【文章內容簡介】 板石煤礦 工作面 瓦斯抽采施工設計 —— 42201 工作面 十三 Q=60VS=60 2 =955m3/min V— 工作面平均風速，取 2m/s。 S— 工作面平均斷面積，取 。 表 1— 工作面空氣溫度與風速對應表 工作面空氣溫度t(℃ ) 工作面風速 V（ m/s） 煤層厚度 煤層厚度 ～ ＜ 15 ～ ～ 15～ 18 ～ ～ 18～ 20 ～ ～ 20～ 23 ～ ～ 23～ 26 ～ ～ 26～ 28 ～ ～ 按工作面同時作業(yè)人數計算 Q=4N=4 40 =160 m3/min Q— 工作面實際需要風量； 4— 每人每分鐘不低于 4m3 的配風量； N— 工作面同時作業(yè)最多人數，取 40 人。 按風速進行計算 按最低風速進行驗算，工作面最低風量： Qmin=60 S =1192m3/min 按最高風速進行驗算，工作面最高風量： Qmax=60 4 S =1906 m3/min 板石煤礦 工作面 瓦斯抽采施工設計 —— 42201 工作面 十四 根據計算結果，確定 42201工作面實際需要風量為 955m3/min。 二、通風路線 主井 → 暗主井 → 42201 運輸順槽 → 42201 工作面 → 42201 回風順槽 →548回風巷 → 暗風井 → 風立井 → 地面 附圖 4— 42201 工作面通風系統(tǒng)圖 第四節(jié) 42201 工作面瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng) 一、甲烷傳感器設置 42201 工作面需在工作面、工作面回風巷、回風順槽打鉆施工鉆場、回風槽卡軌車設置甲烷傳感器。 在工作面安設 1 臺甲烷傳感器，安設在距離上出口 ≤ 10 米位置，報警值 ≥ % CH4,斷電值 ≥ % CH4，復電值 % CH4；斷電范圍：工作面及其回風順槽內全部非本質安全型電氣設備。 在回風順槽正在施工的 2 個鉆場中各安設 1 臺甲烷傳感器，報警值 ≥ 1% CH4,斷電值 ≥ 1% CH4，復電值 1% CH4；斷電范圍： 42201回風順槽板石煤礦 工作面 瓦斯抽采施工設計 —— 42201 工作面 十五 鉆場及回風順槽內全部非本質安全型電氣設備。 在回風順槽中部 1000m 處安設一臺甲烷傳感器，報警值： ≥ 1% CH4,斷電值： ≥ 1% CH4，復電值： 1% CH4；斷電范圍：工作面及其回風順槽內全部非本質安全型電氣設備。 在回風順槽卡軌車處各安設一臺瓦斯傳感器，報警值 ≥ % CH4,斷電值 ≥ % CH4，復電值 % CH4；斷電范圍：卡軌車電源及回風順槽內全部非本質安全型電氣設備。 在工作面回風巷出口 1015 m 處安設一臺甲烷傳感器，報警值：≥ 1% CH4,斷電值： ≥ 1% CH4，復電值： 1% CH4；斷電范圍：工作面及其回風順槽內全部非本質安全型電氣設備。 采煤機設置便攜式甲烷檢測報警儀，報警值 ≥ % CH4。 二、監(jiān) 測監(jiān)控分站 板石煤礦裝備 KJ406R 型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)測分站安設位置選定在 42201工作面下順。 三、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)安裝、使用規(guī)定 安全監(jiān)控設備之間必須專用阻燃電纜連接，嚴禁與調度電話電線和動力電纜等共用。 