【文章內(nèi)容簡介】 進(jìn)工作面先抽后掘本礦井為煤與瓦斯突出礦井，掘進(jìn)時煤層瓦斯含量高，掘進(jìn)工作面推進(jìn)速度快，其瓦斯涌出量大，為防止掘進(jìn)工作面發(fā)生突出和通風(fēng)安全需要，設(shè)計考慮掘進(jìn)工作面先抽后掘。在掘進(jìn)工作面向前方及煤壁布置扇形鉆孔，鉆孔控制范圍為：工作面前方60m，巷道兩側(cè)10～15m，孔距暫按2～5m考慮，鉆孔布置如圖13—1—4所示。每次抽采循環(huán)掘進(jìn)50m, 煤巷磧頭前方至少保留10m超前距。圖1312 掘進(jìn)工作面先抽后掘鉆孔布置示意圖裂隙瓦斯抽采根據(jù)地質(zhì)報告，在井田內(nèi) N216 處，在龍?zhí)督M四段（P2l4）石灰?guī)r中發(fā)生井噴，井噴火焰高達(dá)6m，燃燒7 天后自然熄滅。經(jīng)達(dá)竹煤電集團救護大隊現(xiàn)場測定，其燃燒氣體成分主要為沼氣，在火熄滅后取氣體樣化驗其成分：CHC2～CCONH2 %、%、%、%、%。經(jīng)對鉆孔巖性分析N216 號位于背斜軸部，龍?zhí)督M四段（P2l4）與煤層頂板由于裂隙導(dǎo)通，由于龍?zhí)督M四段（P2l4）的上部龍?zhí)督M五段（P2l5）泥巖的隔氣作用，煤層瓦斯氣儲藏于龍?zhí)督M四段（P2l4）與煤層上部的裂隙內(nèi)。在井田南側(cè)的龍灘井田在以往施工中的一個鉆孔因瓦斯噴出并著火，發(fā)生將鉆探設(shè)備燒壞事故。故推斷礦井裂隙帶瓦斯含量高，儲量大，因此本設(shè)計考慮向裂隙帶或局部瓦斯積聚區(qū)域布置鉆孔進(jìn)行預(yù)抽。六、瓦斯抽放效果預(yù)計（一）回采工作面本煤層預(yù)抽+50m水平Ⅰ1煤層瓦斯含量最大為19m3/，根據(jù)《煤礦瓦斯抽采基本要求》（AQ10262006）的要求，Ⅰ m3/t，因此+50m水平Ⅰ%考慮，按一個預(yù)抽工作面和一個邊采邊抽工作面考慮，經(jīng)預(yù)測，+50m水平最大預(yù)抽純量為16m3/min。采空區(qū)瓦斯抽采量本礦井Ⅰ1工作面預(yù)計采空區(qū)抽放量，根據(jù)類似礦井經(jīng)驗。 m3/min， m3/min，設(shè)計最大的回采工作面抽采率可達(dá)70%。（二）掘進(jìn)工作面Ⅰ1煤層掘進(jìn)時設(shè)計推薦先抽后掘，根據(jù)《煤礦瓦斯抽采基本要求》（AQ10262006）的要求，Ⅰ1煤層掘進(jìn)工作面巷道輪廓線外上幫8m、下幫5m、前方10m的范圍內(nèi)， m3/t以內(nèi)，因此Ⅰ1煤層掘進(jìn)工作面瓦斯含量最大預(yù)抽率為62%考慮。根據(jù)類似礦井經(jīng)驗，全礦井布置1個Ⅰ1煤層掘進(jìn)工作面考慮。（三）裂隙瓦斯抽采本礦井裂隙帶和局部區(qū)域瓦斯含量高，突出危險性大，工作面通風(fēng)嚴(yán)整超限，設(shè)計考慮向該區(qū)域布置鉆孔預(yù)抽。根據(jù)類似礦井經(jīng)驗，抽采瓦斯量按煤層瓦斯抽采量的50%考慮。（四）全礦井本礦井建立高低負(fù)壓雙系統(tǒng)，其中高負(fù)壓系統(tǒng)擔(dān)負(fù)本煤層預(yù)抽、裂隙瓦斯抽采和掘進(jìn)工作面抽采任務(wù)，預(yù)抽瓦斯抽放濃度按40%考慮，；低負(fù)壓系統(tǒng)擔(dān)負(fù)采空區(qū)抽采任務(wù)，抽放濃度按8%考慮。，最大礦井抽采率可達(dá)50%。七、瓦斯抽放設(shè)備選型計算（一）管材選擇以管路中最大混合瓦斯流量為依據(jù)，流速控制在5m/s～15m/s之間，計算公式采用：d=式中：d——瓦斯抽放管直徑，m；Q——瓦斯管內(nèi)最大混合瓦斯流量，m3/s；V——瓦斯流速，選5～15m/s。設(shè)計根據(jù)最大抽放量并考慮一個富裕系數(shù)選擇抽放管路系統(tǒng)管徑，經(jīng)計算，高負(fù)壓系統(tǒng)主管管徑為500mm，干管管徑為400mm，支管管徑為250mm，低負(fù)壓系統(tǒng)主管管徑為400mm，支管管徑為315mm。瓦斯抽放系統(tǒng)管材選用煤礦用鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯管。選擇的瓦斯管材必須有煤礦許用合格證、煤安標(biāo)志（MA）和由質(zhì)檢部門出具的抗靜電、抗沖擊、耐腐蝕、阻燃的鑒定資料。