【文章內(nèi)容簡介】 、南木樹煤礦礦井瓦斯儲量Wk　　　　Wk=Wl十W2十W3　　　?。?4＋0＋　　　?。酵ㄟ^以上分析，無論是裝備、技術(shù)，以及礦井煤層狀況、瓦斯賦存情況等，抽采瓦斯是完全可行的。第二節(jié) 抽采方案及方法一、瓦斯抽采系統(tǒng)的確定為確保礦井對瓦斯抽采泵的安全管理，保證抽采系統(tǒng)正常、穩(wěn)定運行，從抽采、治災，管理、瓦斯利用等方面考慮，設(shè)計選擇的抽采系統(tǒng)為礦井地面永久瓦斯抽采系統(tǒng)。二、瓦斯來源分析根據(jù)內(nèi)江市安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局文件《關(guān)于全市礦山瓦斯等級鑒定結(jié)果的通知》顯示：， m3/min，屬高瓦斯礦井。礦井瓦斯主要來源于開采煤層及煤層開采后的裂隙帶。在開采過程中，吸附在煤層中的瓦斯將被釋放出來，造成工作面隅角瓦斯?jié)舛瘸?。煤層頂部大部分地段與砂巖直接接觸，巖層基本穩(wěn)定，但北翼大部分地段有偽頂，偽頂以炭質(zhì)頁巖為主。頂板大多含有煤屑，質(zhì)軟。～。在開采后，頂板垮落等造成的裂隙也會使這些地方吸附的瓦斯釋放出來，常造成工作面隅角、尾巷、回風巷的瓦斯?jié)舛容^高。三、 抽采設(shè)計方案瓦斯治理(抽采)總體方案①老空區(qū)瓦斯，采用密閉墻插管實施限制抽采。②采煤工作面回風隅角瓦斯實施埋管抽采，對應的裂隙帶瓦斯實施高位頂板孔抽采。③若采煤工作面開采過程中瓦斯超限或放炮時瓦斯超限，用通風方法解決瓦斯問題不合理時，可以在本煤層布置順層鉆孔預抽煤層瓦斯，實施“先抽后采”。④煤巷掘進工作面掘進時“邊抽邊掘”或“先抽后掘”。⑤設(shè)計建議礦井在石門揭煤時編制石門揭煤預抽煤層瓦斯的專項設(shè)計和施工技術(shù)安全措施。設(shè)計首抽區(qū)域及抽采方法確定根據(jù)瓦斯治理總體方案和礦井生產(chǎn)現(xiàn)狀，設(shè)計首抽區(qū)域及抽采方法如下。① 5015南回風巷、5013南回風巷、5011南回風巷、5008南回風巷、5008北回風巷布置高位頂板瓦斯抽采孔。② 5015工作面、5013工作面、5011工作面、5008工作面隅角實施埋管抽采隅角瓦斯。 ③ 5019南回風巷掘進工作面、5017運輸巷掘進工作面、5010運輸巷掘進工作面預抽或邊掘邊抽瓦斯。④+100m水平11上山采空區(qū)處、+50m水平1004北回風上山采空區(qū)處分別布置插管抽采老采空區(qū)瓦斯。三 、抽采方法1采空區(qū)高位頂板孔抽采1）“煤層采后裂隙帶”預計，根據(jù)高碳煤層頂板巖性，預計采后冒落帶高度小于12m；裂隙帶處在冒落帶以上，距煤層約12m～40m，見圖22。預計高碳煤層開采后，冒落角55186。，卸壓角750。圖 21 高碳煤層采后裂隙帶預計2）抽采工藝抽采原則：當回采工作面回風隅角瓦斯超過2%或回風巷中出現(xiàn)瓦斯超限時，可以考慮對采空區(qū)實施頂板鉆孔抽采。鉆孔布置的關(guān)鍵是鉆孔的角度，要求鉆孔進入采空區(qū)裂隙帶內(nèi)，終孔位置不能太高，也不能太低，鉆孔還不能被冒落巖石所切斷。只有選擇合理的鉆孔參數(shù)，才能抽出較高濃度的采空區(qū)瓦斯，并能有效解決上隅角瓦斯超限等問題。鉆孔布置：在工作面回風巷中，沿回風巷方向， 從開切眼開始退后30m位置布置第一個鉆場，然后每間隔20m布置一個鉆場。每個鉆場向工作面采空區(qū)施工3～5個煤層頂板穿層鉆孔(鉆孔終孔于裂隙帶內(nèi))，接管抽采采空區(qū)瓦斯?