監(jiān)控分站設置在便于人員觀察、調試、檢驗及支護良好、無滴水、無雜物的進風巷道中，安設時應墊支架，使其距巷道底板不小于 300mm。 安全監(jiān)控設備的供電電源必須取自被控開關的電源側，嚴禁接在被控開關的負荷側。 監(jiān)控分站設有備用電源，備用電源必須保證 2 小時供電要求。 板石煤礦 工作面 瓦斯抽采施工設計 —— 42201 工作面 十六 甲烷傳感器應垂直懸掛，距頂板不得大于 300mm，距巷道側壁不得小于 200mm。 監(jiān)測系統(tǒng)必須由通風區(qū)派專人進行維護，確保系統(tǒng)的靈敏可靠。 通風區(qū)應按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定每 10天進行一次甲烷超限斷電試驗。 當工作面瓦斯超限時，自動切斷工作 面內全部非本安型電器設備電源，當各測點瓦斯?jié)舛冗_到 1%以下時，方可人工對連鎖開關送電，嚴禁連鎖開關自動恢復送電。 附圖 5— 42201 工作面瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)布置圖 第五節(jié) 42201 工作面瓦斯抽采施工設計 通過對 42201 工作面瓦斯來源分析及瓦斯涌出量預測 ， 42201工作面相對瓦斯涌出量 為 m179。/t，其 中有 %來源于本煤層，有 %來源于鄰近層。 2022 年 4 月 21日，琿春礦業(yè)（集團）有限責任公司安全儀器檢定中心實驗人員對 42201上順 5號鉆場處取煤樣進行煤樣瓦斯含量測定及煤樣瓦斯吸附常數、煤的堅固性系數及瓦斯放散初速度等參數測定，得出如下結論： 42201 上順 5 號鉆場煤樣瓦斯含量及綜合參數測定表 板石煤礦 工作面 瓦斯抽采施工設計 —— 42201 工作面 十七 原始瓦斯含量（ m3/t） 殘存瓦斯含量 （ m3/t） 可解析瓦斯含量 （ m3/t） 相對瓦斯壓力 (Mpa) 水分 （ %） 灰分 （ %） 揮發(fā)分 （ %） 真密度 （ m3/t） 視密度 （ m3/t） 孔隙率 （ %） 瓦斯吸附常數 a (ml/g r) 瓦斯吸附常數 b (MPa1) 根據《琿礦公司關于開采首采層工作 面瓦斯治理的有關規(guī)定》及該回采工作面的地質概況，判定為 42201工作面為四采區(qū) 22煤層首采工作面。根據《煤礦瓦斯抽采達標暫行規(guī)定》中第二十七條規(guī)定“采煤工作面回采前煤的可解析瓦斯量≤ 4 m3/t 的指標時，工作面日產量可＞ 10000t”。 42201 采煤工作面回采前在未進行本煤層抽采的情況下，煤的可解析瓦斯量為 ，滿足回采前煤的可解析瓦斯量≤ 4 m3/t 的指標，即42201 工作面日產量可大于 10000t，根據 42201工作面煤層賦存條件、采煤設備等情況，結合以往采煤工作面回采情況，為了提高安全系數， 42201工作面設計日產量 2666t， 并施工本煤層預抽鉆 孔，抽放本煤層賦存瓦斯。 42201 工作面初采期間，采空區(qū)頂板不易冒落，工作面風流經過采空區(qū)，易造成上出口附近瓦斯?jié)舛壬?，可采取在下尾巷擋風障的措施，減少采空區(qū)漏風；并根據現場實際條件，可采取在上尾巷退錨及施工預裂炮的措施，使采空區(qū)頂板冒落。 42201 工作面初次來壓后，裂隙帶發(fā)育完全，利用高位鉆孔抽采采空區(qū)瓦斯，利用采空區(qū)預埋管與尾巷浮抽管抽采上尾巷及上隅角瓦斯，利用鄰近層下斜鉆孔抽采鄰近層涌出瓦斯。 