1、一、概述一、概述二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理三、鄰近層卸壓瓦斯抽采作用及抽采方法選擇三、鄰近層卸壓瓦斯抽采作用及抽采方法選擇四、鄰近層卸壓瓦斯抽采方法及應用效果四、鄰近層卸壓瓦斯抽采方法及應用效果五、保護范圍的劃定五、保護范圍的劃定六、卸壓瓦斯抽采實例分析六、卸壓瓦斯抽采實例分析一、概述一、概述一、概述l我國多數礦區都具備煤層群的開采條件，在首采煤層的采動作用下，會造成鄰近煤層的地應力下降、移動變形、裂隙發育和透氣性系數的增加，鄰近煤層表現出明顯的卸壓特征；l在鄰近煤層為礦井主采煤層，且煤層瓦斯賦存豐富、瓦斯災害嚴重的情況下，需要對鄰近層進行采前

2、抽采，降低鄰近煤層的瓦斯壓力和瓦斯含量； l上述技術即為保護層開采技術；l首采煤層為保護層，鄰近層為被保護層。一、概述l長期的理論研究和突出危險煤層開采實踐表明，保護層開采技術是最有效、最安全和最經濟的防治煤與瓦斯突出的措施。自1933年法國最先使用保護層開采防治煤與瓦斯突出技術以來，已在許多國家得到了應用。 二、鄰近層（被保護層）瓦二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理斯抽采技術原理二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理p 保護層開采后頂底板煤巖層的地應力變化規律l在離保護層工作面采空區較近的區域，煤巖體的應力值下降很大，采空區下部一定深度范圍內的煤巖體應力集中系數降至0.33以下。在采空區

3、的后部區域隨著頂板矸石的冒落壓實，出現應力恢復現象。隨著巖層間距即底板深度的增加，采空區下部區域卸壓程度逐漸減弱，應力逐漸增大，有效卸壓范圍也逐漸減小。由此可見，達到一定深度后，保護層采空區下部煤巖體的應力下降較小、卸壓作用減弱。保護層開采后的應力重新分布圖保護層開采后的應力重新分布圖底板巖層內不同層間距處應力集中系數底板巖層內不同層間距處應力集中系數二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理p 保護層開采后頂底板煤巖層的地應力變化規律根據圍巖應力分布的不同，沿走向可劃分為4個區，從前至后分別為：原始應力區、支撐應力區、卸壓區和應力逐漸恢復區。 l沿走向頂底板煤巖層的應力分帶沿走向頂底板煤巖層的應

4、力分區沿走向頂底板煤巖層的應力分區二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理p 保護層開采后頂底板煤巖層的地應力變化規律1）原始應力區 原始應力區即為未受到保護層開采影響的區域，一般處于保護層工作面前方50100m以外，該帶承受正常應力，其承受的垂直應力與埋深成正比。煤層瓦斯動力參數未發生變化，保持原始數值。 l沿走向頂底板煤巖層的應力分帶沿走向頂底板煤巖層的應力分區沿走向頂底板煤巖層的應力分區二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理p 保護層開采后頂底板煤巖層的地應力變化規律 2 2）集中應力區）集中應力區 指的是保護層工作面附近，由于采指的是保護層工作面附近，由于采動影響、應力轉移，形成的集中應

5、力區，動影響、應力轉移，形成的集中應力區，一般在保護層工作面前方一般在保護層工作面前方50m50m至后方至后方20m20m處，其長度取決于工作面的開采深度、處，其長度取決于工作面的開采深度、工作面長度、開采厚度、傾角和層間距工作面長度、開采厚度、傾角和層間距等。大多數在工作面前方等。大多數在工作面前方10m10m的范圍。潘的范圍。潘一礦被保護層一礦被保護層C13C13煤層的最大壓縮變形達煤層的最大壓縮變形達3.37 3.37 。 在保護層開采過程中，防止被保護在保護層開采過程中，防止被保護層工作面推進速度加快進入保護層工作層工作面推進速度加快進入保護層工作面形成的支撐應力區，進而引發煤與瓦面形

