【文章內(nèi)容簡介】 理本煤層抽放（重點解決區(qū)域防突）1）預抽煤層防突機理預抽煤層瓦斯措施防突機理為通過預抽煤體中的瓦斯，降低了突出煤層瓦斯壓力和瓦斯含量，煤體瓦斯?jié)撃艿玫结尫?；由于煤體瓦斯排放，煤體發(fā)生收縮變形，煤體應力緊張得到緩解而卸壓，部分地釋放煤體的彈性潛能；此外，由于瓦斯排放，煤體強度提高，增大了煤體抵抗突出的阻力。以上三方面共同作用，達到消除突出危險的目的。2）預抽煤層瓦斯防突的有效性指標（參考煤礦瓦斯抽采達標暫行規(guī)定）（1）《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：預抽煤層瓦斯后，突出煤層殘存瓦斯含量應小于該煤層始突深度的原始煤層瓦斯含量；煤層瓦斯預抽率必須大于30%。（2）《煤礦瓦斯抽采基本指標》（AQ1026－2006）規(guī)定：瓦斯抽采應達到的指標為：突出煤層工作面采掘作業(yè)前必須將控制范圍內(nèi)煤層的瓦斯含量降到煤層始突深度的瓦斯含量以下或?qū)⑼咚箟毫档矫簩邮纪簧疃鹊拿簩油咚箟毫σ韵?。若沒能考察出煤層始突深度的煤層瓦斯含量或壓力，則必須將煤層瓦斯含量降到6m179。/t以下，（表壓）以下。3）鉆孔布置與參數(shù)在1151運輸巷和1151回風巷沿煤層傾斜方向施工φ75mm的抽放鉆孔，孔間距為3m，孔深分別為100m和80m，本層抽放鉆孔布置見1151綜采工作面順層抽放鉆孔設計圖和鉆孔參數(shù)表7。表7 1151采煤工作面鉆孔參數(shù)表施工地點鉆孔類型煤層傾角（176。）鉆孔傾角（176。）鉆孔偏角（176。）距底板高度（m）鉆孔深度（m）1151運輸巷煤孔2020走向平行煤層中部1001151回風巷202080注： 1）鉆孔傾角，仰角為“+”，俯角為“－”；2）根據(jù)現(xiàn)場實際情況，可調(diào)整鉆孔數(shù)及鉆孔參數(shù)；3）必須按規(guī)定的開口位置和角度施工，防止漏抽、漏排現(xiàn)象。4）預抽煤層瓦斯效果計算《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》（AQ1027－2006），《煤礦瓦斯抽采基本指標》（AQ1026－2006）規(guī)定開采有煤與瓦斯突出危險煤層瓦斯抽采應達到的指標為：突出煤層工作面采掘作業(yè)前必須將控制范圍內(nèi)煤層的瓦斯含量降到煤層始突深度的瓦斯含量以下或?qū)⑼咚箟毫档矫簩邮纪簧疃鹊拿簩油咚箟毫σ韵?。若沒能考察出煤層始突深度的煤層瓦斯含量或壓力，則必須將煤層瓦斯含量降到6m179。/t以下，（表壓）以下。（1）煤層瓦斯含量煤層瓦斯含量是指單位質(zhì)量或單位體積的煤在自然狀態(tài)下所含游離和吸附瓦斯的總和。采用間接法測定，即在現(xiàn)場測定煤層瓦斯壓力基礎上，取煤樣在實驗室作吸附實驗，應用朗格繆爾公式（1）進行計算含量。 （1）式中：x——瓦斯含量，m179。/t；a、b——吸附常數(shù)；p ——瓦斯壓力，MPa；Mad——水份，%；Ad——灰份，%；F——孔隙率，%；ARD——視密度，t/m3。根據(jù)貴州省煤田地質(zhì)局實驗室2017年5月22日提供的《水城縣化樂鄉(xiāng)朝陽煤礦M5煤層檢測報告》，朝陽煤礦M5煤層瓦斯基本參數(shù)測定結(jié)果見表8。表8 煤層的瓦斯吸附常數(shù)及工業(yè)分析等參數(shù)測定結(jié)果煤層采樣地點工業(yè)分析（%）真密度視密度孔隙率瓦斯吸附常數(shù)放散初速度△P堅固性系數(shù)fMadAdVdafTRDARDF(%)abmmHgM51151運輸巷40米處12注：吸附實驗溫度ts=20℃(2) M5煤層可解吸瓦斯量的確定按（2）式計算M5煤層的可解吸瓦斯量： （2）式中 ──煤的可解吸瓦斯量，m179。/t； ──煤在標準大氣壓力下的殘存瓦斯含量，按（3）式計算： （3） c=()/(1+)x()/100x1/(1+)+（m179。