【文章內(nèi)容簡介】 度，mbs—鄰近層向開采層涌出瓦斯的程度系數(shù)，計算或查表qx—底板鄰近層及不可采夾矸泄出的瓦斯，（m3/t） L0—階段斜長度，m∑h—階段煤柱總長度，mms—下部鄰近層的厚度，mm—開采層的可采厚度，mbx—鄰近層向開采層涌出瓦斯的程度系數(shù)，計算或查表各煤層在回采期間的相對瓦斯涌出量計算結(jié)果表煤層號Kwqc （m3/t）qh （m3/t）qs （m3/t）qx （m3/t）qf （m3/t）M2 0 M2＋1 0 M3 0 M4＋1 0 M5 0 M7 0 M9 0 M15 0 M16 0 由于開采順序由上往下開采，所以未考慮上鄰近層瓦斯涌出量。（2）預(yù)計掘進期間的瓦斯涌出量qj=qm+ql式中：qj—掘進工作面瓦斯涌出量，m3/minqm—掘進煤壁瓦斯涌出量，m3/min n—暴露煤面?zhèn)€數(shù)，單巷掘進時n=2m—煤層厚度，mv—平均掘進速度，m/minqv—煤壁瓦斯涌出初速度，m3/m2minqv=（（vr）2+）Whvr—煤的揮發(fā)分，%Wh—煤的瓦斯含量，m3/tL0—巷道瓦斯涌出量達到最大穩(wěn)定值時的巷道長度，mql—落煤瓦斯涌出量，（m3/min）ql=svγ（WhWc）s—掘進端頭見煤面積，m2γ—煤的容重，t/m3Wh—煤的瓦斯含量，m3/tWc—煤層殘存瓦斯量，m3/t礦井各煤層掘進期間的絕對瓦斯涌出量計算結(jié)果表煤層號qm（m3/min）ql（m3/min）qj（m3/min）M2 M2＋1 M3 M4＋1 M5 M7 M9 M15 M16 為了考慮礦井的發(fā)展，本礦按年生產(chǎn)能力60萬噸進行設(shè)計、年工作日330天計算，計劃有1個綜采工作面、5個炮掘工作面同掘進（其中3各同時生產(chǎn)、2個進行抽放），計劃每個炮掘工作面月推進度120m，巷道掘進寬度4 m、,掘進期間相對瓦斯涌出量見下表：掘進期間相對瓦斯涌出量計算表煤層號煤層平均厚度（m）單巷掘進工作面日產(chǎn)量（t）相對瓦斯涌出量（m3/t）M2M2＋1M3M4＋1M5M7M9M15M16采空區(qū)瓦斯涌出量計算：qk=K（qc+qj）式中：qk—采空區(qū)瓦斯涌出量，m3/tK—采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，～qc—采出煤的瓦斯涌出量，m3/t qj—掘進煤的瓦斯涌出量，m3/t各煤層回采期間采空區(qū)瓦斯涌出量計算結(jié)果如下為了考慮礦井的發(fā)展，本礦按年生產(chǎn)能力60萬噸進行設(shè)計、年工作日330天計算，計劃有1個綜采工作面3個掘進工作面同時生產(chǎn)。各煤層回采期間采空區(qū)瓦斯涌出量計算表煤層號Kqc（m3/t）qj（m3/t）qk（m3/t）qk（m3/min）M2 M2＋1 M3 M4＋1 M5 M7 M9 M15 M16 各煤層采掘期間的礦井瓦斯涌出量計算（按照1個回采工作面和3個煤巷掘進同時生產(chǎn)計算）式中：qk—礦井相對瓦斯涌出量，m3/tqai—各采煤工作面瓦斯涌出量總和，m3/tqki—掘進巷道瓦斯涌出量總和，m3/tN1—采面數(shù)量，N2—同時掘進工作面數(shù)量，計算結(jié)果如下煤層號采面瓦斯涌出量（（m3/t））采空區(qū)瓦斯涌出量（m3/t）掘進面瓦斯涌出量（m3/t）礦井瓦斯相對涌出量（m3/t）礦井瓦斯絕對涌出量（m3/min）M2 M2＋1 M3 M4＋1 M5 M7 M9 M15 M16 第五章 抽放方法設(shè)計第一節(jié) 瓦斯抽放必要性和可行性一、礦井抽放瓦斯的必要性從以上計算還可以看出：（采掘M9煤層期間）。