6、成的支撐應力區，進而引發煤與瓦斯突出事故。為確保被保護層的卸壓效斯突出事故。為確保被保護層的卸壓效果，防止發生意外，果，防止發生意外，防突規定防突規定規定，規定，正在開采的保護層工作面超前于被保護正在開采的保護層工作面超前于被保護層的掘進工作面，其超前距離不得小于層的掘進工作面，其超前距離不得小于保護層與被保護層層間垂距的保護層與被保護層層間垂距的3 3倍，并不倍，并不得小于得小于100m100m。l沿走向頂底板煤巖層的應力分帶沿走向頂底板煤巖層的應力分區沿走向頂底板煤巖層的應力分區二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理p 保護層開采后頂底板煤巖層的地應力變化規律 3 3）卸壓區）卸壓區 卸壓

7、區指的是由于保護層的采動卸壓區指的是由于保護層的采動作用，產生應力轉移，在采空區頂作用，產生應力轉移，在采空區頂（底）板一定范圍的煤巖層內形成的（底）板一定范圍的煤巖層內形成的應力降低區。應力降低區。 在卸壓區，被保護層所承受的應在卸壓區，被保護層所承受的應力低于原始應力，煤層發生膨脹變形，力低于原始應力，煤層發生膨脹變形，原生裂隙張開，且隨著煤巖體的移動原生裂隙張開，且隨著煤巖體的移動形成次生裂隙，被保護層透氣性呈幾形成次生裂隙，被保護層透氣性呈幾何級倍數增加，為被保護層的卸壓瓦何級倍數增加，為被保護層的卸壓瓦斯抽采提供了有利條件。根據潘一礦斯抽采提供了有利條件。根據潘一礦考察結果，被保護層

8、膨脹變形可達考察結果，被保護層膨脹變形可達26.3326.33，煤層透氣性系數增加了，煤層透氣性系數增加了28802880倍，穿層鉆孔單孔瓦斯抽采量達到了倍，穿層鉆孔單孔瓦斯抽采量達到了1m3/min1m3/min以上。以上。 卸壓期有一定的時空效應，要求卸壓期有一定的時空效應，要求提前施工鉆孔，同時進行卸壓瓦斯抽提前施工鉆孔，同時進行卸壓瓦斯抽采。采。l沿走向頂底板煤巖層的應力分帶沿走向頂底板煤巖層的應力分區沿走向頂底板煤巖層的應力分區二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理p 保護層開采后頂底板煤巖層的地應力變化規律4）應力逐漸恢復區 應力逐漸恢復區是由于采空區后部矸石冒落，頂板巖層充分移動

9、形成的，位于采空區后部較遠處。地應力及透氣性與卸壓區相比有所恢復。 由于存在應力逐漸恢復區，因此需要被保護層瓦斯在卸壓區內抽采掉。 l沿走向頂底板煤巖層的應力分帶沿走向頂底板煤巖層的應力分區沿走向頂底板煤巖層的應力分區二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理p保護層開采后頂底板煤巖層的移動變形及裂隙發育規律在采空區附近，煤巖層移動量較大，隨著層間距的加大煤巖層移動量逐漸減小。l頂底板圍巖的移動變形底板不同深度上巖層的移動變化規律底板不同深度上巖層的移動變化規律二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理p保護層開采后頂底板煤巖層的移動變形及裂隙發育規律 保護層開采厚度為6.14m，層間距125m，頂板

10、巖層形成了明顯的“三帶”劃分，巖層移動發展至地面 l頂底板圍巖的移動變形由于上部存在巨厚火成巖，對上部巖層起到了支撐作用，地表下沉不明顯，造成彎曲帶內長時間存在離層區，為鄰近煤層的卸壓瓦斯抽采提供了充足的抽采時間。二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理p保護層開采后頂底板煤巖層的移動變形及裂隙發育規律通過圖中的參考線可以看出底板巖層的向上移動情況，由于頂（底）板移動變形的作用機理不同，造成底板巖層移動量小，沒有頂板巖層移動變形明顯。l頂底板圍巖的移動變形二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理p保護層開采后頂底板煤巖層的移動變形及裂隙發育規律處在不同分帶內的鄰近煤層裂隙發育狀態、透氣性變化、瓦斯

