【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 h—掘進(jìn)巷道瓦斯預(yù)排等值寬度，參照《預(yù)測(cè)方法》，取h=；L—回采工作面長(zhǎng)度，L=160m；m—開(kāi)采層厚度，m；M—工作面采高，m；Wo—煤層瓦斯含量；Wc—煤層的殘存瓦斯量，根據(jù)左家寨煤礦各煤層的煤質(zhì)特征和《礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法》（AQ1018－2006），計(jì)算得礦井各煤層的殘存瓦斯量。鄰近層瓦斯涌出量：式中：mi—第i個(gè)鄰近層煤層厚度，m；M—工作面采高，m；Woi—第i個(gè)鄰近煤層原始瓦斯含量；Wci—第i個(gè)鄰近煤層殘存瓦斯含量；Ki—第i個(gè)鄰近層瓦斯排放率，%。Ki值與鄰近層的位置、煤層傾角、層間距離等多種因素有關(guān)。本礦煤層平均傾角21176。，屬于緩傾斜煤層，瓦斯排放率按圖2210中曲線3進(jìn)行取值。1—上鄰近層；2緩傾斜煤層下鄰近層；3傾斜、急傾斜煤層下鄰近層hi－第i鄰近層與開(kāi)采層垂直距離，m；ki－第i鄰近層瓦斯排放率％；圖2210 鄰近層瓦斯排放率與層間距的關(guān)系曲線圖掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量計(jì)算掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量分為掘進(jìn)落煤和巷道煤壁兩部分，主要根據(jù)煤層瓦斯含量、掘進(jìn)速度、煤層厚度、掘進(jìn)斷面等計(jì)算。根據(jù)《礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法》（AQ10182006），計(jì)算公式為：式中：q掘—掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min；q3—掘進(jìn)工作面巷道煤壁絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min；q4—掘進(jìn)工作面落煤絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min；D—巷道斷面內(nèi)暴露煤面的周邊長(zhǎng)度，m；D=2M，M為開(kāi)采層厚度；V—平均掘進(jìn)速度按100m/月，m/min；L—巷道長(zhǎng)度，取+1600m標(biāo)高以上最長(zhǎng)巷道長(zhǎng)度L=750m； qo—巷道煤壁瓦斯涌出量初速度，按qo=[（Vr）2+]Wo進(jìn)行計(jì)算； Vr—煤的揮發(fā)分，%；s—掘進(jìn)巷道斷面積，m2；γ—煤的容重，t/m3；Wo—煤層瓦斯含量，m3/t；；Wc—煤層的殘存瓦斯量，m3/t。（3）生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量計(jì)算生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量：式中：q區(qū)—生產(chǎn)采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t；K′—生產(chǎn)采區(qū)內(nèi)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，取K′＝；q采i—第i個(gè)回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t；Ai—第i個(gè)回采工作面的日產(chǎn)量，取Ai＝1000t；q掘i—第i個(gè)掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min；Ao—生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量，取A0＝1200t； （4）礦井瓦斯涌出量礦井瓦斯涌出量：式中：q井—礦井相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t；K″—已采采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，取K″＝；q區(qū)i—第i個(gè)回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t；Aoi—工作面的日產(chǎn)量，取Aoi＝1000t； 第三節(jié) 瓦斯抽采方法選擇一、瓦斯抽采方法選擇原則煤礦抽采瓦斯是減少礦井和采區(qū)瓦斯涌出量的有效途徑。