/t） Wj==（m179。/t）（3）1151采面預抽瓦斯的確定1151采面走向長540m，傾向長176m，開采面積:95040m2（留有20m保護煤柱除外）煤層厚度:, ,179。/t，計算1151采面M5煤層瓦斯儲量（）=，M5煤層的可解吸瓦斯量（）=。按《煤礦安全規(guī)程》（2016版）規(guī)定，煤層瓦斯預抽率必須大于30%。則1151采面應抽放M5煤層瓦斯瓦斯（30%）=。按《煤礦瓦斯抽采基本指標》（AQ1026－2006）規(guī)定瓦斯抽采應達到的指標為：必須將煤層瓦斯含量降到6m179。/t以下，則1151采面應抽放M5煤層瓦斯瓦斯[（）]=。，煤炭可采儲量23萬t。因此。高位鉆孔抽放（重點解決上隅角和回風巷瓦斯超限）1）設計采用高位鉆孔抽放上隅角裂隙帶卸壓瓦斯，此方法利用大直徑鉆機，在回采工作面回風巷內(nèi)，以抽放冒落破壞帶中的上部泄壓和未開采的煤層和下部泄壓層涌向采空區(qū)的瓦斯；即采煤工作面生產(chǎn)前，在工作面回風巷每隔30m距離布置一組，每組布置5個鉆孔，孔徑75mm，每組間距30m，鉆孔終孔間距10m，終孔點位于工作面上方20m,覆蓋范圍為工作面上隅角以下50m裂隙帶，鉆孔孔深約為4065m?；仫L巷頂板鉆孔詳見附圖鉆孔參數(shù)詳見表10。（由于鄰近層層間距較大、煤層較薄、瓦斯涌出量較?。?79。/t），所以不影響M5煤層，所以運輸巷不施工高位鉆孔抽放）圖4：1151回風巷高位鉆孔示意圖2）根據(jù)回采過程中的實際情況，如需要補打高位抽放孔時，在另行編制補打高位鉆孔方案。表10 1151回風巷頂板抽放鉆孔參數(shù)見表鉆孔設計參數(shù)表一孔號垂高（m）與巷道中線夾角（176。）水平長度（m）傾角（176。）設計長度（m）12012 2 26 3 37 4 46553 1）鉆孔偏角以巷道中線為參考，左偏角為“－”，右偏作為“+”；2）鉆孔傾角，仰角為“+”，俯角為“－”； 3）根據(jù)現(xiàn)場實際情況，可調(diào)整鉆孔數(shù)及鉆孔參數(shù)；4）必須按規(guī)定的開口位置和角度施工。采空區(qū)瓦斯抽放（重點解決上隅角和回風巷瓦斯超限）采空區(qū)巷道尾抽、上隅角埋管抽放。1）采空區(qū)埋管抽放沿1151回風巷內(nèi)預埋一趟DN315復合管，至工作面距切眼處10m處的采空區(qū)，抽放采空區(qū)瓦斯，抽放口采用10mm10mm的鋼筋網(wǎng)包扎好和用木垛架設成井字口保護好管路口，抽放口用堵板穿孔扣好防止矸石進入見圖6。 圖6 上隅角埋管瓦斯抽放示意圖2）上隅角抽放將1151回風巷敷設的復合管每30m加一個三通閥門，采用邁步抽放上隅角瓦斯，抽放口采用10mm10mm的鋼筋網(wǎng)包扎好和打木垛保護，見附圖7。 圖7 上隅角邁步瓦斯抽放示意圖四、綜采工作面風量計算1151工作面供風量根據(jù)井下人員需求、稀釋瓦斯、風速等要求，％，工作面風量采用以下兩種方法計算，并選取其中的最大值。1151工作面的實際需要風量，應按稀釋和沖淡抽放以后的工作面瓦斯涌出量要求，根據(jù)風速以及人數(shù)分別進行計算后，采取其中最大值。經(jīng)分析認為，本礦井地溫不高，綜采工作面人數(shù)最少，一般不超過30人，因此，影響工作面風量確定的主要因素是瓦斯涌出量和風速。按風速計算：根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，采煤工作面、因此該工作面取允許風速最大值4 m/s進行計算，巷道斷面為10㎡，即最大配風量為：41060=2400m179。/min。按瓦斯涌出量計算：工作面及鄰近層抽放瓦斯總量為：本煤層瓦斯抽放+鄰近層及圍巖瓦斯抽放+采空區(qū)瓦斯抽放。按《煤礦瓦斯抽采基本指標》（AQ1026－2006），瓦斯涌出量主要來自于鄰近層及圍巖的采煤工作面瓦斯抽采率滿足表11規(guī)定，瓦斯涌出主要來自于開采層的采煤工作面前方20m以上范圍內(nèi)煤的可解吸瓦斯量滿足表12規(guī)定。