針對低透氣性煤層難抽問題，前蘇聯(lián)頓巴斯和卡拉干達(dá)礦區(qū)最先提出并付諸實(shí)施了交叉鉆孔強(qiáng)化預(yù)抽煤層瓦斯的方法。與平行鉆孔相比，交叉鉆孔的抽放率一般提高1倍，有時(shí)可提高三倍，此技術(shù)在獨(dú)聯(lián)體國家應(yīng)用廣泛。

在開采深度大的條件下，采用大直徑鉆孔能有效提高抽放效果。日本赤平礦鉆孔直徑有65mm增大到120mm時(shí)，瓦斯抽放量增大3.5倍。增大鉆孔直徑成為瓦斯抽放的發(fā)展趨勢。

在順槽大煤層鉆孔的抽放系統(tǒng)，由于與回采工作相干擾，抽放時(shí)間短，為延長抽放時(shí)間，德國和捷克采用了集中抽放系統(tǒng)，即利用石門布置集中抽放站，向煤層打放射性鉆孔。捷克的2MP煤礦、德比揚(yáng)斯科煤礦和斯特利克煤礦都采用的這種集中抽放系統(tǒng)。

鉆孔密封質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到抽放瓦斯量和抽放率，是實(shí)現(xiàn)高效抽放瓦斯必不可少的環(huán)節(jié)。德國和日本全面推廣應(yīng)用聚氨酯封孔技術(shù)，德國抽放負(fù)壓為50kpa，配備了風(fēng)動(dòng)攪拌壓注聚氨酯泵；美國主要用水泥及其相配套的機(jī)械裝置封孔；俄羅斯用橡膠圈封孔器、快干水泥與相配套的注漿罐封孔；英國用樹脂及橡膠圈封孔器。

4.2.2改善煤層透氣性

通常采用鹽酸處理和水力壓裂方法以改善煤層透氣性。烏克蘭科學(xué)院物理有機(jī)化學(xué)和煤化學(xué)研究所研究出新的藥劑腐植酸鈉，配合水力壓裂對煤層進(jìn)行處理。這種新藥劑能更好的滲入煤層，擴(kuò)散距離達(dá)到50～60m，并有方向的改變了煤層結(jié)構(gòu)和物理特性。這種新方法可使抽出率提高到60～75％。

4.2.3瓦斯抽放設(shè)備

瓦斯抽放孔鉆機(jī)有旋轉(zhuǎn)式和潛孔式兩種。由于各國松軟煤層較多，各國均研制了適用與松軟煤層的瓦斯抽放鉆機(jī)。日本在打鉆時(shí)采用雙套管鉆進(jìn)一防治塌孔，已形成一套適用于處理易塌孔、夾鉆煤層打鉆的工藝措施，特別是往采空區(qū)打滅火鉆效果顯著，但其缺點(diǎn)是不易大深孔，一般只能打20～30m。德國對松軟煤層采用雙鉆頭鉆機(jī)打鉆，內(nèi)鉆頭逆時(shí)針方向采用回轉(zhuǎn)沖擊方式鉆進(jìn)。整個(gè)鉆機(jī)采用雙油泵，功率為110kw。鉆機(jī)鉆進(jìn)效果好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、價(jià)格貴。

為提高瓦斯抽放量，在不斷完善綜合抽放方式的基礎(chǔ)上，各國均研究和采用了強(qiáng)化抽放瓦斯，研制了強(qiáng)力鉆機(jī)，以提高鉆進(jìn)速度和鉆進(jìn)深度。日本研究成功了在高瓦斯長壁工作面頂板大水平鉆孔抽放采空區(qū)瓦斯的工藝和相應(yīng)的裝備。美國和波蘭也在生產(chǎn)和應(yīng)用抽放能力為200 /min以上的濕、干式抽放泵，建立了瓦斯檢測系統(tǒng)。

4.2.4地面抽放

煤層氣地面抽放始于上世紀(jì)50年代。美國是世界上最早開發(fā)煤層氣的國家。美國煤層氣開發(fā)的成功促使其他煤炭資源豐富的國家也開始進(jìn)行煤層氣勘探開發(fā)發(fā)面的研究和探索。美國的煤層氣開發(fā)活動(dòng)主要集中在圣胡安煤田和黑勇士煤田。1993年，美國的煤層氣產(chǎn)量達(dá)到200億立方米，其中的120億立方米產(chǎn)自圣胡安煤田高產(chǎn)富集區(qū)的600口裸眼洞穴井，每口井平均投資40萬美元，服務(wù)年限為10~20年。澳大利亞BHP公司早鮑恩和悉尼盆地實(shí)施煤層氣開發(fā)計(jì)劃中，在鮑恩盆地北部的布羅德煤多地區(qū)實(shí)驗(yàn)未開采地區(qū)地面鉆孔煤層氣開發(fā)，但由于煤層滲透性差、水力壓裂成本高、效率低，使開發(fā)在經(jīng)濟(jì)上不可行，因此澳大利亞主要在礦井下抽取煤層氣。德國、英國、波蘭等過都在積極的探索符合本國特點(diǎn)的煤層氣開發(fā)技術(shù)。

