【正文】 、烏江河流經灰?guī)r地層露頭附近，對礦區(qū)地下水影響較大。表 223 井下鉆孔煤層瓦斯壓力測定匯總表其 它 參 數(shù)煤層 地點煤層頂板標高(m)壓力(MPa)瓦斯流量(l/min)換算瓦斯含量(m3/t)f a b 河南理工大學本科畢業(yè)論文 17320 己組南石門 己二通風排水下山 己二通風排水下山 己二通風排水下山 20220 采面 二 120220 采面 由表知，煤層瓦斯壓力較大，煤體堅固性系數(shù)（f）小，煤的等溫吸附常數(shù)中 a 值較大，表明煤的粒度較小，比表面積大，煤體對瓦斯的吸附量大。喜馬拉雅運動在本區(qū)主要表現(xiàn)為升降運動并伴有斷裂產生，使凹陷進一步發(fā)展，接受厚度達千米以上的新生界沉積，形成了目前的地質景觀。工業(yè)發(fā)達，以煤礦、建材為主；農業(yè)以小麥、玉米、蔬菜為主；礦產資源主要有煤炭及建筑材料等 井田地質特征 地質構造平頂山煤田位于昆侖—秦嶺緯向褶皺帶東段北亞支南側與嵩淮弧復合部位。 河南理工大學本科畢業(yè)論文 11井田范圍發(fā)育著沖溝和季節(jié)性小溪，比較大的月臺河發(fā)源于尹充村，從井田中部流過，屬間歇性小河。本次設計就是在十礦實際地質條件的基礎上，根據(jù)收集到的礦井生產圖紙和數(shù)據(jù)，按照指導老師的要求作了一些改動后，對礦井瓦斯抽放系統(tǒng)做的設計。對此最有效、最經濟的還是卸壓抽放瓦斯。再有水平長鉆孔抽放本煤層瓦斯,過去由于打鉆裝備及工藝問題,始終打不出理想的長鉆孔。尤其是放頂煤采煤法推廣以后,工作面單產大幅度提高,日產 3000～5000t 已是較低水平,日產萬噸也較普遍,因此工作面瓦斯涌出量也大幅增長。高瓦斯和瓦斯突出礦井全部開展瓦斯抽放的有：山西、遼寧、吉林、江西、山東、貴州、云南、陜西、甘肅、中煤集團公司、神華集團公司等 11 個統(tǒng)計單位，占 %。280mm 鉆孔貫穿各層時，有高壓瓦斯噴出，當時 Sehrodter 博士決定排放瓦斯，向孔內扦入套管，用水泥砂漿封孔，聯(lián)管直徑為 248。隨后，1957 年，陽泉礦務局四礦又實驗成功了采用穿層鉆孔抽放上臨近層卸壓瓦斯。2022 年全國煤礦事故死亡 5670 人,瓦斯事故死亡 2436 人,占總死亡人數(shù)的 43 %。這種方法從原理上講雖然仍為鄰近層卸壓抽放,但突破了以往僅在開采層巷道向鄰近層打鉆抽放的老模式。近幾年由于大型抽放泵的出現(xiàn)以及抽放工藝的進一步優(yōu)化,使采空區(qū)抽放創(chuàng)造了前所未有的輝煌,如撫順老虎臺礦經過 河南理工大學本科畢業(yè)論文 6多年的實踐摸索,采用了尾巷瓦斯道、兩順超前抽放瓦斯、頂板道超前抽放及上順槽埋管抽放瓦斯等方式。(3) 安全科研方面的成績。 河南理工大學本科畢業(yè)論文 9本設計以《畢業(yè)設計論文大綱》為依據(jù)，按照《煤礦安全規(guī)程》和《礦井抽放瓦斯工程設計規(guī)范》的要求，經過查閱相關資料和老師的精心指導而完成,由于本人知識結構的限制和設計能力有限，設計中難免有不妥和錯誤之處，懇請審閱老師批評指正。最高氣溫 ℃(1968 年 7 月 18 日)，最低氣溫℃(1955 年 1 月 30 日 )，年平均氣溫 ℃。