【正文】 H 局 ），按管道總摩擦力阻力的 15％考慮，則： H 局 = 依據(jù)礦井工作面的瓦斯抽放量預(yù)計(jì)結(jié)果，按上式計(jì)算并留有一定余量，瓦斯抽放管徑，見表 51 所示。 三、施工量 初期采用尾巷仰角鉆孔抽放采空區(qū)，孔深 35m，鉆孔間距為 5m，工作面長 1200m，則需 布置鉆孔 240 個(gè)，鉆孔施工總長度為 8400m； 老采空區(qū)抽放需要打密閉墻 ， 為了保證瓦斯抽放效果，投入的抽放工程必須達(dá)到要求。 抽放施工設(shè)備、檢測儀表及施工量 從 常順 煤礦所采用的抽放瓦斯方法來看， 需要開掘鉆場，在頂板的巖石內(nèi)打鉆孔，打鉆工程所需的設(shè)備為： 一、鉆機(jī) 頂板水平長鉆孔一般要求鉆孔長度在 100m 以上。 瓦斯抽放方法確定 根據(jù)瓦斯來源分析及方案比較，確定常順煤礦采用老 采空區(qū)全封閉埋管抽放，高位巷抽放。 表 44 鄰近層抽放方案比較 抽放方式 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 高位巷抽放 抽 放量大，抽放量穩(wěn)定。 山西盂縣常順煤礦抽放瓦斯工程初步設(shè)計(jì)說明書 24 回風(fēng)巷抽放管路采空區(qū)回風(fēng)巷工作面抽放管立管上隅角.5mA AAA 剖面圖 46 采空區(qū)埋管抽放瓦斯示意 圖 （ 7）尾巷密集仰角鉆孔抽放瓦斯 常順煤礦布置尾巷， 可以考慮在尾巷內(nèi)布置密集仰角鉆孔抽放裂隙帶及采空區(qū)瓦斯。為操作山西盂縣常順煤礦抽放瓦斯工程初步設(shè)計(jì)說明書 23 方便，靠近采面上隅角段管路可采用 6m長的鎧裝軟管與主 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角的上部（上部瓦斯?jié)舛容^高），抽放軟管與木棒綁在一起，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。開孔后再鉆直徑 94mm的鉆孔，孔長度 100m。鉆孔在平面圖上基本呈扇形布置。 采空區(qū)瓦斯涌出量較大 在回風(fēng)巷內(nèi)向煤層頂板掘一條小上山，然后 與回風(fēng)巷平行方向施工一段至開切眼的巷道。 山西盂縣常順煤礦抽放瓦斯工程初步設(shè)計(jì)說明書 19 表 41 可選抽放方案 類 別 抽放方式 理 由 抽放工藝 鄰近層抽放 高位鉆孔（鉆場不爬坡，鉆孔沿底板） 上鄰近層瓦斯涌出量較大 高位鉆孔沿回順掘鉆場，向采空區(qū)上方打扇形孔。 根據(jù)瓦斯來源分析， 進(jìn)行上鄰近層和采空區(qū)瓦斯抽放是該礦瓦斯抽放工作的重點(diǎn)。 瓦斯抽放系統(tǒng) 的類型 瓦斯抽放系統(tǒng)的類型包括井下移動(dòng)瓦斯抽放和地面久瓦斯抽放系統(tǒng) 2種， 地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)與井下移動(dòng)抽放系統(tǒng)的適用條件 如下： 地面泵站適用條件及 優(yōu)點(diǎn) ： 1）地面永久抽放系統(tǒng)抽放量大，可以有效緩解高瓦斯礦井通風(fēng)壓力 ； 2）相對于井下移動(dòng)抽放系統(tǒng)，可以對井下多個(gè)采區(qū)或工作面同時(shí)進(jìn)行抽放，抽放能力大，便于集中管理，瓦斯直接排放到地面，安全性好?？梢匀〉蔑@著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。? 式中 Q0—— 采掘工作面供風(fēng)量， m3/min，按設(shè)計(jì)取 2200 m3/min； Q —— 采掘工作面瓦斯涌出量， m3/min； K—— 瓦斯涌出不均衡系數(shù)，取 K=1. 2； C—— 采掘工作面允許的瓦斯?jié)舛?，％? 開采 9煤層 礦井 絕對瓦斯涌出量為 ： 。 近層的瓦鄰斯排放率與層間距的關(guān)系 ， 見圖 1 21。