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從世界各國來看，煤礦突出以煤與瓦斯突出為主，個(gè)別情況有巖石和二氧化碳突出。突出事故多發(fā)生在石門掘進(jìn)揭煤時(shí)或煤巷掘進(jìn)工作面。突出的防治從以下兩個(gè)方面進(jìn)行：

4.3.1突出預(yù)測

各國的突出預(yù)測的研究圍繞地質(zhì)因素、煤結(jié)構(gòu)應(yīng)力和瓦斯等方面開展實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場的實(shí)驗(yàn)工作，以進(jìn)行區(qū)域性預(yù)測和日常預(yù)測。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用提高了速度和精度，使突出預(yù)測更加準(zhǔn)確和及時(shí)。

煤結(jié)構(gòu)的研究。由于地質(zhì)構(gòu)造的運(yùn)動(dòng)，是突出危險(xiǎn)每層的突出危險(xiǎn)區(qū)媒體結(jié)構(gòu)受到破壞，這是造成危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)物理力學(xué)性質(zhì)和瓦斯動(dòng)力特性發(fā)生很大變化的主要原因。頓涅茨克工學(xué)院研究利用煤體的兩個(gè)主要變形指標(biāo)彈性模量E和剪切模量G來確定煤層突出危險(xiǎn)性。煤樣縱向和橫向彈性波傳播速度在YK-10Ⅱ超聲波檢測裝置上進(jìn)行的，并用專門的計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用回歸方法得出無突出危險(xiǎn)性煤層的變形指標(biāo)與煤的變質(zhì)程度的關(guān)系曲線，此曲線為上限分界線。如果煤層的彈性模量和剪切模量分布在此曲線上方，則說明該煤層具有突出危險(xiǎn)性。

鉆份法。這種方法是在煤層中打一組直徑為50~150mm鉆孔，在高應(yīng)力區(qū)可能造成鉆進(jìn)困難，并隨著應(yīng)力的釋放，產(chǎn)生不成比例的大量鉆屑。根據(jù)鉆孔產(chǎn)生的鉆粉量和鉆粉瓦斯解吸量來判斷突出傾向。據(jù)波蘭的研究，當(dāng)鉆粉瓦斯的解吸強(qiáng)度大于1.18kpa，鉆粉量大于4g/L 時(shí)，認(rèn)為有突出危險(xiǎn)（DMC-2型或DMC-3型瓦斯解析儀測量解吸量）。德國對本國突出危險(xiǎn)煤層研究得出的鉆粉量臨界值如下：140mm直徑鉆孔為90dm3/m，95mm直徑鉆孔為50dm3/m，50mm直徑鉆孔為6~8dm3/m。如果超過上述值，說明該區(qū)域煤層應(yīng)力處于危險(xiǎn)狀態(tài)，將會(huì)發(fā)生突出。

瓦斯泄出速度。煤層中瓦斯泄出速度是突出危險(xiǎn)性的一個(gè)重要指標(biāo)。在初步評(píng)價(jià)時(shí)通常適用V30指數(shù)，它是按爆破后30min內(nèi)釋放的瓦斯量來確定的，以m3/t表示。德國的研究表明，如果V30值達(dá)到解吸瓦斯量的40%，則說明存在突出危險(xiǎn)性。如果達(dá)到60%，則表示有突出危險(xiǎn)。

