【正文】 （3）抽采時(shí)間根據(jù)一XX的工作面走向長度和采掘接替安排，工作面預(yù)抽時(shí)間定為1年。水泥漿采用425號水泥與水?dāng)嚢柚瞥桑冶葹?:（重量比），煤孔封孔長度為 8m。當(dāng)采煤工作面煤壁推到距1鉆場40m時(shí)，2鉆場內(nèi)的走向抽放鉆孔必須全部施工完畢并投入抽放。當(dāng)埋管被埋進(jìn) 15m 時(shí)，開始敷設(shè)第二趟埋管。一 XX 開采的各煤層屬于薄及中厚煤層。27 掘進(jìn)抽放鉆孔布置圖 鉆場鉆孔布置圖 掘進(jìn)抽放鉆孔參數(shù)表鉆孔編號 鉆孔長度（m） 鉆孔傾角（176。設(shè)計(jì)為在煤巷掘進(jìn)工作面后方兩側(cè)各施工一個(gè)鉆場。（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。根 據(jù) 經(jīng) 驗(yàn) 圍 巖 瓦 斯 儲量 系 數(shù) 取 ， 經(jīng) 計(jì) 算 得 出 一 八 九 〇 煤 礦 的 瓦 斯 儲 量 一XX瓦斯儲量計(jì)算表煤層 地質(zhì)儲量 （Mt） 瓦斯含量（m 3/t） 圍巖含量系數(shù) 瓦斯儲量（Mm 3）11 12 21 22 3 4 5 6 7 8 9 10 合計(jì) ，中煤組。瓦斯抽采的可行性應(yīng)以是否能抽出瓦斯或能否獲得較好地抽采效果來評價(jià)，而抽采方式則應(yīng)根據(jù)煤層的開采程序和巷道布置來選擇。礦井瓦斯涌出構(gòu)成關(guān)系，、 回采5號煤層時(shí)礦井瓦斯涌出構(gòu)成回采工作面( m3/min) 掘進(jìn)工作面(m 3/min) 采空區(qū)(m3/min) 礦井瓦斯涌出量(m 3/min) % % % % 回采6號煤層時(shí)礦井瓦斯涌出構(gòu)成回采工作面(m 3/min) 掘進(jìn)工作面(m 3/min) 采空區(qū)(m3/min) 礦井瓦斯涌出量(m 3/min) % % % %20 回采1號和4號煤層時(shí)礦井瓦斯涌出構(gòu)成回采工作面(m 3/min) 掘進(jìn)工作面(m 3/min) 采空區(qū)(m3/min) 礦井瓦斯涌出量(m 3/min) % % % 100%煤層抽放瓦斯是減少礦井和采區(qū)瓦斯涌出量的有效途徑，不僅可以為井下安全生產(chǎn)和充分發(fā)揮采掘機(jī)械效能提供了條件，同時(shí)又能對抽出的瓦斯加以利用，使之產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。 采區(qū)瓦斯涌出量采區(qū)內(nèi)瓦斯涌出量除了回采和掘進(jìn)涌出外,還包括采區(qū)內(nèi)已采區(qū)段老空區(qū)瓦斯涌出。 6號煤層工作面鄰近層瓦斯涌出預(yù)測表煤層 煤層厚度（m） 與6號煤層間 距（m） 瓦斯排放 率 瓦斯含量（m 3/t） 瓦斯殘存量 （ m3/t） 相對瓦斯涌出量 （m 3/t）3號 20% 4號 38% 7號 28% 合計(jì) — — — — — 、1號煤層和5號煤層回采工作面相對瓦斯涌出量分別為Q =+= m3/t和Q =+= m3/t。受5號開采影響的鄰近層瓦斯含量會(huì)降低。值，計(jì)算或確定鄰近層的瓦斯排放率。 