瓦斯抽采方法分為采前抽采、采中抽采及采后抽采三種。我國(guó)煤礦的瓦斯抽采方式大致可以分為以下六類：（1）開(kāi)采層瓦斯抽采；（2）鄰近層瓦斯抽采；（3）采空區(qū)瓦斯抽采；（4）圍巖瓦斯抽采；（5）綜合瓦斯抽采；（6）地面瓦斯抽采。其中綜合瓦斯抽采方式是前四類方式中兩種或兩種以上方式的綜合使用。選擇瓦斯抽采方式，遵循如下原則：應(yīng)適合煤層賦存狀況、開(kāi)采巷道布置、地質(zhì)條件和開(kāi)采技術(shù)條件；應(yīng)根據(jù)瓦斯來(lái)源及涌出構(gòu)成進(jìn)行，應(yīng)盡可能采用綜合抽采瓦斯方法，以提高抽采瓦斯效果；應(yīng)有利于減少井巷工程量，實(shí)現(xiàn)抽采巷道與開(kāi)采巷道的結(jié)合；應(yīng)有利于抽采巷道的布置與維護(hù)；應(yīng)有利于提高瓦斯抽采效果，降低抽采成本；應(yīng)有利于鉆場(chǎng)、鉆孔的施工、抽采系統(tǒng)管網(wǎng)敷設(shè)，有利于增加抽采鉆孔的瓦斯抽采時(shí)間；選擇先進(jìn)的打鉆設(shè)備，且根據(jù)設(shè)備的性能，合理確定抽采巷的層位；合理安排抽采鉆孔的鉆孔間距，盡可能縮短礦井首采面抽采時(shí)間；盡可能避免抽采巷道施工時(shí)誤穿煤層，發(fā)生煤與瓦斯突出事故。二、瓦斯抽采方法選擇根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》第四十五條，抽采煤層瓦斯可采用的方式有：地面井預(yù)抽煤層瓦斯以及井下穿層鉆孔或順層鉆孔預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯、穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯、順層鉆孔或穿層鉆孔預(yù)抽回采區(qū)域煤層瓦斯、穿層鉆孔預(yù)抽石門(mén)（含立、斜井等）揭煤區(qū)域煤層瓦斯、順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯等。抽采煤層瓦斯區(qū)域防突措施應(yīng)當(dāng)按上述所列方式的優(yōu)先順序選取，或一并采用多種方式抽采煤層瓦斯措施。左家寨煤礦礦區(qū)主要為中山溶蝕及侵蝕地貌，地勢(shì)為南西、北東部高，中部低，相對(duì)高差一般300～400m，最高海拔標(biāo)高+（西部大尖山山頂），最低海拔標(biāo)高+1504m（南東邊劉家溝中，為當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面）。由于礦區(qū)內(nèi)相對(duì)高差大，修路公路困難，因此施工地面瓦斯抽采鉆孔十分困難。且礦井地層中含有粉砂質(zhì)粘土巖、粘土巖、泥巖、炭質(zhì)粘土巖等軟巖，施工長(zhǎng)距離鉆孔易堵塞和塌孔，因此，本方案暫不考慮采用地面井抽采煤層瓦斯的方式。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告顯示各煤組間的煤層為近距離煤層。左家寨煤礦屬煤與瓦斯突出礦井。按照貴州省安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局和貴州煤礦安全監(jiān)察局2008年4月頒發(fā)的《關(guān)于對(duì)2008年安全生產(chǎn)工作要點(diǎn)分解督查的通知》（黔安監(jiān)管辦字〔2008〕86號(hào)文第33條：“所有煤與瓦斯突出礦井必須采取開(kāi)采保護(hù)層或頂、底板專用瓦斯抽采巷道區(qū)域預(yù)抽煤層瓦斯，達(dá)到《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》要求，才能進(jìn)行采掘作業(yè)”的要求，左家寨煤礦必須采取專用瓦斯抽采巷進(jìn)行煤層瓦斯抽采?？紤]到本礦井為近距離煤層開(kāi)采，設(shè)計(jì)采用的瓦斯抽采方法為布置專用瓦斯抽采巷，實(shí)施穿層鉆孔預(yù)抽開(kāi)采層、鄰近層及圍巖瓦斯，同時(shí)實(shí)施順層鉆孔抽采開(kāi)采層瓦斯和采空區(qū)瓦斯抽采的綜合瓦斯抽采方式。