微震檢測。在突出之前，一般是煤層及其相鄰巖層出現(xiàn)應(yīng)力從新分布，煤和巖層中出現(xiàn)斷裂。巖層在斷裂發(fā)展過程中產(chǎn)生微震。在微震波中，有P波和S波，但主要能量在橫波。煤層中聲發(fā)射的頻率極寬，為100Hz~1MHz，但微震事件頻率為500~2000Hz，領(lǐng)用傳感器可以檢測到微震波。美國礦業(yè)局從上世紀(jì)30年代開始研究微震，近些年的研究主要在科羅拉多州荷蘭溝礦、猶他州桑尼賽德礦和西弗吉尼亞州奧爾加礦，尋音探頭按二維或三維布置。三維布置的優(yōu)點(diǎn)可以確定貞元的精確位置。礦業(yè)局的微震檢測系統(tǒng)以模擬磁帶記錄裝置為基礎(chǔ)，可以記錄14哥通道的數(shù)據(jù)，一個(gè)磁帶的錄音時(shí)間為25小時(shí)。近年來，美國礦業(yè)局試驗(yàn)將巖石突出自動(dòng)檢測系統(tǒng)應(yīng)用于煤礦。由于煤層中信號(hào)頻率很低，記錄到的微震事件時(shí)間誤差及對應(yīng)的距離誤差較大。通過適當(dāng)調(diào)整信號(hào)放大倍數(shù)，一定程度上課提高震源定位的精度，自動(dòng)檢測系統(tǒng)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)，能處理16個(gè)地音探頭的數(shù)字化信號(hào)，采樣速度為20000個(gè)/s。英國從上世紀(jì)80年代開始微震的研究，并一直在辛海德里煤礦驚醒實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用，已經(jīng)先后在BV15、BV24、BV26等工作面進(jìn)行微震檢測，同時(shí)進(jìn)行地面微震檢測，試圖找出井下微震活動(dòng)與地面檢測到的突出型微震活動(dòng)之間的某種對應(yīng)關(guān)系。

4.3.2突出防治技術(shù)

采用安全開采法或卸壓法，使高應(yīng)力區(qū)的應(yīng)力重新分布或釋放，能有效的防止突出。

安全開采發(fā)。當(dāng)開采煤層群時(shí)，開采解放層是防止突出的最有效措施。英國、德國、前蘇聯(lián)都采用此方法很好的防治了突出。最有效的措施如下：

——選擇最有效的開采程序，超前開采礦山壓力增高帶上部或下部煤層；

——選擇開切眼的最佳位置和開采方向，規(guī)定煤層開采時(shí)間；

——在增高的礦山壓力區(qū)內(nèi)的煤層開采時(shí)采取預(yù)放頂措施，松動(dòng)煤層間巖層，充填采空區(qū)；

——與因壓力生成的裂隙方向或垂直打鉆孔，抽放瓦斯或注水；

——采用不用人力跟機(jī)操作的某些回采機(jī)械。

解放層應(yīng)開采干凈，不留煤柱或殘煤，從而不為有突出危險(xiǎn)性的煤層創(chuàng)造高側(cè)向支撐壓力的條件。波蘭新魯達(dá)煤礦于1978年發(fā)生的突出事故就是因?yàn)榻夥艑游床筛蓛粼斐蓱?yīng)力集中引起的。

泄壓鉆孔。在不可能應(yīng)用開采解放層方法進(jìn)行大面積泄壓時(shí)，常用一種局部卸壓法即鉆大直徑鉆孔，來釋放巖層壓力和瓦斯壓力。鉆孔直徑越大，泄壓效果越好。但大直徑孔煤排除是有可能誘發(fā)突出，要綜合考慮現(xiàn)場。德國煤礦成功打出直徑95~140mm泄壓鉆孔，是工作面前5~10m范圍內(nèi)處于泄壓狀態(tài)。法國普羅旺斯煤礦采用該經(jīng)德國的技術(shù)，以2~3m兼具想煤層打直徑95mm、長20~25m的鉆孔，觀察到明顯泄壓效果，并在鉆眼限定的空間內(nèi)，有誘發(fā)了小突出。前蘇聯(lián)、匈牙利一直在實(shí)驗(yàn)水力沖孔技術(shù)，孔的最大深度12m，沖出最大煤量為5t。在進(jìn)行水力沖孔時(shí)要加強(qiáng)工作面及航道的支架，以護(hù)住煤體。

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治理上隅角瓦斯積聚，國外主要采用壓風(fēng)引射器引排法、小型液壓風(fēng)機(jī)吹散發(fā)、鉆孔及埋管抽方法等。進(jìn)入上世紀(jì)90年代后各國井工開采呈現(xiàn)了一礦一井一面的集約化趨勢，通風(fēng)系統(tǒng)比較簡單，但盡管瓦斯的平均抽放率已高，但回采工作面上隅角瓦斯積聚和超限問題卻仍很突出。各國都廣泛應(yīng)用以無火花風(fēng)機(jī)為核心的直接引排的技術(shù)。

