【正文】 ，一般取 K=；當(dāng)圍巖瓦斯很小時，可取 W3=0；若含瓦斯量較多時，可按經(jīng)驗取之或?qū)崪y確定。 瓦斯可抽量計算 可抽瓦斯量是指瓦斯儲量中在當(dāng)前技術(shù)水平能被抽出的最大瓦斯量。 瓦斯抽放方法 瓦斯抽放方法根據(jù)瓦斯來源可劃分為開采煤層的預(yù)抽、鄰近層抽放和采空區(qū)抽放三種；根據(jù)抽放的原理可劃分為未卸壓抽放和卸壓抽放兩類；根據(jù)瓦斯抽 采工藝可劃分為鉆孔抽放、巷道抽放和巷道與鉆孔綜合法三類。 （ 3） 優(yōu)先采用先抽后采、先抽后掘的方法，優(yōu)先考慮開發(fā)、利用瓦斯資源。 （ 7） 抽采方法應(yīng)有利于鉆場、鉆孔的施工和抽采系統(tǒng)管網(wǎng)的布置，有利于延長鉆孔的抽采時間。 設(shè)計為在 煤巷掘進(jìn)工作面后方兩側(cè)各施工一個鉆場。鉆孔在鉆場內(nèi)的布置見圖 ，巷道另一側(cè)鉆場內(nèi)的鉆孔參見圖 。 27 圖 掘進(jìn)抽。為計算依據(jù)，井下煤層傾角變化時鉆孔傾角應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整，以使整個鉆孔處于煤層 中。同側(cè)相鄰兩個鉆場的間距為 60m，異側(cè)相鄰兩個鉆場間距為 10m。 掘進(jìn)工作面 邊掘邊抽 掘進(jìn)工作面邊掘邊抽是指 在工作面前方 的 進(jìn)風(fēng)巷或回風(fēng)巷 中 每隔一定距離打 若干 平行于工作面的鉆孔，然后插管、封孔進(jìn)行抽放，也可以每隔一段距離（ 2030m）掘一鉆場，布置 3個扇形鉆孔，然后插管、封孔進(jìn)行 的掘進(jìn)工作面的瓦斯 抽放 的方法 。 （ 5） 抽采方法應(yīng)有利于抽采巷道的布置和維護(hù)。 25 表 各類瓦斯抽放的適用條件及抽放率 抽放分類 抽放方法 適用條件 可抽放率， % 開采煤層瓦斯抽放 未卸壓抽放 巖巷揭煤及煤巷掘進(jìn)抽放 由巖巷向煤層打穿層鉆孔 突出危險煤層 30～ 60 煤巷工作面打超前鉆孔 高瓦斯煤層 20～ 60 采區(qū)大面積預(yù)抽放 由開采層機(jī)巷、風(fēng)巷或煤門等上向、下向順層鉆孔 有預(yù)抽時間的高瓦斯煤層、突出危險煤層 20～ 60 由石門、巖巷、鄰近層煤巷等 打穿層鉆孔 屬 “勉強(qiáng)抽放 ”煤層 20，個別超過 50 地面鉆孔 高瓦斯 “容易抽放 ”煤層，埋藏較淺 20～ 30 密封開采巷道 高瓦斯 “容易抽放煤層 ” 20～ 30 卸壓抽放 邊掘進(jìn)邊抽放 由煤巷兩側(cè)或巖巷向煤層周圍打防護(hù)鉆孔 高瓦斯煤層 20～ 30 邊采進(jìn)邊抽放 由開采曾機(jī)巷、風(fēng)巷等向工作面前方卸壓區(qū)打鉆孔 高瓦斯煤層 20～ 30 水力割縫、松動爆破、水力壓裂（預(yù)抽） 由開采層機(jī)巷、風(fēng)巷等打順層鉆孔，由巖巷或地面打孔 高瓦斯 “難以抽放 ”煤層 20～ 30 〈 30 鄰近層抽放瓦斯 卸壓抽放 開采層工作面推過后抽放上下鄰近層瓦斯 由開采層機(jī)巷、風(fēng)巷、中巷或巖巷向鄰近層打鉆 鄰近層瓦斯涌出量大、影響開采煤層安全時 40～ 80 由開采層機(jī)巷、風(fēng)巷、中巷等向采空區(qū)方向打斜交鉆孔 40～ 80 由煤門打沿鄰近層鉆孔 40～ 80 在鄰近層掘匯集瓦斯巷道 鄰近層瓦斯涌出量大、鉆孔的通過能力滿足不了抽放要求時 40～ 80 從地面打孔 地面打鉆優(yōu)于井下時 30～ 70 采空區(qū)抽放 密封采空區(qū)插管抽放 無自燃危險或采取防火墻措施時 50～ 60 