并有中、酸性巖漿巖的侵入和噴出。該向斜軸在十礦、十二礦、八礦深部經鉆探和三維地震勘探，軸部的具體位置、形態(tài)已嚴密控制。平頂山——首山水文地質段北西、南西、北及北東和南及南東部分別以郟縣斷層、鍋底山斷層、洛崗斷層、襄郟斷層和洛崗斷層為界，形成地壘構造，十礦位于該水文地質段南部。 河南理工大學本科畢業(yè)論文 20在山坡、山腳處，大氣降水通過坡積層、洪積層補給有關煤系砂巖含水層。單位時間內單位面積暴露煤壁泄出的瓦斯量（煤壁瓦斯涌出速度）隨著煤壁暴露時間的延長而降低。 河南理工大學本科畢業(yè)論文 28 從資源利用和環(huán)保的角度來看瓦斯抽放的必要性瓦斯是一種優(yōu)質的能源，與人工制氣相比，利用瓦斯具有成本低，質量高清潔安全，使用方便等顯著的優(yōu)點。己二采區(qū)煤層屬于高瓦斯低透氣性煤層，根據(jù)《AQ10272022煤礦瓦斯抽放規(guī)范》 ，決定采用本煤層預抽、邊掘邊抽和邊采邊抽相結合的綜合瓦斯抽放方法，選擇具體抽放瓦斯方法時應遵循如下原則：（1）選擇的抽放瓦斯方法應適合煤層賦存狀況、開采巷道布置、地質條件和開采技術條件；（2）應根據(jù)瓦斯來源及涌出構成進行，盡量采取綜合抽放瓦斯方法，以提高抽放瓦斯效果； 河南理工大學本科畢業(yè)論文 31（3）有利于減少井巷工程量，實現(xiàn)抽放巷道與開采巷道相結合；（4）選擇的抽放瓦斯方法應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； （5）所選擇的抽放方法應有利于抽放工程施工、抽放管路敷設以及抽放時間增加。 河南理工大學本科畢業(yè)論文 35煤礦回采工作面順槽實行雙巷掘進，掘進工作面的最大邊掘邊抽瓦斯量由下式計算： （5—2）teQLNQtj /)1(10321 ?????式中: Q 1 —掘進工作面邊掘邊抽瓦斯量， ；min3N —每個鉆場內邊掘邊抽鉆孔數(shù)，N＝4；L2 —掘進工作面平均走向長度，m，L 2=1000m；L3—鉆場間距，m；L1 —單孔有效抽放長度，m；Qj—百米鉆孔瓦斯極限抽放量，m 3，Q j =73000 m3；Α—鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)，d 1，α= 1；t—巷道掘進期間邊掘邊抽鉆孔平均抽放瓦斯時間，在巷道平均長度為 1000m，掘進速度 150m/mon 條件下，t＝200d。計算管網阻力應在抽放管網系統(tǒng)敷設線路確定后，按其最長的線路和抽放最困難時期的管網系統(tǒng)進行計算，己二采區(qū)瓦斯抽放管路為：工作面→瓦斯專用巷→己二北部瓦斯專用回風巷→己二北部總回風→己四風井→泵房，其中地面50m，回風井 400m，回風巷（己二瓦斯專用巷至己四風井）按 3000m計算，支管最長長度取支管 1 長為 1200m，支管 3 長為 1000m。封一個鉆孔的聚氨酯用量約為 2Kg 左右。封孔管與抽放支管間用膠管連接，支管到再到干管上，最后到達地面泵房。礦井抽放瓦斯總量能長期穩(wěn)定在2m3/min 以上，且抽放系統(tǒng)的服務年限應在 10 年以上的應建立永久瓦斯抽放系統(tǒng)。