《瓦斯抽放理论与技术》课程复习题

《瓦斯抽采理论与技术》课程复习题

一、填空题

1．瓦斯抽采系统主要由管道、 瓦斯抽放泵 、流量计、附属设备 等组成。 2．煤层透气性越小， 煤的坚固性系数 越低，越难抽出瓦斯。 3．钻孔直径大，钻孔暴露煤的面积大，则钻孔 瓦斯涌出量 也较大。 4．充填材料封孔方法主要有水泥、砂浆封孔和 胶圈—粘液 封孔等。 5．放水器有 人工放水器 与 自动放水器 两大类。

6．瓦斯抽采系统的“三防”装置是指 防回火 装置、 防爆炸 装置和 防回气 装置。 7．按照规定，开采层瓦斯预抽时，预抽钻孔孔口负压不得低于 13 KPa。 二、判断题

1．联接瓦斯管路时必须加胶垫，上全法兰盘螺丝并拧紧，以确保不漏气。(√) 2．地面泵房内电气设备、照明和其他电气仪表可以使用矿用一般型。(×) 3．煤层透气性越小，瓦斯压力越高，越难抽出瓦斯。(× )

4．本煤层瓦斯抽采，由于单孔抽采流量较小，当煤层透气性差时，钻孔工程量大。(√ ) 5．开采煤层群时，回采煤层的顶、底板围岩将发生冒落、移动和卸压，使透气性系数降低。(×) 6．开采厚煤层或邻近层处于冒落带时，其中大量的瓦斯会直接进入采空区。(√ ) 7．实测结果表明，单一钻孔的瓦斯抽采量与其孔长基本上成反比关系。(×) 8．钻孔排放瓦斯可根据瓦斯压力或瓦斯流量的变化来确定。 (√ ) 三、名词解释 1．邻近层抽采瓦斯

邻近层抽采瓦斯，即是在有瓦斯赋存的邻近层内预先开凿抽放瓦斯的巷道，或预先从开采煤层或围岩大巷内向邻近层打钻，将邻近层内涌出的瓦斯汇集抽出。

2．采空区抽采瓦斯 在开采高瓦斯煤层，特别是开采厚煤层和煤层群时，从邻近层（包括围岩和煤线）、煤柱及采掘空间丢失的煤中向开采层采空区大量涌出瓦斯，利用抽采工艺、方法、装备等对这些瓦斯进行抽采即采空区抽采瓦斯。

3．综合抽采瓦斯：把开采煤层瓦斯采前预抽、卸压邻近层瓦斯边采边抽及采空区瓦斯采后预抽等多种方法在一个采区内综合使用，在空间和时间上为瓦斯抽放创造更多的有利条件。在工艺及方式方面，将钻孔抽放与巷道抽放相结合，井下抽放与地面钻孔抽放相结合，常规抽放与强化抽放瓦斯相结合，垂直短钻孔抽放与水平长钻孔抽放瓦斯相结合。即在一个矿井或工作面同时采用2种或2种以上方法进行抽放瓦斯。

5． 未卸压抽采瓦斯：指钻孔打入未卸压的原始煤体进行抽放瓦斯，其抽放效果与原始煤体透气性

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和瓦斯压力有关，煤层透气性越小，瓦斯压力越低，越难抽出瓦斯。对于透气性系数大或没有邻近卸压条件的煤层，可以预抽原始媒体瓦斯。该法按钻孔与煤层的关系分为穿层钻孔和顺层钻孔。 6．卸压抽采瓦斯： 在受回采或掘进的采动影响下，引起煤层和围岩的应力重新分布，形成卸压区和应力集中区，卸压区内煤层膨胀变形，透气性系数增加，在这个区域内进行瓦斯抽采即卸压抽采瓦斯。 7．边掘边抽 ：在煤巷掘进的同时，从巷道的两帮向着近于推进方向的煤体中超前打钻孔，并插管密闭进行抽放，实质是抽采巷道两帮的卸压条带瓦斯。

