瓦斯抽放总结

矿井瓦斯抽放知识点1.瓦斯在煤层中的一般赋存状态：吸附、游离、吸收2.影响煤层瓦斯含量的主要因素（1）煤层的埋藏深度埋深的增加不仅会因地应力增高而使煤层及围岩的透气性变差，而且瓦斯向地表运移的距离也增长，这二者都有利于封存瓦斯。（2）煤层和围岩的透气性煤层及围岩的透气性越大，瓦斯越易流失，煤层瓦斯含量就越小；反之，瓦斯易于保存，煤层的瓦斯含量就越大。（3）煤层倾角在同一埋深及条件相同的情况下，煤层倾角越小，煤层的瓦斯含量就越高。（4）煤层露头露头存在时间越长，瓦斯排放就越多。（5）地质构造①褶曲构造；②断裂构造；③煤化程度；④煤系地层的地质史；⑤水文地质条件3.构造煤构造煤是煤层受到构造强烈挤压和剪切破坏作用的产物，由于受力大小、作用范围和受力状态的非均衡性，煤层中范围和厚度大小不同的自然分层发生变形，丧失了原来的均质、层理清晰的条带状结构，而形成破碎的颗粒或粉状的构造破坏煤。4.瓦斯在煤层中运移的复杂性主要表现在两个方面:（1）煤体结构的复杂性：孔隙一裂隙结构（2）瓦斯在煤层中赋存状态的复杂多变性①游离瓦斯一般是以自由气体分子状态存在在于煤层孔隙和裂隙空间。②吸附瓦斯则是以固体分子状态附着在煤体表面和煤体结构内部。③当裂隙宽度大于10-7m时，煤层中瓦斯的运移主要呈层流运动④当裂隙宽度小于10-7m时，一般情况下，瓦斯分子不能自由运动，呈扩散运动。5.煤层瓦斯运移的动力条件：地层静压力、构造应力、浮力、水动力6.瓦斯在煤层中的流动：扩散运动和层流运动7.流场的空间流向分类：单向流动、径向流动和球向流动8.煤层瓦斯抽采：指利用瓦斯泵或其它抽采设备、抽取煤层中高浓度的瓦斯、并通过与巷道隔离的管网，把抽出的高浓度的瓦斯排至地面或矿井总回风巷中。9.衡量瓦斯抽放工作优劣的两个主要指标：抽放率和相对瓦斯抽放量。瓦斯抽放率：抽出瓦斯量占矿井排出瓦斯总量的百分率。相对瓦斯抽放量：每生产一吨煤所抽出的瓦斯含量。10.抽采瓦斯的原则与方法（1）抽放瓦斯的原则①瓦斯抽放应具有明确的目的性，即主要是降低风流中的瓦斯浓度，改善矿井生产的安全状况，并使通风处于合理和良好的状况。②抽放瓦斯要有针对性，即针对针对矿井瓦斯来源，采取相应措施进行抽采。③要认真做好抽采设计、施工和管理工作等．以便获得好的瓦斯抽采效果。（2）抽采瓦斯的方法①按瓦斯来源分类本煤层瓦斯抽放、邻近层瓦斯抽放、采空区瓦斯抽放和围岩瓦斯抽放②按煤层是否卸压分类未卸压煤层抽放瓦斯和卸压煤层抽放瓦斯③按抽放瓦斯与采掘时间关系分类煤层预抽瓦斯、边采边抽和采后抽放瓦斯③按抽放工艺分类钻孔抽放、巷道抽放和钻孔巷道混合抽放11.抽放方法选择依据（1）如果瓦斯来自于开采层本身，则既可采用钻孔抽采，也可采用巷道预抽形式直接把瓦斯从开采层中抽出，且多数形式采用钻孔预抽法。（2）如果瓦斯主要来自于开采煤层的顶、底板邻近煤层内，则可采用开在顶底板煤、岩中的巷道，打一些穿至邻近煤层的钻孔，抽采邻近煤层中的瓦斯。