3、邊掘邊抽

掘進工作面掘進前，在工作面向前方施工6～8個直徑為75mm、長度為50～60m的抽采鉆孔對掘進巷道前方煤體中的瓦斯進行抽采。同時在掘進工作面巷道兩幫布置鉆場向掘進前方煤體施工鉆孔，鉆場間距為30m，在每個鉆場內向工作面掘進方向施工6～8個直徑為75mm、長度為60～70m的鉆孔對掘進工作面前方煤體的瓦斯進行抽采。抽采時間通常在1個月左右。 就是煤層巷道掘進期間邊掘進邊抽采，這種方法在很多煤礦有應用。永煤集團鑫龍煤業公司的龍山煤礦、大眾煤礦、紅嶺煤礦等都使用此法抽采瓦斯，作為掘進期間防止突出的主要手段。鉆孔布置見圖6 —12。

4、開采前本煤層抽采

采煤工作面生產前，在工作面進、回風巷分別向本煤層施工順層抽采鉆孔，鉆孔布置方式有平行孔、扇形孔、交叉孔。對于長度較大的工作面，僅從上下順槽打鉆孔還不能完全控制整個工作面，在工作面存在抽放空白帶，為消滅空白帶，可以在通過上下順槽施工聯絡巷，從聯絡巷向工作面切眼方向打鉆孔。鉆孔間距根據煤層突出危險性的大小和煤層瓦斯含量確定，對嚴重突出的煤層或瓦斯含量大的煤層,鉆孔間距1～1.5m，一般性的突出煤層鉆孔間距3～5m，鉆孔長度要求超過回采工作面長度的二分之一，達到為70～80m。在工作面回采前預先對本煤層瓦斯進行抽采，預抽時間為3～6個月左右。并且在回采過程中繼續對未回采煤體瓦斯進行抽采。鉆孔布置見圖6—13及6—14。

圖6—13 扇形鉆孔布置

各種鉆孔布置方式比較如下：

⑴扇形鉆孔

需要在巷道一幫開鉆場，由于一個鉆場同時施工若干鉆孔，對于較松軟的煤層造成鉆孔孔口垮塌，增大封孔難度。但是，固定一次鉆機可以打若干個鉆孔，鉆機移動量少，相應提高了打鉆效率。

⑵平行鉆孔

平行鉆孔布孔均勻，但每打完一個鉆孔再打另一個孔時，必須移動鉆機，鉆機移動量大。瓦斯鉆孔流通量變化的規律是，當工作面接近鉆孔8～10m時，鉆孔瓦斯量顯著增加，當工作面至孔口1.5m左右時，瓦斯流通量明顯下降，鉆孔接近報度，下一個鉆孔接著起作用。所以，平行布孔時，鉆孔有效服務時間短。

⑶交叉鉆孔

斜向鉆孔與平行孔呈15～20°夾角，經河南焦作九里山礦試驗，交叉布孔初始瓦斯自然涌出量是平行布孔的2.67倍，且隨時間的衰減速度也較平行布孔緩慢。交叉布孔的初始瓦斯抽出量為平行布孔的2.53倍。

以上三種布孔方式,既可在開采前預先抽采煤層瓦斯,又可在開采過程中邊采邊抽。根據礦壓理論，在回采工作面前方存在一個卸壓帶和集中應力帶，這兩個帶隨著工作面的推進向前移動，卸壓帶的寬度與煤層厚度、煤層硬度、頂底板巖石性質、傾角有關。一般來說，卸壓帶的寬度小于10m。

5、開采過程中的瓦斯抽放

⑴高位鉆孔抽放瓦斯

為解決在采煤工作面開采過程中出現的上隅角瓦斯超限，可采用頂板高位鉆孔抽放采空區的裂隙瓦斯。采煤工作面生產前，在采煤工作面的回風巷道內每隔一定距離施工一個高位鉆場，通過鉆場向工作面上方施工一組8～10個鉆孔，鉆孔成扇形布置，鉆孔位于工作面上方20～30m范圍內的裂隙帶內，鉆孔長度為60～80m。也可不做鉆場，直接在回風巷向采空區上方裂隙帶打數個鉆孔，抽采采空區瓦斯。圖6—15是回采工作面高位鉆孔布置示意圖。

