【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 風(fēng)流中瓦斯（或二氧化碳）的平均絕對(duì)涌出量， m3/min；礦井瓦斯涌出量指采掘工作面回風(fēng)流絕對(duì)瓦斯涌出量，不含瓦斯抽放量。 KCH4—— 采面瓦斯涌出不均衡通風(fēng)系數(shù)。（正常生產(chǎn)條件下，連續(xù)觀測(cè) 1個(gè)月，日最大絕對(duì)瓦斯涌出量與月平均日瓦斯絕對(duì)涌出量的比值）。 根據(jù)六礦統(tǒng)計(jì)資料采煤工作面 q 采 在 8～ 11m3/min 取 q 采 =11m3/min Q 采 =100 11 =1430 取 Q 采 =1500m3/min ② 巖巷掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量計(jì)算 Q 掘 =(7. 8 )/t 式中： Q 掘 采用壓入式通風(fēng)時(shí)，稀釋炮煙所需風(fēng)量， m3/min t掘進(jìn)巷道的通風(fēng)時(shí)間， min，取 30； S掘進(jìn)巷道的凈斷面， m3,取 ； L掘進(jìn)巷道的通風(fēng)長(zhǎng)度， m，取 500； P風(fēng)筒進(jìn)出風(fēng)量之比，取 ； A同時(shí)爆破的炸藥量， kg，取 18 kg。 Q 掘 =（ /30=160m3/min 取 Q 掘 =200m3/min ③ 煤巷掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量計(jì)算 Q 掘煤 =100 q K 式中： Q 掘煤 煤巷掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量 m3/min q煤巷掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量 m3/min K瓦斯涌出不均衡系數(shù)， K= 根六礦收集資料，煤巷掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量在 ～ m3/min，取最大值 q= m3/min Q 掘煤 =100 =423 m3/min 根據(jù)六礦煤巷掘進(jìn)的實(shí)際供風(fēng)量統(tǒng)計(jì)資料取 Q 掘煤 =450 m3/min 2 個(gè)煤巷掘進(jìn)面共需配風(fēng) 900m3/min。 ④ 抽放工 作面和硐室實(shí)際需風(fēng)量 根據(jù)《規(guī)程》要求和生產(chǎn)礦井的實(shí)際配風(fēng)情況。抽放工作面和硐室實(shí)際配風(fēng)量如下： 抽放工作面配風(fēng)量 600 m3/min； 采區(qū)變電所配風(fēng) 120 m3/min； 井下火藥庫(kù)配風(fēng)量 120 m3/min； 充電硐室配風(fēng)量 120 m3/min； 采區(qū)絞車房配風(fēng)量 120 m3/min； 其他地點(diǎn)配風(fēng)量 240 m3/min； 風(fēng)量合計(jì)：Q=1500+900+200+600+120+120+120+120+240=3920m3/min 五、通風(fēng)設(shè)備 截至目前中央風(fēng)井已停運(yùn) 。小莊風(fēng)井于 1978 年投入運(yùn)行，現(xiàn)安裝兩臺(tái)風(fēng)機(jī)， 2 號(hào)風(fēng)機(jī)均為 風(fēng)機(jī)， 1 號(hào)風(fēng)機(jī)作為 備 用 風(fēng) 機(jī) 。 