波蘭開發(fā)了具有阻燃、抗靜電性能的工程朔料葉輪電動(dòng)抽出式風(fēng)機(jī)和銅鑄葉輪氣動(dòng)抽出式風(fēng)機(jī)。英國開發(fā)了軟鋼葉片，鑲鈹銅合金環(huán)、分岔道電動(dòng)抽出式風(fēng)機(jī)。前蘇聯(lián)開發(fā)了四種動(dòng)力源（氣動(dòng)、電動(dòng)、液壓、水動(dòng)力）的處理局部瓦斯積聚的風(fēng)機(jī)，還開發(fā)了控制進(jìn)入風(fēng)筒的瓦斯?jié)舛茸詣?dòng)調(diào)控和檢測裝置，濃度不超過1.33%的瓦斯風(fēng)流經(jīng)過風(fēng)筒引入回風(fēng)順槽稀釋。南非開發(fā)了液壓馬達(dá)風(fēng)機(jī)，風(fēng)量250m3/min，有44kw液壓泵站驅(qū)動(dòng)。法國洛林礦區(qū)圣封彤煤礦（回采工作面相對瓦斯涌出量75m3/t）采用了28~48kw電動(dòng)抽風(fēng)機(jī)直接引排上隅角瓦斯，風(fēng)量為300~600m3/min，瓦斯?jié)舛瓤刂圃?.5%，最高為2%。德國和前蘇聯(lián)開發(fā)了承壓8kpa以上的大直徑無縫柔性風(fēng)筒，以適應(yīng)工作面長、送風(fēng)距離長的要求。

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德國和美國通過對移動(dòng)式隔爆棚進(jìn)行研究來預(yù)防瓦斯煤塵爆炸。移動(dòng)式隔爆棚在機(jī)械化快速掘進(jìn)巷道中的優(yōu)點(diǎn)十分突出。美國在萊克林恩實(shí)驗(yàn)礦進(jìn)行了移動(dòng)式隔爆棚的隔爆實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)證明能有效隔絕瓦斯煤塵吧爆炸傳播。美國采用的是疊式，德國采用懸掛式。各國還進(jìn)行研制自動(dòng)抑爆技術(shù)，利用抑爆裝置實(shí)時(shí)快速噴射抑爆劑來抑制迅猛的爆炸災(zāi)害。英國研制了以壓縮空氣推動(dòng)活塞噴水的MKⅡ型抑爆裝置，在180ms內(nèi)將水?dāng)U散到巷道空間。德國研制了利用儲(chǔ)壓原理的BVS型抑爆裝置，形成粉霧時(shí)間小于100ms；比利時(shí)研制的爆破撒播水霧噴灑器的水霧形成時(shí)間小于150ms；美國研制了以爆破拋灑為原理的Cardox型抑爆裝置，形成粉霧時(shí)間為180~490ms；前蘇聯(lián)研制了實(shí)時(shí)產(chǎn)氣式BПy型抑爆裝置，形成粉霧時(shí)間為100ms。

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為了避免瓦斯事故，各國都開始研究礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)。當(dāng)瓦斯檢測系統(tǒng)監(jiān)測到額阿斯超限并報(bào)警時(shí)，人員課安全撤離并采取安全措施。

英國的MINOS監(jiān)測系統(tǒng)。MINOS監(jiān)測系統(tǒng)是英國有代表性的先進(jìn)監(jiān)測系統(tǒng)，它能對礦井下環(huán)境進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，包括a 低濃度瓦斯：用BM1瓦斯檢測器，測量范圍0%—3%ch4；b 高濃度瓦斯：用BM2H瓦斯檢測器，測量范圍是0%—100%ch4;c 瓦斯抽放系統(tǒng)負(fù)壓；d 風(fēng)速：用BA2、BA4、BA5風(fēng)速檢測器，測量范圍為0~2m/s、0~5m/s、0~10m/s；e 風(fēng)壓；f 厭惡及粉塵。

德國TF—200瓦斯檢測系統(tǒng)。TF—200瓦斯檢測系統(tǒng)是YF—4系統(tǒng)的更新產(chǎn)品，功能擴(kuò)大，傳輸通道數(shù)有24個(gè)增加到52個(gè)。其技術(shù)特征：a 主要傳感器：高濃度瓦斯、低濃度瓦斯、co、風(fēng)速等傳感器；b 中心站：系統(tǒng)容量為176哥模擬量，352個(gè)開關(guān)量；主要設(shè)備是計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、記錄儀、模擬盤。C 傳輸系統(tǒng)：傳輸方式為調(diào)頻，52個(gè)信息通道；傳輸距離為10~24km；條換方式為v/f變換，f=5~15Hz；d 分站：容量為4、8、16個(gè)傳感器組；供電方式為10~24V。

波蘭CMM—20m瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)。適合小煤礦，可配接20個(gè)測點(diǎn)，采用循環(huán)方式檢測各測點(diǎn)的參數(shù)，包括瓦斯?jié)舛群惋L(fēng)速。

美國SCADA檢測系統(tǒng)。SCADA 系統(tǒng)為集中監(jiān)測系統(tǒng)，有標(biāo)準(zhǔn)型和擴(kuò)展性兩種。