圖6—14 平行鉆孔及交叉鉆孔布置

圖6—15 高位鉆孔抽放瓦斯

需要注意的是，采用圖6—15所示的高位鉆孔抽放瓦斯時，在采煤工作面過高位鉆孔之前，應用充填材料充滿高位鉆場，以消除瓦斯聚集，防止事故發生。采用這種鉆孔布置還存在工程量大，管理復雜等問題，不如直接在煤層巷道內打高位鉆孔方便。安陽大眾煤礦因為工作面兩煤層巷道斷面小，回采過程中瓦斯時常處于臨界狀態，經采用回風順槽直接向煤層頂板打高位鉆孔(采空區上向鉆孔)抽放后，工作面上隅角瓦斯再也不超限。見圖6—16。

圖6—16 采空區上向鉆孔抽放法

這種方法要求鉆孔孔底處于裂隙帶中，以收集上鄰近層涌向采空區的瓦斯，沒有上鄰近層時則抽采空區涌向裂隙帶的高濃度瓦斯。采用這種抽放方式，抽出的瓦斯濃度普遍較高，可達80%以上(安順煤礦和發祥煤礦)，單孔瓦斯流量可達2~3m3/min。

需要注意的是，采用高位鉆場布置高位鉆孔時，由于高位鉆場內空間較大，容易積聚瓦斯，給回采工作帶來困難(瓦斯和頂板管理)，應采用充填方法對高位鉆場進行充填，以消除回采過鉆場時瓦斯涌出異常的不安全因素。

(2)高位瓦斯專用巷道抽采瓦斯

在采煤工作面煤層頂板上方平行于回風巷道施工一條高位瓦斯巷，通過高位瓦斯巷抽采鄰近煤層涌出的瓦斯(圖6—17)。高位瓦斯巷布置在工作面垮落后形成的裂隙區內，高位巷一般處于煤層頂板上方15～20m，距工作面回風巷內側約10m處。此方法能將上鄰近煤層涌出瓦斯的60%以上抽出，抽采的瓦斯量較大。

圖6—17 高位瓦斯專用抽放巷抽放瓦斯

⑶高位抽采巷抽采

在采煤工作面回風巷每隔一段距離(30～50m)作一個高位鉆場，通過高位鉆場作鉆機平臺，在平臺上向采空區方向打3～5個帶有仰角的抽放鉆孔，抽放采空區瓦斯。見圖6 —18。

圖6—18 高位巷抽放

這種抽放方法與高位鉆孔抽放相比，鉆孔有效利用時間長，可以相應減少鉆孔工程量，但增加了巷道掘進工程。如果直接把高位巷作到裂隙帶中，抽放鉆孔就可作成水平鉆孔，其有效抽放時間更長。但高位巷應在煤層巷道掘進的期間掘出，工作面回采期間就不便于施工這種巷道，因為出矸不方便，而且采掘相互干撓，通風也不好解決。

⑷、采煤工作面煤壁淺孔抽放

在采煤工作面布置一趟直徑150mm的抽放管，每10m設一個多通接頭，每個接口用直徑25mm

軟膠管連接一個封孔器，對應插入煤壁前方超前鉆孔內，形成工作面抽放系統。在檢修班安排專人分段完成工作面抽放鉆孔打鉆任務。每打成一個鉆孔即封孔連管抽放。生產班停抽，拔出封孔器及抽放軟管，關閉閥門，放回指定地方。

采煤工作面煤壁鉆孔深8～10m，孔徑89mm，采高3m以下布置單排鉆孔，間距1.5m，大采高工作面布置雙排鉆孔。用防突輕便鉆機打鉆，鉆孔盡量布置在軟分層，最后聯網鉆孔抽放時間不少于2 小時。封孔采用專用封孔器，以適應回采工作面淺孔抽放鉆孔數量多，封孔深度淺、抽放時間短、重復次數多的特點。

6、采空區瓦斯抽采

在高瓦斯礦井和突出礦井，鄰近層煤線和不可采煤層、圍巖、煤柱和工作面丟煤都會向采空區涌出瓦斯。采空區瓦斯不僅在開采過程中向工作面和采空區涌出，而且在工作面采完密閉后仍有瓦斯涌出。與本煤層預抽相比，采空區抽放的特點是抽放量大，但抽放濃度低，其抽放量的大小取決于采空區瓦斯涌出量的大小和所采用的采空區抽放方法。為了減少采空區瓦斯涌向采掘空間而影響生產，可采取埋管抽采法、插管抽采法、鉆孔抽采法、頂板巷抽采法。