三、瓦斯抽采方案根據(jù)本礦開(kāi)拓、準(zhǔn)備巷道的布置情況和礦井可采及局部可采煤層賦存的特點(diǎn)，抽采煤層瓦斯采用綜合抽采瓦斯方式，即綜合采用開(kāi)采層瓦斯抽采、鄰近層瓦斯抽采和采空區(qū)瓦斯抽采，在滿足礦井采、掘工作面防突要求的同時(shí)，滿足礦井通風(fēng)、瓦斯管理的需求。根據(jù)本礦開(kāi)拓開(kāi)采、煤層的賦存特點(diǎn)、煤層頂?shù)装鍘r性情況，同時(shí)考慮現(xiàn)場(chǎng)施工和成孔條件及提出的抽采方法對(duì)礦井+1600m標(biāo)高以上上煤組提出針對(duì)性的抽采方案，而下煤組的抽采方案須結(jié)合后期開(kāi)拓方案確定才能確定。（一）區(qū)域性預(yù)抽煤層瓦斯方案根據(jù)左家寨煤礦生產(chǎn)部署，礦井在標(biāo)高+1600m以上，聯(lián)合布置開(kāi)采上煤組MMM11煤層。在+1720m標(biāo)高以上（一區(qū)段）由于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，煤層賦存條件較差，根據(jù)截至2013年6月礦井所揭露的煤層實(shí)際情況，不再考慮在一區(qū)段布置工作面，礦井生產(chǎn)布局直接轉(zhuǎn)移到二區(qū)段。礦井+1720m標(biāo)高以下至+1600標(biāo)高以上調(diào)整煤層開(kāi)采順序，先開(kāi)采M5煤層作為上保護(hù)層，開(kāi)采順序?yàn)镸5→M7→M51煤層，針對(duì)M5煤層的開(kāi)采，實(shí)施區(qū)域性預(yù)抽煤層瓦斯時(shí)，對(duì)于礦井專用瓦斯抽采巷的布置層位為：將專用瓦斯抽采巷布置在距M5煤層頂板法線距離15m的層位，頂板巖性為薄至中厚層巖屑粉砂巖，底板為粘土巖或粉砂質(zhì)粘土巖。優(yōu)點(diǎn)：（1）礦井首采煤層（M5煤層）回采時(shí)，可作為采的高位瓦斯抽采巷使用。（2）向M5煤層工作面巷道掘進(jìn)條帶施工煤層瓦斯預(yù)抽鉆孔短，鉆孔工期短，工程量小，同時(shí)施工鉆孔到M5煤層的下部煤層進(jìn)行鄰近層瓦斯抽采。（3）瓦斯抽采巷位于距M5煤層頂板法線距離15m的層位（M5無(wú)上覆煤層），層位便于控制，可以有效避免誤揭煤層，發(fā)生煤與瓦斯突出事故。缺點(diǎn)：（1）施工到M5煤層下部的瓦斯預(yù)抽鉆孔，在M5煤層開(kāi)采后不能繼續(xù)進(jìn)行抽采。（2）M5煤層采面開(kāi)采時(shí)，必須增加在工作面兩巷實(shí)施穿層鉆孔預(yù)抽下鄰近層卸壓瓦斯的措施。否則，下鄰近層大量卸壓瓦斯涌入回采工作面，回采工作面瓦斯超限嚴(yán)重，制約礦井安全生產(chǎn)；（3）瓦斯抽采巷只能服務(wù)于M5煤層，抽采服務(wù)時(shí)間較短。（二）采掘工作面瓦斯抽采 采取穿層鉆孔進(jìn)行區(qū)域性預(yù)抽煤層瓦斯后，礦井在對(duì)開(kāi)采煤層進(jìn)行采掘作業(yè)時(shí)，若經(jīng)檢驗(yàn)，仍存在有局部煤層的剩余瓦斯含量和瓦斯壓力滿足不了《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》和《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》的要求時(shí)，設(shè)計(jì)利用石門(mén)揭煤、煤巷掘進(jìn)工作面或已施工好的采面運(yùn)輸、回風(fēng)巷，向石門(mén)所揭煤層、煤巷掘進(jìn)條帶或采面區(qū)域內(nèi)煤層施工穿層或順層瓦斯抽采鉆孔，實(shí)施進(jìn)一步瓦斯抽采，直至使開(kāi)采煤層在進(jìn)行采掘作業(yè)前完全達(dá)到《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》、《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》（AQ10262006）的指標(biāo)（、煤層瓦斯含量下降到8m3/t以下）要求。掘進(jìn)工作面瓦斯抽采（1）石門(mén)揭煤工作面瓦斯抽采方案考慮到礦井所賦存煤層為近距離煤層，因此，針對(duì)石門(mén)揭煤區(qū)域性瓦斯抽采為整體考慮。