11、的解吸及流動條件均不相同，針對上述情況需選用不同的瓦斯抽采工藝及參數對鄰近煤層進行卸壓瓦斯抽采 l頂底板煤巖層的裂隙發育規律頂板：垮落帶頂板：垮落帶 斷裂帶，其上限為采高的斷裂帶，其上限為采高的12-22倍。倍。 彎曲下沉帶，可直達地面。彎曲下沉帶，可直達地面。底板：底鼓裂隙帶，其下限為下方底板：底鼓裂隙帶，其下限為下方15-25m 底鼓變形帶，下方底鼓變形帶，下方50-60m二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理p保護層開采后頂底板煤巖層的移動變形及裂隙發育規律當煤層發生膨脹變形時，說明煤體獲得卸壓效果，膨脹變形量越大，說明獲得的卸壓效果越好，反之亦然；當煤層發生壓縮變形時，說明煤體處于支撐

12、應力區，該區內煤與瓦斯突出危險性增大 ；防突規定中指出，當煤層膨脹變形大于3時，可確保煤層獲得了足夠的卸壓增透效果，在必要的瓦斯抽采措施作用下可實現有效降低煤層瓦斯含量和消突煤層突出危險性的目標。l被保護層的垂向變形規律二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理p保護層開采后頂底板煤巖層的移動變形及裂隙發育規律在保護層采動作用下，被保護層的應力下降、膨脹變形及裂隙發育共同促進了煤層透氣性的顯著增加，可實現煤層透氣性系數呈百倍至上千倍的增長。 該規律是在磨心坡礦進行上保護層開采試驗時測出的，層間距為7080m，煤層傾角為6065。透氣性系數變化規律為：初始值小幅下降大幅增加穩定。 下被保護層原始透氣

13、性系數為0.032m2/（MPa2d），當保護層工作面推進超前3倍層間距時，被保護層的透氣性增大為11.3m2/（MPa2d），為原來的560倍。 l被保護層的透氣性變化規律二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理p保護層開采后頂底板煤巖層的移動變形及裂隙發育規律l被保護層的透氣性變化規律二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理p保護層開采后頂底板煤巖層的移動變形及裂隙發育規律l鉆孔瓦斯流量隨工作面推進的變化規律被保護層透氣性系數的增加促進煤層瓦斯解吸速度和流動速度的加快，使得鉆孔瓦斯抽采量顯著提高，為被保護層卸壓瓦斯高效抽采提供了有利條件。保護層工作面推過鉆孔后，鉆孔附近煤層獲得卸壓增透效果，鉆

14、孔瓦斯流量大幅增加，說明被保護層獲得了顯著的“卸壓增透增流”效果。 l被保護層的透氣性變化規律二、鄰近層（被保護層）瓦斯抽采技術原理p保護層開采后頂底板煤巖層的移動變形及裂隙發育規律煤層瓦斯壓力一般可降至0.5MPa以下，煤層瓦斯含量可降至6m3/t以下，煤層的堅固性系數可提高48100，從而使鄰近煤層（被保護層）由高瓦斯突出危險煤層轉變為低瓦斯無突出危險煤層，實現鄰近煤層（被保護層）工作面的安全高效開采。 l被保護層的特征參數變化規律三、鄰近層卸壓瓦斯抽采作三、鄰近層卸壓瓦斯抽采作用及抽采方法選擇用及抽采方法選擇三、鄰近層卸壓瓦斯抽采作用及抽采方法選擇p被保護層卸壓瓦斯抽采作用 斷裂帶、底鼓

15、裂隙帶 彎曲帶、底鼓變形帶被保護層所處層位抽采作用控制卸壓瓦斯進入保護層工作面有效降低瓦斯含量，消除其突出危險性有效降低瓦斯含量，消除其突出危險性擴大保護層開采的有效垂距三、鄰近層卸壓瓦斯抽采作用及抽采方法選擇p被保護層卸壓瓦斯抽采作用通過抽采曲線與未抽采曲線對比分析可知，被保護層的卸壓瓦斯抽采一方面在相對層間距較小的情況下，可有效降低煤層殘余瓦斯壓力，徹底消除煤層的突出危險性；另一方面可擴大保護層的有效垂距，使得較遠處的被保護煤層瓦斯壓力獲得下降，消除煤層突出危險性。 l頂底板圍巖的移動變形前蘇聯開采不同層間垂距的緩傾斜前蘇聯開采不同層間垂距的緩傾斜保護層時的殘余瓦斯壓力保護層時的殘余瓦斯壓

16、力a下保護層；下保護層；b上保護層上保護層1未進行抽采；未進行抽采；2進行抽采進行抽采三、鄰近層卸壓瓦斯抽采作用及抽采方法選擇p被保護層卸壓瓦斯抽采作用l 對于緩傾斜煤層，在層間距為40m時，自然排放率幾乎為0，而進行抽采后可達38%左右，對于急傾斜煤層，在層間距為60m時，自然排放率僅為5%左右，抽采后可達55%左右。當然被保護層卸壓瓦斯抽采率與鉆孔間距、被保護層卸壓程度、抽采時間等因素有關，縮小鉆孔間距、增加抽采時間可提高被保護層的瓦斯抽采率。 三、鄰近層卸壓瓦斯抽采作用及抽采方法選擇p被保護層卸壓瓦斯抽采作用l由此可以看出，對被保護層卸壓瓦斯進行抽采一方面可控制卸壓瓦斯向保護層工作面的涌

17、入，確保保護層工作面的開采安全，另一方面可將被保護層中大量卸壓瓦斯抽出，有效降低煤層瓦斯含量，徹底消除被保護煤層的突出危險性。三、鄰近層卸壓瓦斯抽采作用及抽采方法選擇p被保護層（鄰近層）瓦斯抽采方法選擇l由于不同的裂隙分帶內裂隙發育程度不同，位于各帶內的被保護煤層有著不同的裂隙特征，而被保護層的卸壓瓦斯流動與匯集受制于煤層的裂隙發育特征，且考慮到上、下被保護層與保護層的位置關系，決定了處于不同分帶的被保護層需選用不同的卸壓瓦斯抽采方法。三、鄰近層卸壓瓦斯抽采作用及抽采方法選擇p被保護層（鄰近層）瓦斯抽采方法選擇冒落帶彎曲下沉帶底鼓破碎帶裂隙帶首 采 煤 層地 表風 巷機 巷三、鄰近層卸壓瓦斯抽

18、采作用及抽采方法選擇p被保護層（鄰近層）瓦斯抽采方法選擇冒落帶彎曲下沉帶底鼓破碎帶裂隙帶首 采 煤 層地 表風 巷機 巷三、鄰近層卸壓瓦斯抽采作用及抽采方法選擇p被保護層（鄰近層）瓦斯抽采方法選擇冒落帶彎曲下沉帶底鼓破碎帶裂隙帶首 采 煤 層地 表風 巷機 巷三、鄰近層卸壓瓦斯抽采作用及抽采方法選擇p被保護層（鄰近層）瓦斯抽采方法選擇冒落帶彎曲下沉帶底鼓破碎帶裂隙帶首 采 煤 層地 表風 巷機 巷三、鄰近層卸壓瓦斯抽采作用及抽采方法選擇p被保護層（鄰近層）瓦斯抽采方法選擇冒落帶彎曲下沉帶底鼓破碎帶裂隙帶首 采 煤 層地 表風 巷機 巷三、鄰近層卸壓瓦斯抽采作用及抽采方法選擇p被保護層（鄰近層）

19、瓦斯抽采方法選擇冒落帶彎曲下沉帶底鼓破碎帶裂隙帶首 采 煤 層地 表風 巷機 巷三、鄰近層卸壓瓦斯抽采作用及抽采方法選擇p被保護層（鄰近層）瓦斯抽采方法選擇冒落帶彎曲下沉帶底鼓破碎帶裂隙帶首 采 煤 層地 表風 巷機 巷三、鄰近層卸壓瓦斯抽采作用及抽采方法選擇p鄰近層瓦斯抽采特性初始卸壓增透增流帶 卸壓充分高透高流帶地壓恢復減透減流帶圖圖9-28 單鉆場瓦斯抽采純量隨時間變化單鉆場瓦斯抽采純量隨時間變化關關系系圖圖9-29 地面鉆井瓦斯抽采隨時間變化地面鉆井瓦斯抽采隨時間變化圖圖9-30 沈陽紅菱煤礦瓦斯抽采效果圖沈陽紅菱煤礦瓦斯抽采效果圖圖圖9-319-31鉆孔瓦斯抽采隨時間的變化鉆孔瓦斯抽

