对江南煤矿井上下立体化抽采工艺分析.pdf

第４２卷第５期能源与环保Ｖｏｌ  ４２Ｎｏ  ５２０２０年５月ＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＭａｙ２０２０收稿日期２０２０－０１－２３；责任编辑郭海霞ＤＯＩ１０．１９３８９／ｊ．ｃｎｋｉ．１００３－０５０６．２０２０．０５．００２基金项目国家科技重大专项资助项目（２０１６ＺＸ０５０４５００２）作者简介万志杰（１９８０），男，山东青岛人，高级工程师，硕士，主要从事煤层气开发研究工作。引用格式万志杰．对江南煤矿井上下立体化抽采工艺分析［Ｊ］．能源与环保，２０２０，４２（５）７  １３．ＷａｎＺｈｉｊｉｅ．Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｏｆｔｈｒｅｅ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｇａｓｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｕｐｐｅｒａｎｄｌｏｗｅｒｗｅｌｌｓｉｎＤｕｉｊｉａｎｇｎａｎＣｏａｌＭｉｎｅ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，２０２０，４２（５）７  １３．对江南煤矿井上下立体化抽采工艺分析万志杰（贵州鼎泰新能源开发有限公司，贵州毕节５５１７００）摘要为了解决对江南煤矿“ 先抽后建” 以及煤与煤层气协调开发的问题，根据对江南煤矿采掘部署以及首采煤层Ｍ７８煤体结构好、气含量高、渗透性较好的特点，对首采面提出了地面水平井和丛式井相结合的方式进行高效地面预抽瓦斯，而对较晚开采的备用面和准备面采用丛式井地面预抽方式。模拟显示，地面抽采５年后，首采面Ｍ７８煤层瓦斯有了大幅度降低，最高降低幅度超过５０％。在地面预抽后井下采用底板排水巷定向长钻孔抽采技术，实现井上下立体化抽采。该工艺降低了煤矿瓦斯治理投资，提高了煤炭安全生产的效率，同时可充分有效地利用煤层气资源。关键词对江南煤矿；突出矿井；立体化抽采；瓦斯抽采中图分类号ＴＤ７１３文献标志码Ａ文章编号１００３－０５０６（２０２０）０５－０００７－０７Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｏｆｔｈｒｅｅ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｇａｓｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｕｐｐｅｒａｎｄｌｏｗｅｒｗｅｌｌｓｉｎＤｕｉｊｉａｎｇｎａｎＣｏａｌＭｉｎｅＷａｎＺｈｉｊｉｅ（ＧｕｉｚｈｏｕＤｉｎｇｔａｉＮｅｗＥｎｅｒｇｙＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｉｊｉｅ５５１７００，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆ＂ｐｕｍｐｉｎｇｆｉｒｓｔａｎｄｔｈｅｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ＂ａｎｄｔｈｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｃｏａｌａｎｄｃｏａｌｂｅｄｍｅｔｈａｎｅｉｎＤｕｉｊｉａｎｇｎａｎａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｍｉｎｉｎｇｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔｏｆＤｕｉｊｉａｎｇｎａｎＣｏａｌＭｉｎｅａｎｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＭ７８ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｉｎｔｈｅｆｉｒｓｔｍｉｎｉｎｇｓｅａｍ，ｓｕｃｈａｓｇｏｏｄｃｏａｌｂｏｄｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｈｉｇｈｇａｓｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｇｏｏｄｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｅｆｉｒｓｔｍｉｎｉｎｇｆａｃｅｉｎｔｈｅｆｉｒｓｔｍｉｎｉｎｇａｒｅａｉｓｆｉｒｓｔｅｘｐｌｏｉｔｅｄｉｎｔｈｅｍｉｎｉｎｇｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔ，ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｆｉｒｓｔｍｉｎｉｎｇｆａｃｅ．Ｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｓｕｒｆａｃｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｗｅｌｌａｎｄｃｌｕｓｔｅｒｗｅｌｌｉｓｕｓｅｄｆｏｒｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｕｒｆａｃｅｐｒｅ  ｄｒａｉｎａｇｅ，ｗｈｉｌｅｃｌｕｓｔｅｒｗｅｌｌｓｕｒｆａｃｅｐｒｅ  ｄｒａｉｎａｇｅｉｓｕｓｅｄｆｏｒｒｅｓｅｒｖｅｆａｃｅａｎｄｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｆａｃｅｏｆｌａｔｅｍｉｎ  ｉｎｇ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｈｏｗｓｔｈａｔａｆｔｅｒ５ｙｅａｒｓｏｆｓｕｒｆａｃｅｄｒａｉｎａｇｅ，ｔｈｅｇａｓｉｎＭ７８ｃｏａｌｓｅａｍｏｆｔｈｅｆｉｒｓｔｍｉｎｉｎｇｆａｃｅｈａｓｂｅｅｎｇｒｅａｔｌｙｒｅ  ｄｕｃｅｄ，ｗｉｔｈｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｍｏｒｅｔｈａｎ５０％．Ａｆｔｅｒｓｕｒｆａｃｅｐｒｅ  ｐｕｍｐｉｎｇ，ｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｏｎｇｂｏｒｅｈｏｌｅｐｕｍｐｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｆｌｏｏｒｄｒａｉｎａｇｅｌａｎｅｉｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｔｈｒｅｅ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｐｕｍｐｉｎｇ．Ｉｎｔｈｅｗｈｏｌｅｐｒｏｊｅｃｔｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｉｓｔｅｃｈｎｉｃｓｈａｓｒｅｄｕｃｅｄｔｈｅｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔｏｆｃｏａｌｍｉｎｅｇａｓｃｏｎｔｒｏｌ，ｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｃｏａｌｓａｆｅｔｙｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ａｎｄａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅｃａｎｍａｋｅｆｕｌｌｕｓｅｏｆｃｏａｌｂｅｄｍｅｔｈａｎｅｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＤｕｉｊｉａｎｇｎａｎＣｏａｌＭｉｎｅ；ｏｕｔｂｕｒｓｔｍｉｎｅ；ｔｈｒｅｅ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；ｍｅｔｈａｎｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ０引言对江南煤矿位于贵州省大方县西南部，设计产能９０万ｔ／ａ，属新建的煤与瓦斯突出矿井，煤层瓦斯含量高、瓦斯压力大，在生产建设过程中存在煤与瓦斯突出灾害的威胁，必须采取高效的瓦斯抽采技术手段，消除煤与瓦斯突出威胁，才能保障矿井建设的安全、顺利开展［１  ２］。