【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 理本煤層抽放（重點(diǎn)解決區(qū)域防突）1）預(yù)抽煤層防突機(jī)理預(yù)抽煤層瓦斯措施防突機(jī)理為通過(guò)預(yù)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(yīng)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(qiáng)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(dá)到消除突出危險(xiǎn)的目的。2）預(yù)抽煤層瓦斯防突的有效性指標(biāo)（參考煤礦瓦斯抽采達(dá)標(biāo)暫行規(guī)定）（1）《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：預(yù)抽煤層瓦斯后，突出煤層殘存瓦斯含量應(yīng)小于該煤層始突深度的原始煤層瓦斯含量；煤層瓦斯預(yù)抽率必須大于30%。（2）《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》（AQ1026－2006）規(guī)定：瓦斯抽采應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)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韵隆Ｈ魶](méi)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(yùn)輸巷和1151回風(fēng)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(jiàn)1151綜采工作面順層抽放鉆孔設(shè)計(jì)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(diǎn)鉆孔類(lèi)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(yùn)輸巷煤孔2020走向平行煤層中部1001151回風(fēng)巷202080注： 1）鉆孔傾角，仰角為“+”，俯角為“－”；2）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)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(kāi)口位置和角度施工，防止漏抽、漏排現(xiàn)象。4）預(yù)抽煤層瓦斯效果計(jì)算《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》（AQ1027－2006），《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》（AQ1026－2006）規(guī)定開(kāi)采有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層瓦斯抽采應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)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(méi)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(cè)定，即在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定煤層瓦斯壓力基礎(chǔ)上，取煤樣在實(shí)驗(yàn)室作吸附實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用朗格繆爾公式（1）進(jìn)行計(jì)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(shí)驗(yàn)室2017年5月22日提供的《水城縣化樂(lè)鄉(xiāng)朝陽(yáng)煤礦M5煤層檢測(cè)報(bào)告》，朝陽(yáng)煤礦M5煤層瓦斯基本參數(shù)測(cè)定結(jié)果見(jiàn)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(cè)定結(jié)果煤層采樣地點(diǎn)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(jiān)固性系數(shù)fMadAdVdafTRDARDF(%)abmmHgM51151運(yùn)輸巷40米處12注：吸附實(shí)驗(yàn)溫度ts=20℃(2) M5煤層可解吸瓦斯量的確定按（2）式計(jì)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(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下的殘存瓦斯含量，按（3）式計(jì)算： （3） c=()/(1+)x()/100x1/(1+)+（m179。/t） Wj==（m179。/t）（3）1151采面預(yù)抽瓦斯的確定1151采面走向長(zhǎng)540m，傾向長(zhǎng)176m，開(kāi)采面積:95040m2（留有20m保護(hù)煤柱除外）煤層厚度:, ,179。/t，計(jì)算1151采面M5煤層瓦斯儲(chǔ)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(yù)抽率必須大于30%。則1151采面應(yīng)抽放M5煤層瓦斯瓦斯（30%）=。按《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》（AQ1026－2006）規(guī)定瓦斯抽采應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)為：必須將煤層瓦斯含量降到6m179。/t以下，則1151采面應(yīng)抽放M5煤層瓦斯瓦斯[（）]=。，煤炭可采儲(chǔ)量23萬(wàn)t。因此。高位鉆孔抽放（重點(diǎn)解決上隅角和回風(fēng)巷瓦斯超限）1）設(shè)計(jì)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(jī)，在回采工作面回風(fēng)巷內(nèi)，以抽放冒落破壞帶中的上部泄壓和未開(kāi)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(fēng)巷每隔30m距離布置一組，每組布置5個(gè)鉆孔，孔徑75mm，每組間距30m，鉆孔終孔間距10m，終孔點(diǎn)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。回風(fēng)巷頂板鉆孔詳見(jiàn)附圖鉆孔參數(shù)詳見(jiàn)表10。（由于鄰近層層間距較大、煤層較薄、瓦斯涌出量較小（179。