【正文】 打木垛，如上隅角淺部的抽效果不好，再考慮采用。目前抽放瓦斯方法主要有：開(kāi)采層瓦斯抽放、鄰近層瓦斯抽放、采空區(qū)瓦斯抽放，選擇具體抽放瓦斯方法時(shí)應(yīng)遵循如下原則： 抽放瓦斯方法應(yīng)適合煤層賦存狀況、開(kāi)采巷道布置、地質(zhì)條件和開(kāi)采技術(shù)條件； 應(yīng)根據(jù)瓦斯來(lái)源及涌出構(gòu)成進(jìn)行，盡量采取綜合抽放瓦斯方法，以提高抽放瓦斯效果； 茨門(mén)溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 10 有利于減少井巷工程量，實(shí)現(xiàn)抽放巷道與開(kāi)采巷道 相結(jié)合； 選擇的抽放瓦斯方法應(yīng)有利于抽放巷道布置與維修、提高瓦斯抽放效果和降低抽放成本； 所選擇的抽放方法應(yīng)有利于抽放工程施工、抽放管路敷設(shè)以及抽放時(shí)間增加。實(shí)踐證明，鄰近層瓦斯抽放不僅容易，而且效果好。根據(jù)盤(pán)江局礦井的抽放情況， XX 礦可以進(jìn)行本煤層瓦斯預(yù)抽。 對(duì)于 2201 采面來(lái)講，由于開(kāi)采層上下都有鄰近層，受采動(dòng)影響，上下鄰近層卸壓后涌入到開(kāi)采層工作面的采空區(qū)內(nèi)，和圍巖瓦斯涌出及丟煤瓦斯涌出一起構(gòu)成采空區(qū)瓦斯，由于采空區(qū)內(nèi)存在著漏風(fēng)，漏風(fēng)流攜帶高濃度瓦斯從上隅角附近涌入到工作面，往 茨門(mén)溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 9 往造成工作面上隅角瓦斯超限。 鄰近層和采空區(qū)（上隅角）瓦斯抽放是屬于卸壓瓦斯抽放，抽放效果一般較好，鄰近層抽 放一般濃度較高，而采空區(qū)抽放量一般較大，采空區(qū)抽放與煤層預(yù)抽及鄰近層抽放相比抽放濃度較低。 瓦斯抽放的可行性 瓦斯抽放的可行性應(yīng)以是否能抽出瓦斯或能否獲得較好地抽放效果來(lái)評(píng)價(jià)。 茨門(mén)溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 7 17＃運(yùn)巷7＃運(yùn)輸主斜井副平硐車(chē)場(chǎng)＃運(yùn)輸大巷副斜井回風(fēng)井7＃煤巷2 201運(yùn)輸巷1 7＃煤巷1 2＃煤巷17＃2 201回風(fēng)巷2 201工作面切眼3＃煤巷圖 11 XX 礦巷道布置及通風(fēng)系統(tǒng)示意圖 茨門(mén)溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 8 2 礦井瓦斯抽放的必要性與可行性 瓦斯抽放必要性 瓦斯抽放旨在保障礦井安全生產(chǎn)，同時(shí)也是解決瓦斯的基本手段。礦井南采區(qū)巷道布置及通風(fēng)系統(tǒng)見(jiàn)圖 11。采用金屬支柱和金屬鉸接頂梁支護(hù)，全部垮落法管理頂板。 礦井概況 礦井的煤層儲(chǔ)量、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 依地質(zhì)報(bào)告，礦井內(nèi)保有儲(chǔ)量 1258 萬(wàn) t，井田邊界煤柱及村莊永久煤柱損失 364 萬(wàn)t，采出及開(kāi)采損失儲(chǔ)量 238 萬(wàn) t，井田內(nèi)保有儲(chǔ)量 1020 萬(wàn) t，剩余可采儲(chǔ)量 656 萬(wàn) t。本設(shè)計(jì)主要依據(jù) 20xx 年 5 月收集礦井的瓦斯資料。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 穩(wěn)定可靠 153 0. 78～ 0－ 2 頂板以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，底板巖性為泥巖或粉砂質(zhì)泥巖。 