近几年来，国家对煤矿安全问题日益关注，先后出台了一系列政策和规定加强煤矿安全生产管理，对煤矿特别是新建突出煤矿的瓦斯抽采提出了更严格、精细化的要求，新建的煤与瓦斯突出矿井必须进行地面瓦斯抽采［３  ４］。由于地面７２０２０年第５期能源与环保第４２卷瓦斯抽采空间和时间因素影响，对于高瓦斯矿井和突出矿井来说并不能完全达到安全指标，还需结合井下瓦斯抽采工程［５  １１］。１工程概况对江南煤矿构造复杂程度为中等，主体处于大方背斜与落脚河向斜之间，总体为倾向北西的单斜构造，地层倾角４～１５，较为平缓［１２  １６］。对江南煤矿构造纲要如图１所示。上二叠统龙潭组为对江南煤矿矿区含煤地层，含煤１６～３６层，总厚９  ９８～２６  ３８ｍ，平均厚１８  ９２ｍ，平均含煤系数８  ７％。全区或大部可采煤层为４层，自上而下编号为Ｍ１８、Ｍ２９、Ｍ５１和Ｍ７８（表１）。其中，Ｍ７８煤层为首采保护层。根据在对江南煤矿施工的煤层气参数试验井ＤＪＮ０１井测试结果显示，首采煤层Ｍ７８煤具有以下特征气含量为１６  ３７ｍ３／ｔ，平均甲烷浓度为９６  ９３％；渗透率为０  ０８ｍＤ，平均埋深４６８  １４ｍ，煤层平均厚１  ９８ｍ，储层压力梯度为１  ０７１０－２ＭＰａ／ｍ；坚固性系数为１  ８８；煤体结构为碎裂结构，绳索取心为柱状、短柱状，灰黑色，玻璃光泽，总体光泽较弱；煤中发育２组裂隙，主裂隙走向大体一致，４～６条／５ｃｍ，裂隙最大长度＞５ｃｍ，次裂隙４条／５ｃｍ，长度受主裂隙控制，主次裂隙近垂直相交。裂隙中充填白色矿物薄膜，连通性中等；直接顶、直接底均为泥质粉砂岩。通过敏感性试验检测得出水敏损害程度为弱水敏，酸敏损害程度为弱酸敏，碱敏损害程度为中等偏强碱敏，速敏损害程度为中等偏强速敏，应力敏感性损害程度为强应力敏感性。综合来看，地面抽采条件较好，另外Ｍ７８煤体结构好、坚固性系数高，满足地面水平井施工要求。图１对江南煤矿构造纲要图Ｆｉｇ  １ＳｉｍｐｌｉｆｉｅｄｍａｐｓｈｏｗｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｋｅｔｃｈｏｆＤｕｉｊｉａｎｇｎａｎＣｏａｌＭｉｎｅ表１可采煤层发育特征统计Ｔａｂ  １Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｏｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｅｘｔｒａｃｔａｂｌｅｃｏａｌｓｅａｍｓ煤层编号煤层厚度／ｍ夹矸数／层稳定性可采程度Ｍ１８０  ５２～８  ７８２  ３３０～２较稳定全区可采Ｍ２９０～３  ３６１  ２００～２较稳定大部可采Ｍ５１０  １２～２  ９７１  ２６０～２较稳定大部可采Ｍ７８０  ７９～３  ０４１  ５９０～２较稳定全区可采２总体思路２  １抽采规划对江南煤矿南一盘区为首采区，共７个工作面，分别为Ｓ１７８０１、Ｓ１７８０２、Ｓ１７８０３、Ｓ１７８０４、Ｓ１７８０５、Ｓ１７８０６、Ｓ１７８０７。首采区分布如图２所示。其中，Ｓ１７８０１为首采工作面，距开采时间约为５年；Ｓ１７８０２为备用工作面，距开采时间约为６年；Ｓ１７８０３Ｓ１７８０７工作面为准备工作面，距开采时间为７  ５～１２  ０年（表２）。根据煤矿采掘安排，由于首采工作面和备用工作面距煤炭开采时间短，抽采要求紧迫，地面抽采以高效抽采为主，以保证煤炭掘８２０２０年第５期万志杰对江南煤矿井上下立体化抽采工艺分析第４２卷进巷道及其周围１５ｍ范围煤层瓦斯量降低超过３０％；井下抽采则满足突出矿井煤炭开采前２个工作面全区域内瓦斯含量＜８ｍ３／ｔ。Ｓ１７８０３Ｓ１７８０７工作面，距煤炭开采时间较长，地面抽采以巷道及工作面煤层瓦斯量降低超过３０％、部分区域瓦斯含量＜８ｍ３／ｔ为目的，并兼顾煤层气资源效应；井下抽采则满足突出矿井煤炭开采前全范围内瓦斯含量＜８ｍ３／ｔ［１７］。