（3）如果在采空区或废弃巷道内有大量瓦斯积聚，则可采用采空区瓦斯抽采方法。（4）如果在煤巷掘进时就有严重的瓦斯涌出，而且难以用通风方法加以排除，则需采用钻孔预抽或巷道边掘边抽的方法。（5）如果是低透气性煤层．则在采取正常的瓦斯抽采方法的同时。还应当采取人工增大煤层透气性的措施，以提高煤层瓦斯抽采效果。12.开采层瓦斯涌出量计算P2513.本煤层瓦斯抽采方法：本煤层未卸压抽采、综合法、本煤层卸压抽采14.巷道法预抽本煤层瓦斯的布置依据①矿井的采掘布置方式；②巷道抽采瓦斯的有效范围；③煤层的瓦斯含量及其储量大小；④预计瓦斯抽出量及其抽采效益；⑤预计抽采瓦斯的时间。15.分子滑流现象当气体分子的平均自由程接近通道的尺寸时，界面上的各个分子将处于运动状态，且产生一个附加通量。16.巷道法预抽本煤层瓦斯的布置方式（1）采取网络式布置该布置方式为，根据采区设计布置的巷道，在构成网络后，密闭巷道并插管抽放本煤层瓦斯，其特点是：①各抽放瓦斯巷道与采区准备巷道相吻合，不需另掘巷道；②巷道网络较密，煤壁暴漏面积大，抽放效果好；③在掘进巷道时，对本区的瓦斯状况已有所查明，故而有利于安全回采。（2）采区深部截取式布置该布置方式为，在现采区与深部采区之间的阶段煤柱上，其特点是：①可提前抽取下部煤层中的瓦斯，为深部煤层的投产创造安全回采条件；②可截取下部煤层瓦斯，使之不向上部采区流动，减少现采区瓦斯量；③不受采区投产时间限制，有较长的抽放时间，以取得较好的抽放效果。17.最低抽采瓦斯时间：巷道抽采瓦斯的一个重要参数，其值为开始抽采瓦斯到正常通风能够保证煤层安全回采，无需继续抽采为止所需的时间。18.煤壁瓦斯涌出系数K：单位煤壁暴露面积在单位时间内的瓦斯涌出量。19.煤巷掘进时的安全措施（1）增强局部通风（2）先抽后掘（3）边掘边抽（4）超前抽采20.巷道法预抽本煤层瓦斯的优缺点（1）由于在抽采瓦斯之前需先开掘瓦斯抽采巷道，故而往往会遇到瓦斯涌出量大，给掘进工作造成困难。此时，即使采取加强通风、边掘边抽等措施，最终也会造成效串低、成本高的结果。（2）为了在一定时间内抽出更多的瓦斯，往往需多掘巷道，以增加煤壁暴露面。这些巷道。虽然大多数在生产时可使用，但需提前投资；而月为了防止巷道在抽采瓦斯期间发生坍塌，还要加强支护。即使这样，经过较长时间的抽采后，这些巷道的冒顶和坍塌的情况往往仍较严重，给以后修复和生产造成一定的困难。（3）在掘进抽采瓦斯巷道期间，往往会有大量瓦斯涌出；这种情况不仅会增加通风负担，而且还相应减少了瓦斯回收率，造成资源浪费。（4）如果抽采巷道密闭不严，不仅会使抽出的瓦斯浓度偏低，而且易使煤层自然发火。21.瓦斯抽放有效性系数—K：钻孔累计抽放瓦斯量与钻孔极限抽放瓦斯量的比值。—K=0.8时，tx=1.609/α;—K=0.9时，tx=2.303/α其中，Tx为有效抽放时间；α为钻孔瓦斯流量衰减系数。22.钻孔预抽方法的布置形式（1）穿层钻孔布置方式（2）顺层钻孔布置方式23.