礦井瓦斯災(zāi)害情況一 XX 原開采深度較淺，瓦斯等級鑒定為瓦斯礦井，隨著開采深度的增加，瓦斯涌出量逐漸增大。后期在3勘探以南單翼采區(qū)，增加兩個(gè)井筒，井筒在3勘探線以南淺部新掘進(jìn)、回風(fēng)井。6 號煤層正在布置回采工作面，其中 161221 工作面已布置完畢，抽采鉆孔也已施工完畢，目前正在進(jìn)行瓦斯抽采。煤巖類型以光亮型、半亮型為主，半暗型、暗淡型較少。其它 12 層煤根據(jù)可采范圍的大小，尚可進(jìn)一步劃分為全部可采、大部可采與局部可采煤層尚可進(jìn)一步劃分為全部可采、大部可采與局部可采煤層?！?0176?！?0176。井田位于艾維爾溝礦區(qū)的東南端，出露的地層從老到新為石炭系，三疊系小泉溝組，侏羅系下統(tǒng)八道灣組、三工河組，侏羅系中統(tǒng)西山窯組。XX 煤礦位于艾維爾溝礦區(qū)的東南部，東南起自 1 勘探線，西北至 7 勘探線北西90m；東南～西北長約 ，北東～南西寬約 ，面積約 。然后根據(jù)計(jì)算得到的參數(shù)進(jìn)行分析，確定抽放方法和抽放設(shè)備，并且對該礦瓦斯抽放方法和抽放設(shè)備的選取，進(jìn)行論證。大力發(fā)展煤礦井下瓦斯抽放技術(shù)是當(dāng)務(wù)之急，也是利國利民的大事。目前，我國煤礦瓦斯抽放主要是靠專項(xiàng)資金來維持，也僅以維持煤礦安全生產(chǎn)為目的，對如何加大瓦斯抽放量，提高瓦斯質(zhì)量，擴(kuò)大利用范圍考慮不多。近年來，國內(nèi)外對高瓦斯礦井采空區(qū)瓦斯抽放進(jìn)行了大量的研究，隨著煤礦安全生產(chǎn)以及對瓦斯利用的重視，采空區(qū)抽放比例正在逐步增大。⑤鄰近層巷道抽放。此方法由于采動(dòng)影響，煤層已卸壓，煤層透氣性增加，抽放效果好，不受采掘工作影響和時(shí)間限制，具有較強(qiáng)的靈活性和針對性，但開孔位置在煤層，封孔不易保持嚴(yán)密，影響抽放效果和瓦斯?jié)舛?。?）瓦斯抽放方法根據(jù)我國煤層地質(zhì)條件和瓦斯賦存特點(diǎn)，我國自主開展了多種瓦斯抽放方法。由于在我國一些透氣性較差的高瓦斯煤層及突出危險(xiǎn)煤層采用通常的布孔方式預(yù)抽瓦斯的效果不理想、難以解除煤層開采時(shí)的瓦斯威脅，為此，從 60 年代開始。表 我國各年的瓦斯抽放量年份 抽放量/Mm 3 年份 抽放量/Mm 31992 年 534 2022 年 8661993 年 536 2022 年 9841994 年 564 2022 年 11461995 年 600 2022 年 15201996 年 634 2022 年 19291997 年 728 2022 年 21331998 年 742 2022 年 26141999 年 835 2022 年 1984我國煤礦瓦斯抽放技術(shù)，大致經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段 [9]：①高透氣性煤層瓦斯抽放階段。年瓦斯抽放量得到井噴式發(fā)展主要有兩個(gè)原因：一是這期間抽放瓦斯礦井?dāng)?shù)目大大增加，二是單個(gè)礦井的年瓦斯抽放量的增長。最后，煤層中的瓦斯同樣是一種地下資源，將瓦斯抽采出來送到地面作為燃料和原料加以使用，可以起到保護(hù)環(huán)境和提高經(jīng)濟(jì)效益的作用。