【正文】 井在開采淺部煤層時(shí)，由于煤層瓦斯含量較低，工作面可抽采瓦斯量較少，因此，初期抽采瓦斯時(shí)，在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)難以達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模。則礦井抽采系統(tǒng)服務(wù)年限為：N＝WK247?；夭蓵r(shí)工作面預(yù)抽鉆孔可作為邊采邊抽鉆孔，工作面瓦斯抽采量預(yù)計(jì)為2m3/min。K39煤層q2＝(++)＝；絕對(duì)涌出量＝3600/1440=；15煤層q2＝()＝；絕對(duì)涌出量＝1400/1440=表313 鄰近層瓦斯涌出預(yù)測(cè)結(jié)果一覽表（1）鄰近層煤層厚度（m）采高（m）瓦斯含量（m3/t）殘存瓦斯含量（m3/t）瓦斯排放率（%）相對(duì)涌出量（m3/t）備注685890114515下80表314 鄰近層瓦斯涌出預(yù)測(cè)結(jié)果一覽表（2）鄰近層相對(duì)涌出量（m3/t）絕對(duì)涌出量（m3/min）備注6 8 119煤鄰近煤層15下15煤鄰近煤層把q1和q2的計(jì)算結(jié)果代入式23中,考慮到瓦斯涌出的不均衡性，因此瓦斯涌出量還需乘以不均衡系數(shù)Kn，,計(jì)算結(jié)果見表315。min）Vr——煤的揮發(fā)份，%。其計(jì)算公式為： （39）式中：q區(qū)——生產(chǎn)采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t； Ao—生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量，t/d； q采i—第i個(gè)回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t； Ai—第i個(gè)回采工作面平均日產(chǎn)量，t/d； k′—生產(chǎn)采區(qū)內(nèi)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)； q掘i—第i個(gè)掘進(jìn)面工作面絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min。設(shè)計(jì)9煤層的瓦斯預(yù)抽率為35%，15煤層的瓦斯預(yù)抽率為40%，在煤層瓦斯預(yù)抽率達(dá)到設(shè)計(jì)值后，其煤層瓦斯含量為：9煤層瓦斯含量＝（1－35%）＝；抽采后9煤層瓦斯可解析瓦斯量＝－＝。礦井絕對(duì)瓦期涌出量大于40m3/min。另外從地質(zhì)構(gòu)造角度看，XX煤礦井田內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜類型屬中等類型。第二節(jié) 瓦斯抽采的可行性開采煤層預(yù)抽瓦斯的難易來(lái)講，一般取決于煤層的自然透氣性，其評(píng)價(jià)指標(biāo)有兩個(gè)：煤層透氣性系數(shù)（）、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)（），分為三類，即容易抽采、可以抽采、較難抽采，《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》規(guī)定的煤層瓦斯抽采難易程度分類見表421。第二節(jié) 抽采瓦斯方法選擇一、 選擇抽采瓦斯方法的原則選擇礦井瓦斯抽采方法應(yīng)根據(jù)礦井煤層賦存條件、瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)、瓦斯來(lái)源、巷道布置、抽采瓦斯目的及利用要求等因素確定，并遵循以下原則：1．選擇的抽采瓦斯方法應(yīng)適合煤層賦存狀況、巷道布置、地質(zhì)條件和開采技術(shù)條件。礦井抽采瓦斯的目的是為了降低煤層瓦斯含量，為煤炭開采提供安全生產(chǎn)環(huán)境。為提高瓦斯抽采效果，順層鉆孔采用交叉鉆孔布置，即一半鉆孔沿工作面平行布置，另一半鉆孔與工作面呈一定夾角布置。密閉墻厚度不小于1m。抽采見圖5－5。從表中可以看出,預(yù)抽1年的預(yù)抽率可達(dá)25%，預(yù)抽兩年的預(yù)抽率可達(dá)40%。(2)掘進(jìn)工作面鉆孔間距掘進(jìn)工作面的瓦斯抽采主要是抽采掘進(jìn)巷道及其影響范圍煤體的瓦斯，設(shè)計(jì)的鉆孔終孔位置間距為2m。