【正文】 圖35。上隅角插管瓦斯抽放是制造一個負(fù)壓點，讓周圍瓦斯向負(fù)壓點流動，然后通過排放管路，抽出工作面，負(fù)壓點在什么地方最合適，頂板巖性不同，頂板的冒落程度不同，對負(fù)壓點的選擇都將有較大影響，為確保抽放點的合適位置（使吸入口瓦斯?jié)舛容^高），在抽放管路末端的的一段鋼管帶48個分支的擴(kuò)散器，分支出幾個支管，支管出口接1寸或2寸膠皮軟管，軟管插入上隅角后呈發(fā)散排列，可提高抽放效果，如圖32所示。隨著工作的推進(jìn)，拆下前端一段主管路，移動抽放軟管，如此反復(fù)。如采空區(qū)抽放效果不理想，再進(jìn)行鄰近層瓦斯抽放試驗。埋入管道難以回收，投資大。本煤層打鉆孔預(yù)抽等抽放方法今后也要考慮，詳表31。 采空區(qū)瓦斯抽放采空區(qū)瓦斯抽放具有抽放量大、來源穩(wěn)定等特點，2201工作面采空區(qū)上下鄰近層瓦斯涌出量大，圍巖及丟煤瓦斯的涌出，使采空區(qū)瓦斯涌出量較大，具備進(jìn)行采空區(qū)瓦斯抽放的條件。在煤層群條件下，受開采層的采動影響，其上部或下部的鄰近層煤層得到卸壓，而產(chǎn)生膨脹變形，煤層透氣性大幅度提高。 瓦斯抽放方法選擇 瓦斯抽放方法概述 開采層瓦斯抽放開采層抽放包括預(yù)抽、邊采邊抽和強(qiáng)化抽放等方式，預(yù)抽主要采用鉆孔預(yù)抽，是在工作面開采前預(yù)先抽放煤體中的瓦斯，屬于未卸壓煤層的瓦斯抽放，對于透氣性及其它預(yù)抽條件較好的煤層，預(yù)抽會取得較好效果。3 瓦斯抽放方法與工藝采煤工作面瓦斯涌出包括三部分，即落煤、煤壁及采空區(qū)瓦斯涌出。最常用的用來衡量煤層瓦斯抽放難易程度的指標(biāo)是煤層透氣性系數(shù)和鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)。XX礦2201工作面采空區(qū)瓦斯涌出量大，上隅角濃度經(jīng)常達(dá)到4％以上，如果增加工作面配風(fēng)量，采空區(qū)漏風(fēng)也增加，采空區(qū)瓦斯涌出量增大，造成上隅角瓦斯?jié)舛雀y控制，因此單純依靠增加風(fēng)量并不能解決上隅角瓦斯超限問題，此外由于采空區(qū)瓦斯涌出量大，工作面回風(fēng)巷時有超限，必須采取瓦斯抽放，才能解決工作面回風(fēng)巷及上隅角瓦斯超限問題。采空區(qū)瓦斯涌出量較大，受漏風(fēng)影響，上隅角瓦斯經(jīng)常超限，瓦斯?jié)舛纫话?6％左右，嚴(yán)重威脅著礦井的安全生產(chǎn)。 礦井通風(fēng)礦井通風(fēng)方式采用分區(qū)抽出式，主斜井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)斜井回風(fēng)，風(fēng)機(jī)采用ZT524No13型防爆軸流通風(fēng)機(jī)兩臺，一臺工作、一臺備用，電機(jī)功率15KW。 礦井開拓開采礦井采用斜井開拓方式，分南北兩個區(qū)開采，斜井主要用于運(yùn)煤、運(yùn)材料、進(jìn)風(fēng)排水，敷設(shè)管線，回風(fēng)井回風(fēng)，采用絞車提升。因此必須提高安全意識，嚴(yán)格礦井瓦斯管理，搞好監(jiān)測監(jiān)控及瓦斯抽放工作。結(jié)構(gòu)簡單穩(wěn)定可靠 m3/min，屬高瓦斯礦井。結(jié)構(gòu)簡單穩(wěn)定可靠120. 37～1. 350－1頂板以砂質(zhì)泥巖為主，泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖次之，底板巖性為泥巖或粉砂質(zhì)泥巖。左右。在中沙陀寨子附近斷層是上下盤均為煤系地層，落差大于60m，斷層破壞全煤系的完整性。左右，井田內(nèi)斷層較發(fā)育，此部見F10F104正斷層，南部見F101正斷層，僅在井田中部有一條F1120斷層，在界中部有一斷層帶影響各煤層，對開拓、開采帶來不利影響。井田內(nèi)的含煤地層為上二迭統(tǒng)宣威組，系陸相沉積，巖性由灰色細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖及煤層組成，厚度170m～230m，一般185m。盤縣特區(qū)地震烈度為6度。