，瓦斯壓力降至0.20.4mpa以下；瓦斯抽采濃度達6095%。（3）留巷鉆孔法下向鉆孔抽采卸壓煤層瓦斯技術技術原理圖見圖14下圖。現場試驗效果：瓦斯抽采濃度85100%；采一層被卸壓煤層，瓦斯抽采率46以上，多層開采后可達70%以上。（4）淮南礦區應用效果顯著首采保護層工作面瓦斯抽采濃度由60%

24、提高到70%90%，抽采率由60%提高到70%以上；上下鄰近的被卸壓高瓦斯煤層瓦斯壓力降至0.20.4mpa以下、瓦斯含量抽采至35m3/t以下，首次達到了上向150m，下向100m的有效卸壓范圍；高濃度瓦斯作為資源抽采至地面直接利用，治理和利用成本降低了50%以上；3.3.5井上下立體瓦斯抽采體系目前，淮南礦區已形成了井上下立體的卸壓開采抽采瓦斯、煤與瓦斯共采的工程技術新格局，實現了被卸壓煤層瓦斯含量、瓦斯壓力分別抽采降低到國家規定的8m3/t和0.74mpa以下。（1）頂板走向鉆孔抽采技術在采煤工作面上風巷每隔80100m向頂板施工一個鉆場，在鉆場內施工610個鉆孔，終孔高度位于煤層頂板向

25、上1015m，距工作面回風巷的水平距離為520m，扇形布置。頂板走向鉆孔抽采濃度一般在1545%，純量在518m3/min。（2）穿層鉆孔預抽技術在煤層底板開拓或分組集中巖巷內，沿走向每隔2530m施工一個鉆場，布置一組穿層鉆孔，鉆孔穿透煤厚，孔底間距1020m，預抽23年。抽采濃度一般在3070%，單孔純量在0.21m3/min。該技術主要用于無保護層開采的突出煤層消突。（3）穿層鉆孔抽采卸壓瓦斯技術一般配合卸壓層開采，施工穿層鉆孔攔截抽采被卸壓層卸壓瓦斯，終孔位置為進入臨近被卸壓煤層頂板0.5m，鉆孔間距為2040m。抽采濃度一般在4080%，純量在2030m3/min，最佳抽采范圍為隨卸

26、壓層開采推進走向200300m。（4）采空區埋管抽采技術在工作面上風巷單獨敷設抽采管路進行上隅角埋管抽采，埋管分為淺埋（35m）和深埋（2040m）2種。上隅角充填垛采用編織袋裝填煤矸進行充填，主要用于控制高瓦斯工作面上隅角瓦斯超限或積聚。（5）頂板專用瓦斯抽采巷抽采技術在開采煤層頂板巖層或煤層中沿工作面走向方向施工頂板專用瓦斯抽采巷，層位處于采空區裂隙帶內抽采高濃度瓦斯。一般用于瓦斯涌出量在3070m3/min的工作面。（6）回風巷傾向鉆孔抽采技術開采下卸壓層或工作面上臨近層瓦斯涌出量較大時可在回風巷向頂板施工傾向鉆孔，抽采被卸壓層或臨近層瓦斯。鉆孔傾角40o60o，終孔落在被卸壓層頂板或臨

27、近煤層頂板。封孔深度超過冒落帶并且不低于20m。（7）地面鉆井抽采技術開采卸壓層時，采用地面鉆井抽采采動區卸壓瓦斯。鉆井一般布置在工作面的中部，鉆井間距300m左右，單井流量518m3/min，濃度50%95%，單井抽放純瓦斯可達200萬m3以上。采用地面鉆井抽采采空區瓦斯時，鉆井一般布置在距工作面回風巷3050m左右，鉆井間距120m左右，單井流量38m3/min，濃度30%80%，單井抽放純瓦斯可達100萬m3以上。（8）順層鉆孔抽采技術順層鉆孔通常是在開采煤層的機巷和風巷沿煤層傾斜方向施工順層傾向鉆孔，也可由采區上、下山、工作面煤壁沿煤層走向施工水平鉆孔。順層長鉆孔瓦斯抽采主要解決消突問

28、題和本煤層瓦斯涌出量大的工作面。礦區試驗順層鉆孔深度已達300m。4結語淮南礦區的實踐表明，通過加強技術攻關能夠有效治理瓦斯災害，煤礦瓦斯資源可以變害為寶。只有瓦斯治理與利用技術不斷突破，才能有效預防和避免瓦斯事故的發生，促進煤炭生產安全高效綠色開采，實現煤炭工業健康可持續發展。盡管煤與瓦斯共采在淮南礦區取得了成功，并在全國開始推廣應用。但我們應該清醒地認識到，煤與瓦斯共采研究成果要在全國煤礦進一步推廣，還有很多工作要做，需要對不同礦區、不同煤層地質條件的相關技術問題進行研究，使煤與瓦斯共采能夠適用于我國各類條件的煤礦，并在此基礎上使得瓦斯治理技術取得突破性進展，杜絕瓦斯事故的發生。圖14 無