東 風(fēng) 井 于 1995 年 投 入 運(yùn) 行 ， 現(xiàn) 安 裝 兩 臺(tái)，現(xiàn)運(yùn)行為 1 號(hào)風(fēng)機(jī)， 2 號(hào)風(fēng)機(jī)作為備用風(fēng)機(jī)。 小莊風(fēng)井設(shè)反風(fēng)道，東風(fēng)井為反轉(zhuǎn)反風(fēng)，反風(fēng)量可達(dá)到正常風(fēng)量的 40%以上。 六、礦井通風(fēng)系統(tǒng)的合理性、可靠性及抗災(zāi)能力分析 礦井采用抽出式通風(fēng)，從技術(shù)角度上講有以下優(yōu)點(diǎn)： 井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，當(dāng)主扇因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng)流壓力提高，可使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全； 漏風(fēng)量小，通風(fēng)管理比較容易； 礦井風(fēng)量按實(shí)際需要配風(fēng)，并考慮漏風(fēng)系數(shù)，保證了礦井生產(chǎn)所需風(fēng)量。 礦井有 3個(gè)能通達(dá)地面的安全出口，安全出口間距離大于 30m，保證了人員撤出的安全性； 巷道內(nèi)設(shè)置有常開(kāi)風(fēng)門，常閉風(fēng)門，保證了風(fēng)力的流向。 井下各掘進(jìn)面均配有兩部 2 15kw 的局部扇風(fēng)機(jī)，并考慮了風(fēng)電閉鎖及備用風(fēng)機(jī)。 綜上所述，六礦在通風(fēng)方面，從系統(tǒng)、風(fēng)量、通風(fēng)設(shè)備、通風(fēng)設(shè)施等方面都作詳細(xì)的考慮，因此六礦的通風(fēng)系統(tǒng)近期是安全可靠的。在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際供風(fēng)情況，確定采區(qū)的產(chǎn)量。 第四章 防突設(shè)計(jì) 六礦二 1煤層具有儲(chǔ)氣條件好，瓦斯含量高，逸散條件差，構(gòu)造發(fā)育，煤的堅(jiān)固性系數(shù)低，突出危險(xiǎn)性指標(biāo)高等特點(diǎn)，特別是在向斜軸部及其附近、斷層附近等地掘進(jìn)采煤時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)瓦斯涌出檢測(cè)、通風(fēng)和防突工作，以防患于未然。六礦 209采區(qū)防突設(shè)計(jì)堅(jiān)持區(qū)域防突措施先行，局部防突措施補(bǔ)充的原則。 第一節(jié) 區(qū)域綜合防突措施 一、區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè) 六礦 1970年 9月 25日在南三巖石下山掘進(jìn)工作面發(fā)生第一次煤與瓦斯突出，突出點(diǎn)標(biāo)高約為 190m，埋深 340m，突出煤 量 30t，瓦斯量不詳， 1970 年被定為煤與瓦斯突出礦井。截止到目前，共突出33次。 20xx年 10 月 13 日， 21431綜采工作面發(fā)生了自建礦以來(lái)最大的一次煤與瓦斯突出事故，突出煤量 ，瓦斯量 50052m3。