井田中部有崗寨河，楊梅河、南部有沙陀河，崗寨河河流流向自西南向東北，楊梅河老河河流流向自北向南，沙陀河流向自西向東。屬構(gòu)造—剝蝕山地地貌，發(fā)育單面山，單面山脊之間組成單斜谷地，西北部由峨嵋山玄武組地層構(gòu)成構(gòu)造坡，東南部由三疊系地層構(gòu)成剝蝕坡，在構(gòu)造坡與剝蝕坡之間由龍?zhí)督M地層組成不對稱的單斜谷地。四、設(shè)計的主要內(nèi)容設(shè)計的主要內(nèi)容為：XX礦瓦斯賦存情況、抽放瓦斯的可行性及必要性、抽放量預(yù)計；瓦斯抽放方法及抽放工藝設(shè)計，抽放瓦斯鉆場與鉆孔參數(shù)設(shè)計；地面抽放泵站的泵房布置、供電、供水、通訊等設(shè)計；工程中所需設(shè)備、儀器、儀表及附屬裝置等選型及安裝設(shè)計；抽放泵站及井下管路的檢測、監(jiān)控布置；抽放瓦斯管理措施及安全措施；抽放所需主要設(shè)備及材料清單及工程投資概算； 安裝及施工圖紙的繪制。 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計前 言一、任務(wù)來源貴州省盤縣紅果鎮(zhèn)XX煤礦經(jīng)改擴(kuò)建后生產(chǎn)能力為15萬t/a，目前礦井實際生產(chǎn)能力已達(dá)到20萬t/a，隨著礦井生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大及開采深度的增加，礦井瓦斯涌出量增大，采煤工作面上隅角經(jīng)常出現(xiàn)瓦斯超限現(xiàn)象，為解決局部瓦斯超限問題，確保安全生產(chǎn)，XX煤礦決定開展瓦斯抽放工作，委托煤炭科學(xué)研究總院撫順分院進(jìn)行瓦斯抽放設(shè)計，撫順分院的設(shè)計人員認(rèn)真研究和分析了XX煤礦的煤層賦存、瓦斯涌出及開拓開采情況后認(rèn)為，XX煤礦具備建立抽放系統(tǒng)的條件，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了瓦斯抽放設(shè)計。1 礦井概況 井田概況 交通位置XX煤礦位于貴州省盤縣南紅果鎮(zhèn)松山村境內(nèi)，隸屬盤縣煤炭工業(yè)管理局管轄。單面山與單斜谷地走向與地層走向一致，呈近北延伸。三條河流均為山區(qū)雨源性河流，流量變化幅度大。 水源及電源情況礦井生活用水取自附近泉井水，生產(chǎn)用水可取自松山河或井田泉井水。 地質(zhì)構(gòu)造XX煤礦井田位于盤關(guān)向斜的西翼南段，地層總體走向NNE，傾向NEE，傾角22～70186。本井田構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等。F103正斷層：位于井田北部，井田內(nèi)走向300m，斷層走向北東，傾向南東，傾角60186。 煤層及煤質(zhì)宣威組含煤層28～49層，一般38層，含煤總厚24～43m，平均34m，平均含煤系數(shù)15％，其中含可采煤層20層（3－1115－15－16－16－118－20－20－22225號），平均可采總厚度25m，主要的可采煤層6層（115－15－20－1），主要可采煤層賦存情況見表11：礦井開采煤層為低中～中灰，低～特硫煤，煤種為肥氣煤，主要適用于煉焦、動力、氣化和民用。結(jié)構(gòu)簡單穩(wěn)定可靠1510. 8～0－1頂板以泥質(zhì)粉砂巖或粉砂質(zhì)泥巖為主，底板巖性為泥巖或粉砂巖。由于2003年瓦斯鑒定時沒有采煤面，涌出量較小。此外根據(jù)紅果縣煤炭局反映，17＃煤在掘進(jìn)時有過動力現(xiàn)象發(fā)生（未經(jīng)權(quán)威部門鑒定），該煤層有發(fā)生煤與瓦斯突出的可能性，今后紅果礦如有煤與瓦斯突出現(xiàn)象發(fā)生，掘進(jìn)和開采17＃煤層時須考慮進(jìn)行預(yù)抽，防止煤與瓦斯突出。采煤方法采用走向長壁偽俯斜分段走向密集采煤法，在工作面回采的同時，布置另一個回采工作面順槽掘進(jìn)頭，形成完整的生產(chǎn)系統(tǒng)。礦井南區(qū)目前總風(fēng)量1500m3/min左右。必需須采取瓦斯抽放措施。此外，今后為預(yù)防17＃可能發(fā)生煤與瓦斯突出，須考慮進(jìn)行煤層預(yù)抽。