現(xiàn)采采空區(qū)設(shè)密閉墻插 管或向采空區(qū)打鉆孔抽放、預(yù)埋管抽放 20～ 60 圍巖瓦斯抽放 由巖巷兩側(cè)或正前方溶洞或裂隙帶打鉆、密閉巖巷進(jìn)行抽放、封堵巖巷噴瓦斯區(qū)并插管抽放 圍巖有瓦斯噴出危險，瓦斯涌出量大或者有溶洞、裂隙帶儲存高瓦斯 26 瓦斯抽放 方法的確定 抽放瓦斯的方法選擇時應(yīng)該遵循以下的原則： （ 1） 根據(jù)煤層賦存狀況、瓦斯賦存規(guī)律、巷道布置、地質(zhì)條件和開采技術(shù)條件選擇瓦斯抽采方法。礦井瓦斯可抽量計算如表 。由于井田內(nèi)除 6號煤層已進(jìn)行規(guī)?；_采，其中一 XX井筒北翼 +1680m水平以上 5號煤層基本已采完， 6號煤層正在布置回 23 采工作面，井田北部加 2線至井田南邊界 +1800m水平以上 6煤層均不同程度的受 到淺部小窯開采影響，因此中煤組取埋深 300m時煤層瓦斯含量作為平均瓦斯含量計算煤層瓦斯儲量。d ，從鉆孔自然瓦斯流量衰減系數(shù)分析，一 XX5號煤層屬于可以抽采煤層，從煤層透氣性系數(shù)分析， 5號煤層屬于容易抽采煤層 ，綜合兩項參數(shù)分析， 5號煤層屬于容易抽采煤層。 瓦斯抽采的可行性 開采煤層預(yù)抽瓦斯的難易來講，一般取決于煤層的自然透氣性，其評價指標(biāo)有兩個：煤層透 氣性系數(shù)（ λ ）、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)（ α ），分為三類，即容易抽采、可以抽采、較難抽采，《煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的煤層瓦斯抽采難易程度分類見表 。 瓦斯抽采的必要性 根據(jù)國家煤礦安全監(jiān)察局于 2020 年頒布的《煤礦安全規(guī)程》第 145 條規(guī)定：有下列情況之一的礦井，必須建立地面永久抽放瓦斯系統(tǒng)或井下臨時抽放瓦斯系統(tǒng)： （ 1）高瓦斯礦井 （ 2） 1 個采煤工作面的瓦斯涌出量大于 5m3/min 或者 1 個掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量大于 3m3/min，用通風(fēng)方法解決瓦斯問題不合理的。礦井兩采四掘達(dá)產(chǎn) ，回采工作面本煤層瓦斯涌出 量為 m3/min，掘進(jìn)工作面瓦斯涌出 量為 ，采空區(qū)瓦斯涌出量為 。 礦井瓦斯涌出量 礦井瓦斯涌出預(yù)測的計算公式通常采用： 19 ??????? n1iin1iinAAQkQ采區(qū)礦 （ 310） 式中 Q礦 ——礦井瓦斯涌出量， m3/t； Q采區(qū) ——第 i采區(qū)瓦斯涌出量， m3/t； Ai——第 i采區(qū)日平均煤炭產(chǎn)量， t Kn——已采采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，取 。 表 掘進(jìn)工作面瓦斯涌出預(yù)測表 掘進(jìn)煤層 Q3 （ m3/min） Q4 （ m3/min） Q掘 （ m3/min） 1號 4號 5號 6號 根據(jù)表 ： 1號煤層掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量為 m3/min， 4號煤層掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量為 m3/min,5號煤層掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量為 m3/min,6號煤層掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量為 m3/min。 