20、采隨時間的變化四、鄰近層卸壓瓦斯抽采方四、鄰近層卸壓瓦斯抽采方法及應用效果法及應用效果四、鄰近層卸壓瓦斯抽采方法及應用效果p網格式穿層鉆孔瓦斯抽采方法l 四個顯著的優點：（1）可以機動靈活地布置抽采巷道，施工瓦斯抽采鉆孔，適應性強，易于均勻布孔；（2）瓦斯抽采效果可靠；（3）底板巖石巷道可作為考察巷道使用； (4）瓦斯抽采期長，抽采效果好。穿層鉆孔穿層鉆孔底板巖巷底板巖巷被保護層被保護層保護層保護層四、鄰近層卸壓瓦斯抽采方法及應用效果p網格式穿層鉆孔瓦斯抽采方法l為了抽采被保護層卸壓瓦斯，除利用煤層底板巷道或是頂板巷道施工穿層鉆孔外，還可結合保護層開采的實際情況，從保護層工作面的巷道中向被保護

21、層施工穿層鉆孔抽采瓦斯。鄭州崔廟的極薄鉆采保護層開采、淮北巨厚火成巖條件下的保護層開采和淮南李二煤礦的急傾斜保護層開采均是利用保護層工作面巷道施工穿層鉆孔對被保護層進行卸壓瓦斯抽采。 四、鄰近層卸壓瓦斯抽采方法及應用效果p地面鉆井卸壓瓦斯抽采方法l（1）地面鉆井將穿過下保護層頂板上覆卸壓煤巖層，抽采范圍大、抽采效果好；l（2）從地面鉆井處在保護層開采的卸壓區開始，到地面鉆井報廢止（鉆井損壞或抽不出瓦斯），全部為抽采期，抽采期長；l（3）地面鉆井施工不受井下巷道工程條件的限制，只要保證保護層工作面推進到鉆井設計位置之前，地面鉆井施工完成，即可滿足瓦斯抽采的需要。被保護層組被保護層組地面鉆井地面鉆

22、井保護層保護層四、鄰近層卸壓瓦斯抽采方法及應用效果p高抽巷瓦斯抽采l主要適用于被抽采的被保護層處在頂板巖層內的斷裂帶內；l在近距離的上保護層開采過程中； l有時也可采用傾向高抽巷。四、鄰近層卸壓瓦斯抽采方法及應用效果p沿空留巷穿層鉆孔抽采方法 l穿層鉆孔無法覆蓋整個被保護層工作面，因此還需要施工其他巖層抽采巷道，從巖層巷道中施工穿層鉆孔抽采被保護層卸壓瓦斯。四、鄰近層卸壓瓦斯抽采方法及應用效果p水平長鉆孔瓦斯抽采方法 l高抽巷瓦斯抽采方法需要開掘一條巖石巷道，成本較高，井下水平長鉆孔抽采方法在一定程度上可替代高抽巷；l但該方式抽采鉆孔的斷面較小，造成瓦斯抽采能力低，在遇巖層移動時易出現鉆孔斷裂

23、，堵塞鉆孔現象，則無法抽采裂隙瓦斯，因此該抽采方式可靠性較高抽巷差。圖9-137 井下水平長鉆孔布置示意圖五、保護范圍的劃定五、保護范圍的劃定五、保護范圍的劃定p保護范圍沿傾向的保護范圍沿傾向的保護范圍沿走向的保護范圍沿走向的保護范圍五、保護范圍的劃定p最大保護垂距五、保護范圍的劃定p下保護層開采的最小層間距五、保護范圍的劃定p保護范圍的擴界在過渡區域內存在部分區域煤層地應力低于原始應力，煤層有一定的膨脹變形，顯示出一定的卸壓增透效果，但從指標來看，其卸壓增透效果低于充分卸壓保護范圍的煤體；采用比充分卸壓范圍內的抽采鉆孔間距小的密集鉆孔對擴界區進行強化瓦斯抽采，通過密集鉆孔較長時間的強化抽采，