8．边采边抽： 边采边抽是在采煤工作面前方由机巷或风巷每隔一段距离，沿煤层倾斜方向、平行于工作面打钻、封孔、抽放瓦斯，实质是抽采采面前方卸压条带的瓦斯

9．穿层钻孔抽采瓦斯 ：在底板岩石巷道或邻近煤层巷道布置钻场，向开采层打穿层钻孔，经过抽放后再进入煤层进行采掘，以解决掘进和采煤过程中的瓦斯问题。

10．顺层钻孔抽采瓦斯：利用提前开掘出的采区煤巷，沿煤层打顺层钻孔，经过抽放后再进行回采，以解决回采过程中瓦斯涌出问题。

11．交叉布孔抽采 ：交叉布孔抽采是除沿煤层打垂直于走向的平行孔外，还打与平行钻孔呈15°~20°夹角的斜向钻孔，形成互相连通的钻孔网。

12．瓦斯抽采率 ：瓦斯抽采率是指矿井（或采区）的抽出瓦斯量占其风排瓦斯量与抽放瓦斯量之和的百分比。

13．钻孔瓦斯流量衰减系数 ：不受采动影响条件下，煤层内钻孔的瓦斯流量随时间呈衰减变化的特征系数称钻孔瓦斯流量衰减系数。

14．煤层透气系数 ：煤层透气系数是衡量瓦斯在煤层内流动难易程度的参数，其物理意义是：在1m长的煤体上，当瓦斯压力平方差为1MPa2时，通过1m2煤层断面每日流过的瓦斯立方米数。

15．钻孔的有效排放半径：是指在规定的抽采时间内钻孔抽采瓦斯的有效影响范围，需从实际抽采工作中考察确定。

先在石门断面上打一个测压孔准确地测出煤层的瓦斯压力。然后距测压孔由远而近打排放瓦斯钻孔，观察瓦斯压力的变化，如果某一钻孔，在规定的排放瓦斯时间内，能把测压孔的瓦斯压力降低到容许限值，则该孔距测压孔的最小距离即为有效排放半径。

16 瓦斯含量：在自然条件下，单位质量或体积的煤体中所含的瓦斯量。 17 应抽尽抽：应当进行瓦斯抽采的煤层必须尽先抽采瓦斯 18先抽后采：在开采煤层前必须先进行瓦斯抽采。

19 顶板走向高抽巷:顶板走向高抽巷布置于综放面上方破坏裂隙带内并贯穿于整个工作面的走向,用于抽放上临近层瓦斯; 四、简述题

1．简述煤矿瓦斯抽采的意义。 瓦斯抽采，一箭三雕

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1．保障煤矿安全生产：简述煤矿瓦斯的危害；2．优质清洁能源开发利用：按燃烧热值计算1m3瓦斯相当于1.25㎏标准煤，1㎏燃油，接近1m3天然气；按热效率计算1m3煤层气相当于4㎏标准煤。瓦斯是优质清洁能源，是比天然气、燃油、特别是比煤洁净得多的一种优质能源；3．保护大气环境：瓦斯是温室效应气体，温室效应强度CH4＞CO2 20~60倍，我国风排瓦斯量 2004年我国煤矿瓦斯涌出量150亿m3 ，抽出率12%，利用率40％，风排量132亿m3 ，排空量11亿m3 ，我国瓦斯排放量142亿m3 占世界排放总量的1/2～1/3。 2．分别简述煤层瓦斯预抽和邻近层瓦斯抽采的原理。 煤层瓦斯预抽：单向流动，径向流动