XX礦沒有進(jìn)行過抽放可行性研究工作，但根據(jù)鄰近的盤江局的抽放情況，煤層透氣性尚可，本煤層預(yù)抽完全可行。采落煤及煤壁瓦斯涌出來自開采煤體，采空區(qū)瓦斯涌出則可包括以下幾部分，即圍巖瓦斯涌出、未采分層瓦斯涌出、丟煤瓦斯涌出和鄰近層瓦斯涌出等。邊采邊抽利用工作面開采時的卸壓效應(yīng)抽放本層瓦斯，當(dāng)工作面推進(jìn)時，工作面前方煤體由于卸壓，透氣性大大增加，抽放效率大幅度提高，采用斜向孔或交叉鉆孔，抽放工作面前方煤體的卸壓瓦斯。此時煤層與巖層之間形成的空隙與裂縫，不僅可儲存卸壓瓦斯，而且也是良好的瓦斯流動通道，為防止鄰近層瓦斯向開采層工作面涌出就應(yīng)當(dāng)用抽放的辦法來處理這部分瓦斯。 瓦斯抽放方法確定抽放瓦斯方法的選擇，主要是根據(jù)礦井（或采區(qū)、工作面）瓦斯來源、煤層賦存狀況、采掘布置、開采程序以及開采地質(zhì)條件等因素進(jìn)行綜合考慮。表31 可行的抽放方案抽放方法抽放工藝?yán)? 由備注采空區(qū)瓦斯抽放上隅角淺部插管上隅角瓦斯?jié)舛容^高工藝簡單，可解決上隅角附近小范圍瓦斯超限問題。老塘（已采采空區(qū)）密閉抽放老塘瓦斯涌出量大防止老塘瓦斯向外涌出鄰近層瓦斯抽放高位鉆孔抽放鄰近層瓦斯鄰近層較多且瓦斯涌出量較大抽放效果一般較好，但需打巖石鉆孔，施工及管理難度較大。本煤層瓦斯預(yù)抽今后再考慮。抽放工藝如圖31所示。 對于采空區(qū)瓦斯涌出量較大的工作面，如果采取上隅角淺部插管效果不好，無法解決瓦斯超限問題，可以考慮在回風(fēng)巷打木垛，將鐵管插入采空區(qū)較深的位置，隨著工作面的推進(jìn)，不斷的向外拖拽插入的管路，插管長度可根據(jù)情況確定，一般510m左右，如果插管伸入采空區(qū)較深（20m以上），也可叫做采空區(qū)瓦斯抽放，見圖33。 圖35 已采老采空區(qū)插管抽放瓦斯示意圖 高位鉆孔抽放鄰近層瓦斯抽放方法：采用頂板高位鉆孔抽放鄰近層及圍巖的瓦斯。）傾角（176。在孔內(nèi)插入直徑50mm的雙抗塑料管作為抽放瓦斯管，封孔可采用兩種方法：聚胺酯封孔或水泥封孔。抽放方法：在掘進(jìn)工作面向迎頭打順層鉆孔，在工作面掘進(jìn)前進(jìn)行預(yù)抽，降低或消除掘進(jìn)工作面瓦斯突出的危險。）鉆孔與水平面夾角（176。該聚氨酯封孔材料膨脹倍數(shù)20倍以上，聚氨酯發(fā)泡均勻、細(xì)小，孔隙又不聯(lián)通，還有可塑性，適于動壓區(qū)封孔；在抽放瓦斯負(fù)壓60～80KPa、正壓2MPa下，鉆孔密封嚴(yán)實不漏氣。為了避免封孔管晃動影響封孔質(zhì)量，孔口處用木塞楔緊。鉆孔封孔器與抽放管路的連接如圖38所示。 圖39 掘進(jìn)工作面邊掘邊抽示意圖表33 邊掘邊抽鉆孔技術(shù)參數(shù)表鉆孔類別鉆孔與巷道夾角（176。同煤層傾角3075以上兩種方法中，掘進(jìn)工作面先抽后掘影響掘進(jìn)的進(jìn)度，而邊掘邊抽雖不影響掘進(jìn)速度，但需打鉆場增加工程量，可以通過現(xiàn)場使用比較，選擇效果較好的一種抽放方法。3）插管抽放時，插入上隅角的管路應(yīng)為軟管，可避免撞擊，同時軟管應(yīng)阻燃防靜電。4 瓦斯抽放管路系統(tǒng) 抽放管路及抽放泵位置選擇原則抽放管路應(yīng)盡量選擇敷設(shè)在巷道曲線段少和距離短的線路中，盡可能避開運(yùn)輸繁忙巷道，首選回風(fēng)巷內(nèi)鋪設(shè)，還要考慮安裝、檢修方便。這樣泵站即使布置在井下也不能縮短抽放管路的長度，而且布置在井下需打硐室，供電及供水都不如地面方便，因此這種情況下，泵站一般都布置在地面。抽放瓦斯管路敷設(shè)路線如圖41： 抽放瓦斯管徑選擇瓦斯抽放管徑選擇合理否，對抽放瓦斯系統(tǒng)的建設(shè)投資及抽放系統(tǒng)效果有很大影響。Q—瓦斯管中混合瓦斯流量，m3/min。瓦斯抽放管徑選擇如表41 所示。摩擦阻力計算：式中 H摩—管路的摩擦阻力，Pa。Q—抽放混合瓦斯量，m3/h。井下管路煤礦井下的環(huán)境條件較惡劣，且巷道高低不平，坡度大小不一，巷道受壓變形，空氣濕潤易銹蝕等，為此對煤礦井下抽放瓦斯管路的敷設(shè)有如下要求：(1)瓦斯管路應(yīng)采取防腐、防銹蝕措施；