但是隨著煤礦開采技術(shù)的快速發(fā)展，一方面煤礦機(jī)械化水平不斷提高，煤礦生產(chǎn)越來越高效化、集約化；另一方面隨著煤礦開采深度的不斷加深，采煤作業(yè)的不斷提速，使得礦井瓦斯涌出量一直處于上升狀態(tài)，對煤礦的安全生產(chǎn)造成重大威脅。1煤礦瓦斯抽放畢業(yè)設(shè)計(jì)論文摘要隨著煤礦生產(chǎn)技術(shù)水平的快速發(fā)展，煤礦生產(chǎn)能力大大提高，但是隨著開采深度的增加礦井瓦斯涌出量也大大增加，礦井瓦斯已成為制約煤礦安全生產(chǎn)的“頭號大敵” 。近年來我國煤礦安全生產(chǎn)狀況有明顯改善，百萬噸死亡率從2022 年的 降至 2022 年的 ，但是與發(fā)達(dá)國家的百萬噸死亡率相比仍相差甚遠(yuǎn)，煤炭行業(yè)在我國仍然是一個(gè)高風(fēng)險(xiǎn)的行業(yè)，煤礦事故發(fā)生率居高不下。因此，瓦斯抽放已成為我國煤礦瓦斯災(zāi)害治理的主要技術(shù)手段。這期間為提高瓦斯抽放率，各國都對瓦斯抽采技術(shù)進(jìn)行了研究：前蘇聯(lián)針對低透氣性煤層難抽問題，在頓巴斯、卡拉干達(dá)和庫基巴斯礦區(qū)最先提出并試驗(yàn)應(yīng)用了交叉鉆孔強(qiáng)化預(yù)抽煤層瓦斯的方法，顯著提高了低透氣性煤層的瓦斯抽放率；而日本針對開采深度大的煤層時(shí)采用大直徑鉆孔來提高抽采效果；德國和捷克通過向煤層打放射狀鉆孔以延長抽采時(shí)間，成功達(dá)到了提高瓦斯抽采量的目的；在封孔工藝上，德國和日本在首先推廣應(yīng)用聚氨酯封孔技術(shù)，使抽放負(fù)壓達(dá)到50KPa 以上 ， 近年來由于石油、天然氣能源的急缺，煤層氣作為煤炭的伴生能源更是受到熱捧，美國等發(fā)達(dá)國家掀起了對瓦斯抽采開發(fā)試驗(yàn)的新浪潮 [5]。50 年代初期，在撫順高透氣性特厚煤層中首次采用井下鉆孔預(yù)拄煤層瓦斯，獲得了成功。試驗(yàn)研究了多種強(qiáng)化抽放開采煤層瓦斯的方法，如煤層注水，4水力壓裂．水力割縫，松動(dòng)爆破，大直徑(擴(kuò)孔)鉆孔，網(wǎng)格式密集布孔，預(yù)裂控制爆破，交叉布孔等。根據(jù)抽放對象的不同，可分為本煤層瓦斯抽放、鄰近層瓦斯抽放和采空區(qū)瓦斯抽放。③本煤層邊掘邊抽。主要指在開采層的頂部處于采動(dòng)形成的裂隙帶內(nèi)挖掘?qū)Ｓ玫某橥咚瓜锏?，用以抽采上鄰近層的卸壓瓦斯。?）我國瓦斯抽放現(xiàn)存問題作為防治瓦斯災(zāi)害事故的主要技術(shù)措施的瓦斯抽放技術(shù)雖然取得了較快地發(fā)展，但總體上看水平仍然較低。同時(shí)，由于投放資金有限，抽放鉆孔工程量太小，無法加大鉆孔密度以形成網(wǎng)格式布孔，適應(yīng)中國這樣的低透氣性煤層的抽放條件，增大煤層透氣性。 研究內(nèi)容及技術(shù)路線 研究內(nèi)容（1）瓦斯涌出量預(yù)測：回采工作面的瓦斯涌出量由開采層、臨近層瓦斯涌出量兩部分組成，利用在實(shí)習(xí)中收集到的資料，根據(jù)礦井圍巖瓦斯涌出系數(shù)，工作面丟煤系數(shù)，回采工作面長度，開采層厚度，工作面采高，煤層原始瓦斯含量等參數(shù)計(jì)算出開采層瓦斯涌出量。