29、煤柱y型通風留巷鉆孔法抽采瓦斯關鍵技術示意圖（2）留巷鉆孔法上向鉆孔抽采卸壓煤層瓦斯技術技術原理圖見圖14中圖。現場試驗效果：上向被卸壓煤層瓦斯抽采率72以上，瓦斯壓力降至0.20.4mpa以下；瓦斯抽采濃度達6095%。（3）留巷鉆孔法下向鉆孔抽采卸壓煤層瓦斯技術技術原理圖見圖14下圖。現場試驗效果：瓦斯抽采濃度85100%；采一層被卸壓煤層，瓦斯抽采率46以上，多層開采后可達70%以上。（4）淮南礦區應用效果顯著首采保護層工作面瓦斯抽采濃度由60%提高到70%90%，抽采率由60%提高到70%以上；上下鄰近的被卸壓高瓦斯煤層瓦斯壓力降至0.20.4mpa以下、瓦斯含量抽采至35m3/t以下

30、，首次達到了上向150m，下向100m的有效卸壓范圍；高濃度瓦斯作為資源抽采至地面直接利用，治理和利用成本降低了50%以上；3.3.5井上下立體瓦斯抽采體系目前，淮南礦區已形成了井上下立體的卸壓開采抽采瓦斯、煤與瓦斯共采的工程技術新格局，實現了被卸壓煤層瓦斯含量、瓦斯壓力分別抽采降低到國家規定的8m3/t和0.74mpa以下。（1）頂板走向鉆孔抽采技術在采煤工作面上風巷每隔80100m向頂板施工一個鉆場，在鉆場內施工610個鉆孔，終孔高度位于煤層頂板向上1015m，距工作面回風巷的水平距離為520m，扇形布置。頂板走向鉆孔抽采濃度一般在1545%，純量在518m3/min。（2）穿層鉆孔預抽技

31、術在煤層底板開拓或分組集中巖巷內，沿走向每隔2530m施工一個鉆場，布置一組穿層鉆孔，鉆孔穿透煤厚，孔底間距1020m，預抽23年。抽采濃度一般在3070%，單孔純量在0.21m3/min。該技術主要用于無保護層開采的突出煤層消突。（3）穿層鉆孔抽采卸壓瓦斯技術一般配合卸壓層開采，施工穿層鉆孔攔截抽采被卸壓層卸壓瓦斯，終孔位置為進入臨近被卸壓煤層頂板0.5m，鉆孔間距為2040m。抽采濃度一般在4080%，純量在2030m3/min，最佳抽采范圍為隨卸壓層開采推進走向200300m。（4）采空區埋管抽采技術在工作面上風巷單獨敷設抽采管路進行上隅角埋管抽采，埋管分為淺埋（35m）和深埋（2040

32、m）2種。上隅角充填垛采用編織袋裝填煤矸進行充填，主要用于控制高瓦斯工作面上隅角瓦斯超限或積聚。（5）頂板專用瓦斯抽采巷抽采技術在開采煤層頂板巖層或煤層中沿工作面走向方向施工頂板專用瓦斯抽采巷，層位處于采空區裂隙帶內抽采高濃度瓦斯。一般用于瓦斯涌出量在3070m3/min的工作面。（6）回風巷傾向鉆孔抽采技術開采下卸壓層或工作面上臨近層瓦斯涌出量較大時可在回風巷向頂板施工傾向鉆孔，抽采被卸壓層或臨近層瓦斯。鉆孔傾角40o60o，終孔落在被卸壓層頂板或臨近煤層頂板。封孔深度超過冒落帶并且不低于20m。（7）地面鉆井抽采技術開采卸壓層時，采用地面鉆井抽采采動區卸壓瓦斯。鉆井一般布置在工作面的中部，鉆井間距300m左右，單井流量518m3/min，濃度50%95%，單井抽放純瓦斯可達200萬m3以上。采用地面鉆井抽采采空區瓦斯時，鉆井一般布置在距工作面回風巷3050m左右，鉆井間距120m左右，單井流量38m3/min，濃度30%80%，單井抽放純瓦斯可達100萬m3以上。（8）順層鉆孔抽采技術順層鉆孔通常是在開采煤層的機巷和風巷沿煤層傾斜方向施工順層傾向鉆孔，也可由采區上、下山、工作面煤壁