當(dāng)石門(mén)揭煤工作面掘進(jìn)至距下覆煤層的最小法向距離8m（在構(gòu)造破壞帶設(shè)計(jì)為20m）時(shí)，利用石門(mén)工作面掘進(jìn)迎頭及兩側(cè)所施工鉆場(chǎng)向所揭煤層施工區(qū)域預(yù)抽鉆孔，鉆孔布置見(jiàn)圖233～234。圖233 石門(mén)揭煤工作面（由底板向頂板施工）區(qū)域瓦斯抽采鉆孔布置示意圖（單位：m） 圖234 石門(mén)揭煤工作面（由頂板向底板施工）區(qū)域瓦斯抽采鉆孔布置示意圖（單位：m）礦井在揭煤過(guò)程中，根據(jù)施工的前探鉆孔資料，若遇煤層間距變大，需要揭單一煤層時(shí)，鉆孔布置見(jiàn)圖235圖235 石門(mén)揭煤工作面區(qū)域預(yù)抽鉆孔布置示意圖（單位：m）石門(mén)揭煤工作面經(jīng)上述區(qū)域預(yù)抽鉆孔預(yù)抽后，若區(qū)域措施效果檢驗(yàn)仍具有突出危險(xiǎn)，設(shè)計(jì)在石門(mén)揭煤工作面掘進(jìn)至距煤層最小法向距離5m時(shí)，利用石門(mén)工作面迎頭向石門(mén)所揭煤層重新施工瓦斯抽采鉆孔，對(duì)所揭煤層瓦斯進(jìn)行進(jìn)一步抽采，直至使石門(mén)所揭煤層瓦斯完全達(dá)到消突要求。鉆孔布置在石門(mén)輪廓線外煤層8m（下部5m）的范圍內(nèi)，抽采鉆孔的直徑為Φ75mm，鉆孔在所揭煤層中的間距為3m。鉆孔布置見(jiàn)圖236。對(duì)于層間距小于5m的近距離煤層，瓦斯抽采鉆孔設(shè)計(jì)為一次性施工。圖236 石門(mén)揭煤工作面局部瓦斯抽采鉆孔布置示意圖（單位：m）（2）煤巷掘進(jìn)工作面瓦斯抽采利用頂板專用瓦斯抽采巷或已形成的煤巷向首采煤層或其它煤層煤巷掘進(jìn)條帶施工穿層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯。①首采煤層（M5煤層）工作面運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷掘進(jìn)條帶煤層瓦斯利用頂板專用瓦斯抽采巷施工穿層鉆孔來(lái)預(yù)抽。②其它煤層利用已形成的煤層巷道向其煤巷掘進(jìn)條帶施工穿層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯。③實(shí)施本煤層順層鉆孔預(yù)抽采取穿層鉆孔對(duì)所開(kāi)采煤層煤巷掘進(jìn)條帶實(shí)施煤層瓦斯預(yù)抽后，在掘進(jìn)過(guò)程中仍存在有局部地點(diǎn)，經(jīng)檢驗(yàn)，煤層瓦斯基本指標(biāo)仍未達(dá)到《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》及《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》的要求時(shí)，一方面礦井應(yīng)根據(jù)抽采效果及抽采時(shí)間情況，延長(zhǎng)預(yù)抽時(shí)間或?qū)︺@孔參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；另一方面設(shè)計(jì)利用掘進(jìn)工作面迎頭，向煤巷掘進(jìn)條帶的前方施工本煤層順層鉆孔對(duì)煤巷掘進(jìn)條帶煤層瓦斯進(jìn)行進(jìn)一步抽采，直至使煤巷掘進(jìn)條帶煤層瓦斯完全達(dá)到消突要求為止。利用掘進(jìn)工作面迎頭，向煤巷掘進(jìn)條帶的前方施工本煤層順層預(yù)抽鉆孔。采煤工作面瓦斯抽采方案采取穿層鉆孔對(duì)所開(kāi)采煤層采煤工作面煤層瓦斯實(shí)施區(qū)域性預(yù)抽后，為使采煤工作面的煤層瓦斯進(jìn)一步達(dá)到防突要求，且為盡量減少鄰近層的瓦斯涌入采面采空區(qū)，對(duì)采煤工作面瓦斯抽采特提出以下方案：⑴實(shí)施本煤層順層鉆孔預(yù)抽利用采面已施工的回風(fēng)巷和運(yùn)輸巷向采面區(qū)域內(nèi)煤層瓦斯實(shí)施本煤層順層鉆孔進(jìn)行進(jìn)一步抽采。若利用采面運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷向采面區(qū)域煤層瓦斯施工本煤層順層鉆孔后，在工作面回采過(guò)程中瓦斯涌出量仍很大時(shí)，則利用回風(fēng)巷施工高位鉆場(chǎng)，向采煤工作面及采空區(qū)施工瓦斯抽采鉆孔。⑵工作面回采后，鄰近的上、下煤層因卸壓影響，煤層的透氣性將大大增加。