根據以上分析， 42201 工作面瓦斯治理采取以下幾種瓦斯抽采的方法：板石煤礦 工作面 瓦斯抽采施工設計 —— 42201 工作面 十八 一、采前本煤層預抽；二、近距離短孔抽采；三、高位鉆孔抽采；四、鄰近層下斜鉆孔抽采；五、采空區(qū)預埋管抽采；六、尾巷移動浮抽管抽采。 一、本煤層預抽鉆孔布置 根據工作面實際情況，本煤層預抽鉆孔在 42201 工作面回風順槽從停采線至距開切眼 18米區(qū)域施工，分為抽放鉆孔和注水鉆孔兩類。 在 42201工作面回風順槽停采位置施工第 1 個抽放鉆孔，往工作面開切眼方向，間隔 9米，施工第 1 個注水鉆孔，再間隔 9米，施工第 2 個抽放鉆孔??以此類推至距開切眼 18 米。要求本煤層抽放、注水鉆孔在煤層中部開孔， 沿煤層傾向施工，共計 198 個鉆孔，其中抽放、注水鉆孔各為 99個。鉆孔參數以第 1 個抽放鉆孔為例，見表 2。 表 2— 42201 工作面本煤層預抽鉆孔參數 鉆孔性質 鉆孔夾角（176。） 鉆孔仰角（176。） 鉆孔長度（ m） 本煤層抽放 80 10 130 本煤層注水 80 10 130 附圖 6— 42201工作面本煤層鉆孔平面設計圖 二、近距離短孔抽采 近距離短孔布置 根據 42201 工作面瓦斯涌出情況，初采期間（前 50m）分別在距工作面 18m 和 38m 位置向采空區(qū)方向施工近距離短鉆孔，防止初采期間，工作面瓦斯扇出。 近距離短孔參數 表 4— 42201 工作面（ 1）防扇鉆場（距開切眼 18m）鉆孔設計參數 板石煤礦 工作面 瓦斯抽采施工設計 —— 42201 工作面 十九 鉆孔編號 順槽角度 工作面角度 走向長度 傾向長度 終孔垂高 鉆孔長度 鉆孔夾角 鉆孔仰角 (176。 ) (176。 ) (m) (m) (m) (m) (176。 ) (176。 ) 1 9 3 20 10 5 23 26 20 2 9 3 20 15 5 26 36 18 3 9 3 20 25 6 33 51 15 4 9 3 20 30 6 37 56 13 表 5— 42201 工作面（ 2）防扇鉆場（距開切眼 38m）鉆孔設計參數 鉆孔編號 順槽角度 工作面角度 走向長度 傾向長度 終孔垂高 鉆孔長度 鉆孔夾角 鉆孔仰角 (176。 ) (176。 ) (m) (m) (m) (m) (176。 ) (176。 ) 1 9 3 40 10 6 42 14 17 2 9 3 40 20 6 46 26 15 3 9 3 40 30 8 51 36 15 4 9 3 40 40 8 57 45 13 5 9 3 40 50 10 65 51 13 附圖 7— 42201 工作面近距離短孔平、剖面設計圖 三、高位鉆孔抽采 高位鉆孔布置 從 42201工作面回風順槽距開切眼 60m 處起，沿回風方向，在每隔 18m預留的高位鉆場中施工 1 組 8 個高位鉆孔，直至停采線后施工 2組鉆孔，共計 97 組， 776 個鉆孔，共計 79152米。鉆孔要求打在工作面采空區(qū)裂隙帶內，鉆孔開孔位置位于打鉆側煤壁頂板，鉆孔間距為 400 mm。 板石煤礦 工作面 瓦斯抽采施工設計 —— 42201 工作面 二十 高位鉆孔參數 （以 4鉆場為例） 表 6— 42201 工作面（ 3）鉆場（距工作面 60m）鉆孔設計參數 鉆孔編號 順槽角度 工作面角度 走向長度 傾向長度 終孔垂高 鉆孔長度 鉆孔夾角 鉆孔仰角 (176。 ) (176。 ) (m) (m) (m) (m) (176。 ) (176。 ) 1 9 3 65 10 6 67 9 16 2 9 3 65 20 8 69 17 16 3 9 3