针对低透气性煤层难抽问题，前苏联顿巴斯和卡拉干达矿区最先提出并付诸实施了交叉钻孔强化预抽煤层瓦斯的方法。与平行钻孔相比，交叉钻孔的抽放率一般提高1倍，有时可提高三倍，此技术在独联体国家应用广泛。

在开采深度大的条件下，采用大直径钻孔能有效提高抽放效果。日本赤平矿钻孔直径有65mm增大到120mm时，瓦斯抽放量增大3.5倍。增大钻孔直径成为瓦斯抽放的发展趋势。

在顺槽大煤层钻孔的抽放系统，由于与回采工作相干扰，抽放时间短，为延长抽放时间，德国和捷克采用了集中抽放系统，即利用石门布置集中抽放站，向煤层打放射性钻孔。捷克的2MP煤矿、德比扬斯科煤矿和斯特利克煤矿都采用的这种集中抽放系统。

钻孔密封质量的好坏直接关系到抽放瓦斯量和抽放率，是实现高效抽放瓦斯必不可少的环节。德国和日本全面推广应用聚氨酯封孔技术，德国抽放负压为50kpa，配备了风动搅拌压注聚氨酯泵；美国主要用水泥及其相配套的机械装置封孔；俄罗斯用橡胶圈封孔器、快干水泥与相配套的注浆罐封孔；英国用树脂及橡胶圈封孔器。

4.2.2改善煤层透气性

通常采用盐酸处理和水力压裂方法以改善煤层透气性。乌克兰科学院物理有机化学和煤化学研究所研究出新的药剂腐植酸钠，配合水力压裂对煤层进行处理。这种新药剂能更好的渗入煤层，扩散距离达到50～60m，并有方向的改变了煤层结构和物理特性。这种新方法可使抽出率提高到60～75％。

4.2.3瓦斯抽放设备

瓦斯抽放孔钻机有旋转式和潜孔式两种。由于各国松软煤层较多，各国均研制了适用与松软煤层的瓦斯抽放钻机。日本在打钻时采用双套管钻进一防治塌孔，已形成一套适用于处理易塌孔、夹钻煤层打钻的工艺措施，特别是往采空区打灭火钻效果显著，但其缺点是不易大深孔，一般只能打20～30m。德国对松软煤层采用双钻头钻机打钻，内钻头逆时针方向采用回转冲击方式钻进。整个钻机采用双油泵，功率为110kw。钻机钻进效果好，但结构复杂、体积大、价格贵。

为提高瓦斯抽放量，在不断完善综合抽放方式的基础上，各国均研究和采用了强化抽放瓦斯，研制了强力钻机，以提高钻进速度和钻进深度。日本研究成功了在高瓦斯长壁工作面顶板大水平钻孔抽放采空区瓦斯的工艺和相应的装备。美国和波兰也在生产和应用抽放能力为200 /min以上的湿、干式抽放泵，建立了瓦斯检测系统。

4.2.4地面抽放

煤层气地面抽放始于上世纪50年代。美国是世界上最早开发煤层气的国家。美国煤层气开发的成功促使其他煤炭资源丰富的国家也开始进行煤层气勘探开发发面的研究和探索。美国的煤层气开发活动主要集中在圣胡安煤田和黑勇士煤田。1993年，美国的煤层气产量达到200亿立方米，其中的120亿立方米产自圣胡安煤田高产富集区的600口裸眼洞穴井，每口井平均投资40万美元，服务年限为10~20年。澳大利亚BHP公司早鲍恩和悉尼盆地实施煤层气开发计划中，在鲍恩盆地北部的布罗德煤多地区实验未开采地区地面钻孔煤层气开发，但由于煤层渗透性差、水力压裂成本高、效率低，使开发在经济上不可行，因此澳大利亚主要在矿井下抽取煤层气。德国、英国、波兰等过都在积极的探索符合本国特点的煤层气开发技术。

 

从世界各国来看，煤矿突出以煤与瓦斯突出为主，个别情况有岩石和二氧化碳突出。突出事故多发生在石门掘进揭煤时或煤巷掘进工作面。突出的防治从以下两个方面进行：

4.3.1突出预测

各国的突出预测的研究围绕地质因素、煤结构应力和瓦斯等方面开展实验室和现场的实验工作，以进行区域性预测和日常预测。计算机的应用提高了速度和精度，使突出预测更加准确和及时。