图２首采区分布Ｆｉｇ  ２Ｍａｐｏｆｔｈｅｆｉｒｓｔｍｉｎｉｎｇａｒｅａ表２各盘区工作面情况Ｔａｂ  ２Ｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅｓｉｎｔｈｅｄｉｓｋａｒｅａｓ工作面工作面宽度／ｍ工作面长度／ｍ地面可采抽采时间／ａＳ１７８０１２２０２３１０５  ０Ｓ１７８０２２２０２０９０６  ０Ｓ１７８０３２２０２１３０７  ５Ｓ１７８０４２２０２０５０８  ５Ｓ１７８０５２２０１５７０１０  ０Ｓ１７８０６２２０２０００１１  ０Ｓ１７８０７２２０１３１０１２  ０２  ２抽采方式目前，瓦斯地面抽采方式主要有垂直井（含丛式井）、水平对接井、多分支水平井、分段压裂水平井等方式，可总体归纳为地面直井和水平井２类。受地形条件、地质条件、储层特性以及煤炭开采部署等方面的限制，不同抽采方式适应条件差异很大。应综合煤炭生产情况、地质条件、地形条件、气井服务年限等因素，确定适合各区的抽采方式。（１）地面垂直井。是目前国内外瓦斯地面抽采技术工艺最成熟的方式，工艺简单、投资成本低，可对多煤层抽采。但由于单井控制面积小，单井产量低、煤层气抽采率低，需要施工的气井数量多，管理成本高，集输管路复杂，集输投入高。（２）丛式井。与地面垂直井基本相似，但可在同一个井场同时实施多口井，对地形、交通条件的要求较地面垂直井低，其产能状况与地面垂直井基本一致，集输、管理相对简单且成本较低。（３）水平井。单井控制面积大，气井产能高，抽采率高，对地形、交通等适应性强。由于单井控制面积大，因此管理成本和集输投入都相对较低。但较地面垂直井或丛式井而言，对地质条件要求高，适合在构造及水文地质条件简单的地区使用，一般仅适合单煤层且煤层稳定、厚度大的地区。工艺比较复杂，难度大，投资高，风险大。（４）多分支水平井。突破了垂直井与水平井的点或线范围排水采气的局限，具有控制面积大、导流能力强的特点，可大幅度提高单井产能与抽采率。工艺复杂，难度大，投资高，风险大，成孔难、塌孔、煤层钻遇率低现象比较严重。（５）分段压裂水平井。结合了水平井与压裂改造技术特点，减少了多分支水平井钻进问题，控制面积大，可实现对硬煤、软煤的大范围储层改造和高效抽采；工艺复杂，投资较高［１８  ２１］。根据上述考虑，针对不同抽采区域，分别进行抽采方式规划。首采工作面与备用工作面，距煤炭采掘时间短，目标煤层主要为Ｍ７８煤层，地面首选高效抽采技术，采用以水平井与垂直井相结合的开发方式，以快速降低掘进巷道煤层瓦斯含量。鉴于煤矿地形条件复杂，垂直井主要以丛式井方式布置。井下利用底板排水巷道进行穿层、顺层钻孔方式抽采。Ｓ１７８０３Ｓ１７８０７工作面距离煤炭开采时间较长，考虑到煤矿可采煤层为３～４层，地面主要采用垂直井技术，并采用地面丛式井方式部署。井下利用回风巷道进行顺层钻孔方式抽采。３地面抽采设计３  １首采面沿Ｓ１７８０１首采工作面２条巷道平行方向，分别布置４组分段压裂水平井，抽采Ｍ７８煤层。北侧回风巷道水平井组分别为Ｈ１  Ｖ１井组、Ｈ３井，南侧运输巷道为Ｈ２  Ｖ２井组、Ｈ４井，其中Ｈ１  Ｖ１、Ｈ２  Ｖ２９２０２０年第５期能源与环保第４２卷井组为顶板分段压裂水平对接井，Ｈ３、Ｈ４井为煤层分段压裂水平井，井型为“ Ｌ ” 型。４组水平井的井场分别位于Ｖ１、Ｈ１、Ｖ２、Ｈ２这４个井场。其中，Ｈ１组水平段长度１０２３ｍ，可压裂１０段；Ｈ２井组水平段长度９６０ｍ，可压裂１０段；Ｈ３井水平段长度７８０ｍ，压裂８段；Ｈ４井水平段长度２７０ｍ，可压裂３段。由于水平井钻井造斜要求，导致造斜段处于地面抽采空白范围，为此在４组水平井造斜部分各设计补增１口垂直井，分别为Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３井，各井在Ｍ７８煤层见煤点距离各水平井１５０ｍ，以保证Ｓ１７８０１工作面２条巷道地面抽采全部覆盖；Ｓ１０、Ｓ１１井井场位于Ｈ１井场，Ｓ１２、Ｓ１３井井场位于Ｈ２井场（图３）。