，F(xiàn)對5008采煤工作面進行設(shè)計。在5008采煤工作面回風巷沿開切眼退后30m位置布置第一個鉆場，向工作面采空區(qū)施工3個高位頂板孔。工作面沿回風方向每間隔20m施工一組高位頂板孔。各鉆孔終孔點終孔于頂板裂隙帶內(nèi)，設(shè)計鉆孔終孔點距煤層頂板（垂距）30m（抽采后根據(jù)實踐調(diào)整）。抽放鉆孔設(shè)計詳見圖22a和圖22b，鉆孔布置參數(shù)見表2－1a和21b。5011采煤工作面、5013采煤工作面和5015采煤工作面高位頂板孔的布置可參照5008采煤工作面進行設(shè)計。圖22a 5008工作面開切眼回風巷高位頂板孔布置示意圖圖22b 5008工作面回風巷高位頂板孔布置示意圖表21a 5008工作面開切眼頂板抽放鉆孔參數(shù)表孔號與巷道中線偏角（176。）傾角（176。）孔深（m）備注126鉆孔方位以巷道中線為參考，偏角，左偏為“+”，右偏為“”23合計 注意：施工過程中，必須采用壓力水排渣，且有足夠的壓力和流量；無水或壓力水流量不足時，不得施工鉆孔。施工鉆孔時根據(jù)施工時的具體情況，調(diào)整鉆孔參數(shù)，確保鉆孔施工到位頂板抽采鉆孔必須下導管至封孔段前方3～5m，導管末端2m鉆孔(導管直徑10mm)3個。 鉆孔參數(shù)傾角為考慮煤層傾角（3～5176。）以后鉆孔與水平線夾角。本參數(shù)適用于工作面開切眼后第一個鉆場。表21b 5008工作面頂板抽放鉆孔參數(shù)表孔號與巷道中線偏角（176。）傾角（176。）孔深（m）備注1鉆孔方位以巷道中線為參考，偏角，左偏為“+”，右偏為“”2403合計 注意：施工過程，必須采用壓力水排渣，且有足夠的壓力和流量；無水或壓力水流量不足時，不得施工鉆孔。施工鉆孔時根據(jù)施工時的具體情況，調(diào)整鉆孔參數(shù)，確保鉆孔施工到位。頂板抽采鉆孔必須下導管至封孔段前方3～5m，導管末端2m，導管直徑10mm，鉆孔約150個。 鉆孔參數(shù)傾角為考慮煤層傾角（3～5176。）以后鉆孔與水平線夾角。鉆場每隔20m施工一組，約50個鉆場。工作面回風隅角瓦斯抽采在5008工作面回風巷抽采管的末端設(shè)一彎管，使抽采管口抬高至回風巷頂，并設(shè)木垛對其管口進行保護，以此形成埋管口。接替管安裝長度大于10m，并在工作面的后部抽采管上每隔30～50m（合理數(shù)據(jù)需在試驗中考察）安裝一組三通、控制閥門及埋管口組件，在工作面推進過程中，將埋管口保留在工作面的采空區(qū)，通過抽采系統(tǒng)對采空區(qū)瓦斯進行抽采。當工作面推進至下一個埋管口三通處，埋管口已經(jīng)埋在采空區(qū)內(nèi)3～5m時，將埋在采空區(qū)里的前一埋管段控制閥門關(guān)閉，打開下一循環(huán)的埋管口閥門，以此達到利用埋管不斷抽采采空區(qū)瓦斯的目的。詳見采空區(qū)埋管布置示意圖2－3。圖2－3 5008工作面采空區(qū)埋管布置示意圖注意：開采有自然發(fā)火危險煤層時，在采空區(qū)瓦斯抽采過程中，應經(jīng)常檢測CO和溫度等參數(shù)，當發(fā)現(xiàn)有自然發(fā)火征兆時，應控制抽采或暫停抽采。5011工作面、5013工作面、5015工作面回風隅角瓦斯埋管抽采布置可參照5008工作面埋管布置進行。3 掘進工作面抽采方法順層超前鉆孔預抽煤體瓦斯的布孔形式有：在掘進工作面退后鉆場中施工順層鉆孔(邊掘邊抽)或在掘進工作面直接施工順層鉆孔。