【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 、南木樹(shù)煤礦礦井瓦斯儲(chǔ)量Wk　　　　Wk=Wl十W2十W3　　　　＝84＋0＋　　　　＝通過(guò)以上分析，無(wú)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(duì)瓦斯抽采泵的安全管理，保證抽采系統(tǒng)正常、穩(wěn)定運(yùn)行，從抽采、治災(zāi)，管理、瓦斯利用等方面考慮，設(shè)計(jì)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(lái)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(jí)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(lái)源于開(kāi)采煤層及煤層開(kāi)采后的裂隙帶。在開(kāi)采過(guò)程中，吸附在煤層中的瓦斯將被釋放出來(lái)，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(yè)巖為主。頂板大多含有煤屑，質(zhì)軟?！?。在開(kāi)采后，頂板垮落等造成的裂隙也會(huì)使這些地方吸附的瓦斯釋放出來(lái)，常造成工作面隅角、尾巷、回風(fēng)巷的瓦斯?jié)舛容^高。三、 抽采設(shè)計(jì)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(shí)施限制抽采。②采煤工作面回風(fēng)隅角瓦斯實(shí)施埋管抽采，對(duì)應(yīng)的裂隙帶瓦斯實(shí)施高位頂板孔抽采。③若采煤工作面開(kāi)采過(guò)程中瓦斯超限或放炮時(shí)瓦斯超限，用通風(fēng)方法解決瓦斯問(wèn)題不合理時(shí)，可以在本煤層布置順層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯，實(shí)施“先抽后采”。④煤巷掘進(jìn)工作面掘進(jìn)時(shí)“邊抽邊掘”或“先抽后掘”。⑤設(shè)計(jì)建議礦井在石門(mén)揭煤時(shí)編制石門(mén)揭煤預(yù)抽煤層瓦斯的專項(xiàng)設(shè)計(jì)和施工技術(shù)安全措施。設(shè)計(jì)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(jì)首抽區(qū)域及抽采方法如下。① 5015南回風(fēng)巷、5013南回風(fēng)巷、5011南回風(fēng)巷、5008南回風(fēng)巷、5008北回風(fēng)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(shí)施埋管抽采隅角瓦斯。 ③ 5019南回風(fēng)巷掘進(jìn)工作面、5017運(yùn)輸巷掘進(jìn)工作面、5010運(yùn)輸巷掘進(jìn)工作面預(yù)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(fēng)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(yù)計(jì)，根據(jù)高碳煤層頂板巖性，預(yù)計(jì)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(jiàn)圖22。預(yù)計(jì)高碳煤層開(kāi)采后，冒落角55186。，卸壓角750。圖 21 高碳煤層采后裂隙帶預(yù)計(jì)2）抽采工藝抽采原則：當(dāng)回采工作面回風(fēng)隅角瓦斯超過(guò)2%或回風(fēng)巷中出現(xiàn)瓦斯超限時(shí)，可以考慮對(duì)采空區(qū)實(shí)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(jìn)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(wèn)題。鉆孔布置：在工作面回風(fēng)巷中，沿回風(fēng)巷方向， 從開(kāi)切眼開(kāi)始退后30m位置布置第一個(gè)鉆場(chǎng)，然后每間隔20m布置一個(gè)鉆場(chǎng)。每個(gè)鉆場(chǎng)向工作面采空區(qū)施工3～5個(gè)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(duì)5008采煤工作面進(jìn)行設(shè)計(jì)。