24、可有效降低煤層瓦斯含量，消除過渡區的突出危險性，加大保護層開采的卸壓角度，擴大被保護層的保護范圍，進而實現保護層與被保護層的等長、等寬布置。 l工作面走向、傾向上的擴界五、保護范圍的劃定p保護范圍的擴界在煤層頂板內，采動影響的煤巖層高度同煤層采高成正比關系，煤層開采厚度越大，則在頂板內受到采動影響的煤巖層范圍越廣，則能夠保護到的被保護層的層間垂距越大；瓦斯抽采對消除煤層突出危險性的作用在前面已經分析過，瓦斯抽采可降低煤層瓦斯含量，因此在充足的瓦斯抽采能力的保證下可相應擴大保護層的層間距，采用強化的瓦斯抽采作用來彌補抵消由于層間距大而造成的被保護層卸壓增透效果不足。l垂向擴界六、卸壓瓦斯抽采實例

25、分析六、卸壓瓦斯抽采實例分析 六、卸壓瓦斯抽采實例分析p礦井及試驗區概況l淮南潘一礦開采11#煤層保護13#煤層生產能力300萬t/a。煤與瓦斯突出礦井。建有永久瓦斯抽放系統。礦井一水平(-530m)以上的主采煤層(13#煤層)已采完，現已轉入下山開采。六、卸壓瓦斯抽采實例分析p礦井及試驗區概況l淮南潘一礦開采11#煤層保護13#煤層試驗區東一/東二下山采區。開采煤層11#煤層工作面2151(1)/2352(1)。工作面走向長1640m，傾斜長190m，煤厚1.9m。瓦斯含量低，無煤與瓦斯突出危險。綜合機械化采煤方法，冒落法管理頂板。卸壓煤層13#煤層工作面2321(3)/2121(3)。工作

26、面走向長840m，傾斜長160m，煤厚6.0m。 有煤與瓦斯突出危險。抽放遠程卸壓瓦斯后采用綜放開采。六、卸壓瓦斯抽采實例分析p瓦斯抽放方法的選擇l13#煤層底板巷道和網格式穿層鉆孔l11#煤層巷道和傾斜穿層鉆孔l13#煤層巷道抽放l13#煤層底板走向拐彎穿層鉆孔l地面鉆孔六、卸壓瓦斯抽采實例分析p瓦斯抽放方法的選擇13#13#煤層底板巷道和網格式上向穿層鉆孔煤層底板巷道和網格式上向穿層鉆孔六、卸壓瓦斯抽采實例分析p瓦斯抽放方法的選擇11#11#煤層巷道和傾斜穿層鉆孔煤層巷道和傾斜穿層鉆孔六、卸壓瓦斯抽采實例分析p瓦斯抽放方法的選擇13#13#煤層巷道抽放煤層巷道抽放六、卸壓瓦斯抽采實例分析p

27、瓦斯抽放方法的選擇13#13#煤層底板走向拐彎穿層鉆孔煤層底板走向拐彎穿層鉆孔六、卸壓瓦斯抽采實例分析p瓦斯抽放方法的選擇地面鉆孔地面鉆孔六、卸壓瓦斯抽采實例分析p瓦斯抽放方法的選擇l經技術、經濟性對比分析，選擇13#煤層底板巷道和網格式上向穿層鉆孔抽采卸壓瓦斯。解吸瓦斯沿著煤層卸壓與下沉生成的順層張裂隙流向鉆孔并進一步匯集到礦井抽放管路中，確保良好的抽放效果；瓦斯抽放工程機動靈活，根據地質變化和抽放需要，調整后續抽放鉆孔的施工，可靠性較高；有專門的抽放巷道，抽放鉆孔的施工對生產影響較小，鉆孔工程量相對較小；抽放時間長，抽放效果好；抽放巷兼做考察巷，在開采煤層工作面開采初期即可進行考察工作。六

28、、卸壓瓦斯抽采實例分析p瓦斯抽放方法的選擇方案實施程序框圖方案實施程序框圖六、卸壓瓦斯抽采實例分析p瓦斯抽放設計六、卸壓瓦斯抽采實例分析p瓦斯抽放設計l抽放鉆孔布置在卸壓范圍內，每個瓦斯抽放鉆場內呈扇形布置4個上向穿層鉆孔，鉆孔有效抽放半徑取20m。 六、卸壓瓦斯抽采實例分析p瓦斯抽放設計l抽放鉆孔布置在未卸壓范圍內，每個瓦斯抽放鉆場內呈扇形布置16個上向穿層鉆孔，鉆孔有效抽放半徑取5m。六、卸壓瓦斯抽采實例分析p效果考察方案及參數測定方法l考察內容走向方向的卸壓邊界；傾斜方向的卸壓邊界；開采及卸壓瓦斯抽放過程中瓦斯壓力、鉆場瓦斯抽放量、煤層變形及煤層透氣性系數的變化規律。六、卸壓瓦斯抽采實例