鉆孔封孔管采用抗靜電的礦用聚乙烯瓦斯抽采塑料管，導(dǎo)管規(guī)格為管徑Φ50，封孔長(zhǎng)度為6m?；剞D(zhuǎn)速度 r/min10～200回轉(zhuǎn)扭矩 6000給進(jìn)能力 kN210起拔能力 kN210功率 kW75整機(jī)質(zhì)量 kg4000主機(jī)外形尺寸 m(長(zhǎng)寬高)不同的抽采方法要求的抽采負(fù)壓不同，采用一套抽采系統(tǒng)進(jìn)行多種抽采方法不盡合理，在設(shè)計(jì)中按預(yù)抽、采空區(qū)抽采兩套抽采系統(tǒng)設(shè)計(jì)，兩套系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立。當(dāng)初期抽采瓦斯規(guī)模無(wú)法滿足礦井安全生產(chǎn)需求時(shí)，建設(shè)二期抽采系統(tǒng)，抽采規(guī)模為30m3/min純瓦斯，主要用于礦井增加瓦斯量抽采。2）采空區(qū)抽采系統(tǒng)設(shè)計(jì)地面主管、管道井選擇D5299mm螺旋焊接鋼管；大巷主管及井下抽采管路均選擇礦用瓦斯抽采塑料管，大巷主管直徑為D560，9煤層干管直徑為D500,順槽支管直徑為D315,埋管采用DN300mm,壁厚為6mm的螺旋焊接鋼管；15煤層干管直徑為D400,順槽支管直徑為D280，埋管采用DN250,壁厚為6mm的螺旋焊接鋼管。管路局部阻力損失按直管阻力損失的15%計(jì)算，則抽采管路系統(tǒng)的局部阻力損失為：　　 H局總＝H直總 （63）預(yù)抽系統(tǒng)管路局部阻力損失H局總＝1587315%＝2381Pa采空區(qū)抽采系統(tǒng)管路局部阻力損失H局總＝1837515%＝2756PaH總＝H直總+H局總 （64）預(yù)抽系統(tǒng)管路總阻力損失H總＝15873+2381＝18254Pa采空區(qū)抽采系統(tǒng)管路局部阻力損失H局總＝18375+2756＝21131Pa經(jīng)計(jì)算，管路損失見表615所示。井下抽采管路需外涂紅色以示區(qū)別其它管路。第二節(jié) 抽采設(shè)備選型計(jì)算一、瓦斯泵流量計(jì)算瓦斯泵流量應(yīng)能滿足抽采瓦斯系統(tǒng)服務(wù)年限內(nèi)最大抽采量的需要。氣密性試驗(yàn)可采用壓縮空氣試壓，壓力應(yīng)逐步緩慢進(jìn)行升壓，直至試驗(yàn)壓力。井下管路中主、干管采用法蘭連接，支管采用法蘭連接或快速接頭連接。主管阻力9煤層干管阻力15煤層干管阻力9煤層順槽支管阻力15煤層順槽支管阻力從主管到9煤支管的直管總阻力從主管到15煤支管的直管總阻力從計(jì)算結(jié)果可以看出從主管到9煤層支管的直管總阻力損失最大。主管直徑；9煤層干管直徑 ；15煤層干管直徑 ；9煤層順槽支管直徑；15煤層順槽前段支管直徑；表612 抽采管徑計(jì)算表(采空區(qū)抽采系統(tǒng)，30m3/min)管路名稱純瓦斯流 量（m3/min）瓦　斯?jié)狻《龋?）混合瓦斯流　　量（m3/min）氣　體流　速（m/s）管 道內(nèi) 徑（m）備 注主管302512012大巷主管干管12025109煤層干管干管210251015煤層干管支管11030109煤層順槽巷道管路支管25301015煤層順槽巷道管路通過(guò)調(diào)研目前國(guó)內(nèi)在建的大型瓦斯抽采系統(tǒng)一般均采用礦用瓦斯抽采塑料管，所使用的煤礦瓦斯抽采塑料管具有煤礦安全標(biāo)志準(zhǔn)用證，其安全性能有一定的保證，而且具有安裝使用方便，抗腐蝕性好，使用周期長(zhǎng)。該抽采系統(tǒng)能夠滿足采空區(qū)15m3/min純瓦斯抽采規(guī)模。m1250/650給進(jìn)能力 kN60起拔能力 kN45功率 kW22整機(jī)質(zhì)量 kg2000主機(jī)外形尺寸 m(長(zhǎng)寬高)第六章 瓦斯抽采系統(tǒng)計(jì)算及設(shè)備選型第一節(jié) 抽采管路系統(tǒng)的選擇及計(jì)算一、 抽采管路系統(tǒng)的選擇瓦斯抽采管路系統(tǒng)布置如下：根據(jù)XX煤礦提供的礦井開拓方式布置圖，考慮到礦井實(shí)際的采掘部署、通風(fēng)設(shè)計(jì)、瓦斯泵站服務(wù)范圍等綜合因素，本次設(shè)計(jì)的瓦斯抽采泵站服務(wù)于整個(gè)礦井。