統(tǒng)計(jì)33次突出，平均突出煤量 、平均突出瓦斯量 7200m3；統(tǒng)計(jì) 33次突出，煤巷掘進(jìn)工作面共發(fā)生 29 次，橫川揭煤 3 次，采煤工作面1 次；突出多發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造附近，如斷層，煤層 變薄帶，向斜軸部；多數(shù)突出發(fā)生在放炮后，即放炮震動(dòng)引起；突出前均有明顯的突出預(yù)兆，主要表現(xiàn)為響煤炮、煤層層理紊亂、煤強(qiáng)度變軟，有時(shí)出現(xiàn)支架歪扭變形；突出時(shí)一般伴隨有動(dòng)力現(xiàn)象，且隨著突出強(qiáng)度增加，動(dòng)力現(xiàn)象逾為明顯。建礦以來(lái)發(fā)生的瓦斯事故 11 次，共死亡 34 人，其中突出 4 次，死亡 18人。 由鶴煤（集團(tuán)）公司科研所測(cè)得在南翼六采區(qū)獨(dú)立回風(fēng)掘進(jìn)工作面（標(biāo)高 300m），瓦斯壓力為 ；北翼專用回風(fēng)巷三橫川（標(biāo)高 360m），瓦斯壓力 。已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出突出臨界值 。 二、區(qū)域防突措施 ㈠區(qū)域防 突措施選擇 區(qū)域防突措施包括開(kāi)采保護(hù)層和預(yù)抽煤層瓦斯兩類，本井田主要可采煤層為山西組二 1 煤，屬單一煤層，無(wú)保護(hù)層，因此選擇預(yù)抽煤層瓦斯。 ㈡瓦斯抽放 抽放方法的選擇 209采區(qū)區(qū)域防突措施采取穿層孔預(yù)抽煤層瓦斯及順層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施兩種方法。 ①穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯 我礦 209 采區(qū)在每個(gè)工作面底板巖石中均布置有底板抽放巷，即2091 底板抽放巷、 2093 底板抽放巷、 2095底板抽放巷（即南翼三水平輔助回風(fēng)巷北段），通過(guò)對(duì)底板巖石抽放巷的布置為實(shí)現(xiàn)穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯創(chuàng)造了條件 。 為使預(yù)抽瓦斯措施取得良好的效果，穿層鉆孔一般采用網(wǎng)格式布孔方式。網(wǎng)格式穿層鉆孔的鉆孔間距，一般采用 10 10m(走向傾向 )的網(wǎng)格間距布孔 ,根據(jù)煤層透氣性及采掘接替所允許的預(yù)抽時(shí)間 ,網(wǎng)格間距可適當(dāng)增加或減小 ,如采用 5 5。 ②順層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯 此種布孔方式適用于無(wú)底板巖巷的巷道布置方式，目的是為了防治采煤工作面的突出。鉆孔從下順槽打上向孔，從上順槽沿煤層打下向孔。在煤層內(nèi)掘進(jìn)巷道及開(kāi)鉆場(chǎng)時(shí)，都必須采取防突措施。鉆孔孔徑一般為 75～ 100mm，孔間距 2～ 3m，孔深要求能控制采煤工作面整個(gè)長(zhǎng)度。 抽 放鉆場(chǎng)、鉆孔布置 ①鉆場(chǎng)布置、間距尺寸及支護(hù)方式、抽放時(shí)間 在瓦斯抽放巷道，煤巷掘進(jìn)和工作面均按一定的間距和形式布置有瓦斯抽放鉆場(chǎng)，鉆場(chǎng)的支護(hù)方式與所在巷道的支護(hù)方式相同，在巷道掘進(jìn)的過(guò)程中同時(shí)準(zhǔn)備好。巖巷中，同側(cè)鉆場(chǎng)間距為 15～ 30m，兩側(cè)鉆場(chǎng)相互錯(cuò)開(kāi)，鉆場(chǎng)內(nèi)布置 20～ 35 個(gè)鉆孔，呈扇形布置。煤層巷道中每隔 ～ 。開(kāi)采煤層預(yù)抽瓦斯時(shí)間應(yīng)大于 9 個(gè)月，煤層瓦斯預(yù)抽率應(yīng)大于 30%，并應(yīng)合理安排掘進(jìn)、抽放、采煤三者的超前和接替關(guān)系，以保證瓦斯抽放時(shí)間。 ②鉆孔參數(shù) ⑴鉆孔直徑 根據(jù)實(shí)際抽放經(jīng) 驗(yàn)，設(shè)計(jì)抽放瓦斯鉆孔直徑 90mm。 ⑵單個(gè)鉆孔長(zhǎng)度 根據(jù)工作面長(zhǎng)度及鄰近礦經(jīng)驗(yàn)，確定單個(gè)鉆孔長(zhǎng)度為 60～ 75m。 ⑶鉆孔間距 根據(jù)采掘工程布置，結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，確定工作面順槽抽放瓦斯鉆孔間距為 ～ 3m。 ⑷孔口負(fù)壓 根據(jù)實(shí)測(cè)效果及抽放量，設(shè)計(jì)確定抽放瓦斯鉆孔孔口負(fù)壓 20KPa。 ⑸回采面鉆孔布置 在工作面上、下順槽沿煤層傾向打瓦斯抽放鉆孔，孔與孔平行或交叉布置，孔間距 ～ 3m。生產(chǎn)中可根據(jù)實(shí)際抽放效果調(diào)整鉆孔布置，但必須保證上、下順槽的鉆孔孔底之間交叉長(zhǎng)度不小于 5m。 ⑹巖石集中巷鉆孔布置 為使預(yù)抽 與其措施取得良好的防突效果，穿層孔一般采用網(wǎng)格式布孔方式，鉆孔間距，一般采用 10 10m（走向傾斜）。 ⑺采空區(qū)瓦斯抽放布置 采空區(qū)瓦斯采用插管抽放法，即在頂板冒落之前，把抽放瓦斯管直接插入采空區(qū)進(jìn)行抽放，瓦斯管的末端約 2m 長(zhǎng)的一段要有孔眼， 同時(shí)要盡量靠近煤層頂板，使其處于高濃度瓦斯帶。 ⑻高位抽放鉆孔布置 在工作面回風(fēng)順槽每隔 100m 布置一個(gè)鉆場(chǎng)，向工作面方向打高位抽放鉆孔，以抽放工作面上順槽裂隙帶瓦斯。每個(gè)鉆場(chǎng)布置 5～ 8個(gè)抽放鉆孔。鉆孔深為 120m～ 130m。 封孔方式、材料及工藝 鉆孔封孔應(yīng)滿 足密封性能好，操作便捷，封孔速度快，造價(jià)低的要求，對(duì)所有抽放鉆孔設(shè)計(jì)選用聚氨脂封孔。封孔方式為卷纏藥液法。封孔深度：煤孔大于 5m，巖孔大于 3m，保證封孔嚴(yán)密。 ㈢ 2091 工作面抽放瓦斯參數(shù)確定 2091 工作面走向長(zhǎng)度為 585m，傾斜長(zhǎng)度 105m ，煤層厚度 。根據(jù)百米鉆孔抽放瓦斯流量統(tǒng)計(jì)，確定該采區(qū)原始計(jì)算依據(jù)為：百米鉆孔抽放流量為 min。 抽放鉆孔及長(zhǎng)度 ⑴抽放鉆孔孔徑：采用 ZY— 200 型抽放瓦斯鉆機(jī)打孔，孔徑為90mm。 ⑵抽放鉆孔長(zhǎng)度：上向孔 65m，下向孔 45m， 上向孔與下向孔重合交叉 5m。 抽放鉆孔間距確定 ⑴河南理工大學(xué)研究人員對(duì) 209采區(qū)瓦斯含量進(jìn)行了測(cè)定，測(cè)定值 。 ⑵工作面預(yù)抽瓦斯量 根據(jù)公司要求，瓦斯預(yù)抽率按 30%，由公式得知，采煤工作面開(kāi) 采前預(yù)抽出瓦斯量： Qr=SHγ（ W— WC） 30% 式中： Qr—— 采煤工作面預(yù)抽瓦斯量， m3； L—— 采煤工作面走向長(zhǎng)度， 取 585m； S—— 采煤工作面傾斜長(zhǎng)度， 取 105m； H—— 采煤工作面煤層厚度 , 取 ； γ —— 煤層容重，取 t/m3 ； W—— 采煤工作面煤層瓦斯含 量；取 m3/t ； Wc—— 采后噸煤殘存瓦斯含量，取 4 m3/t。 Qr=585 105 （ － 4） =2788531m3 ⑶百米鉆孔抽出瓦斯量 Qb=1440qbT=1440 270=6610m3 式中： Qb—— 百米鉆孔抽出瓦斯量， m3； qb—— 百米鉆孔抽放瓦斯流量， T—— 預(yù)抽期，根據(jù)該采區(qū)瓦斯含量大煤層埋藏深，突出危險(xiǎn)性大等特點(diǎn)，預(yù)抽期定為 9 個(gè)月，即： 270天。 ⑷工作面鉆孔總長(zhǎng)度 LZ=100Qr/Qb=100 2788531/6610=42186m ⑸鉆孔間距 由于鉆孔長(zhǎng)度平均為 55m，則鉆孔總數(shù) n= LZ/=42186/55=767個(gè) 鉆孔間距 R=2L/（ n－ 2） =2 585/（ 767－ 2） =，取 R= 實(shí)際布置抽放孔數(shù) N=2L/R =2 585/=975 個(gè) ⑹預(yù)抽工作面實(shí)際鉆孔總長(zhǎng)度 Ls=55N=55 975=53625m 每分鐘應(yīng)抽瓦斯量 qmin =QbLs/100= 35595/100=抽放管路混合流量 管路內(nèi)抽放瓦斯?jié)舛?按 40%預(yù)計(jì)，則混合流量。 Qh= Qmax/=㈣瓦斯抽放設(shè)備及抽放管路 六礦在 1990 年擴(kuò)建時(shí)就建立了瓦斯抽放系統(tǒng)； 20xx年又對(duì)瓦斯抽放系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)改造，改造內(nèi)容包括：①把地面泵站的 SK— 42抽放泵換成兩臺(tái) 2BEC— 52 型真空泵，流量 200m3/min；② 把二水平大巷中 6″、 8″的抽放管全部換成 12″、 16″無(wú)縫鋼管；③增加了孔板流量計(jì)及放水器等設(shè)施。 另外，井下增加了移動(dòng)瓦斯抽放泵站，以提高瓦斯的抽出率，增加抽放量。 抽放系統(tǒng)利用已有移動(dòng)瓦斯抽放泵站 ，管路引自 209采區(qū)皮帶下山，服務(wù) 2091底板抽放巷， 2093底板抽放巷及 2091工作面上下順槽。 ⑴主管路：φ 325 9無(wú)縫鋼管， L=250m。 ⑵支管路：φ 150 6無(wú)縫鋼管， L=1830m。 ⑶閘閥： Dg300， 2個(gè)； Dg=150， 10個(gè)。 ⑷放水器： 80個(gè)。 六礦的瓦斯抽放系統(tǒng)基本上能滿足要求。 三、區(qū)域措施效果檢驗(yàn) 每次區(qū)域防突措施采取完畢后，由科研院校按規(guī)定進(jìn)行區(qū)域效果檢驗(yàn)（直接測(cè)定殘余瓦斯含量，臨界值為 8m3/t）。 四、區(qū)域驗(yàn)證 在區(qū)域效果檢驗(yàn)參數(shù)（殘余瓦斯含量）符合規(guī)定（小于 8m3/t）后 ，由通風(fēng)區(qū)進(jìn)行區(qū)域驗(yàn)證。 區(qū)域驗(yàn)證時(shí)，必須連續(xù)進(jìn)行 2 次區(qū)域驗(yàn)證，且第一次區(qū)域驗(yàn)證必須保留 2m 的驗(yàn)證超前距，只有當(dāng)驗(yàn)證指標(biāo)不超時(shí)方可進(jìn)入掘進(jìn)。 區(qū)域驗(yàn)證采用復(fù)合指標(biāo)法，即同時(shí)測(cè)定鉆孔瓦斯涌出初速度q(臨界值為 )和鉆屑量 S(臨界值為 )，測(cè)量氣室長(zhǎng)度為 1m。 (1)在煤巷掘進(jìn)工作面布置 3個(gè)直徑為 42mm、深度為 8m的鉆孔，驗(yàn)證鉆孔中間孔布置在巷道中部，并平行于掘進(jìn)方向，兩側(cè)孔距巷幫（具體布置見(jiàn)附圖），鉆孔應(yīng)盡量布置在軟分層中。 (2)三個(gè)驗(yàn)證孔每鉆進(jìn) 1m測(cè)定該 1m段的全 部鉆屑量 S和鉆孔瓦斯涌出初速度 q 值，測(cè)定位置為 3m、 4m、 5m、 6m、 7m、 8m 處，兩側(cè)鉆孔終孔點(diǎn)控制巷道斷面兩側(cè)輪廓線外 2m。 (3)