29、分析p效果考察方案及參數測定方法走向方向卸壓邊界考察鉆孔布置走向方向卸壓邊界考察鉆孔布置六、卸壓瓦斯抽采實例分析p效果考察方案及參數測定方法傾向方向卸壓邊界考察鉆孔布置傾向方向卸壓邊界考察鉆孔布置六、卸壓瓦斯抽采實例分析p效果考察方案及參數測定方法其它考察鉆孔布置其它考察鉆孔布置六、卸壓瓦斯抽采實例分析p效果考察方案及參數測定方法l參數測定方法瓦斯壓力采用水泥砂漿和膨脹劑機械注漿封孔法；鉆孔瓦斯自然涌出量測定采用濕式氣體流量計，卸壓瓦斯抽放量測定采用標準孔板流量計；煤層透氣性系數測定采用中國礦業大學流量法；煤層變形測定采用深部基點法。 六、卸壓瓦斯抽采實例分析p瓦斯抽放規律及效果分析34#34

30、#鉆場瓦斯抽放量隨時間變化鉆場瓦斯抽放量隨時間變化0 01 12 23 34 45 56 60 02020404060608080100100120120 140140160160180180時間/ d時間/ d抽放量/ m抽放量/ m3 3/min/min六、卸壓瓦斯抽采實例分析p瓦斯抽放規律及效果分析34#34#鉆場瓦斯抽放率隨時間變化鉆場瓦斯抽放率隨時間變化0 020204040606080800 0303060609090120120150150180180時間/ d時間/ d瓦斯抽放率/ %瓦斯抽放率/ %六、卸壓瓦斯抽采實例分析p瓦斯抽放規律及效果分析底板抽放巷瓦斯抽放量隨時間變化

31、底板抽放巷瓦斯抽放量隨時間變化05101520253011月2 5日1月2 4日3月2 5日5月2 4日7月2 3日9月2 1日11月2 0日1月1 9日3月2 0日5月1 9日抽放日期抽放量 / m3/min2121(3)底抽巷六、卸壓瓦斯抽采實例分析p瓦斯抽放規律及效果分析底板抽放巷瓦斯抽放量隨工作面推進距離的變化底板抽放巷瓦斯抽放量隨工作面推進距離的變化0 05 510101515202025250 030030060060090090012001200工作面推進距離/ m工作面推進距離/ m瓦斯抽排量/ m 3 / m in瓦斯抽排量/ m 3 / m in六、卸壓瓦斯抽采實例分析p瓦

32、斯抽放規律及效果分析13#13#煤層瓦斯壓力隨工作面推進距離的變化煤層瓦斯壓力隨工作面推進距離的變化0 01 12 23 34 45 50 03030606090901201201501502352(1)工作面推進距離/ m2352(1)工作面推進距離/ m瓦斯壓力/ M P a瓦斯壓力/ M P a370370400400430430460460測壓鉆孔位置六、卸壓瓦斯抽采實例分析p瓦斯抽放規律及效果分析13#13#煤層殘余瓦斯壓力沿傾斜方向的變化煤層殘余瓦斯壓力沿傾斜方向的變化0 00.20.20.40.40.60.60.80.8160160170170180180190190200200

33、距采空區上邊界距離/ m距采空區上邊界距離/ m瓦斯壓力/ M P a瓦斯壓力/ M P a六、卸壓瓦斯抽采實例分析p瓦斯抽放規律及效果分析13#13#煤層變形隨工作面推進距離的變化煤層變形隨工作面推進距離的變化-100-1000 01001002002003003000 01001002002003003004004005005002352(1)工作面推進距離/ m2352(1)工作面推進距離/ m變形/ m m變形/ m m六、卸壓瓦斯抽采實例分析p瓦斯抽放規律及效果分析13#13#煤層底板巷下沉量沿走向的變化煤層底板巷下沉量沿走向的變化-1.8-1.8-1.5-1.5-1.2-1.2-0