邻近层瓦斯抽采：在煤层群开采条件下，由于开采层的采动，在上部空间形成三带：冒落带、裂隙带和缓慢下沉带—上部卸压区，在开采层的下部煤岩层，承受的自重应力大大降低，由压缩状态转为膨胀状态—下部卸压区。在卸压区内的煤层，吸附瓦斯解吸形成的游离瓦斯充满层间空隙，并通过层间裂隙涌入回采空间和采空区，这种层间空隙和裂隙不仅是卸压瓦斯的储存地点，也是良好的流动通道。因此，钻孔穿入或透过这些层间空隙——裂隙就能取得较好的抽采瓦斯效果。因为卸压瓦斯通过钻孔抽出要比通过层间的纵向裂隙涌向开采空间和采空区容易得多。这就是利用钻孔抽采邻近层瓦斯的基本原理。

3．按照《煤矿安全规程》，煤矿在什么情况下必须建立地面永久瓦斯抽采系统或井下临时瓦斯抽采系统？

有下列情况之一的矿井，必须建立地面永久抽采瓦斯系统或井下临时抽采瓦斯系统：一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或一个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，用通风方法解决瓦斯问题不合理时；

矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的：

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大于或等于40m3／min；

年产量1.0－1.5Mt的矿井，大于30m3／min； 年产量0.6－1.0Mt的矿井，大于25m3／min ； 年产量0.4－0.6Mt的矿井，大于20 m3／min ； 年产量等于或小于0.4Mt，大于15 m3／min 。

开采有煤与瓦斯突出危险煤层。

4．已知某煤矿按照规定必须建立瓦斯抽采系统，请简述该矿井在什么条件下必须建立地面永久瓦斯抽采系统？

当同时具备以下两个条件的矿井，应建立地面永久瓦斯抽采系统

1系统瓦斯抽采量稳定在2m3/min以上2矿井瓦斯资源可靠，储量丰富，预计抽采服务年限在5年以上

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井下临时抽采系统 局部地区(采区或工作面)瓦斯涌出量大低瓦斯矿井的高瓦斯区 5．煤矿瓦斯抽采的基本原则有哪些？

1尽可能多的在瓦斯进入矿井风流以前将其抽采出来 2抽采瓦斯要有针对性

3要有正规设计、施工和科学管理

6．我国煤矿瓦斯预抽难易程度分为几类？判断预抽煤层瓦斯难易程度的指标有哪几个？各类煤层瓦斯预抽难易程度的具体判断指标值是什么？

预抽煤层瓦斯的难易程度指标

可抽放性分类 容易抽放 可以抽放 较难抽放 百米钻孔瓦斯流量衰减系数（d） ＜0.003 0.003～0.05 ＞0.05 -1透气性系数（m/(MPa*d)） ＞10 10～0.1 ＜0.1 227．我国煤矿瓦斯抽采方法的主要分类方式有哪几种？各种分类方式下的主要抽采方法有哪些？ 1. 按瓦斯来源划分

开采层瓦斯抽采 采区大面积预抽；边掘边抽、边采边抽；人为卸压抽采 邻近层瓦斯抽采 上邻近层抽采；下邻近层抽采 采空区瓦斯抽采 全封闭式抽采；半封闭式抽采 围岩瓦斯抽采 围岩裂隙；溶洞抽采 2. 按地应力分

卸压抽采；未卸压抽采 3. 按采掘关系分

采掘前预抽；边采边抽、边掘边抽；采后抽采 9、简述提高煤矿瓦斯抽采效果的基本技术途径？ 提高预抽瓦斯效果最根本的措施—提高煤层透气性 国内外试验和运用过的方法有：

水力化措施—水力压裂、水力疏松、水力割裂、水力冲孔等 孔内爆破 化学处理

应用前景较好的方法

深孔控制预裂爆破 高压水射流扩孔

高压水射流扩孔（水力冲孔） 原理

在已施工的煤孔中，采用旋转的高压水射流，

对钻孔周围煤体进行切割 钻孔直径扩大数倍 增大煤体暴露面积 扩大钻孔卸压范围

增加钻孔抽采瓦斯半径提高预抽瓦斯效果 多钻孔、严封闭、综合抽

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