為減少鄰近層涌入采面的瓦斯量，設(shè)計(jì)在工作面回采時(shí)，利用工作面運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷向下施工穿層鉆孔抽采下鄰近煤層卸壓瓦斯。⑶采空區(qū)埋管抽采埋管抽采采空區(qū)瓦斯包括已采采面采空區(qū)埋管和正在回采的采面采空區(qū)埋管兩種。對(duì)于已采采面采空區(qū)埋管抽采，設(shè)計(jì)采用在距離自然通風(fēng)巷道3m處施工永久密閉埋管抽采。對(duì)于正在回采的采面采空區(qū)埋管抽采設(shè)計(jì)為沿回采工作面回風(fēng)順槽的上幫敷設(shè)一條瓦斯管，隨著工作面的推進(jìn)，瓦斯管的一端逐漸埋入采空區(qū)，具體詳見(jiàn)圖2313。圖2313 采空區(qū)預(yù)埋管路抽采瓦斯—雙埋管法當(dāng)?shù)谝粭l埋管進(jìn)入采空區(qū)達(dá)30m時(shí)，預(yù)埋第二條管路，在第一條管路的60m處用三通和閥門(mén)與第二條管路相接，此時(shí)第二條管路處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)工作面推過(guò)第二條管路管口30m時(shí)，打開(kāi)第二條管路的閥門(mén)并投入抽采，以此類推。在采取高位巷及埋管實(shí)施采空區(qū)瓦斯抽采時(shí)，應(yīng)采取以下防滅火措施：①按貴州省煤礦設(shè)計(jì)研究院編制的《貴州能發(fā)電力燃料開(kāi)發(fā)有限公司納雍縣左家寨煤礦初步設(shè)計(jì)（修改）》，選用SG2003型井下束管火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)采面采空區(qū)進(jìn)行取氣分析，對(duì)CHCO、O2進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。②在采取埋管抽采前，礦井必須建立火災(zāi)預(yù)報(bào)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和噴灑阻化劑或注氮系統(tǒng)。在埋管抽采的同時(shí)，必須安設(shè)好噴灑阻化劑和注氮系統(tǒng)管路，且必須加強(qiáng)火災(zāi)氣體組分采樣分析；③提高采面煤炭資源回收率，盡可能地減少采面采空區(qū)的煤炭丟失；④為防止采空區(qū)煤墻及遺煤自燃、在采面移架時(shí)，必須向采空區(qū)噴灑阻化劑；⑤加強(qiáng)采空區(qū)瓦斯抽采系統(tǒng)CO和溫度的監(jiān)測(cè)，一旦出現(xiàn)溫度上升或CO濃度增大，必須停止抽采，立即啟動(dòng)注氮系統(tǒng)，向采空區(qū)注氮滅火。左家寨煤礦目前瓦斯瓦斯抽采方面的資料還有待進(jìn)一步完善，建議礦井在今后的瓦斯抽采過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)瓦斯抽采資料的收集、整理及分析，不斷地改進(jìn)和優(yōu)化瓦斯抽采巷和抽采鉆孔布置參數(shù)，以提高礦井的瓦斯抽采水平?？傊?，礦井應(yīng)根據(jù)井田內(nèi)煤層的賦存及開(kāi)拓、開(kāi)采的條件，并借助于先進(jìn)的瓦斯抽采技術(shù)和設(shè)備，搞好礦井的區(qū)域性瓦斯抽采，從而保證礦井的安全生產(chǎn)。第四節(jié) 鉆場(chǎng)與鉆孔布置一、布置原則鉆場(chǎng)⑴不應(yīng)受采動(dòng)影響，并應(yīng)避開(kāi)地質(zhì)構(gòu)造帶，同時(shí)應(yīng)便于維護(hù)、利于封孔，保證抽采效果；⑵宜利用現(xiàn)有的開(kāi)拓、準(zhǔn)備和回采巷道；⑶頂板鉆孔或頂板“高抽巷”宜布置在頂板上覆巖層裂隙帶內(nèi)，且大于煤層開(kāi)采后不被破壞的最小層間距。鉆孔⑴鉆孔開(kāi)孔部分應(yīng)圓且光滑。鉆孔施工中不得出現(xiàn)三角孔、偏孔、臺(tái)階等變形孔；⑵抽采開(kāi)采層未卸壓瓦斯時(shí)，鉆孔間距應(yīng)按鉆孔抽采半徑確定，宜增大鉆孔的見(jiàn)煤長(zhǎng)度；⑶高位鉆孔抽采時(shí)，應(yīng)將鉆孔打到采煤工作面頂板冒落后形成的裂隙帶內(nèi)，并應(yīng)避開(kāi)冒落帶；⑷強(qiáng)化抽采布孔方式應(yīng)根據(jù)所采取的措施確定，除應(yīng)取得良好的抽