掘進(jìn)工作面瓦斯涌出 量 掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量由落煤瓦斯涌出量和煤壁瓦斯涌出量兩部分組成，其絕對瓦斯涌出量按下式確定： 43 Q ??掘 (35) 式中 Q掘 ——掘進(jìn)工作面絕對瓦斯涌出量， m3/min； Q3——掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量， m3/min，見式 36； Q4——掘進(jìn)巷道落煤瓦斯涌出量， m3/min，見式 37； )12(Q 03 ???? vLQvD (36) Q4＝ S vγ(W0Wc) (37) 式中 17 D——巷道斷面內(nèi)暴露煤面的周邊長度， m。 根據(jù)公式（ 34）對 6號煤層工作面臨近層進(jìn)行瓦斯涌出預(yù)測， 其預(yù)測計算結(jié)果如表。 根據(jù)公式 （ 32）、（ 33） 對 4號煤層和 6號煤層開采層進(jìn)行瓦斯涌出預(yù)測，其預(yù)測計算如表 。 根據(jù) 礦井初步設(shè)計的采掘接替安排， 5號、 6號煤層開采后，再開采其他煤層。 表 1號、 5號煤層本煤層瓦斯涌出量預(yù)測表 煤層 回采率 煤層厚度 （ m） 采高（ m） 工作面長度（ m） 瓦斯含量（ m3/t） 殘存瓦斯含量（ m3/t） 相對瓦斯涌出量 （ m3/t） 1號 95% 140 5號 95% 140 根據(jù)煤層特征表中各煤層的間距，受 1號煤層開采影響的鄰近煤層有 21號、 22號煤層；受 5號煤層開采影響的鄰近煤層有 3號、 4號、 6號、 7號煤層。 13 3 礦井瓦斯抽放的必要性與可行性 礦井瓦斯來源 分析 回采工作面瓦斯涌出 量 回采工作面的瓦斯涌出量由開采層、鄰近層瓦斯涌出量兩部分組成， 其相對瓦斯涌出量按下式計算確定： 21 ??采Q （ 31） 式中 Q1——開采層相對瓦斯涌出量 ， m dt/3 ? ； Q2 ——臨近層相對瓦斯涌出量， m dt/3 ? ； 開采層相對瓦斯涌出量按下式計算確定： )( 03211 cWWMmKKKQ ????? （ 32） 式中 K1——圍巖瓦斯涌出系數(shù)，取 ； K2——工作面丟煤系數(shù)，用回采率的倒數(shù)來計算； K3——采區(qū)內(nèi)準(zhǔn)備巷道預(yù)排瓦斯對開采層瓦斯涌出影響系數(shù)； 按下式取值： L HLK 23 ?? （ 33） 式中 L——回采工作面長度； H——巷道煤體瓦斯排放帶寬度，取 18m； m——開采層厚度； M——工作面采高； W0——煤層原始瓦斯含量； Wc——運出礦井后煤的殘存瓦斯含量，取 ； 臨近層相對瓦斯涌出量按下式計算確定： ?? ?? ni icii MmWWQ 1 i02 )( ? （ 34） 式中 mi——第 i鄰近層厚度， m； M——工作面采高， m； W0i——第 i個鄰近層的原始瓦斯含量， m3/t； Wci——第 i個鄰近層殘余瓦斯含量， m3/t； 14 ηi—— 第 i個鄰近層瓦斯排放率；根據(jù)《礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法》 AQ10182020中的附錄 D中式 ，如圖 。礦井15123 工作面在新建瓦斯抽采泵站低負(fù)壓系統(tǒng)投入使用前，工作面回風(fēng)流瓦斯?jié)舛纫恢陛^高，上隅角瓦斯超限嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)。