瓦斯、煤塵、煤的自燃 依據(jù)礦井 20xx 年瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果， XX 礦瓦斯相對(duì)涌出量 ，絕對(duì)瓦 茨門(mén)溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 5 表 11 煤層賦存情況表 : 煤層 號(hào) 煤層厚 (m) 最小 最大 平均 夾矸層數(shù) 頂?shù)装鍘r性 煤層穩(wěn)定性 3 ～ 0－ 1 頂板以粉砂巖為主，局部粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，底板巖性為泥巖或沙質(zhì)泥巖。左右。 F101正斷層：位于井田南部，為井田南部邊界。南部?jī)A角小，一般 32186。 礦井采用雙回路供電系統(tǒng)，一回從火鋪供電工區(qū) 6KV 引入，一回從 10KV 農(nóng)網(wǎng) T接引入，電源有保障。雨季暴漲，枯季流量較小，主要受大氣降水的控制。井田內(nèi)屬中切割的中山地形，地面多被第四系坡積物覆蓋。礦井現(xiàn)有簡(jiǎn)易公路與 320 國(guó)道相連，以井口為中心，距盤(pán)西支線(xiàn)紅果車(chē)站 10km，盤(pán)縣新城 10km，距云南富源縣 36km，交通運(yùn)輸十分便利。 二、設(shè)計(jì)的主要依據(jù) 《礦井抽放瓦斯工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 （ MT501896） 中華人民共和國(guó)煤炭工業(yè)部 1997 年 1 月； 《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》 中華人民共和國(guó)煤炭工業(yè)部 1997 年 4 月； 《煤礦安全規(guī)程》 煤礦安全監(jiān)察局 20xx 年 9月 28 日； 《貴州省盤(pán)縣紅果鎮(zhèn) XX 煤礦改擴(kuò)建方案》 貴州省煤礦設(shè)計(jì)研究院 20xx 年5月 XX 煤礦提供的通風(fēng)、生產(chǎn)和地質(zhì)方面的資料。 三、設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想 在符合規(guī)范要求，滿(mǎn)足使用的前提下，盡可能降低成本，節(jié)省工程投資； 設(shè)備、管材選型留 有余地，能充分滿(mǎn)足礦井安全生產(chǎn)的需要； 采用的工藝技術(shù)具有先進(jìn)性，且符合實(shí)際。 地形、地貌及河流 XX 煤礦位于盤(pán)關(guān)向斜西翼南段。井田內(nèi)總體地勢(shì)北部高，南部低，井田內(nèi)最高點(diǎn)位于井田東北部邊界附近，標(biāo)高 1985m左右，最低點(diǎn)位于井田南部邊界附近，標(biāo)高 1695m左右，相對(duì)高差 290m。 氣象及地震情況 本區(qū)內(nèi)氣候溫和濕潤(rùn)，屬亞熱帶高原 性季風(fēng)氣候，冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑，雨量充沛，季節(jié)性分區(qū)不明顯，據(jù)盤(pán)縣氣象局資料，最高氣溫為 30℃，最低氣溫－ 5℃，年平均降雨量為 ，年平均濕度為 81％。 地質(zhì) 構(gòu)造及煤層 特征 茨門(mén)溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 4 地層 井田內(nèi)出露的地層由老到新有上二迭統(tǒng)峨嵋山玄武組、宣威組、下三迭統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組及第四系。左右，北部?jī)A角大，一般 55186。井田內(nèi)走向 800m，斷層走向近北東，傾向南東，傾角 75186。 F104 正斷層：位于井田北部井田內(nèi)走向 240m,斷層走向北東、傾向南東，傾角 65186。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 穩(wěn)定可靠 8 1～ 無(wú) 頂板以粉砂巖、細(xì)砂巖為主，底板巖性為泥巖或粉砂巖。