礦井 開采 9號煤層時(shí)， 瓦斯儲量和可開發(fā)瓦斯量的計(jì)算結(jié)果詳見表 22。 選取的各煤層瓦斯含量，見表 21。井下共配備了 一個(gè)綜采面、一個(gè)順槽綜掘進(jìn)工作面和一個(gè)大巷普掘工作面，采掘工作面均采用獨(dú)立通風(fēng)方式，回采山西盂縣常順煤礦抽放瓦斯工程初步設(shè)計(jì)說明書 9 工作面采用 U 型全負(fù)壓通風(fēng)，掘進(jìn)工作面 采用 局部通風(fēng)機(jī)壓入式 通風(fēng) 。二水平開采 12 號煤層和 15 號煤層。分別開拓 9 號煤層、 12 號煤層和15 號煤層。 各可采煤層特征見表 煤層綜合柱狀圖見圖 11。礦區(qū)范圍內(nèi)煤層厚度 ～ ,煤層由南東部向北西部逐漸變薄，煤層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，夾矸一般為兩層，厚度 ～ ，變化較大，致使煤層出現(xiàn)局部分叉，上、下分層局部 達(dá)可采厚度。對采煤有一定影響。 另在開采過程中 發(fā)現(xiàn) 了 7 條正斷層及 4 個(gè)小型陷落柱。 二疊系下統(tǒng)下石盒子組（ P1x） 在區(qū)內(nèi)僅有下部 地層 ， 主要為灰黃色、灰綠色砂巖、灰色、灰黃色粉砂巖及泥巖等 ， 夾有 1— 3 層煤線，底部常有一層穩(wěn)定之砂巖（ K8） 。上部夾 1— 2 層薄層石灰?guī)r，底部常見山西式鐵礦，呈雞窩狀賦存。 山西盂縣常順煤礦抽放瓦斯工程初步設(shè)計(jì)說明書 4 ③ 風(fēng)向及風(fēng)速：春冬季多為西北風(fēng)，夏秋季多為東南風(fēng)，最大風(fēng)速達(dá) 。 1994 年技改后，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 210kt/a。 二、 編制 瓦斯抽放 設(shè)計(jì)的依據(jù) 太原市明仕達(dá)煤炭設(shè)計(jì)有限公司 20xx 年 8 月編制的《山西省盂縣常順煤礦綜合機(jī)械化采煤升級改造初步設(shè)計(jì)說明書》； 《礦井抽放瓦斯工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（ MT9501896）（ 1997）中華人民共和國煤炭工業(yè)部； 《 瓦斯抽采基本指標(biāo) 》 （ AQ102620xx） 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局； 《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》 （ AQ102720xx） 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局； 《煤礦 安全規(guī) 程 》 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局， 20xx 年 1 月 1 日實(shí)施； 盂縣常順煤礦提供的其他有關(guān)資料。截至 1994 年，該礦三個(gè)坑口年總產(chǎn)量 為150kt/a。礦井以一個(gè)生產(chǎn)采區(qū)、一個(gè)綜采工作面、一個(gè)順槽綜掘面和一個(gè)大巷普掘面來保證礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和正常生產(chǎn)接替。設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容為： 常順 煤礦瓦斯賦存情況、抽放瓦斯的可行性及必要性、抽放瓦斯方法的確定、抽放瓦斯量預(yù)計(jì)等進(jìn)行詳細(xì)闡述； 地面永久抽放瓦斯泵房土建 工程設(shè)計(jì)； 瓦斯抽放管網(wǎng)、抽放瓦斯鉆場與鉆孔參數(shù)設(shè)計(jì)； 抽放瓦斯系統(tǒng)的設(shè)備、儀器、儀表及附屬裝置選型及安裝設(shè)計(jì)； 地面抽放站總平面布置及給供電、排水、通訊及安全監(jiān)測輔助設(shè)施； 抽放瓦斯管理及安全措施； 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析； 設(shè)備清冊與工程投資概算； 安裝及施工圖紙繪制。 