(1)埋管抽采法。

埋管抽采法就是預先將帶孔眼(孔眼直徑為10mm,孔的總面積大于或等于瓦斯管的斷面積)的瓦斯管道敷設在工作面回風巷內，隨著工作面的推進，瓦斯管的一端逐漸埋入采空區。瓦斯管道上每隔30～50m安設一個“T”形網管并安裝閥門，可以打開。T型管應安裝在專設的的抽放硐室內，緊貼巷道頂板。T型管安裝如圖所示。

圖6——T型管安裝

埋管的有效長度一般為20～50m。為防止抽放中發生管道堵塞，帶孔眼的管段和管口，應用沙網包好。T型管的管口應盡量靠近煤層頂板，處于瓦斯濃度較高的地點。T型管周圍還應用木垛圍護，以防止冒落巖石砸壞。

為了防止瓦斯管在頂板冒落時被砸壞，在平埋的瓦斯管路還外套水泥管，并且應抬高距底板有一定高度，以防止積水和煤泥堵塞。

為適應開采方式和抽采效果的要求，埋管的方式有水平和垂直兩種，如圖6—19。

埋管抽放的優點是處理回采工作面上隅角瓦斯效果明顯，埋管方式簡單易行，便于管理，不需要掘進專用巷道或打鉆，省時省力;其明顯缺點是將瓦斯管路丟失在采空區內不能回收，浪費大量管材。

受埋管位置的影響，埋管抽出的瓦斯濃度一般不高(通常不到10%)，抽放效率較低，并且波動較大，抽放濃度有時處于爆炸范圍，必須加強安全管理。一般設專用管路抽放，還要加強自燃發火檢測。

埋管抽放適用于生產強度不大，瓦斯涌出量較小的回采工作面，也可以聯合其它方法應用于瓦斯涌出量較大和生產強度較高的綜放工作面。

被理在采空區的管路一般在距放頂排10m后才達到好的抽放效果，但在現實應用中，有的礦井為節省管材，采用大管套小管，并在套管外表扎色皮布防止漏風的辦法來回收被埋管材。管路每埋進一定長度就將被埋管抽出一段，這樣做的結果是抽放濃度低，抽放效果差，不宜提倡。

還可以利用瓦斯尾巷在生產時對采空區的瓦斯進行抽采。對于已封閉的老空區，通過預先埋進老空區的瓦斯管道對老空區內的瓦斯進行抽采。

(2)插管抽采法

埋管法抽放和插管法抽放基本是相同的類型，只是布置方式不同。插管法是在采煤工作面上隅角靠采空區一側用編織帶裝煤粉或黃土堆成的墻垛，從風巷抽放管引出多條抽放軟管穿過墻垛插進采空區，抽放采空區瓦斯。如圖6—20。這種抽放方法各礦普遍采用，但抽放濃度低。貴州安順煤礦為提高抽放效果，采用埋管和插管相結合的抽放方法,效果較好。

根據《礦井瓦斯抽放管理規范》第22條規定：“在有自然發火危險煤層的采空區抽放瓦斯時，必須經常檢測一氧化碳濃度和氣體溫度等有關參數的變化。發現有自燃發火征兆時，要采取措施”。因此，采空區抽放瓦斯時應注意：

圖6—19 埋管抽采法

①采空區瓦斯管路上必須安設調壓閥，以便合理調整抽采負壓和抽采流量。

②在工作面中部至上隅角可砌筑密閉墻或擋風墻，以減少采面向采空區的漏風，墻體可用磚、料石或編織袋裝煤矸砌筑的方式，面上抹灰漿增加其密封性。

③必須定期對管內氣體及回采面上隅角，回風巷的氣體取樣分析，隨時掌握采空區內氣體成份、溫度變化，以便合理地調整抽放瓦斯量和抽放負壓。

④建立必要的防、滅火措施。

需要強調的是，埋管或插管抽采時用于隔離采空區的墻垛必須用黃泥充填逢縫隙并抹面，以減小漏風，隔離墻前面不能再設檔風簾，以防止墻面與檔風簾之間瓦斯積聚。

1—煤壁;2—回風巷;3—抽放管;4—抽放軟管;