边采边抽本煤层瓦斯的布置方式及适用条件（1）布置方式：平行钻孔、煤柱钻孔、顶板钻孔、顶分层钻孔、底板岩巷穿层钻孔（2）适用条件①由于该方法是在回来或掘进的同时，抽采煤层中的瓦斯、因此不像预抽法那样受开采时间的限制，可适用于瓦斯涌出大、时间紧、用预抽法不能满足要求的地区。②在抽采过程中，可借助于回采过程中的卸压作用，使抽采区域煤体松动，增大煤层的透气性，提高煤层瓦斯抽采效果。③该方法是在采区掘进准备工作完成后(或掘进过程中)进行的。因此在实际应用中可根据采区各局部地点的瓦斯量大小，投入相应的边采边抽工程量。具有较强的针对性。因此，有利于解决生产环节中瓦斯涌出量大的问题。24.邻近层瓦斯抽放为了防止和减少邻近层的瓦斯通过层间裂隙的大量涌向开采层。可采用抽采的方法处理这一部分瓦斯，这种抽采方法称为邻近层瓦斯抽采。25.邻近层瓦斯涌出量与工作面推进速度的关系现象：当工作面推进速度不快时，基本上呈线性关系，当当工作面推进速度较快时，则呈抛物线关系。原因：工作面推进速度加快时，围岩变形与破坏的速度变缓，在一定的时间内，采空区的冒落带、裂隙带的范围相对缩小，裂隙张开程度相对变小，从而减弱与延缓了邻近层的瓦斯涌出。26.邻近层瓦斯抽采方法地面钻孔抽采法、井下钻孔抽采法和顶板巷道结合钻孔抽采法。27.开始抽出距离钻孔开始抽出卸压瓦斯时的滞后于工作面的距离，是决定第一个抽采钻孔位置的依据。有效抽采距离从开始抽出卸压瓦斯至钻孔失去作用的一段距离，是确定钻孔间距的基础。28.采空区的绝对瓦斯涌出量影响因素煤层和岩石的瓦斯含量、老顶冒落步距、工作面长度、上下邻近层厚度、它们与开采层的间距、煤的渗透性能29.采空区瓦斯赋存特征及运移规律（1）赋存特征①采空区瓦斯在工作面切眼1~12m范围内浓度变化较小，一般在3%~8%之间；在12~20m范围内瓦斯浓度变化幅度较大，一般在10%~18%；在20~40m范围内瓦斯浓度升高较快，一般在20%~35%；在40~60m范围内瓦斯浓度变化较大，一般在35%~50%之间。②采空区瓦斯流动大体可以分为三个带:Ⅰ涌出带采空区丢煤和卸压临近层解吸的瓦斯向工作面和和采空区排放，进入涌出带的瓦斯流动速度快，多以层流形式存在，且这部分瓦斯几乎全部被工作面风流和采空区的漏风流携带到回风道内，漏风大小与工作面供风量大小及支架位置和工作面通风方式有关。Ⅱ过渡带过渡带瓦斯在工作面和采空区压差作用下，一部分进入工作面，另一部分暂时或永远滞留在采空区内，该区域瓦斯流动速度也明显下降。流动呈现出不均衡性，处于层、紊交错阶段。Ⅲ滞留带释放采空区内的瓦斯一般滞留在采空区的深部，流动速度较低。（2）运移规律①在垂直于工作面的走向上，近工作面采空区由于漏风流流速大，受到的紊动作用大，浮煤吸出的瓦斯和邻近层涌人的瓦斯随漏风流经上隅角进人回风巷，瓦斯浓度较低；随距工作面距离的增大，采空区瓦斯受扰动作用减小，因而瓦斯浓度增高。在采空区深处，随时间的推移，瓦斯浓度会日趋平均。