河流 該區(qū)屬海河流域滹沱河水系溫河支流。 地層 井田 內(nèi)均為第四系黃土覆蓋 ，現(xiàn)根據(jù)井田范圍內(nèi) 鉆孔 揭露資料 及鄰區(qū)鉆孔資料 ，對井田內(nèi)地層由老至新分述如下： 奧陶系中統(tǒng) 峰峰 組（ O2f） 為含煤地層的基底巖系。 石炭系上統(tǒng)太原組（ C3t） 以標(biāo)志層 K1 砂巖為底界整合覆蓋于本溪組之上，頂界為 K7 砂巖底，據(jù)鉆孔揭露厚 — ，平均 ，為本區(qū)主要含煤地層之一。 山西盂縣常順煤礦抽放瓦斯工程初步設(shè)計(jì)說明書 5 第四系（ Q） 主要為淺紅色、土黃色亞粘土、亞砂土不整合覆蓋于各沉積地層之上，厚0— 70m， 平均 20m左右。為隱伏斷層 ，在開采過程中發(fā)現(xiàn)。 另未見 巖漿巖侵入。頂板巖性為 砂質(zhì)泥巖，底板為泥巖。 根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心對盂縣常順煤礦 9 號煤及 15 號煤的檢驗(yàn)報(bào)告， 9 號煤層有 煤塵爆炸性危險(xiǎn)性，煤層自燃傾向性為不易自燃； 15 號煤層有煤塵爆炸性危險(xiǎn)性，煤層自燃傾向性為容易自燃。 8 號煤層由于屬局部可采煤層 ， 主要位于井田西部 ,在實(shí)際生產(chǎn)過程中 ， 參照 8號煤層底 板等高線及資源儲量估算圖 ， 待 9 號煤層開拓開采到 8 號煤層可采區(qū)域附近時(shí) ， 9 號煤層主要開拓大巷通過暗斜井在 8 號煤層布置相應(yīng)的主要開拓巷道。綜合機(jī)械化回采工作面頂板采用全部垮落法管理。 該礦近 3 年中 20xx 年瓦斯涌出量較大， 根據(jù)陽泉市安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局、陽泉市煤炭工業(yè)局（陽安監(jiān)政發(fā) [20xx]10 號）文件：“關(guān)于全市地方煤炭 20xx 年度礦井瓦斯等級鑒定的批復(fù)”，盂縣常順煤礦 20xx 年度 9 號煤層瓦斯相對涌出量為 ，年產(chǎn)量為 21 萬噸， 絕對涌出量為 。瓦斯儲量計(jì)算公式為： Wk=Wl十 W2十 W3 (21) 式中 Wk— 礦井瓦斯儲量， Mm3； Wl— 可采煤層的瓦斯儲量， Mm3； 煤層名稱 工業(yè)分析（ %） 密度 （ t / m3） 孔隙率 （ %） 瓦斯含量 （ m3/t） Mad Aad Vdaf 1 2 3 6 8 9 12 13 14 15 山西盂縣常順煤礦抽放瓦斯工程初步設(shè)計(jì)說明書 12 W1 ???ni iixA1 11 Ali— 礦井可采煤層 i 的地質(zhì)儲量， Mt； X1i— 礦 井可采煤層 i 的瓦斯含量， m3／ t； W2— 受采動(dòng)影響后能夠向開采空間排放瓦斯的各不可采煤層的總瓦斯儲量， Mm3； 2in1i 2i2 XAW ???? A2i— 受采動(dòng)影響后能夠向開采空間排放瓦斯的不可采煤層的地質(zhì)儲量， Mt； X2i— 受采動(dòng)影響后能夠向開采空間排放瓦斯的不可采煤層的瓦斯含量， m3／ t； W3— 受采動(dòng)影響后能夠向開采空間排放瓦斯的圍巖瓦斯儲量， Mm3，實(shí)測或按下式計(jì)算： W3＝ K(W1十 W2) K— 圍巖瓦斯儲量系數(shù)，取 K＝ 。 山西盂縣常順煤礦抽放瓦斯工程初步設(shè)計(jì)說明書 13 礦井瓦斯涌出量預(yù)測 一、 回采工作面瓦斯涌出量預(yù)測 回采工作面瓦斯來源包括開采層瓦斯涌出和鄰近層瓦斯涌出兩部分。 