煤结构的研究。由于地质构造的运动，是突出危险每层的突出危险区媒体结构受到破坏，这是造成危险区内物理力学性质和瓦斯动力特性发生很大变化的主要原因。顿涅茨克工学院研究利用煤体的两个主要变形指标弹性模量E和剪切模量G来确定煤层突出危险性。煤样纵向和横向弹性波传播速度在YK-10Ⅱ超声波检测装置上进行的，并用专门的计算机程序进行数据处理，用回归方法得出无突出危险性煤层的变形指标与煤的变质程度的关系曲线，此曲线为上限分界线。如果煤层的弹性模量和剪切模量分布在此曲线上方，则说明该煤层具有突出危险性。

钻份法。这种方法是在煤层中打一组直径为50~150mm钻孔，在高应力区可能造成钻进困难，并随着应力的释放，产生不成比例的大量钻屑。根据钻孔产生的钻粉量和钻粉瓦斯解吸量来判断突出倾向。据波兰的研究，当钻粉瓦斯的解吸强度大于1.18kpa，钻粉量大于4g/L 时，认为有突出危险（DMC-2型或DMC-3型瓦斯解析仪测量解吸量）。德国对本国突出危险煤层研究得出的钻粉量临界值如下：140mm直径钻孔为90dm3/m，95mm直径钻孔为50dm3/m，50mm直径钻孔为6~8dm3/m。如果超过上述值，说明该区域煤层应力处于危险状态，将会发生突出。

瓦斯泄出速度。煤层中瓦斯泄出速度是突出危险性的一个重要指标。在初步评价时通常适用V30指数，它是按爆破后30min内释放的瓦斯量来确定的，以m3/t表示。德国的研究表明，如果V30值达到解吸瓦斯量的40%，则说明存在突出危险性。如果达到60%，则表示有突出危险。

微震检测。在突出之前，一般是煤层及其相邻岩层出现应力从新分布，煤和岩层中出现断裂。岩层在断裂发展过程中产生微震。在微震波中，有P波和S波，但主要能量在横波。煤层中声发射的频率极宽，为100Hz~1MHz，但微震事件频率为500~2000Hz，领用传感器可以检测到微震波。美国矿业局从上世纪30年代开始研究微震，近些年的研究主要在科罗拉多州荷兰沟矿、犹他州桑尼赛德矿和西弗吉尼亚州奥尔加矿，寻音探头按二维或三维布置。三维布置的优点可以确定贞元的精确位置。矿业局的微震检测系统以模拟磁带记录装置为基础，可以记录14哥通道的数据，一个磁带的录音时间为25小时。近年来，美国矿业局试验将岩石突出自动检测系统应用于煤矿。由于煤层中信号频率很低，记录到的微震事件时间误差及对应的距离误差较大。通过适当调整信号放大倍数，一定程度上课提高震源定位的精度，自动检测系统应用于计算机，能处理16个地音探头的数字化信号，采样速度为20000个/s。英国从上世纪80年代开始微震的研究，并一直在辛海德里煤矿惊醒实验和应用，已经先后在BV15、BV24、BV26等工作面进行微震检测，同时进行地面微震检测，试图找出井下微震活动与地面检测到的突出型微震活动之间的某种对应关系。

4.3.2突出防治技术

采用安全开采法或卸压法，使高应力区的应力重新分布或释放，能有效的防止突出。

安全开采发。当开采煤层群时，开采解放层是防止突出的最有效措施。英国、德国、前苏联都采用此方法很好的防治了突出。最有效的措施如下：

——选择最有效的开采程序，超前开采矿山压力增高带上部或下部煤层；

——选择开切眼的最佳位置和开采方向，规定煤层开采时间；

——在增高的矿山压力区内的煤层开采时采取预放顶措施，松动煤层间岩层，充填采空区；

——与因压力生成的裂隙方向或垂直打钻孔，抽放瓦斯或注水；

——采用不用人力跟机操作的某些回采机械。

解放层应开采干净，不留煤柱或残煤，从而不为有突出危险性的煤层创造高侧向支撑压力的条件。波兰新鲁达煤矿于1978年发生的突出事故就是因为解放层未采干净造成应力集中引起的。