～177。抽采鉆孔施工均應(yīng)選擇煤壁完整、無(wú)裂隙處開孔，并按設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行施工，作好鉆孔竣工參數(shù)記錄。⒉鉆孔長(zhǎng)度9號(hào)煤層綜采面的順層抽采鉆孔長(zhǎng)度為140m，15號(hào)煤層綜采面的順層抽采鉆孔長(zhǎng)度為120m,采空區(qū)頂板走向鉆孔長(zhǎng)度為130m，掘進(jìn)工作面的鉆孔長(zhǎng)度300m。根據(jù)測(cè)得的煤層瓦斯基本參數(shù)，XX煤礦的主采煤層透氣性較差，屬于較難抽采類型煤層，因此為了提高煤層瓦斯的預(yù)抽率，必須增加鉆孔密度，合理安排采掘計(jì)劃，盡可能地增加預(yù)抽時(shí)間。并在工作面的后部抽采管上每隔30m（合理數(shù)據(jù)需在試驗(yàn)中考察）安裝一組三通、控制閥門及埋管口組件，在工作面推進(jìn)過(guò)程中，將埋管口保留在工作面的采空區(qū)，通過(guò)抽采系統(tǒng)對(duì)采空區(qū)瓦斯進(jìn)行抽采。對(duì)于已采完的采空區(qū)都要砌筑永久性密閉。鉆孔傾角原則上須保證鉆孔在煤層內(nèi)，鉆孔傾角與巷道底板平行或根據(jù)煤層的厚度略有上、下傾角。7．抽采方法應(yīng)有利于鉆場(chǎng)、鉆孔的施工和抽采系統(tǒng)管網(wǎng)的設(shè)計(jì)，有利于增加鉆孔的抽采時(shí)間。第五章 抽采方法設(shè)計(jì)第一節(jié) 瓦斯來(lái)源分析根據(jù)礦井瓦斯涌出量預(yù)計(jì)，在不進(jìn)行瓦斯抽采就開采15煤層時(shí)， m3/t，其中9，15中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）提交的XX煤礦《煤層瓦斯賦存規(guī)律階段報(bào)告》中，通過(guò)對(duì)9號(hào)煤層的一個(gè)回采工作面的測(cè)試，%，%，%。這些構(gòu)造，尤其是褶曲構(gòu)造可能會(huì)引起瓦斯的積聚，對(duì)煤層開采帶來(lái)威脅，所以進(jìn)行抽采可以有效防止瓦斯的異常涌出，保證煤礦安全生產(chǎn)。根據(jù)預(yù)測(cè)，當(dāng)?shù)V井采至深部，產(chǎn)量達(dá)到180萬(wàn)t/a時(shí)，遠(yuǎn)大于40m3/min。第四章 礦井抽采瓦斯必要性和可行性分析第一節(jié)　礦井抽采瓦斯的必要性根據(jù)原煤炭工業(yè)部1997年頒布的《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》第9條規(guī)定，凡符合下列情況之一者必須建立瓦斯抽放系統(tǒng)，開展瓦斯抽放工作：（1）符合《煤礦安全規(guī)程》第150條的(即一個(gè)采煤工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于5m3/min，或一個(gè)掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于3m3/min，采用通風(fēng)方法解決不合理的)。從表331中可以看出，其中9，15。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。對(duì)于薄及中厚煤層，D=2m0，m0為煤層厚度，對(duì)于厚煤層，D=2h+b，h及b分別為巷道的高度及寬度； v—巷道平均掘進(jìn)速度，m/min； L—巷道長(zhǎng)度，m； qo—煤壁瓦斯涌出強(qiáng)度，m3/（m2根據(jù)該礦《擴(kuò)建可行性研究報(bào)告》，采區(qū)內(nèi)煤層開采順序?yàn)橄炔?煤層，再采15煤層。第一節(jié)　工作面瓦斯涌出預(yù)測(cè)一、回采工作面瓦斯涌出預(yù)測(cè)回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量按下式計(jì)算： q采＝q1＋q2　　　　　　　　　　　 　（31）式中 q1—開采層相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t； q2—鄰近層相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t；開采層相對(duì)瓦斯涌出量按下式計(jì)算：q1＝K1礦井開采初期，由于開采淺部煤層，煤層瓦斯含量低，可抽采瓦斯量少，因此，在淺部15煤層暫不考慮進(jìn)行瓦斯抽采，隨著向深部開采，加強(qiáng)瓦斯監(jiān)測(cè)，當(dāng)采用通風(fēng)解決瓦斯困難時(shí)，即時(shí)對(duì)15煤層采取抽采措施。