图３首采面、备用面井位部署Ｆｉｇ  ３Ｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔｍａｐｏｆｍｉｎｅｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｎｉｎｉｔｉａｌａｎｄａｌｔｅｒｎａｔｅｆａｃｅ３  ２备用面Ｓ１７８０２工作面沿南侧巷道平行方向布置９口垂直井，采用丛式井方式，抽采Ｍ１８、Ｍ５１、Ｍ７８煤层，各井在Ｍ７８煤层见煤点间距２２０ｍ左右，抽采范围基本覆盖整个巷道。分别为Ｓ０１、Ｓ０２、Ｓ０３、Ｓ０４、Ｓ０５、Ｓ０６、Ｓ０７、Ｓ０８、Ｓ０９井，井场分别为Ｓ０２井（含Ｓ０１、Ｓ０２、Ｓ０３井）、Ｓ０５井（含Ｓ０４、Ｓ０５、Ｓ０６井）、Ｓ０８井（含Ｓ０７、Ｓ０８、Ｓ０９井）。２个工作面中间巷道西北段有４７５ｍ范围的抽采空白带，设计２口斜井Ｓ１４、Ｓ１５井，两井间距１９０ｍ，抽采Ｍ１８、Ｍ２９、Ｍ５１、Ｍ７８煤层，井场分别为Ｖ１、Ｖ２井场，Ｓ１４井在Ｍ７８煤层见煤点距离Ｖ１井约３３０ｍ，Ｓ１５井在Ｍ７８煤层见煤点距离Ｖ２井约２００ｍ。３  ３准备面对于Ｓ１７８０３、Ｓ１７８０４、Ｓ１７８０５、Ｓ１７８０６、Ｓ１７８０７工作面距开采时间有７  ５～１２  ０年，相对较长，共部署６８口直井，地面以丛式井方式部署。其中，Ｓ１７８０４、Ｓ１７８０６工作面共２７口，Ｓ１７８０３、Ｓ１７８０５、Ｓ１７８０７工作面共４１口，接续生产准备区煤层气产能。工程部署如图４所示。图４南一盘区整体地面抽采部署Ｆｉｇ  ４ＯｖｅｒａｌｌｇｒｏｕｎｄｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔｉｎＳｏｕｔｈＮｏ．１Ｚｏｎｅ３  ４预期效果采用煤层气抽采数值模拟技术对地面抽采部署进行预测，采用ＣＢＭ ＳＩＭ煤层气藏数值模拟软件。地质参数依据ＤＪＮ０１井实测数据。根据产能模拟结果对抽采后２个工作面Ｍ７８煤层气含量变化特征进行分析。地面抽采前，Ｍ７８煤层气含量基本都在１４ｍ３／ｔ以上，自东向西逐渐增大，西部基本都在１８ｍ３／ｔ左右。地面抽采５年后，Ｍ７８煤层气含量有了大幅度降低，最高降低幅度超过５０％。其中，Ｓ１７８０１工作面２条巷道煤层气含量降低程度最大，东部大部分区域都降至８ｍ３／ｔ以下；西部基本都降至１０ｍ３／ｔ以下，部分区域降至８ｍ３／ｔ；特别是水平井水平段两侧，东部煤层气含量甚至降至６ｍ３／ｔ。Ｓ１７８０２工作面南侧巷道煤层气含量较Ｓ１７８０１工作面２条巷道的降低幅度小，但巷道两侧１５ｍ范围煤层气含量降低幅度都超过３０％，东部煤层气含量基本都在８ｍ３／ｔ以下，西部基本都在１１ｍ３／ｔ以下，井筒附近在０１２０２０年第５期万志杰对江南煤矿井上下立体化抽采工艺分析第４２卷１０ｍ３／ｔ（图５）。图５首采面、备用面抽采５年后Ｍ７８煤层气含量变化分布Ｆｉｇ  ５ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＭ７８ｃｏａｌｂｅｄｍｅｔｈａｎｅｃｏｎｔｅｎｔａｆｔｅｒ５ｙｅａｒｓｏｆｐｒｉｍａｒｙａｎｄｓｅｃｏｎｄａｒｙｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ４井下抽采设计根据对江南煤矿开拓设计及Ｍ７８煤层“ 以首采工作面为中心两翼跳采方式” 的工作面接续安排，结合首采面Ｓ１７８０１煤层赋存条件井下瓦斯抽采初步设计思路为（１）利用首采工作面底板２条排水巷实施穿层钻孔，进行巷道掘进前和工作面回采期间条带预抽巷道煤层瓦斯。（２）利用首采面运输巷向备采工作面实施平行钻孔，对备采工作面掘进巷道进行区域预抽和工作面煤层瓦斯预抽。４  １抽采单元划分首采工作面掘进巷道瓦斯预抽方式为沿底板排水巷实施定向长钻孔。按控制巷道轮廓线外１５ｍ考虑，回风巷需抽采的范围为２６７０ｍ３４ｍ，运输巷需抽采的范围为２３２０ｍ３４ｍ，首采工作面抽采的范围为２３２０ｍ１９０ｍ，备采工作面Ｓ１７８０２的抽采范围为２０８８ｍ２２０ｍ。根据地面抽采５年后煤层瓦斯含量等值线划分抽采单元。（１）回风巷。距离开切眼１０５０ｍ处划分为回风巷抽采一单元，在５１０ｍ处划分为抽采二单元，在６１０ｍ处划分为抽采三单元，在５００ｍ处划分为抽采四单元。（２）运输巷。