34、.9-0.9-0.6-0.6-0.3-0.30 00 02020404060608080100100120120距2 352(1)工 作面開切眼/ m距2 352(1)工 作面開切眼/ m底抽巷下沉量/ m底抽巷下沉量/ m六、卸壓瓦斯抽采實例分析p瓦斯抽放規律及效果分析l煤層透氣性系數變化：煤層透氣性系數由0.01135m2/(MPa2.d)增加到32.687m2/(MPa2.d)，增加了2880倍。六、卸壓瓦斯抽采實例分析p瓦斯抽放效果驗證2121(3)2121(3)工作面下順槽掘進期間突出預測結果工作面下順槽掘進期間突出預測結果010203040030609012015018021024

35、0270天數d最大鉆屑量/ k g / m036912瓦斯解吸初速度/ L / m i n最大鉆屑量最大鉆屑量臨界值，6 k g / m瓦斯解吸初速度瓦斯解吸初速度臨界值，4 L / m i n未卸壓區域六、卸壓瓦斯抽采實例分析p瓦斯抽放效果驗證2121(3)2121(3)工作面回風順槽掘進期間突出預測結果工作面回風順槽掘進期間突出預測結果01020304004080120160200天數/ d最大鉆屑量/ k g / m010203040瓦斯解吸初速度/ L / m i n最大鉆屑量最大鉆屑量臨界值瓦斯涌出初速度瓦斯涌出初速度臨界值局部地區卸壓瓦斯抽采不充分六、卸壓瓦斯抽采實例分析p瓦斯抽放

36、效果驗證工作面已無煤與瓦斯突工作面已無煤與瓦斯突出危險性論證出危險性論證局部地區卸壓瓦斯抽采不充分參參數數參參數數確確定定方方法法結結果果規規定定值值突突出出危危險險性性殘殘余余瓦瓦斯斯壓壓力力6 68 8. .3 3單單一一鉆鉆場場瓦瓦斯斯抽抽放放量量7 79 9. .9 9瓦瓦斯斯抽抽排排率率（% %）工工作作面面瓦瓦斯斯抽抽排排平平衡衡5 59 9. .5 53 30 0% %無無殘殘余余瓦瓦斯斯壓壓力力(MPa)實實際際測測定定0 0. .5 50 0. .7 74 4無無頂頂底底版版相相對對變變形形( ()實實際際測測定定2 26 6. .3 35 5. .8 8無無最最大大鉆鉆屑屑

37、量量( (k kg g/ /m m) )5 5. .8 86 6下下順順槽槽及及切切眼眼掘掘進進驗驗證證瓦瓦斯斯解解析析初初速速度度3 3. .8 84 4無無最最大大鉆鉆屑屑量量( (k kg g/ /m m) )3 33 3. .2 2( (卸卸壓壓瓦瓦斯斯抽抽放放不不充充分分) )6 6上上風風巷巷掘掘進進驗驗證證瓦瓦 斯斯 解解 析析 初初 速速 度度( (L L/ /m mi in n) )2 27 7. .4 4( (卸卸壓壓瓦瓦斯斯抽抽放放不不充充分分) )4 4在在 卸卸 壓壓 瓦瓦 斯斯抽抽 放放 不不 充充 分分的的 局局 部部 地地 點點指指 標標 超超 限限 ，但但 無

38、無 突突 出出 現現象象發發生生六、卸壓瓦斯抽采實例分析p瓦斯抽放效果驗證2121(3)2121(3)工作面回采期間瓦斯涌出量變化工作面回采期間瓦斯涌出量變化0 05 510101515202025250 02020404060608080100100時間/ d時間/ d瓦斯量/ m 3 /min瓦斯量/ m 3 /min風排瓦斯量風排瓦斯量抽放瓦斯量抽放瓦斯量總瓦斯涌出量總瓦斯涌出量六、卸壓瓦斯抽采實例分析p瓦斯抽放效果驗證2121(3)2121(3)工作面回采期間產量及相對瓦斯涌出量工作面回采期間產量及相對瓦斯涌出量0 0100010002000200030003000400040005000500060006000700070000 02020404060