在5008采煤工作面回風(fēng)巷沿開(kāi)切眼退后30m位置布置第一個(gè)鉆場(chǎng)，向工作面采空區(qū)施工3個(gè)高位頂板孔。工作面沿回風(fēng)方向每間隔20m施工一組高位頂板孔。各鉆孔終孔點(diǎn)終孔于頂板裂隙帶內(nèi)，設(shè)計(jì)鉆孔終孔點(diǎn)距煤層頂板（垂距）30m（抽采后根據(jù)實(shí)踐調(diào)整）。抽放鉆孔設(shè)計(jì)詳見(jiàn)圖22a和圖22b，鉆孔布置參數(shù)見(jiàn)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(jìn)行設(shè)計(jì)。圖22a 5008工作面開(kāi)切眼回風(fēng)巷高位頂板孔布置示意圖圖22b 5008工作面回風(fēng)巷高位頂板孔布置示意圖表21a 5008工作面開(kāi)切眼頂板抽放鉆孔參數(shù)表孔號(hào)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(jì) 注意：施工過(guò)程中，必須采用壓力水排渣，且有足夠的壓力和流量；無(wú)水或壓力水流量不足時(shí)，不得施工鉆孔。施工鉆孔時(shí)根據(jù)施工時(shí)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(dǎo)管至封孔段前方3～5m，導(dǎo)管末端2m鉆孔(導(dǎo)管直徑10mm)3個(gè)。 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(kāi)切眼后第一個(gè)鉆場(chǎng)。表21b 5008工作面頂板抽放鉆孔參數(shù)表孔號(hào)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(jì) 注意：施工過(guò)程，必須采用壓力水排渣，且有足夠的壓力和流量；無(wú)水或壓力水流量不足時(shí)，不得施工鉆孔。施工鉆孔時(shí)根據(jù)施工時(shí)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(dǎo)管至封孔段前方3～5m，導(dǎo)管末端2m，導(dǎo)管直徑10mm，鉆孔約150個(gè)。 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(chǎng)每隔20m施工一組，約50個(gè)鉆場(chǎng)。工作面回風(fēng)隅角瓦斯抽采在5008工作面回風(fēng)巷抽采管的末端設(shè)一彎管，使抽采管口抬高至回風(fēng)巷頂，并設(shè)木垛對(duì)其管口進(jìn)行保護(hù)，以此形成埋管口。接替管安裝長(zhǎng)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(yàn)中考察）安裝一組三通、控制閥門(mén)及埋管口組件，在工作面推進(jìn)過(guò)程中，將埋管口保留在工作面的采空區(qū)，通過(guò)抽采系統(tǒng)對(duì)采空區(qū)瓦斯進(jìn)行抽采。當(dāng)工作面推進(jìn)至下一個(gè)埋管口三通處，埋管口已經(jīng)埋在采空區(qū)內(nèi)3～5m時(shí)，將埋在采空區(qū)里的前一埋管段控制閥門(mén)關(guān)閉，打開(kāi)下一循環(huán)的埋管口閥門(mén)，以此達(dá)到利用埋管不斷抽采采空區(qū)瓦斯的目的。詳見(jiàn)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(kāi)采有自然發(fā)火危險(xiǎn)煤層時(shí)，在采空區(qū)瓦斯抽采過(guò)程中，應(yīng)經(jīng)常檢測(cè)CO和溫度等參數(shù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有自然發(fā)火征兆時(shí)，應(yīng)控制抽采或暫停抽采。5011工作面、5013工作面、5015工作面回風(fēng)隅角瓦斯埋管抽采布置可參照5008工作面埋管布置進(jìn)行。3 掘進(jìn)工作面抽采方法順層超前鉆孔預(yù)抽煤體瓦斯的布孔形式有：在掘進(jìn)工作面退后鉆場(chǎng)中施工順層鉆孔(邊掘邊抽)或在掘進(jìn)工作面直接施工順層鉆孔。1）煤巷掘進(jìn)工作面“條帶預(yù)抽”鉆孔布置如下：① 在煤層掘進(jìn)工作面直接施工鉆孔；② 鉆孔長(zhǎng)度一般不低于50米；③ 鉆孔方位沿巷道掘進(jìn)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(dāng)煤厚在2m以下時(shí)布置單排鉆孔。