該礦瓦斯較大。根據(jù)中華人民共和國國家標準《煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計規(guī)范》GB 504712008的相關(guān)要求：凡符合下列情況之一時，必須建立瓦斯抽采系統(tǒng)（1）高瓦斯礦井。（2）一個采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或一個掘進工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，且用通風方法解決瓦斯問題不合理的礦井。（3）礦井絕對瓦斯涌出量達到下列條件時：Ⅰ、大于或等于40m3/min。Ⅱ、年產(chǎn)量（～）Mt的礦井，大于30m3/min。Ⅲ、年產(chǎn)量（～）Mt的礦井，大于25m3/min。Ⅳ、年產(chǎn)量（～）Mt的礦井，大于20m3/min。Ⅴ、大于15m3/min。（4）開采有煤與瓦斯突出危險煤層的礦井。凡符合下列情況之一時，應(yīng)建立地面固定瓦斯抽采系統(tǒng)：（1）開采有煤與瓦斯突出危險煤層的礦井。（2）瓦斯抽采系統(tǒng)設(shè)計抽采量大于或等于2m3/min的礦井。（3）地面固定瓦斯抽采系統(tǒng)宜根據(jù)下列具體情況分別布置高負壓或低負壓瓦斯抽采系統(tǒng)。Ⅰ、采用采空區(qū)抽采等抽放方法的礦井宜采用低負壓抽采系統(tǒng)。Ⅱ、采用本煤層預(yù)抽、邊采邊抽、邊掘邊抽、臨近層卸壓抽采等抽采方法的礦井，宜采用高負壓抽采系統(tǒng)。Ⅲ、均采用以上方法抽采的礦井且礦井設(shè)計抽采量大于或等于10m3/min時，宜采用兩套管路分別建立高、低負壓抽采瓦斯系統(tǒng)。根據(jù)以上計算，該采用兩套管路分別建立高、低負壓抽采瓦斯系統(tǒng)是非常必要的。且該礦在建設(shè)及生產(chǎn)過程中，應(yīng)進一步做好生產(chǎn)地質(zhì)勘探工作，及時收集、修正和完善各種資料，特別要作好礦井瓦斯的監(jiān)測工作以指導(dǎo)礦井瓦斯災(zāi)害的防治。二、抽放瓦斯的可行性衡量煤層可抽性的指標主要有下列兩項。（1）煤層的透氣性系數(shù)（2）鉆孔流量衰減系數(shù) 煤層抽放瓦斯難易程度分類類別鉆孔流量衰減系數(shù)d1煤層透氣性系數(shù)m2/Mpa2d容易抽放＜＞10可以抽放～10～較難煤礦＞＜由于本礦在地質(zhì)勘查階段未做相應(yīng)的工作，故建議在今后開采過程中必須進行這項工作，以確定煤層進行預(yù)抽的可能性。瓦斯抽放的可行性應(yīng)以抽出瓦斯效果和經(jīng)濟性、可操作性來評價。鑒于本礦未作抽放可抽性的幾項指標鑒定,該礦在生產(chǎn)期間必須根據(jù)具體情況研究一套適合于本礦的一套抽采方法。第二節(jié) 瓦斯抽放方法選擇一、選擇抽放瓦斯方法的原則選擇礦井瓦斯抽放方法應(yīng)根據(jù)礦井煤層賦存條件、瓦斯基本參數(shù)、瓦斯來源、巷道布置、抽放瓦斯目的及利用要求等因素確定。并遵循以下原則：選擇瓦斯抽放方法應(yīng)適應(yīng)煤層賦存狀況、巷道布置、地質(zhì)條件和開采技術(shù)條件。