表11 采煤工作面瓦斯抽采率應達到的指標工作面絕對瓦斯涌出量Q(m179。/min)工作面抽采率（%）備注5＜Q≤10≥2010＜Q≤20≥3020＜Q≤40≥4040＜Q≤70≥5070＜Q≤100≥60100＜Q≥70表1 2 采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯量應達到的指標工作面日產(chǎn)量（t）可解吸瓦斯量（m179。/t）備注≤1000t≤81001～2500t≤72501～4000t≤64001～6000t≤6001～8000t≤58001～10000t≤10000t≤4因此，抽采應達到的指標為：本煤層預抽后可解吸瓦斯量應達到瓦斯含量降到6m179。/t以下，按照日產(chǎn)量2000t計算，則1151采面本煤層抽采率達40%以上取50%，則本煤層應抽絕對瓦斯量（2000t179。/t50%/1440min）=179。/min；1151采面鄰近層及采空區(qū)（含圍巖）抽采率按照50%計算應抽放瓦斯為（2000t（179。/t+ m179。/t +179。/t）50%/1440min）=179。/min。故此，1151采面抽放瓦斯總量為： +=179。/min通過抽放計算可知需風排的瓦斯量為：(絕對瓦斯涌出量)=179。/min。按瓦斯涌出量計算：Q = q / CCH4k式中：Q — 工作面需配風量，m179。/min；q — 經(jīng)抽放后需風排瓦斯量，m179。/min；CCH4 — 工作面瓦斯最高允許濃度，% ；K — 采煤工作面瓦斯涌出不均衡備用風量系數(shù)，該數(shù)值應經(jīng)過觀察實測后取得；～。即：Q=100247。=（m179。/min）按工作面人員數(shù)量計算Q采=4N=120 m179。/min式中： N — 采煤工作面同時工作的最多人數(shù)，30人；按工作面風溫計算Q采 = VcScKi式中： Vc — 采煤工作面適宜的風速，按23～26℃～；Sc — 采煤工作面平均有效斷面，；Ki— 采煤工作面長度系數(shù)，工作面長度150～200m時，； Q采 = VcScKi=*60**=1119m179。/min經(jīng)計算，綜采工作面風量為1119m179。/min。按風速驗算 m2，綜采工作面風V=Q/S=。根據(jù)上述計算，, ＜＜4m/s（符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定）。因此1151工作面配風選擇1200m179。/min。五、瓦斯抽放管路敷設抽放管路選型瓦斯抽放管管徑按下式計算： 式中 D瓦斯抽放管內(nèi)徑，m； Q抽放管內(nèi)混合瓦斯流量，m179。/min； V抽放管內(nèi)瓦斯平均流速，m/s，一般取5～15m/s，經(jīng)濟流速一般為10～12 m/s。1）本層抽放本煤層預抽后可解吸瓦斯量應達到瓦斯含量降到6m179。/t以下，按照日產(chǎn)量2000t計算，則1151采面本煤層應抽放M5煤層瓦斯為 [2000（）/1440]=179。/min，抽放濃度按30%，179。/min。則本層抽放瓦斯抽放管內(nèi)徑為： ==（m）故1151采面本煤層預抽選擇直徑為DN219mm的礦用復合管。2）鄰近層抽放與采空區(qū)抽放根據(jù)前述分析，1151采面鄰近層及圍巖抽采率按照50%計算應抽放瓦斯為[（+）50%]=179。/min； 1151采面采空區(qū)瓦斯抽采率按照20%計算，應抽放瓦斯為（20%）=179。/min，179。/min,設計抽放濃度15%，179。/min。則鄰近層抽放與采空區(qū)抽放瓦斯抽放管內(nèi)徑為： ==（m）故1151采面回風巷鄰近層抽放與采空區(qū)抽放瓦斯抽放管內(nèi)徑為一趟Φ259mm的