經(jīng)過論證分析，選取一個(gè)具體的設(shè)計(jì)方案，本設(shè)計(jì)要包括各煤層瓦斯抽放設(shè)計(jì)的方法，要做到安全可靠同時(shí)又要經(jīng)濟(jì)節(jié)約，技術(shù)路線圖如圖 。井田中心地理坐標(biāo)：東經(jīng) 87176。石炭系地層在井田東部、西南部都有少量范圍分布，小泉溝組僅在井田東北角有小范圍出露，井田東部及東南部有大面積八道灣組地層分布，三工河組地層在井田西北部有小面積分布，西山窯組在井田西部有大面積分布，在井田中部大部分地層被第四系覆蓋。 10～30m 3 線以西 1～2 煤層，上盤及下盤局部無 法利用F41 下 逆斷層 南傾 34176。 20～70m 縱貫全井 7～10 煤層，破壞深度逐層加 大F510 逆斷層 南傾 30176。10井田內(nèi)可采及局部可采煤層為 112210 煤。煤巖顯微結(jié)構(gòu)多為均一狀。16122 工作面目前還沒形成回風(fēng)，正在進(jìn)行切眼施工工作。礦井初期四個(gè)井筒的服務(wù)范圍為整個(gè)礦井，服務(wù)時(shí)間與礦井生產(chǎn)年限同步。根據(jù)鄰近礦井一九三〇煤礦、二一三〇煤礦開采情況，一 XX 開采至深部有轉(zhuǎn)變?yōu)槊号c瓦斯突出礦井的趨勢，現(xiàn)已完成防治煤與瓦斯突出專項(xiàng)設(shè)計(jì)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，對于緩傾斜煤層受開采采動(dòng)影響，上鄰近層能向工作面涌出卸壓瓦斯的巖層破壞范圍取100m ；下鄰近層能向工作面涌出卸壓瓦斯的巖層破壞范圍取60m。 ，示，5號煤層開采時(shí)6號煤層的瓦斯排放率為30%，則6號煤層的殘余瓦斯含量為。、 5采可以看出，4號煤層相對瓦斯涌出量為Q =+= m3/t，6號煤層相對瓦斯涌4采出量Q =+= m3/t。其計(jì)算公式為： (39)0n1i n1iiiiAQ4K）（ 掘采采采 區(qū) ?????Q式中Q ——采區(qū)瓦斯涌出量，m /t；采 區(qū) 3K ——采區(qū)內(nèi)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)；采Q ——第i回采工作面相對瓦斯涌出量，m /t；i采 3A ——第i回采工作面平均日產(chǎn)量，t/d；Q ——第i掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量，m 3/min；i掘A ——采區(qū)平均日產(chǎn)量,t/d；0礦井布置兩個(gè)回采工作面和四個(gè)掘進(jìn)工作面時(shí)采區(qū)瓦斯涌出量，回采工作面布置在1號、4號煤層時(shí)，掘進(jìn)工作面分別布置在1號、5號煤層中，根據(jù)公式（39）采區(qū)瓦斯涌出量， 布置兩個(gè)回采工作面時(shí)采區(qū)瓦斯涌出量表回采煤層Q i采( m /t)3A i( t/d)Q i掘(m3/min) K 采A 0(t/d)Q 采 區(qū)(m3/t)Q 采 區(qū)(m3/min)1號 1636 3636 4號 1636 3636 注：， ，年工作日330d計(jì)算。從表 、表 和表 中可以看出，工作面瓦斯一部分來源于開采層的煤壁和落煤解吸的瓦斯，另一部分來源于采空區(qū)和鄰近層的涌出。