泄压钻孔。在不可能应用开采解放层方法进行大面积泄压时，常用一种局部卸压法即钻大直径钻孔，来释放岩层压力和瓦斯压力。钻孔直径越大，泄压效果越好。但大直径孔煤排除是有可能诱发突出，要综合考虑现场。德国煤矿成功打出直径95~140mm泄压钻孔，是工作面前5~10m范围内处于泄压状态。法国普罗旺斯煤矿采用该经德国的技术，以2~3m兼具想煤层打直径95mm、长20~25m的钻孔，观察到明显泄压效果，并在钻眼限定的空间内，有诱发了小突出。前苏联、匈牙利一直在实验水力冲孔技术，孔的最大深度12m，冲出最大煤量为5t。在进行水力冲孔时要加强工作面及航道的支架，以护住煤体。

 

治理上隅角瓦斯积聚，国外主要采用压风引射器引排法、小型液压风机吹散发、钻孔及埋管抽方法等。进入上世纪90年代后各国井工开采呈现了一矿一井一面的集约化趋势，通风系统比较简单，但尽管瓦斯的平均抽放率已高，但回采工作面上隅角瓦斯积聚和超限问题却仍很突出。各国都广泛应用以无火花风机为核心的直接引排的技术。

波兰开发了具有阻燃、抗静电性能的工程朔料叶轮电动抽出式风机和铜铸叶轮气动抽出式风机。英国开发了软钢叶片，镶铍铜合金环、分岔道电动抽出式风机。前苏联开发了四种动力源（气动、电动、液压、水动力）的处理局部瓦斯积聚的风机，还开发了控制进入风筒的瓦斯浓度自动调控和检测装置，浓度不超过1.33%的瓦斯风流经过风筒引入回风顺槽稀释。南非开发了液压马达风机，风量250m3/min，有44kw液压泵站驱动。法国洛林矿区圣封彤煤矿（回采工作面相对瓦斯涌出量75m3/t）采用了28~48kw电动抽风机直接引排上隅角瓦斯，风量为300~600m3/min，瓦斯浓度控制在1.5%，最高为2%。德国和前苏联开发了承压8kpa以上的大直径无缝柔性风筒，以适应工作面长、送风距离长的要求。

 

德国和美国通过对移动式隔爆棚进行研究来预防瓦斯煤尘爆炸。移动式隔爆棚在机械化快速掘进巷道中的优点十分突出。美国在莱克林恩实验矿进行了移动式隔爆棚的隔爆实验，实验证明能有效隔绝瓦斯煤尘吧爆炸传播。美国采用的是叠式，德国采用悬挂式。各国还进行研制自动抑爆技术，利用抑爆装置实时快速喷射抑爆剂来抑制迅猛的爆炸灾害。英国研制了以压缩空气推动活塞喷水的MKⅡ型抑爆装置，在180ms内将水扩散到巷道空间。德国研制了利用储压原理的BVS型抑爆装置，形成粉雾时间小于100ms；比利时研制的爆破撒播水雾喷洒器的水雾形成时间小于150ms；美国研制了以爆破抛洒为原理的Cardox型抑爆装置，形成粉雾时间为180~490ms；前苏联研制了实时产气式BПy型抑爆装置，形成粉雾时间为100ms。

 

为了避免瓦斯事故，各国都开始研究矿井瓦斯监测系统。当瓦斯检测系统监测到额阿斯超限并报警时，人员课安全撤离并采取安全措施。

英国的MINOS监测系统。MINOS监测系统是英国有代表性的先进监测系统，它能对矿井下环境进行连续监测，包括a 低浓度瓦斯：用BM1瓦斯检测器，测量范围0%—3%ch4；b 高浓度瓦斯：用BM2H瓦斯检测器，测量范围是0%—100%ch4;c 瓦斯抽放系统负压；d 风速：用BA2、BA4、BA5风速检测器，测量范围为0~2m/s、0~5m/s、0~10m/s；e 风压；f 厌恶及粉尘。

德国TF—200瓦斯检测系统。TF—200瓦斯检测系统是YF—4系统的更新产品，功能扩大，传输通道数有24个增加到52个。其技术特征：a 主要传感器：高浓度瓦斯、低浓度瓦斯、co、风速等传感器；b 中心站：系统容量为176哥模拟量，352个开关量；主要设备是计算机、打印机、记录仪、模拟盘。C 传输系统：传输方式为调频，52个信息通道；传输距离为10~24km；条换方式为v/f变换，f=5~15Hz；d 分站：容量为4、8、16个传感器组；供电方式为10~24V。

波兰CMM—20m瓦斯监测系统。适合小煤矿，可配接20个测点，采用循环方式检测各测点的参数，包括瓦斯浓度和风速。

美国SCADA检测系统。SCADA 系统为集中监测系统，有标准型和扩展性两种。