②在高度方向上，由于瓦斯受浮升力的作用，使采空区顶板附近的瓦斯浓度高于采空区底板附近的瓦斯浓度，并且这种分布特点使用于整个采空区。③在沿工作面方向上，在漏风流影响到的区域，进风侧的瓦斯随风流向回风侧运移，导致回风侧瓦斯浓度的增大；在远离工作面，漏风流涉及不到的地方，这种回风侧比进风侧瓦斯浓度高的分布特点并不明显。④在邻近层瓦斯涌人量较小的采空区，采空区瓦斯的分布以本煤层吸出瓦斯的分布特点为主。在涌人点形成瓦斯局部高浓度区，随距工作面距离的不断增大，局部高浓度瓦斯扩散而趋于符合上面的规律。⑤在有大量邻近层瓦斯涌人的采空区，采空区瓦斯的分布以邻近层涌人瓦斯的分布特点为主，本煤层采空区吸出的瓦斯是叠加在邻近层涌人瓦斯的分布之上。30.采空区瓦斯抽采方法（1）回采过程中的瓦斯抽采①密闭抽采法；②插管抽采法；③向冒落拱上方打钻孔抽效法；④在老顶岩石中打水平钻孔抽采法；⑤直接向采空区打钻抽采法；⑥地面垂直钻孔抽采法；⑦顶板巷道抽采；⑧前进式预埋管抽采法；⑨尾巷布管采空区瓦斯抽采（2）采后密闭采空区瓦斯抽采①采完不久的采空区；②开采已久的采空区；③报废矿井31.尾巷布置采空区瓦斯抽放（P57图2-4-9）32.影响采空区瓦斯抽采的主要参数（1）采空区进回风巷的密闭；（2）抽采负压；（3）瓦斯抽采参数监测与控制33.提高瓦斯抽放率的技术途径：（1）改进钻孔抽放工艺参数①增加布孔密度，确定合理钻孔间距；②改进布孔方式，合理确定钻孔位置；③增加钻孔深度；④提高抽放负压（2）提高煤层透气性（煤层增透方法）34.水力压裂法原理及工艺流程（1）疾奔原理水力压裂技术就是通过钻孔向煤层压入液体，当液体压入的速度远远超过煤层的自然吸水能力时，由于流动阻力的增加，进人煤层的液体压力就逐渐上升，当超过煤层上方的岩压时，煤层内原来的闭合裂隙就会被压开形成新的流通网路，煤层渗透性就会增加，而当压入的液体被排出时，压开的裂陷就为煤层瓦斯的流动创造了良好条件。（2）工艺流程①钻井②测井③固井④射孔⑤压裂35.水力割缝法原理及工艺流程（1）基本原理在钻孔内运用高压水射流对钻孔二侧的煤体进行切割，在钻孔二侧形成一条具有一定深度的扁平缝槽，利用水流将切割下来的煤块带出孔外，由于增加了煤体暴露面积．且扁平缝槽相当于局部范围内开采了一层极薄的保护层，因而使得钻孔附近煤体得到了局部卸压，改善了瓦斯流动条件。（2）工艺①古老方法：先打钻孔，退钻杆，换上射流器，利用钻杆输送高压水，一边退杆一边割缝。②改进方法：直接在钻杆上面安上射流器，钻进时不产生水射流，进入钻杆的水通过钻头前端流出；退杆时射流器动作进割缝。这种连续钻进工艺需要活塞式射流器。36.瓦斯抽采参数主要包括煤层瓦斯压力、煤层瓦斯含量、煤层瓦斯涌出量、煤层透气性系数、瓦斯抽采率及抽采管路和钻孔中的瓦斯流量。37.煤层瓦斯压力测定的基本方法：间接测压法和直接测压法38.原始瓦斯含量、残存瓦斯含量和可解析瓦斯含量定义及相互关系（1）原始瓦斯含量：煤层未受采动影响时的瓦斯含量；（2）残存瓦斯含量：煤