/t），所以不影響M5煤層，所以運(yùn)輸巷不施工高位鉆孔抽放）圖4：1151回風(fēng)巷高位鉆孔示意圖2）根據(jù)回采過(guò)程中的實(shí)際情況，如需要補(bǔ)打高位抽放孔時(shí)，在另行編制補(bǔ)打高位鉆孔方案。表10 1151回風(fēng)巷頂板抽放鉆孔參數(shù)見(jiàn)表鉆孔設(shè)計(jì)參數(shù)表一孔號(hào)垂高（m）與巷道中線夾角（176。）水平長(zhǎng)度（m）傾角（176。）設(shè)計(jì)長(zhǎng)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(chǎng)實(shí)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(kāi)口位置和角度施工。采空區(qū)瓦斯抽放（重點(diǎn)解決上隅角和回風(fēng)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(fēng)巷內(nèi)預(yù)埋一趟DN315復(fù)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(shè)成井字口保護(hù)好管路口，抽放口用堵板穿孔扣好防止矸石進(jìn)入見(jiàn)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(fēng)巷敷設(shè)的復(fù)合管每30m加一個(gè)三通閥門(mén)，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(hù)，見(jiàn)附圖7。 圖7 上隅角邁步瓦斯抽放示意圖四、綜采工作面風(fēng)量計(jì)算1151工作面供風(fēng)量根據(jù)井下人員需求、稀釋瓦斯、風(fēng)速等要求，％，工作面風(fēng)量采用以下兩種方法計(jì)算，并選取其中的最大值。1151工作面的實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)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(fēng)速以及人數(shù)分別進(jìn)行計(jì)算后，采取其中最大值。經(jīng)分析認(rèn)為，本礦井地溫不高，綜采工作面人數(shù)最少，一般不超過(guò)30人，因此，影響工作面風(fēng)量確定的主要因素是瓦斯涌出量和風(fēng)速。按風(fēng)速計(jì)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(fēng)速最大值4 m/s進(jìn)行計(jì)算，巷道斷面為10㎡，即最大配風(fēng)量為：41060=2400m179。/min。按瓦斯涌出量計(jì)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(biāo)》（AQ1026－2006），瓦斯涌出量主要來(lái)自于鄰近層及圍巖的采煤工作面瓦斯抽采率滿(mǎn)足表11規(guī)定，瓦斯涌出主要來(lái)自于開(kāi)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(mǎn)足表12規(guī)定。表11 采煤工作面瓦斯抽采率應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)工作面絕對(duì)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(yīng)達(dá)到的指標(biāo)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(yīng)達(dá)到的指標(biāo)為：本煤層預(yù)抽后可解吸瓦斯量應(yīng)達(dá)到瓦斯含量降到6m179。/t以下，按照日產(chǎn)量2000t計(jì)算，則1151采面本煤層抽采率達(dá)40%以上取50%，則本煤層應(yīng)抽絕對(duì)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(jì)算應(yīng)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(guò)抽放計(jì)算可知需風(fēng)排的瓦斯量為：(絕對(duì)瓦斯涌出量)=179。/min。按瓦斯涌出量計(jì)算：Q = q / CCH4k式中：Q — 工作面需配風(fēng)量，m179。/min；q — 經(jīng)抽放后需風(fēng)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(fēng)量系數(shù)，該數(shù)值應(yīng)經(jīng)過(guò)觀察實(shí)測(cè)后取得；～。即：Q=100247。=（m179。/min）按工作面人員數(shù)量計(jì)算Q采=4N=120 m179。/min式中： N — 采煤工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，30人；按工作面風(fēng)溫計(jì)算Q采 = VcScKi式中： Vc — 采煤工作面適宜的風(fēng)速，按23～26℃～；Sc — 采煤工作面平均有效斷面，；Ki— 采煤工作面長(zhǎng)度系數(shù)，工作面長(zhǎng)度150～200m時(shí)，； Q采 = VcScKi=*60**=1119m179。/min經(jīng)計(jì)算，綜采工作面風(fēng)量為1119m179。/min。按風(fēng)速驗(yàn)算 m2，綜采工作面風(fēng)V=Q/S=。根據(jù)上述計(jì)算，, ＜＜4m/s（符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定）。因此1151工作面配風(fēng)選擇1200m179。/min。五、瓦斯抽放管路敷設(shè)抽放管路選型瓦斯抽放管管徑按下式計(jì)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(jì)流速一般為10～12 m/s。1）本層抽放本煤層預(yù)抽后可解吸瓦斯量應(yīng)達(dá)到瓦斯含量降到6m179。/t以下，按照日產(chǎn)量2000t計(jì)算，則1151采面本煤層應(yīng)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(yù)抽選擇直徑為DN219mm的礦用復(fù)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(jì)算應(yīng)抽放瓦斯為[（+）50%]=179。/min； 1151采面采空區(qū)瓦斯抽采率按照20%計(jì)算，應(yīng)抽放瓦斯為（20%）=179。/min，179。/min,設(shè)計(jì)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(fēng)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