（2）礦井絕對瓦斯涌出量達到以下條件的：①大于或等于 40m3/min；②年產量 ～ 的礦井，大于 30m3/min；③年產量 ～ 的礦井，大于 25m3/min；④年產量 ～ 的礦井，大于 20m3/min；⑤年產量小于或等于 的礦井，大于 15m3/min。3 礦井瓦斯賦存 煤層瓦斯基本參數(shù)根據(jù)對中平能化十礦己二采區(qū)及其相鄰采區(qū)的實際調查統(tǒng)計，中平能化十礦己二采區(qū)礦井瓦斯的基礎參數(shù)確定如下：煤層瓦斯含量為 — m3/t；平均瓦斯含量為 m3/t；煤層透氣系數(shù) λ=㎡/Mpa 2d；百米鉆孔初始瓦斯流量 q0= m3/min100m；鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù) a=百米鉆孔極限自然流量 73000m 3 瓦斯涌出量計算 回采工作面瓦斯涌出預測工作面瓦斯涌出量可分為二部分：本煤層瓦斯涌出和圍巖瓦斯涌出。北干渠最大洪水流量為 河南理工大學本科畢業(yè)論文 19167m3/s。daf)煤層孔號止煤深度(m) CO2 N2 CH4 CO2 N2 CH4201 2012 211 2119 221 228 2215 2216 2317 2318 2413 2415 2515 2516 二 125′ 19 （2）煤層瓦斯壓力針對煤層瓦斯含量高，且為煤與瓦斯突出的礦井，本礦在己二采區(qū)布置了十幾個井下瓦斯壓力測試鉆孔，測試成功 7 孔（表 223） 。燕山晚期，有中酸性巖漿沿構造薄弱帶侵入。 經濟概況區(qū)內經濟較為繁榮。汝河流經煤系之上，最大流量 3040m3/s，旱季流量 。本次設計的是中平能化十礦己二采區(qū)的瓦斯抽放系統(tǒng)，設計之前，我在該礦進行了為期兩周的畢業(yè)實習，通過地面參觀、聽總工及各科室負責人作報告、參加科室實習及井下生產實習，對礦井的情況有了一個比較全面的認識。我國煤層氣資源豐富,但煤層透氣性普遍很低。因而交叉鉆孔可以較好地提高開采層的抽放瓦斯效果。四是抽放方法落后,很多礦區(qū)缺乏對瓦斯抽放工藝方法的研究 ,幾十年一貫 河南理工大學本科畢業(yè)論文 4制,抽放效果差,難以滿足安全生產的要求。目前，在原國有重點煤礦 292 處（增加安徽1 處）高瓦斯和瓦斯突出礦井中，到 2022 年 6 月底，開展瓦斯抽放的礦井有 273 處，占 %，累計抽放瓦斯 億立方米，瓦斯利用 億立方米（其中民用 億立方米，發(fā)電用 億立方米），瓦斯利用率為 %。德國魯爾煤田Mansfeld 煤礦 Rottersbank 第一層向頂板上打直徑 248。此后，我國瓦斯抽放工作取得了迅速發(fā)展，80 年代，抽放礦井數(shù)達 111 對，到了 90 年代，年抽放量達到了 5 億m3。2022 年,在一次死亡 3 人以上和 10 人以上的重、特大事故中,瓦斯事故所占比重最大。雖然增加了一些巷道掘進和維護費用,但減少了打鉆的費用 ,最主要的還是取得了好的抽放瓦斯效果,安全生產有了保障 ,也獲得了好的經 河南理工大學本科畢業(yè)論文 5濟效益。