表 23 9煤層各鄰近層瓦斯涌出量計(jì)算表 煤層名稱 煤厚 （ m） 采厚 （ m） 原始瓦斯 含量 （ m3/t） 殘存瓦斯含量 （ m3/t） 距開采煤層距離 （ m） 瓦斯排放率 （ %） 相對瓦斯 涌出量 （ m3/t） 備注 8 18 89 9 開采層 合計(jì) （ 3）工作面的相對瓦斯涌出量為： q 回 ＝ q 開 ＋ q 鄰 =+=礦井正式開采時(shí)，工作面相對瓦斯涌出量預(yù)測為 。 一、從礦井 (工作面 )瓦斯涌出情況來看瓦斯抽放的必要性 “礦井瓦斯抽放規(guī)范”等標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定：一個(gè)采煤工作面絕對瓦斯涌出量大于 5m3／ min，用通風(fēng)方法解決瓦斯問題不合理的時(shí)，必須進(jìn)行瓦斯瓦斯抽放。同時(shí)，由于地應(yīng)力和瓦斯壓力的增大，在采掘過程中，也可能產(chǎn)生煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性。開采層瓦斯抽放（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。 移動(dòng)泵站適用條件及優(yōu)點(diǎn)： 1）體積小，移動(dòng)方便 ； 2）抽放管路短，投資小，建設(shè)工期短 ； 3）主要解決局部瓦斯超限問題 ； 4） 抽出的瓦斯排放到總回風(fēng)巷，不適合總回風(fēng)瓦斯?jié)舛雀叩牡V井。 （ 3）巷道布置在滿足瓦斯抽放的前提下，應(yīng)盡可能利用生產(chǎn)巷道，以減少抽放工程量。 尾巷密集仰角鉆孔抽放 上鄰近層瓦斯涌出量較大 礦井瓦斯涌出 達(dá)到高瓦斯礦井時(shí)，回采工作須布置尾巷。在 8煤層（距 9煤層約 20m）內(nèi)施工一條專用抽放巷，尾抽巷采用錨桿支護(hù)，斷面規(guī)格為 2m 2m，凈斷面 4m2，高抽巷與 9煤層工作面回風(fēng)巷內(nèi)錯(cuò) 20m左右。 考慮到當(dāng)工作面推進(jìn)接近鉆場時(shí)，本鉆場的鉆孔因?yàn)槁獾仍驅(qū)⒉荒芾^續(xù)進(jìn)行抽放，所以下一鉆場之間的鉆孔重疊長度應(yīng)保持 30m以上。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（四周有孔的花管）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。軟管可采用 10 吋管，抽放管伸入上隅角長度及位置應(yīng)根據(jù)實(shí)際抽放效果，不斷調(diào)整，得到合理的參數(shù)。） 傾角 （176。 抽放量相對高抽巷要小，鉆孔終孔位置較難確定，鉆場較難管理。 根據(jù)該礦 井 的鄰近礦井的抽放經(jīng)驗(yàn)，預(yù)計(jì) 工作面采用 高抽巷 抽放 可抽放瓦斯量為 7m3/min， 老采空區(qū) 全封閉 瓦斯抽放 量按 2m3/min 計(jì)算， 瓦斯抽放濃度 均 按 35%計(jì)算 ， 全礦井 抽放瓦斯的混合量為，取 26m3/min。配套鉆桿選用φ 50mm，每節(jié)長度 的鉆探鉆桿，鉆頭選用三翼合金鉆頭及金剛石鉆頭。 二、瓦斯管路敷設(shè)路線 常順 煤礦抽放瓦斯泵站選擇在 回風(fēng)立 井 井 口附近的 工業(yè)場地內(nèi) ， 采用一條抽放管路通往井下 ， 主要 利用 高抽巷 抽放鄰近層瓦斯 。 四、瓦斯管的連接方式 鋼管采用法蘭盤螺栓緊固連接或快速管接頭連接； PE 管均采用與所選 PE管配套的法蘭盤連接。 二）管路安裝 地面管路安裝 常順 煤礦抽放瓦斯泵房位于 回風(fēng)井井口 附近 一塊空地上，距風(fēng)井 口 距離 50mm以上 。 2） 回風(fēng)大巷及采區(qū)回風(fēng) 上山 管路安裝 管路敷設(shè)采用沿巷道側(cè)邦敷設(shè)。 抽放管路上配置控制閥門、測壓嘴、孔板流量計(jì)（移動(dòng)泵自帶）等?？装辶髁坑?jì)用以測定瓦斯抽放管路中的瓦斯流量