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 穩(wěn)定可靠 20－ 1 ～ 0－ 2 頂板以泥質(zhì)粉砂巖或粉砂質(zhì)泥巖，底板巖性為粉砂質(zhì)泥巖。南采區(qū)的絕對(duì)瓦斯涌出量近10m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量近 20m3/t，瓦斯涌出量大大超過(guò) 20xx 年，根據(jù)礦井等級(jí)鑒定結(jié)果，礦井的煤塵有爆炸危險(xiǎn)性，煤層按有自燃發(fā)火考慮。礦井改擴(kuò)建后設(shè)計(jì)能力 15 萬(wàn) t/a，礦井服務(wù)年限計(jì)算如下： 服務(wù)年限 =可采儲(chǔ)量 80％ /(年產(chǎn)量?jī)?chǔ)量備用系數(shù) )=656 80％ /(15 )=25a。采用鉆眼爆破法落煤。 抽放工作面概況 2201 采煤工作面位于南采區(qū)，開(kāi)采 201號(hào)煤層，平均采高 2m左右，工作面采長(zhǎng)84m，走向長(zhǎng)度 800m，采用爆破落煤，工作面采用單體液壓支拄和金屬 鉸接頂梁支護(hù)，全部垮落法管理頂板，工作面采用 U 型通風(fēng)，配風(fēng)量 740m3/min，回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛绕骄プ笥?，回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛扔谐蕃F(xiàn)象。眾所周知，加強(qiáng)通風(fēng) 是處理瓦斯的最有效方法，而當(dāng)瓦斯涌出量大于通風(fēng)所能解決的瓦斯涌出量時(shí)就應(yīng)當(dāng)采取抽放瓦斯措施，對(duì)于局部區(qū)域的瓦斯超限（如上隅角等），采用通風(fēng)方法可能無(wú)法解決瓦斯問(wèn)題或采用通風(fēng)方法不合理時(shí)，也必須采取瓦斯抽放措施。開(kāi)采層瓦斯抽放（未卸壓）的可行性是指在原始透氣性條件進(jìn)行預(yù)抽的可能性。抽放實(shí)踐已證明，在煤層群開(kāi)采時(shí)，鄰近層瓦斯抽放和采空區(qū)瓦斯抽放效果一般都比較好，故 XX 礦進(jìn)行鄰近層或采空區(qū)瓦斯抽放技術(shù)上是可行的，同時(shí)瓦斯抽放能保證正常生產(chǎn)，所以經(jīng)濟(jì)上也是合理的。 初步估算， 2201 工 作面采空區(qū)瓦斯涌出量占整個(gè)工作面瓦斯涌出量的 50％以上，是工作面瓦斯涌出的主要來(lái)源 ,采空區(qū)瓦斯涌出中有一部分來(lái)自鄰近層。 鄰近層瓦斯抽放 鄰近層瓦斯抽放就是通常所說(shuō)的卸壓層瓦斯抽放。礦的煤層賦存與開(kāi)采條件，各鄰近層較薄，進(jìn)行鄰近層瓦斯抽放在經(jīng)濟(jì)上是不合理的。 根據(jù)上述選擇瓦斯抽放方法的原則，結(jié)合 XX 礦煤層的賦存、瓦斯來(lái)源等特點(diǎn)，決定采取鄰近層或采空區(qū)瓦斯抽放的方法。 采空區(qū)埋管 采空區(qū)瓦斯涌出量大 前兩種方法無(wú)法解決問(wèn)題時(shí)考慮采用。 可邊掘邊抽或先抽后掘 根據(jù) XX 礦的情況，與鄰近層抽放 相對(duì)，采空區(qū)瓦斯抽放投資小，操作簡(jiǎn)單，因可首先考慮采空區(qū)瓦斯抽放，在采空區(qū)抽放時(shí)，可先采用上隅角插管抽放，如效果不好再采取深部埋管或埋管抽放。 為操作方便，靠近采面上隅角段管路可采用 6m長(zhǎng)的鎧裝軟管與主抽放管路連接，將鎧裝軟管插入上隅角，為保證軟管吸入口處于上隅的上部（上部瓦斯?jié)舛容^高），抽放軟管與木棒綁在一直（避免軟管口下耷），用鐵絲吊掛在支架上，為提高抽放濃度，上隅角處應(yīng)采用擋風(fēng)簾，提高抽放效果。抽放管伸入上隅角長(zhǎng)度及位置應(yīng)根據(jù)實(shí)際抽放效果，不斷調(diào)整，得到合理的參數(shù)。采空區(qū)埋管抽放見(jiàn)圖 34。 鉆孔 布置：每個(gè)鉆場(chǎng)內(nèi)布置 4 個(gè)鉆孔，呈扇形布置，詳見(jiàn)圖 36，鉆孔參數(shù)見(jiàn)表32。 