在 2020 年，礦井回采 15123工作面期間，工作面瓦斯涌出量為 7～ 8m3/min，礦井瓦斯涌出量為 18～ 19m3/min。 礦井改擴(kuò)建后新鮮風(fēng)流由主斜井、副斜井及行人進(jìn)風(fēng)斜井進(jìn)入，經(jīng)副斜井區(qū)段石門車場、 +1682m水平井底車場、到達(dá)工作面運輸順槽， 沖洗工作面 后的乏風(fēng)經(jīng)回風(fēng)順槽，區(qū)段回風(fēng)石門最終從斜風(fēng)井排到地面。 礦井改擴(kuò)建設(shè)計三個進(jìn)風(fēng)井和一個回風(fēng)井，三個進(jìn)風(fēng)井分別為主斜井、副斜井和行人進(jìn)風(fēng)斜井，四個井筒均位于同一個工業(yè)場地內(nèi)。 礦井工業(yè)場地位于井田東北部，加 4 與 4 勘探線之間的地勢較為平坦的場地內(nèi)，場地內(nèi)布置有主、副斜井和斜風(fēng)井。 礦井井筒北翼 +1682m水平以上 5 號煤層基本已采完，只 15123 工作面 剩余約 300 米 。各煤層顯微煤巖類型基本一致，多屬亮煤型。 煤巖組分以鏡煤、亮煤為主，暗煤和絲炭呈條帶狀交互產(chǎn)出。 10 表 主要可采煤層特征表 煤層編號 煤 層 夾 矸 全區(qū)厚度 (m) 可采范圍厚度 (m) 結(jié)構(gòu) 穩(wěn)定性 可采性 層數(shù) 巖 性 兩極值 平均值 兩極值 平均值 11 0～ （ 51） ～ （ 23） 簡單 極不穩(wěn)定 局部可采 02 炭質(zhì)泥巖 12 0～ （ 53） ～ （ 42） 簡單 不穩(wěn)定 大部可采 04 炭質(zhì)泥巖、泥巖 21 0～ （ 52） ～ （ 20） 簡單 極不穩(wěn)定 局部可采 01 炭質(zhì)泥巖 22 0～ （ 52） ～ （ 50） 中等 穩(wěn)定 全區(qū)可采 04 炭質(zhì)泥巖、泥巖 3 0～ （ 33） ～ （ 21） 簡單 不穩(wěn)定 局部可采 01 炭質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖 4 0～ （ 51） ～ （ 37） 中等 不穩(wěn)定 大部可采 03 炭質(zhì)泥巖、泥巖、細(xì) 砂巖 5 0～ （ 64） ～ （ 59） 簡單 較穩(wěn)定 大部可采 01 炭質(zhì)泥巖、泥巖、 粉砂巖、粗砂巖 6 0～ （ 65） ～ （ 61） 簡單 較穩(wěn)定 大部可采 03 炭質(zhì)泥巖、粉砂巖、 粗砂巖 7 0～ （ 45） ～ （ 37） 簡單 較穩(wěn)定 局部可采 02 炭質(zhì)泥巖、泥巖 8 0～ （ 39） ～ （ 17） 簡單 極不穩(wěn)定 局部可采 01 炭質(zhì) 泥巖 9 0～ （ 37） ～ （ 16） 簡單 極不穩(wěn)定 局部可采 02 炭質(zhì)泥巖、粉砂巖 10 0～ （ 42） ～ （ 30） 簡單 較穩(wěn)定 局部可采 01 炭質(zhì)泥巖 井田內(nèi)各煤層物理性質(zhì)和宏觀煤巖類型基本相似。 井田內(nèi)除 1 下 、 2 下 2 下 5 上 、 1 12 煤層不可采或零星可采外，其它 12 層均有所分布。 40～ 50m 3 線以東 8～ 10 煤層，破壞深度逐層加大 F6 逆斷層 南傾 25176。 6～ 40m 6 線以西 4～ 10 煤層，破壞深度逐層加大 F59 逆斷層 南傾 25176。 20～ 50m 6 線 1～ 6 煤層，破壞深度逐層加大 F41 上 逆斷層 南傾 33176。