應(yīng)根據(jù)礦井瓦斯涌出來源及涌出量構(gòu)成分析，有針對性地選擇抽放瓦斯方法,以提高瓦斯抽放效果。抽放方法在滿足礦井安全開采的條件下，還需滿足開發(fā)、利用瓦斯的需要。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。選擇抽放方法應(yīng)有利于抽放巷道的布置和維護。有利于提高抽放效果，降低瓦斯抽放成本。有利于鉆場、鉆孔的施工和抽放系統(tǒng)管網(wǎng)的設(shè)計，有利于增加鉆孔的抽放時間。二、抽放瓦斯方法選擇目前礦井抽放目的是降低工作面煤層的瓦斯含量，消除或緩減煤層的突出危險性，因此，確定礦井抽放瓦斯的方法以本層抽放為主，采空區(qū)留管抽放為輔。本煤層抽放主要包括煤巷掘進時的先抽后掘、邊掘邊抽，回采工作面預(yù)抽和邊采邊抽等。掘進工作面先抽后掘影響煤巷的掘進速度，邊抽邊掘雖不影響掘進速度，但需要增加施工鉆場的工程量，該礦設(shè)計煤巷掘時選用邊抽邊掘的抽放工藝。在生產(chǎn)過程中，鄰近瓦斯涌出量較大，為了減少采煤期間的瓦斯涌出量、確保安全生產(chǎn)，應(yīng)加大采空區(qū)的瓦斯抽放力度，采空區(qū)抽放采用半封閉式埋管抽放。礦井要根據(jù)開采過程中的實際情況開展卸壓抽放工作。第三節(jié) 回采工作面鉆孔抽放一、鉆孔布置 該礦回采工作面抽放主要以預(yù)抽為主，邊采邊抽為輔。鉆孔位置：開孔間距2m～3m，沿煤層傾向方向布置，當工作面傾向長度在80米以下時，采取上行鉆孔抽放；80米以上時采用上、下行鉆孔聯(lián)合抽放。以優(yōu)先布置上行孔，在抽放孔盲區(qū)補施工下行孔，各鉆孔終孔位置距采面機巷或風巷真傾斜距離10～15m。上、下行鉆孔同時抽放時，必須覆蓋整個采面的傾向長度。在煤層厚度較大的地點施工兩排鉆孔且布置成三花眼?；夭晒ぷ髅驺@孔布置、管網(wǎng)布置圖詳見附件1。二、鉆孔施工鉆孔施工完畢后必須做好鉆孔駿工記錄和圖紙，并在鉆孔盲區(qū)內(nèi)補施工鉆孔，使之達到設(shè)計要求。抽放鉆孔直徑不應(yīng)小于75mm，擴孔直徑不小于105mm，擴孔深度不小于15米，并保證封孔質(zhì)量，杜絕漏氣現(xiàn)象發(fā)生。確保抽放效果。預(yù)抽煤層瓦斯鉆孔量要滿足以下要求：當采用順層鉆孔抽放時，噸煤鉆孔量至少滿足下例要求：煤層類別薄煤層中厚煤層厚煤層容易抽放可以抽放～～～較難煤礦＞＞＞當采用穿層孔抽放時，鉆孔見煤點的間距至少滿足：（1）容易抽放煤層15m～20m（2）可以抽放煤層10m～15m（3）容易抽放煤層8m～10m三、抽放工藝 在鉆孔施工完畢后，采用復(fù)合聚脂，水泥等材料封孔8～10m，使用pvc復(fù)合膠管進行鉆孔聯(lián)接，并使用膠管將鉆孔與抽放分流器連接牢固，最后使用鐵絲捆緊，立即進行鉆孔抽放。放水器、分流器、鉆孔連接示意圖。第四節(jié) 掘進工作面抽放根據(jù)相關(guān)規(guī)定及其煤礦煤層情況，祥達煤礦掘進工作面采用迎頭抽放為主、鉆場抽放為輔的措施抽放掘進迎頭前方和兩幫的瓦斯。一、掘進迎頭鉆孔抽放采取卸壓效果不好或不在卸壓范圍內(nèi)的掘進工作面抽放：在掘進工作面掘進期間，主要采用迎頭鉆孔抽放迎頭前方和兩幫的瓦斯，鉆孔布置必須覆蓋巷道輪廓線外上幫至少20米、下幫至少10米，超前工作面距離60m以上，保持鉆孔始終超前掘進工作面迎頭前方20米以上。