1）煤巷掘進工作面“條帶預抽”鉆孔布置如下：① 在煤層掘進工作面直接施工鉆孔；② 鉆孔長度一般不低于50米；③ 鉆孔方位沿巷道掘進方向布置，控制巷道兩幫輪廓線以外8米；④ 鉆孔終孔間距3～6米；⑤ 當煤厚在2m以下時布置單排鉆孔。xxxx煤礦掘進工作面順層鉆孔預抽煤層瓦斯見圖24，鉆孔參數(shù)見表22。圖2－4掘進工作面預抽鉆孔布置圖表2－2巷掘進工作面順層鉆孔布置參數(shù)表鉆孔編號方位（度）傾角（度）長度（m）備注1β沿煤層傾角50 掘進巷道施工中線方位為β；右為“+”，左為“”。 各掘進作業(yè)點煤層傾角發(fā)生變化時，礦技術(shù)負責人應進行計算調(diào)整鉆孔施工傾角。 施工鉆孔時應保證鉆孔始終位于煤層內(nèi)。 2β＋ 513β＋52 4β＋12 395β＋17286β＋3018 7β－ 518β－529β－12 3910β－172811β－3018后續(xù)接替掘進工作面巷道鉆孔技術(shù)參數(shù)應根據(jù)實際施工情況及時調(diào)整，必須做到先設(shè)計后施工，做到一工程一設(shè)計。2）煤巷掘進工作面“邊掘邊抽”鉆場布置：在煤巷掘進工作面巷道兩幫布置鉆場。第一組鉆場在工作面開口后5m處上下側(cè)錯開布置。每組鉆場在煤巷兩側(cè)錯距為5～10m。鉆場的規(guī)格應根據(jù)巷幫瓦斯抽放鉆孔布置要求、選用鉆機的外型尺寸及鉆桿長度而定。根據(jù)該礦的具體情況，每組鉆場在煤巷兩側(cè)相對錯開布置，其規(guī)格為：長高深﹦3m，采用木棚支護。相鄰兩組鉆場間距50m。鉆孔布置：在每一鉆場內(nèi)，沿走向布置6個邊掘邊抽鉆孔，即左、右鉆場各3個，孔深65m左右。鉆孔編號為1~6。左邊鉆場3，鉆孔終孔位置在工作面前方煤層中部，距巷道輪廓線距離分別為2m、5m、8m，開孔位置距巷道中線距離在2m以上。右邊鉆場6，鉆孔終孔位置、開孔位置的要求與左邊鉆場、鉆孔一致。鉆孔布置參數(shù)可以在對抽放量、抽放濃度等考察后再進行適當調(diào)整。煤巷掘進工作面邊掘邊抽鉆孔布置見圖25，鉆孔參數(shù)見表23。圖2—5 煤巷掘進工作面邊掘邊抽鉆孔布置圖表2－3 煤巷掘進工作面邊掘邊抽鉆孔參數(shù)表鉆孔編號方位（度）傾角（度）長度（m）備注1β－沿煤層傾角65掘進巷道施工中線方位為β；右為“+”，左為“－”。各掘進作業(yè)點煤層傾角發(fā)生變化時，礦技術(shù)負責人應進行計算調(diào)整鉆孔施工傾角。 施工鉆孔時應保證鉆孔始終位于煤層內(nèi)。 2β－ 653β－65 4β＋ 655β＋656β＋653）煤巷掘進工作面實施“條帶預抽”，還是“邊掘邊抽”，由礦井根據(jù)情況確定。4 老空區(qū)密閉墻插管抽采在已采過的采煤工作面老空區(qū)插管抽采老空區(qū)瓦斯，插管具體位置礦井施工時根據(jù)井下實際情況確定，老空區(qū)密閉墻插管抽采布置見圖26。 具體操作：通過預留密閉的取樣孔接φ50阻燃管,為保證采空區(qū)的抽采效果，該段阻燃管必須制作成間隔均勻的直徑為φ10mm以下的小孔；管末端堵嚴實；密閉外的管口段施工一φ6mm的小孔并制作與之相適應的檢測嘴, 封孔管末端用球閥與抽采干管路相接，在每抽采區(qū)域的干管路中安設(shè)與管路相適應的孔板流量計。圖26 密閉墻插管抽采布置圖 下面兩種方法只做設(shè)計不作為首抽區(qū)1）采煤工作面本煤層順層預抽當布置高位頂板孔和隅角埋管抽采都不能夠很好地解決隅角瓦斯問題或開采過程中瓦斯超限時，可以實施順層預抽煤層瓦斯。設(shè)計主要要求：鉆孔沿煤層走向布置，終孔位置與工作面運輸巷間距15m,鉆孔間距3m,。