距离开切眼处４８０、１３００、５４０ｍ分别划分抽采单元一、二、三。其中回风巷、运输巷抽采三单元瓦斯含量均已经达标，不再设计井下抽采。（３）首采工作面。距离开切眼５００ｍ处划分为抽采一单元，９５０ｍ划分为抽采二单元。首采工作面瓦斯含量和抽采单元划分如图６所示。图６首采工作面瓦斯含量和抽采单元划分Ｆｉｇ  ６Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｇａｓｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｕｎｉｔｓｉｎｔｈｅｆｉｒｓｔｍｉｎｉｎｇｆａｃｅ４  ２巷道掘进钻孔布置根据各单元地面抽采后剩余瓦斯量计算，回风巷抽采一单元钻孔５个，钻孔间距８ｍ；由于煤层地质条件复杂和钻探能力限制，单元内设置３个钻场，间距３５０ｍ；抽采二单元钻孔４个，钻孔间距１０ｍ，单元内设置２个钻场，间距２５５ｍ；抽采四单元钻孔５个，钻孔间距８ｍ，单元内设置２个钻场，间距２５０ｍ。运输巷抽采一单元钻孔５个，钻孔间距８ｍ，设置２个钻场，间距２４０ｍ；抽采二单元钻孔４个，钻孔间１０ｍ，设置４个钻场，间距３２５ｍ。４  ３首采面钻孔布置沿底板排水巷向工作面实施定向长距离穿层钻孔。工作面一单元长度５００ｍ，从底板排水巷向工作面打平行钻孔，钻孔个数３２个，孔间距６ｍ，设置１１２０２０年第５期能源与环保第４２卷２个钻场，钻场间距２５０ｍ覆盖整个工作面。二单元长度９５０ｍ，从底板排水巷向工作面打平行钻孔，钻孔个数２７个，孔间距７ｍ，设置３个钻场，钻场间距３１７ｍ。三单元长度８７０ｍ，从底板排水巷向工作面打平行钻孔，钻孔个数１９个，孔间距１０ｍ，设置３个钻场，钻场间距２９０ｍ。５结论（１）地面与井下立体化抽采，在方式、时间、空间布局等方面综合考虑，可以为对江南煤矿煤炭开采提前解决部分瓦斯问题，降低井下抽采工作量、节约时间，提高煤矿生产效率。（２）地面抽采直井达到效果时间较长，可以同时抽采多个煤层瓦斯，水平井抽采效率高，但只能抽采单一煤层瓦斯。（３）根据对江南煤矿的具体情况，作出了具有实际操作性的设计。（４）井下利用底板排水巷实施定向长钻孔抽采，未利用底抽巷抽采，通过井上下立体化抽采是否可以取消底抽巷需进一步论证。参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）［１］曹佐勇，何学秋，王恩元，等．新建突出煤矿“ 先抽后建” 模式与实施路径［Ｊ］．煤炭学报，２０１６，４１（Ｓ２）４２５  ４３３．ＣａｏＺｕｏｙｏｎｇ，ＨｅＸｕｅｑｉｕ，ＷａｎｇＥｎｙｕａｎ，ｅｔａｌ．Ｍｏｄｅｌａｎｄｉｍｐｌｅ  ｍｅｎｔａｔｉｏｎｐａｔｈｏｆ＂ｐｕｍｐｉｎｇｉｎａｄｖａｎｃｅａｎｄｔｈｅｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ＂ｆｏｒａｎｅｗｃｏａｌａｎｄｇａｓｏｕｔｂｕｒｓｔｍｉｎｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＣｏａｌＳｏｃｉｅ  ｔｙ，２０１６，４１（Ｓ２）４２５  ４３３．［２］胡正田，万志杰，张东亮．贵州官寨煤矿“ 先抽后建” 地面瓦斯抽采工艺分析［Ｊ］．煤田地质与勘探，２０１８，４６（４）５０  ５４，６０．ＨｕＺｈｅｎｇｔｉａｎ，ＷａｎＺｈｉｊｉｅ，ＺｈａｎｇＤｏｎｇｌｉａｎｇ．Ａｎａｌｙｓｉｓｏｎｔｈｅｓｕｒ  ｆａｃｅｇａｓｄｒａｉｎａｇｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆ＂ｄｒａｉｎａｇｅｆｉｒｓｔａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｌａｔ  ｅｒ＂ｉｎＧｕａｎｚｈａｉＭｉｎｅｉｎＧｕｉｚｈｏｕＰｒｏｖｉｎｃｅ［Ｊ］．ＣｏａｌＧｅｏｌｏｇｙ＆Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ，２０１８，４６（４）５０  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