5—墻垛;6—支架;7—采空區矸石

圖6—20 插管抽放法

(3)鉆孔抽采法

鉆孔抽采法是通過采煤工作面之間的煤柱向采空區打鉆抽采瓦斯，防止瓦斯超限的一種方法。鉆孔布置方法見圖6—21。

利用鉆孔法抽放采空區瓦斯是在龍風礦向斜北翼740-Iw綜放工作面進行的。該工作面位于龍鳳礦井田向斜北翼。工作面長115m，采區走向長385m，煤層傾角0°～18°。工作面由西向東推進，走向長壁式仰采，煤層厚度為45m，分層開采厚度平均13.42m，可采貯量0.99Mt，設計產量1960t/d。預測該面瓦斯涌出量為24m3/t。該面采前進行過預抽，但由于抽放時間

不充分，預抽率僅為8.66%，預抽量為2.08m3/t。由于受通風網絡復雜與阻力大等因素的影響，開采過程中實際供風量僅達到400m3/min，為設計供風量的40%。通風排放(稀釋)瓦斯能力僅為1.40m3/t。剩余的22.6m3/t瓦斯必須在開采的同時采取邊采邊抽和采空區抽放的技術措施來處理，抽出率必須達到94.16%，否則，瓦斯超限和積聚的問題就不可避免，安全生產也沒有保證。

圖6—21 采空區抽采鉆孔布置圖

實踐證明，7402-Iw綜放工作面，從1996年2月至12月，實施鉆孔抽放采空區瓦斯以來的11個月中，共抽出瓦斯21.12Mm3，抽出率達到了88.07%，基本上達到了預期指標。由于采空區抽放效果較好，工作面瓦斯超限和積聚的問題也基本得到控制，安全采出煤炭637kt。

采空區抽放瓦斯的效果主要取決于采空區抽放的布置方式及其工作面通風參數和抽放瓦斯參數。在巷道布置方式確定以后，其抽放效果主要取決于工作面通風和抽放參數及兩者之間的配合關系。

在抽放參數一定的情況下，工作面通風壓差越大，風量越大，往采空區漏風也越大，漏風的路線也越長，漏風流過的采空區面積也越大，工作面瓦斯涌出量就越大，甚至出現回風或上隅角瓦斯超限。因此，在采空區瓦斯涌出量較大時，采取增加工作面風量的方法來解決瓦斯問題往往適得其反。工作面風量只要能稀釋落煤瓦斯涌出及工作面后方較小范圍內的瓦斯涌出即可。

類似的道理，在工作面通風參數一定的情況下，抽放負壓、流量越大，其抽放作用于采空區的面積也越大(工作面漏風流經的面積越小)，抽出的瓦斯量也就越多。但是因為采空區抽放的瓦斯除采空區自然涌出的瓦斯外，還有一部分工作面漏風(也起到攜帶瓦斯的作用)。因此，抽放負壓與流量也不能過大，否則抽采的瓦斯濃度就很低，降低了抽采效果。因此，隨著工作面的推進，應即時調整抽放負壓和流量，以適應采空區面積的增大和瓦斯涌出量的增加。

⑷影響采空區抽采的主要因素

采空區瓦斯抽采的主要特點是高流量低負壓。影響采空區瓦斯抽采的主要因素有：隔離墻的密閉質量、抽放負壓。

隔離墻既要有一定長度(不小于6m)，又要有一定厚度(不小于0.5m)，而且砌體之間的縫隙應用黃泥漿充填密實，表面抹平，砌體要接觸煤層頂板。隔離墻迎風面應與采煤工作面放頂排支柱成鈍角布置，以便風流帶走隔離墻表面附近的瓦斯，減少上隅角瓦斯超限概率。安順煤礦對上隅角埋管抽放隔離設置質量作了試驗研究：原設置的隔離墻用編織帶裝煤粉砌筑，編織帶之間沒有用黃泥漿充填其縫隙，也沒用泥漿抹面，抽放濃度最高為4.5%,當采用黃泥漿充填縫隙，并在隔離墻表面用木板墻，然后再用泥漿抹面后，埋管抽放的瓦斯濃度達到6.5%。這充分說明隔離墻質量的重要性。

抽放負壓過高不但抽放量增加不多，而且容易吸入空氣，降低抽放濃度，還會引起采空區遺煤自燃，具體控制到多少，應根據實際抽放試驗確定。