21表 開采層預(yù)抽瓦斯難易程度分類表抽放難易程度 鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)? (d )1 煤層透氣性系數(shù)? (m /MPa 瓦斯可抽量計(jì)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。（4）優(yōu)化瓦斯抽采巷道工程，盡可能利用生產(chǎn)巷道，減少工程量。鉆場的長寬高為3m3m。） 與巷道夾角（176?；夭晒ぷ髅嬖O(shè)計(jì)傾向長度為 160m，可直接在運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷布置平行順層預(yù)抽，鉆孔順著煤層傾向施工 70m，預(yù)抽鉆孔布置方式如圖 所示。為防止采空區(qū)瓦斯沿第二趟埋管涌出，第二趟埋管與瓦斯抽采支管連接前用法蘭盤封閉。沿走向方向上的其它鉆場內(nèi)的走向抽放鉆孔按上述施工順序依次進(jìn)行施工。其做法如下：將抽放管的一端與注漿管擺放在一起，其重疊處約30cm左右；準(zhǔn)備編織袋（將水泥倒入封孔泵的攪拌器內(nèi)后，將紡織袋加以回收利用），將袋子開口端向孔口處纏繞抽放管與注漿管；用麻繩或麻線等，將抽放管、注漿管及編織袋捆緊送入孔內(nèi)；按泵的操作規(guī)程，開動(dòng)泵拌水泥漿，均勻后并開始注漿，水泥漿先將編織袋脹大，并封住鉆孔，繼續(xù)注漿直到注完為止，注漿時(shí)，孔口可能會(huì)漏一些漿，但不會(huì)影響整個(gè)封孔質(zhì)量；注完后即可直接將注漿膠管拔出。 鉆孔施工設(shè)備（1）礦井瓦斯抽放鉆機(jī)煤礦瓦斯抽放鉆機(jī)應(yīng)該符合以下要求：①電動(dòng)機(jī)及其附屬電器設(shè)備必須是防爆的；②鉆機(jī)要體積小，輕便或者解體方便，利于搬遷；③鉆機(jī)能打水平、上向、下向任意的鉆孔。本次設(shè)計(jì)采空區(qū)瓦斯抽采濃度為15%，工作面預(yù)抽鉆孔瓦斯?jié)舛葹?5%，礦井在抽采過程中也應(yīng)根據(jù)采掘的實(shí)際情況，加強(qiáng)瓦斯抽采管理，調(diào)整瓦斯抽采工藝各參數(shù)，增加瓦斯瓦斯抽采濃度，提高瓦斯抽采效果。本設(shè)計(jì)采用封孔泵注射水泥漿封抽采鉆孔，原因有二：其一這種封孔方式成本低，試用范圍廣，利用本礦已有的的KFB型礦用封孔泵輸送和制備水泥漿能實(shí)現(xiàn)封孔質(zhì)量高和方便、快捷的目標(biāo)；其二，一XX的出水較為嚴(yán)重，鉆孔為上向鉆孔，十分適合這種封孔方式。鉆孔終孔間距為10m，鉆孔終孔控制范圍為沿傾斜方向距回風(fēng)巷 10m～40m，距煤層頂板的垂直距離為20m～30m。，在回風(fēng)巷敷設(shè)第一趟埋管，埋管長約 20m，在回風(fēng)巷上幫每隔 15m施工一個(gè) 1m 的硐室，做 T 型抽放管置入硐室， T 型抽放管每隔 沿管壁鉆四個(gè)直徑為 10mm 的鉆孔。1 號、4 號、6 號煤層未在井下測定自然瓦斯流量衰減系數(shù)和透氣性系數(shù)，其瓦斯可抽性暫與 5 號煤層一致考慮，為此，本設(shè)計(jì)采用打順層鉆孔的方式來抽采本煤層瓦