xxxx煤礦掘進(jìn)工作面順層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯見(jiàn)圖24，鉆孔參數(shù)見(jiàn)表22。圖2－4掘進(jìn)工作面預(yù)抽鉆孔布置圖表2－2巷掘進(jìn)工作面順層鉆孔布置參數(shù)表鉆孔編號(hào)方位（度）傾角（度）長(zhǎng)度（m）備注1β沿煤層傾角50 掘進(jìn)巷道施工中線方位為β；右為“+”，左為“”。 各掘進(jìn)作業(yè)點(diǎn)煤層傾角發(fā)生變化時(shí)，礦技術(shù)負(fù)責(zé)人應(yīng)進(jìn)行計(jì)算調(diào)整鉆孔施工傾角。 施工鉆孔時(shí)應(yīng)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(jìn)工作面巷道鉆孔技術(shù)參數(shù)應(yīng)根據(jù)實(shí)際施工情況及時(shí)調(diào)整，必須做到先設(shè)計(jì)后施工，做到一工程一設(shè)計(jì)。2）煤巷掘進(jìn)工作面“邊掘邊抽”鉆場(chǎng)布置：在煤巷掘進(jìn)工作面巷道兩幫布置鉆場(chǎng)。第一組鉆場(chǎng)在工作面開(kāi)口后5m處上下側(cè)錯(cuò)開(kāi)布置。每組鉆場(chǎng)在煤巷兩側(cè)錯(cuò)距為5～10m。鉆場(chǎng)的規(guī)格應(yīng)根據(jù)巷幫瓦斯抽放鉆孔布置要求、選用鉆機(jī)的外型尺寸及鉆桿長(zhǎng)度而定。根據(jù)該礦的具體情況，每組鉆場(chǎng)在煤巷兩側(cè)相對(duì)錯(cuò)開(kāi)布置，其規(guī)格為：長(zhǎng)高深﹦3m，采用木棚支護(hù)。相鄰兩組鉆場(chǎng)間距50m。鉆孔布置：在每一鉆場(chǎng)內(nèi)，沿走向布置6個(gè)邊掘邊抽鉆孔，即左、右鉆場(chǎng)各3個(gè)，孔深65m左右。鉆孔編號(hào)為1~6。左邊鉆場(chǎng)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(kāi)孔位置距巷道中線距離在2m以上。右邊鉆場(chǎng)6，鉆孔終孔位置、開(kāi)孔位置的要求與左邊鉆場(chǎng)、鉆孔一致。鉆孔布置參數(shù)可以在對(duì)抽放量、抽放濃度等考察后再進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。煤巷掘進(jìn)工作面邊掘邊抽鉆孔布置見(jiàn)圖25，鉆孔參數(shù)見(jiàn)表23。圖2—5 煤巷掘進(jìn)工作面邊掘邊抽鉆孔布置圖表2－3 煤巷掘進(jìn)工作面邊掘邊抽鉆孔參數(shù)表鉆孔編號(hào)方位（度）傾角（度）長(zhǎng)度（m）備注1β－沿煤層傾角65掘進(jìn)巷道施工中線方位為β；右為“+”，左為“－”。各掘進(jìn)作業(yè)點(diǎn)煤層傾角發(fā)生變化時(shí)，礦技術(shù)負(fù)責(zé)人應(yīng)進(jìn)行計(jì)算調(diào)整鉆孔施工傾角。 施工鉆孔時(shí)應(yīng)保證鉆孔始終位于煤層內(nèi)。 2β－ 653β－65 4β＋ 655β＋656β＋653）煤巷掘進(jìn)工作面實(shí)施“條帶預(yù)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(guò)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(shí)根據(jù)井下實(shí)際情況確定，老空區(qū)密閉墻插管抽采布置見(jiàn)圖26。 具體操作：通過(guò)預(yù)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(yán)實(shí)；密閉外的管口段施工一φ6mm的小孔并制作與之相適應(yīng)的檢測(cè)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(yīng)的孔板流量計(jì)。圖26 密閉墻插管抽采布置圖 下面兩種方法只做設(shè)計(jì)不作為首抽區(qū)1）采煤工作面本煤層順層預(yù)抽當(dāng)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(wèn)題或開(kāi)采過(guò)程中瓦斯超限時(shí)，可以實(shí)施順層預(yù)抽煤層瓦斯。設(shè)計(jì)主要要求：鉆孔沿煤層走向布置，終孔位置與工作面運(yùn)輸巷間距15m,鉆孔間距3m,。