根據(jù)前面計(jì)算，礦井15。目前，礦井實(shí)際供風(fēng)量為8900 m3/min。所以，其抽采量9煤層為5m3/min，15煤層為2m3/min。所以綜合分析，按礦井抽采率ηk=。第二節(jié) 礦井瓦斯儲(chǔ)量礦井瓦斯儲(chǔ)量指煤田開發(fā)過(guò)程中，能夠向開采空間排放瓦斯的煤巖層賦存的瓦斯總量，包括可采煤層瓦斯儲(chǔ)量、可采煤層采動(dòng)影響范圍內(nèi)的不可采鄰近煤層瓦斯儲(chǔ)量以及圍巖瓦斯儲(chǔ)量的總和，其計(jì)算公式如下：WK＝(K1表211　煤層瓦斯含量表孔號(hào)煤號(hào)CH4含量（ml/g）煤中自然瓦斯成分（％）煤層埋深（m）備注CH4CO2N2分帶P269沼氣帶15上沼氣帶15下沼氣帶偏小三、礦井目前瓦斯涌出情況目前，礦井處于改擴(kuò)建階段，且開采煤層處于淺部煤層，煤層瓦斯含量低，礦井瓦斯涌出量較小。一、礦井煤層瓦斯基本參數(shù)井下實(shí)際測(cè)定情況《瓦斯賦存規(guī)律階段報(bào)告》中采用井下間接測(cè)定法測(cè)定9和15煤層瓦斯基本參數(shù)。目前，礦井處于改擴(kuò)建階段，且開采的煤層屬于淺部煤層，因此，礦井瓦斯涌出量較小。其中西風(fēng)井主要用于9煤各采區(qū)回風(fēng)用，北風(fēng)井用于15煤各采區(qū)回風(fēng)用。15煤為輕型綜采放頂煤工作面，采2m，工作面長(zhǎng)度為140m，,年推進(jìn)度673m，下層回采率為95%，放頂煤回采率為75%。第四節(jié) 礦井開拓與開采一、開拓方式礦井現(xiàn)在采用斜井—立井單水平開拓方式，有主斜井、副斜井、東回風(fēng)斜井、北進(jìn)風(fēng)立井和西回風(fēng)立井5個(gè)井筒；開采水平標(biāo)高+950m，大巷基本沿東西方向布置；現(xiàn)主要開采9煤和15煤，局部探采6煤和8煤。表122　煤層工業(yè)分析結(jié)果表 煤層水分Mad（%）灰分Aad（%）揮發(fā)分（%）硫SQ（%）真比重視比重孔隙率（%）VadVdaf915煤塵爆炸性根據(jù)2007年9月煤炭科學(xué)研究總院撫順?lè)衷簩?duì)XX煤礦15煤層的煤塵爆炸性鑒定，15煤層煤塵爆炸性鑒定結(jié)果見表123。中部煤層較薄，其南、北兩側(cè)由薄變厚，又趨變薄。最厚點(diǎn)為14號(hào)孔，厚5m，往東本兩測(cè)稍薄，井田內(nèi)厚度變化不大，穩(wěn)定可采。最厚點(diǎn)為112號(hào)孔。含一層夾矸時(shí)，一般下分層厚度略大于上分層厚度。本煤層在與9號(hào)煤層合并區(qū)附近少量采空，屬局部可采煤層。 （2）8煤位于太原組頂部，K7砂巖下7m左右，下距9煤0～，東部大面積與9煤合并，稱8+9煤，西部有一片不規(guī)則狀分布區(qū)。井田內(nèi)39號(hào)孔以北小范圍被剝蝕，P1103號(hào)兩孔尖滅。左右。礦井現(xiàn)裝備有一臺(tái)HJD256型，容量為256門可擴(kuò)充至1024門的地面行政電話總機(jī)，一臺(tái)JSY2000D型，容量為128門可擴(kuò)充至256門的井下調(diào)度總機(jī)，另外網(wǎng)通公司在公司內(nèi)安裝有2000門的電話總機(jī)基站，井下調(diào)度總機(jī)配有調(diào)度臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)通話跟蹤、強(qiáng)拆、各方通話等功能。三、水源、電源及通信，日供水量700m3，水質(zhì)呈中性，且懸浮物濃度小于150mg/L，符合礦區(qū)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。二、設(shè)計(jì)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)： ；殘存瓦斯含量： ；鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)： (d1)；煤層透氣性系數(shù)：