鉆孔終孔間距2～3m（待考察出抽放半徑后按照抽放半徑進行施工），保證鉆孔布置均勻，并有駿工圖。局部地點鉆孔布置必須符合下例要求：在掘進工作面施工抽放孔進行抽放，鉆孔必須覆蓋巷道輪廓線外上幫至少7米、下幫至少3米，并保持鉆孔始終超前掘進工作面迎頭前方7米以上。鉆孔終孔間距2～3m（待考察出抽放半徑后按照抽放半徑進行施工），保證鉆孔布置均勻，并有駿工圖。二、鉆場鉆孔抽放：在掘進工作面迎頭進行鉆孔抽放后，若瓦斯較大、抽放時間較長時，為了提高抽放進度和盡快將瓦斯抽放達到相關(guān)要求，采用鉆場抽放配合迎頭鉆孔抽放瓦斯。鉆場布置在掘進工作面兩幫循環(huán)相隔一段距離施工抽放鉆場（緩傾斜煤層），鉆場深度、寬度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場煤層情況確定，但必須保證鉆孔能夠正常施工。鉆孔布置（1）采取卸壓效果不好或不在卸壓范圍內(nèi)的鉆場鉆孔抽放： 每一個鉆場內(nèi)沿煤層走向方向施工抽放鉆孔，鉆孔必須覆蓋巷道輪廓線外上幫至少20米、下幫至少10米，超前工作面距離60m以上，保持鉆孔始終超前掘進工作面迎頭前方20米以上。鉆孔終孔間距2～3m（待考察出抽放半徑后按照抽放半徑進行施工），保證鉆孔布置均勻，并有駿工圖。（2）局部地點鉆孔必須符合以下要求： 在掘進工作面施工抽放孔進行抽放，鉆孔必須覆蓋巷道輪廓線外上幫至少7米、下幫至少3米，并保持鉆孔始終超前掘進工作面迎頭前方7米以上。鉆孔終孔間距2～3m（待考察出抽放半徑后按照抽放半徑進行施工），保證鉆孔布置均勻，并有駿工圖。三、穿層鉆孔抽放 由于該礦瓦斯含量較大，煤層間距較小，為了滿足生產(chǎn)和安全的要求，保證礦井正常接替，在使用本煤層鉆孔抽放不能滿足要求時，可采用穿層鉆孔提前對待采煤層瓦斯進行預(yù)抽，以達到順利采掘的目的。四、鉆孔封孔在鉆孔施工完畢后，采用復(fù)合聚脂，水泥等材料封孔8～10m，使用pvc復(fù)合膠管進行鉆孔聯(lián)接，并使用膠管將鉆孔與抽放分流器連接牢固，最后使用鐵絲捆緊，立即進行鉆孔抽放。第五節(jié) 采空區(qū)抽放一、采空區(qū)埋管抽放埋管抽放方式 在采面回風巷安設(shè)井下用聚氯乙烯PVC管，管徑為∮630，隨著采面的推進，抽放管口（包括三通）保持埋入采空區(qū)，使用地面永久抽放泵產(chǎn)生負壓，使采空區(qū)氣體向埋管口流動，將采空區(qū)瓦斯抽出，以此減小采空區(qū)的瓦斯涌出和解決工作面瓦斯超限的問題。埋管抽放工藝 在回風巷抽放管末端設(shè)置一個彎管或?qū)⒊榉殴苣┒颂?，使抽放管口抬高至回風巷頂部，設(shè)木垛對其抽放管口進行保護、使用鐵網(wǎng)對管口進行包扎防止煤炭、矸石進入抽放管內(nèi)，以此形成埋管口。并在工作面往后每隔20～30m設(shè)置一組三通、使用風筒布或其他不漏氣的面料將其封堵住，在工作面推進過程中，將埋管口保留在工作面的采空區(qū)，通過抽放系統(tǒng)對采空區(qū)瓦斯進行抽放。當工作面推進到下一個埋管三通或埋管口完全進入采空區(qū)時，將該三通處的面料割破，使其對采空區(qū)不間斷地抽放。 采空區(qū)抽放的特點是抽放量較大，但埋管抽放負壓一般不高，抽放量的大小取決于采空區(qū)瓦斯涌出量的大小。因此，為保證抽放安全，在采空區(qū)瓦斯抽放過程中，應(yīng)經(jīng)常瓦斯?jié)舛?、負壓等參?shù)，根據(jù)參數(shù)的變化進行調(diào)整，使其達到最佳抽放效果。二