（二）管路阻力損失計算公式：H=69105(+) 式中 H——阻力損失（Pa）；L——管路長度（m）；Q0——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的混合瓦斯流量（m3/h）；d——管路內(nèi)徑（mm）；v0——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的混合瓦斯運動粘度（m2/s）；ρ——管道內(nèi)混合瓦斯密度（kg/m3）；Δ——管路內(nèi)壁的當(dāng)量絕對粗糙度（mm）；P0——標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力（101325 Pa）；P——管道內(nèi)氣體的絕對壓力（Pa）；T——管路中的氣體溫度為t時的絕對溫度（K）；T0——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的絕對溫度（K）。經(jīng)計算，高負(fù)壓系統(tǒng)抽放管路最大磨擦阻力損失為25215Pa，低負(fù)壓系統(tǒng)抽放管路最大磨擦阻力損失為13660Pa。根據(jù)經(jīng)驗，局部阻力按磨擦阻力的20%計，即高負(fù)壓系統(tǒng)局部阻力損失為5043Pa，低負(fù)壓系統(tǒng)局部阻力損失為2732Pa。本礦井抽采方式有預(yù)抽和采空區(qū)埋管抽，預(yù)抽鉆孔的孔口負(fù)壓取15～20kPa，采空區(qū)埋管抽孔口負(fù)壓取3～。（三）設(shè)備選型瓦斯抽放設(shè)備選型詳見第六章。第二節(jié) 瓦斯利用XX北煤礦屬高瓦斯礦井，煤層瓦斯含量高、瓦斯壓力大，隨著礦井生產(chǎn)發(fā)展，瓦斯涌出量也將隨之增加。煤礦瓦斯是一種優(yōu)質(zhì)清潔能源，利用抽出瓦斯作居民生活燃料、供熱和發(fā)電，既保證礦井的安全生產(chǎn)，又可減少環(huán)境污染，改善居民生活條件，提高生活水平。一、瓦斯利用的工程意義（一）合理開發(fā)充分利用礦山資源，節(jié)約能源保護環(huán)境XX北礦瓦斯是一筆寶貴的礦山資源，應(yīng)該合理開發(fā)和有效利用。煤礦瓦斯是一種富含甲烷(CH4)的優(yōu)質(zhì)能源，是《京都議定書》明確的六種溫室氣體之一。其溫室效應(yīng)遠(yuǎn)高于二氧化碳，還具有破壞地球大氣臭氧層作用。初步測算，104m3礦井瓦斯為例，如不利用而將其排空，按溫室效應(yīng)折算二氧化碳當(dāng)量約為268kt，將對大氣環(huán)境造成一定污染。另一方面，從節(jié)約能源的意義上說，大量優(yōu)質(zhì)煤礦瓦斯排入大氣，也是一種能源的浪費。，如不利用而將其排空，相當(dāng)于損失約23kt標(biāo)準(zhǔn)煤，可見，利用瓦斯既可以減輕對大氣的污染，又具有較好的節(jié)能效益。（二）加強礦井瓦斯開采利用的科學(xué)管理，保證煤礦生產(chǎn)安全，促進(jìn)煤礦瓦斯產(chǎn)業(yè)發(fā)展根據(jù)本礦井采煤生產(chǎn)工藝，瓦斯的抽采依附于煤炭生產(chǎn)，其抽采量決定于礦井的煤炭產(chǎn)量。如果將礦井瓦斯用于發(fā)電和供熱，將從根本上改變礦井瓦斯的抽采格局——變單純?yōu)槊禾可a(chǎn)安全而被動抽采為礦山資源——煤和瓦斯的一體化開采，從而為促進(jìn)礦井瓦斯開發(fā)利用的產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)造條件。另一方面，瓦斯利用工程建成后，作為煤礦資源綜合利用項目的唯一氣源，必須保證穩(wěn)定可靠地向其承擔(dān)的用戶供氣。這就要求XX北煤礦不斷加強礦井瓦斯的開發(fā)和有效利用，做好礦井瓦斯抽采和利用系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的技術(shù)管理和生產(chǎn)、經(jīng)營及用戶管理，包括井下抽采工程的接續(xù)、地面抽采設(shè)備和管道的維護保證穩(wěn)定運行、地面利用系統(tǒng)的管網(wǎng)和儲氣及調(diào)壓計量設(shè)施的有效工作，減少浪費，保證將抽采的瓦斯氣量送到各個用戶！（三）貫徹國家的有關(guān)政策合理開采充分利用礦井瓦斯是貫徹國務(wù)院關(guān)于加快煤礦瓦斯抽采利用若干意見《國辦發(fā) 〖2006〗第47號》和國家發(fā)改委主持制訂的《煤層氣（