邻近层采前瓦斯抽采方法.ppt

邻近层采前抽采瓦斯方法我国多数矿区都具备煤层群的开采条件，在首采煤层的采动作用下，会造成邻近煤层的地应力下降、移动变形、裂隙发育和透气性系数的增加，邻近煤层表现出明显的卸压特征；在邻近煤层为矿井主采煤层，且煤层瓦斯赋存丰富、瓦斯灾害严重的情况下，需要对邻近层进行采前抽采，降低邻近煤层的瓦斯压力和瓦斯含量；上述技术即为保护层开采技术；首采煤层为保护层，邻近层为被保护层。一、概述二、邻近层（被保护层）瓦斯抽采技术原理根据围岩应力分布的不同，沿走向可划分为4个区，从前至后分别为：原始应力区、支撑应力区、卸压区和应力逐渐恢复区。1）原始应力区原始应力区即为未受到保护层开采影响的区域，一般处于保护层工作面前方50～100m以外，该带承受正常应力，其承受的垂直应力与埋深成正比。煤层瓦斯动力参数未发生变化，保持原始数值。2）集中应力区指的是保护层工作面附近，由于采动影响、应力转移，形成的集中应力区，一般在保护层工作面前方50m至后方20m处，其长度取决于工作面的开采深度、工作面长度、开采厚度、倾角和层间距等。大多数在工作面前方10m的范围。潘一矿被保护层C13煤层的最大压缩变形达3.37‰。在保护层开采过程中，防止被保护层工作面推进速度加快进入保护层工作面形成的支撑应力区，进而引发煤与瓦斯突出事故。为确保被保护层的卸压效果，防止发生意外，《防突规定》规定，正在开采的保护层工作面超前于被保护层的掘进工作面，其超前距离不得小于保护层与被保护层层间垂距的3倍，并不得小于100m。3）卸压区卸压区指的是由于保护层的采动作用，产生应力转移，在采空区顶（底）板一定范围的煤岩层内形成的应力降低区。在卸压区，被保护层所承受的应力低于原始应力，煤层发生膨胀变形，原生裂隙张开，且随着煤岩体的移动形成次生裂隙，被保护层透气性呈几何级倍数增加，为被保护层的卸压瓦斯抽采提供了有利条件。根据潘一矿考察结果，被保护层膨胀变形可达26.33‰，煤层透气性系数增加了2880倍，穿层钻孔单孔瓦斯抽采量达到了1m3/min以上。卸压期有一定的时空效应，要求提前施工钻孔，同时进行卸压瓦斯抽采。4）应力逐渐恢复区应力逐渐恢复区是由于采空区后部矸石冒落，顶板岩层充分移动形成的，位于采空区后部较远处。地应力及透气性与卸压区相比有所恢复。由于存在应力逐渐恢复区，因此需要被保护层瓦斯在卸压区内抽采掉。在采空区附近，煤岩层移动量较大，随着层间距的加大煤岩层移动量逐渐减小。2、保护层开采后顶底板煤岩层的移动变形及裂隙发育规律2、保护层开采后顶底板煤岩层的移动变形及裂隙发育规律2、保护层开采后顶底板煤岩层的移动变形及裂隙发育规律2、保护层开采后顶底板煤岩层的移动变形及裂隙发育规律3、被保护层的透气性变化规律3、被保护层的透气性变化规律钻孔瓦斯流量随工作面推进的变化规律4、被保护层的特征参数变化规律三、邻近层卸压瓦斯抽采作用及抽采方法选择三、邻近层卸压瓦斯抽采作用及抽采方法选择三、邻近层卸压瓦斯抽采作用及抽采方法选择三、邻近层卸压瓦斯抽采作用及抽采方法选择三、邻近层卸压瓦斯抽采作用及抽采方法选择走向高抽巷倾向高抽巷倾向穿层孔顶板走向孔地面钻井底板巷底板巷三、邻近层卸压瓦斯抽采作用及抽采方法选择网格式穿层钻孔瓦斯抽采方法地面钻井卸压瓦斯抽采方法高抽巷卸压瓦斯抽采方法沿空留巷穿层钻孔抽采方法水平长钻孔抽采卸压瓦斯方法四、邻近层卸压瓦斯抽采方法及应用效果四、邻近层卸压瓦斯抽采方法及应用效果四、邻近层卸压瓦斯抽采方法及应用效果四、邻近层卸压瓦斯抽采方法及应用效果四、邻近层卸压瓦斯抽采方法及应用效果图9-137井下水平长钻孔布置示意图五、保护范围的划定五、保护范围的划定五、保护范围的划定五、保护范围的划定五、保护范围的划定矿井及试验区概况试验区东一/东二下山采区。开采煤层11#煤层工作面2151(1)/2352(1)。工作面走向长1640m，倾斜长190m，煤厚1.9m。瓦斯含量低，无煤与瓦斯突出危险。综合机械化采煤方法，冒落法管理顶板。卸压煤层13#煤层工作面2321(3)/2121(3)。工作面走向长840m，倾斜长160m，煤厚6.0m。有煤与瓦斯突出危险。抽放远程卸压瓦斯后采用综放开采。13#煤层底板巷道和网格式穿层钻孔11#煤层巷道和倾斜穿层钻孔13#煤层巷道抽放13#煤层底板走向拐弯穿层钻孔地面钻孔13#煤层底板巷道和网格式上向穿层钻孔11#煤层巷道和倾斜穿层钻孔13#煤层巷道抽放13#煤层底板走向拐弯穿层钻孔地面钻孔经技术、经济性对比分析，选择13#煤层底板巷道和网格式上向穿层钻孔抽采卸压瓦斯。这种方法方案实施程序框图抽放钻场布置在卸压范围内，底板瓦斯抽放巷内每隔40m布置一个远程卸压瓦斯抽放钻场，共布置了39个钻场。在未卸压范围内，底板瓦斯抽放巷内每隔10m布置一个瓦斯抽放钻场，共布置了12