其中采空區(qū)(尾巷瓦斯道抽放、順槽埋管抽放) 抽放量已占到抽放總量的 70 %以上,是目前老虎臺礦抽放瓦斯的主要方式。在煤礦安全科研方面“, 九五”以來又取得了一批技術先進的科研成果,如前述交叉鉆孔抽放本煤層瓦斯、尾巷及埋管抽放采空區(qū)瓦斯以及遠距離鄰近層抽放瓦斯等等。 河南理工大學本科畢業(yè)論文 102 礦井概括 井田概括 交通位置十礦位于河南省平頂山市東北部，平頂山煤田東部，距市區(qū)中心約7km，行政區(qū)劃屬平頂山市衛(wèi)東區(qū)。冬季寒冷多西北風和東北風，夏季炎熱多東北風和東風，最大風速 24m/s，平均 。這些褶皺、斷層多屬嵩淮弧的構造成份。十礦井田位于李口向斜南西翼東段。由于礦區(qū)邊界高角度正斷層使礦區(qū)老地層與礦區(qū)邊界外第四系松散層直接接觸，礦區(qū)不能從外圍接受地下水補給，形成相對獨立的水文地質單元。 井田開拓與開采 礦井開拓方式十礦現(xiàn)有主井、副井、主斜井各一個，丁三斜井、戊二風井各一個，礦井北翼有北翼風井、北翼進風井、三水平北風井，另有專門為采區(qū)服務的丁二風井、丁三斜井，丁四風井、戊一風井、戊二風井、戊三風井、己四風井。通常暴露 6 個月后煤壁瓦斯涌出基本穩(wěn)定。如果將抽出的瓦斯加以利用，可以變害為寶，不僅改善能源結構，而且減少了對環(huán)境的污染，保護人類生存環(huán)境。 表 521 抽放方案選擇表種類 抽放方式 理 由 備注區(qū)域預抽 區(qū)域煤體內瓦斯含量大，提前進行瓦斯預抽，以利于今后采、掘工作的進行向區(qū)域煤體內打順層平行長鉆孔進行預抽回采工作面預抽 煤體內瓦斯含量大，回采時瓦斯涌出量大。 由上式確定鉆孔布置參數(shù)如下，瓦斯抽放鉆孔布置如圖 53 所示： 鉆孔長度 120m；鉆孔直徑 ф110mm；上下鉆孔夾角 1～2176。下面以管路 1 為例計算阻力：摩擦阻力計算 （6—2）50?? 河南理工大學本科畢業(yè)論文 41式中 H z—管路的摩擦阻力，Pa；L—管路長度，m；γ—混合瓦斯對空氣的密度比，見表 622；K0—與管徑有關系數(shù)，見表 621；D—瓦斯管內徑，cm；Q—抽放混合瓦斯量，m 3/h。為了避免封孔管晃動影響封孔質量，孔口處用木塞楔緊。故而確定鉆孔布置參數(shù)如下，瓦斯抽放鉆孔布置如圖51所示：鉆孔間間距 10m；鉆孔直徑 ф105mm；鉆孔角度 平行煤層或上仰3 0；鉆孔長度 150m；封孔方式 聚胺脂封孔；封孔長度 6m；預抽時間 12個月運輸順槽回風順槽 河南理工大學本科畢業(yè)論文 34圖51 回采工作面預抽瓦斯鉆孔布置示意圖 （3）鉆孔與管路的連接：如圖 52 所示聚氨酯封孔 1 小時后，便可與抽放管路連接。 瓦斯抽放泵站的類型及位置根據(jù)《礦井抽放瓦斯工程設計規(guī)范》 、 《煤礦安全規(guī)程》的要求，回采工作面絕對瓦斯涌出量超出 5m3/min；掘進工作面絕對瓦斯涌出量大于 3 m3/min；年產量小于等于 100 萬 t，礦井絕對瓦斯涌出量大于 25 m3/min 的礦井都應建立瓦斯抽放系統(tǒng)。Wkc=40%19850=7940 萬 m3 河南理工大學本科畢業(yè)論文 264 瓦斯抽放的必要性和可行性論證