回風(fēng)巷進(jìn)風(fēng)巷鉆場(chǎng) 采面切眼BB 剖面BB頂板孔AA 剖面2201工作 面鉆場(chǎng) A A圖 36 頂板高位鉆孔抽放上鄰近層瓦斯示意圖 茨門(mén)溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 17 封孔工藝：鉆孔施工時(shí)，先采用直徑 78mm 鉆頭開(kāi)孔，開(kāi)孔深度 6m。為提高抽放瓦斯鉆孔的抽放瓦斯量，防止鉆孔垮孔、堵孔，影響抽放效果，頂板孔內(nèi)可采用鐵套管固孔，以提高鉆孔的密封性，每施工完成一個(gè)鉆孔后立 即進(jìn)行封孔。 掘進(jìn)工作面斷面鉆孔布置剖面圖4583272463掘進(jìn)工作面鉆孔布置俯視平面圖 圖 37 掘進(jìn)工作面鉆孔布置示意圖 茨門(mén)溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 18 注：上圖僅供參考，鉆孔開(kāi)孔 位置應(yīng)避開(kāi)破碎處，鉆孔的個(gè)數(shù)可以根據(jù)瓦斯及斷面情況布置 48個(gè)左右，可根據(jù)抽放情況增減。對(duì)于井下封孔而言，主要要求聚氨酯在發(fā)泡后，其內(nèi)所形成的孔為封閉孔， 即各孔之間互不連通，另外對(duì)發(fā)泡時(shí)間、發(fā)泡倍數(shù)、固化后的強(qiáng)度，可塑性等均有一定的要求。抽放管為內(nèi)徑 25mm的焊縫鋼管，長(zhǎng)為 5～ 6m，在管前端焊上鐵檔板，套上木塞和橡膠墊圈，距前端橡膠墊圈 1m處，再套上木塞和橡膠墊圈，并用鐵線(xiàn)纏緊固定，在 1m間距內(nèi)的抽放管上固定一塊毛巾布（ 1m ）。 鉆孔與管路的連接 聚氨酯封孔 1 小時(shí)后，便可與抽放管路連接（水泥砂漿封孔不但麻煩，還需經(jīng) 25小時(shí)后才可與抽放管路連接）。 茨門(mén)溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 19 10005000~600010005000~6000橡膠墊圈鐵檔板木塞鐵線(xiàn)毛巾布抽放管水泥沙漿聚氨脂密封段鉆孔10花孔圖37 聚氨酯纏藥方法及封孔管結(jié)構(gòu)示意圖 茨門(mén)溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 20 圖38 掘進(jìn)工作面鉆孔與抽放瓦斯管路連接示意圖抽放管閥門(mén)彎頭封孔管觀測(cè)咀鉆孔孔板主抽放管路閥門(mén)膠管封孔鐵管鎧裝膠管封孔材料抽放鉆孔觀測(cè)咀 掘進(jìn)工作面邊掘邊抽 除采取迎頭打鉆孔抽放外，也可以考察邊掘邊抽，其優(yōu)點(diǎn)抽放時(shí)不影響掘進(jìn)，且抽放效果較好，缺點(diǎn)是需掘鉆場(chǎng)，增加工程量，見(jiàn)圖 39，鉆場(chǎng)規(guī)格寬 2m，長(zhǎng) 4m，高與掘進(jìn)巷道相同。） 孔深 （ m） 鉆孔直徑 （ mm） 掘進(jìn)鉆孔 β 1 8176。 采空區(qū)插管抽放的安全管理 1）所有參加采空區(qū)插管（埋管）抽放的工作業(yè)人員必須掌握操作的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，熟知瓦斯的基本知識(shí)，嚴(yán)格遵守規(guī)程，安全負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)安全把關(guān)。 5）應(yīng)在上隅角設(shè)擋風(fēng)簾，并調(diào)整插管的位置和深度，以保證抽放濃度較高。 抽放泵位置選擇 抽放泵站的位置，一般有兩種選擇，一種是泵站布置在井下靠近抽放地點(diǎn)的進(jìn)風(fēng)流中，這樣可以大大減少管路長(zhǎng)度，可以根據(jù)抽放地點(diǎn)的改變移動(dòng)抽放泵，可以節(jié)省管路投資，前提條件是抽放管路排出的瓦斯排放到采區(qū)專(zhuān)用回風(fēng)巷或總回風(fēng)巷后，經(jīng)稀釋瓦斯?jié)舛炔怀?。根?jù)礦井的具體情況，由于回風(fēng)井今后將廢棄，因此抽放管路從副平硐通到地面，在副平硐口以北的山上，開(kāi)出一塊平地，用來(lái)建泵站。故一般采用