超前預(yù)抽距離大于20m?，F(xiàn)對(duì)5008工作面進(jìn)行設(shè)計(jì)，兩個(gè)采面參數(shù)為：傾向長(zhǎng)度850m，工作面長(zhǎng)度220m。鉆孔布置見(jiàn)圖2－7，參數(shù)見(jiàn)表2－4。 圖2－7采煤工作面“傾斜順層預(yù)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(hào)傾角（176。）與巷道中線偏角（176。）長(zhǎng)度（m）備注1沿煤層傾斜方向9080當(dāng)工作面長(zhǎng)度變化時(shí)，鉆孔長(zhǎng)度根據(jù)變化情況適當(dāng)調(diào)整。290803908049080………10090801119080…9080248908024990802509080合計(jì)200002）石門(mén)揭煤預(yù)抽煤層瓦斯當(dāng)煤層瓦斯地質(zhì)情況異常時(shí)（如煤巷掘進(jìn)遇地質(zhì)構(gòu)造帶時(shí)），石門(mén)揭穿煤層前，必須進(jìn)行煤層瓦斯預(yù)抽。預(yù)抽鉆孔按以下原則設(shè)計(jì)。如圖2—8（a，b）所示。鉆孔布置原則1）、鉆孔控制范圍為石門(mén)周界外5～8m的煤體（距石門(mén)巷道輪廓線外8m，煤層傾角8176。時(shí)，底部或下幫5m），且必須穿透煤層并進(jìn)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(shí)，凈巖柱(石門(mén)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(dāng)遇巖柱巖性破碎或遇斷層等構(gòu)造時(shí)其凈巖柱尺寸應(yīng)增大。4）、施工抽采孔前必須進(jìn)行有針對(duì)性的施工設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)應(yīng)包括鉆孔布置平面圖、剖面圖、開(kāi)孔位置圖、鉆孔設(shè)計(jì)參數(shù)、施工要求等。竣工后應(yīng)驗(yàn)收并認(rèn)真繪制鉆孔竣工圖，如果與設(shè)計(jì)參數(shù)有較大誤差時(shí)，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)孔。圖2－8 a 底板石門(mén)抽采鉆孔布置示意圖圖2－8 b 頂板石門(mén)抽采鉆孔布置示意圖注：本設(shè)計(jì)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(shí)際生產(chǎn)情況和瓦斯?fàn)顩r，對(duì)以上抽采鉆孔布置方式及相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整和修正，但施工時(shí)必須做到一工程一設(shè)計(jì)，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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，抽采鉆孔的施工孔徑為Φ64mm，抽采效果相對(duì)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(jìn)工作面預(yù)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(shí)施抽采過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)煤層瓦斯地質(zhì)變化情況、抽采時(shí)間等因素，合理調(diào)節(jié)鉆孔抽采半徑，達(dá)到有效治災(zāi)的目的，并總結(jié)出適合本礦的鉆孔瓦斯抽采半徑。抽采負(fù)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(yàn)，設(shè)計(jì)確定： 掘進(jìn)鉆孔抽采負(fù)壓為13～25KPa；采空區(qū)埋管抽采管口負(fù)壓為5～8KPa；采面預(yù)抽鉆孔負(fù)壓為13～25KPa；高位頂板孔抽采管口負(fù)壓為7～10KPa。二、抽采濃度及預(yù)抽時(shí)間設(shè)計(jì)礦井的瓦斯抽采濃度不得小于30%。國(guó)內(nèi)抽放經(jīng)驗(yàn)證明，由于預(yù)抽煤體瓦斯，使煤體發(fā)生收縮變形，當(dāng)煤體原占據(jù)的空間體積不變時(shí)，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