超前預抽距離大于20m?，F(xiàn)對5008工作面進行設(shè)計，兩個采面參數(shù)為：傾向長度850m，工作面長度220m。鉆孔布置見圖2－7，參數(shù)見表2－4。 圖2－7采煤工作面“傾斜順層預抽鉆孔”布置示意圖表24 5008采煤工作面順層抽采鉆孔技術(shù)參數(shù)表鉆孔編號傾角（176。）與巷道中線偏角（176。）長度（m）備注1沿煤層傾斜方向9080當工作面長度變化時，鉆孔長度根據(jù)變化情況適當調(diào)整。290803908049080………10090801119080…9080248908024990802509080合計200002）石門揭煤預抽煤層瓦斯當煤層瓦斯地質(zhì)情況異常時（如煤巷掘進遇地質(zhì)構(gòu)造帶時），石門揭穿煤層前，必須進行煤層瓦斯預抽。預抽鉆孔按以下原則設(shè)計。如圖2—8（a，b）所示。鉆孔布置原則1）、鉆孔控制范圍為石門周界外5～8m的煤體（距石門巷道輪廓線外8m，煤層傾角8176。時，底部或下幫5m），且必須穿透煤層并進入頂（底）。2）、鉆孔孔徑要求Φ64～Φ90mm，鉆孔終孔間距以鉆孔有效影響半徑為依據(jù)，一般可為2～3m。3）、施工抽采鉆孔時，凈巖柱(石門巷道最凸出邊緣距最近煤層的法向距離)尺寸必須保證在5m以上，當遇巖柱巖性破碎或遇斷層等構(gòu)造時其凈巖柱尺寸應增大。4）、施工抽采孔前必須進行有針對性的施工設(shè)計，設(shè)計應包括鉆孔布置平面圖、剖面圖、開孔位置圖、鉆孔設(shè)計參數(shù)、施工要求等?？⒐ず髴炇詹⒄J真繪制鉆孔竣工圖，如果與設(shè)計參數(shù)有較大誤差時，應進行補孔。圖2－8 a 底板石門抽采鉆孔布置示意圖圖2－8 b 頂板石門抽采鉆孔布置示意圖注：本設(shè)計中的各種抽采方法可供礦井技術(shù)人員在日后的抽采工作中參考，具體的鉆孔參數(shù)為本次抽采工程的施工方案。技術(shù)人員可根據(jù)礦井的實際生產(chǎn)情況和瓦斯狀況，對以上抽采鉆孔布置方式及相應參數(shù)進行適當調(diào)整和修正，但施工時必須做到一工程一設(shè)計，以提高瓦斯抽采效果，保障礦井安全生產(chǎn)。第三節(jié) 瓦斯抽采基本參數(shù)一、抽采鉆孔基本參數(shù)抽采鉆孔孔徑根據(jù)已建瓦斯抽采系統(tǒng)礦井的瓦斯抽采實踐經(jīng)驗，抽采鉆孔的施工孔徑為Φ64mm，抽采效果相對理想，且施工方便，速度快，因此本礦井抽采鉆孔孔徑確定為Φ64mm。抽采半徑掘進工作面預抽煤體瓦斯鉆孔終孔間距為2m～3m(抽采半徑1m～)；；高位頂板孔抽采半徑：走向10～15m，～5m。礦井在實施抽采過程中，應根據(jù)煤層瓦斯地質(zhì)變化情況、抽采時間等因素，合理調(diào)節(jié)鉆孔抽采半徑，達到有效治災的目的，并總結(jié)出適合本礦的鉆孔瓦斯抽采半徑。抽采負壓根據(jù)煤礦瓦斯抽采規(guī)范，參照鄰近礦井瓦斯抽采經(jīng)驗，設(shè)計確定： 掘進鉆孔抽采負壓為13～25KPa；采空區(qū)埋管抽采管口負壓為5～8KPa；采面預抽鉆孔負壓為13～25KPa；高位頂板孔抽采管口負壓為7～10KPa。二、抽采濃度及預抽時間設(shè)計礦井的瓦斯抽采濃度不得小于30%。國內(nèi)抽放經(jīng)驗證明，由于預抽煤體瓦斯，使煤體發(fā)生收縮變形，當煤體原占據(jù)的空間體積不變時，煤體收縮一方面使原有裂隙加大，另一方面也可產(chǎn)生新的裂隙，最終使煤層的透氣性增大。因此