【導讀】處，西距新密市區(qū)約15km，行政隸屬新密市曲梁鄉(xiāng)管轄。產(chǎn)能力，服務年限。井田交通十分便利，南距登封—。通，東距京廣鐵路約20km，區(qū)內鄉(xiāng)、村間小柏油公路縱橫交錯。田內可采煤層為二1、七4煤層，二1煤層為主采煤層。和成礦井田為原河南省密縣曲梁煤礦詳查區(qū)內北部的一個井田，大巷放在-280m標高煤層頂板或底板的巖層內。膠帶運輸大巷與回風大巷已掘進至首。采區(qū)位置，西翼軌道運輸大巷正在穿煤階段，目前屬于煤巷掘進。新建礦井及突出礦井的新水平、新采區(qū)，必須編制防突專項設計?！逗统擅旱V礦井地質報告》；《和成煤礦初步設計說明書》；《和成煤礦初步設計修改安全專篇》；結合和成煤礦的地質特點及設計情況，全面分析礦井建。和穩(wěn)定抽放，從而減小了礦井瓦斯涌出量。情況的雙“四位一體”的防治煤與瓦斯突出措施。風大巷、西翼輔助回風大巷，乏風由中央風井排出。施工創(chuàng)造良好的條件，為礦井的生產(chǎn)管理提供可靠的安全保障。

　　

【正文】 開采層二 1煤 6104 2136 圍巖 1221 427 合計 7325 2563 第三節(jié) 瓦斯涌出量預測 礦井投產(chǎn)時布置一個綜采工作面， 5 個掘進工作面，保證礦井。 回采工作面瓦斯涌出量預測 本礦井井田范圍內可采煤層為二 1煤層、七 4煤層和一 1煤層，七4煤層距二 1煤層約 400m，且一 1煤層距二 1煤層約 88m 且沒有取樣測試瓦斯參數(shù)，因此設計視為單一厚煤層進行瓦斯預測。 神火集團 和成 煤礦 西二采區(qū)防突專項設計 26 對 于一次采全高的采煤工作面： q 采 ＝ K1K2K3m/M（ Wo－ Wc） 式中： q 采 —— 采煤工作面相對瓦斯涌出量， m3/t； K1—— 圍巖瓦斯涌出系數(shù)，取 k1＝ ； K2—— 工作面丟煤系數(shù)，取回采率的倒數(shù)。工作面回采率為 93％，則 K2＝ ； K3—— 工作面巷道瓦斯預排影響系數(shù)， K3＝（ L－ 2h） /L； K3＝ ； 其中： L—— 工作面長度， 120m； h—— 掘進巷道預排等值寬度，取 10m； m—— 開采層厚度，二 1煤平均 ； M—— 開采層采高，采高 ； Wo—— 煤層原始瓦斯含量，平均 m3/t； Wc —— 原 煤 殘 存 瓦 斯 含 量 ， 根據(jù) 安 全 生 產(chǎn) 行 業(yè) 標 準（ AQ10182021）附錄 C 中表 ： 表 53 純煤殘存瓦斯含量 煤的揮發(fā)分含量（ Vt） /％ 6～ 8 8～ 1 28～ 12 12～ 18 18～ 26 26～ 35 35～ 42 Wc/[m3/()] 9～ 6 6～ 4 4～ 3 3～ 2 2 2 根據(jù)地質報告，二 1煤揮發(fā)分 Vr為 %， Wc 取 5 m3/。 表中所列的 Wc 值為可燃基的瓦斯殘存瓦斯含量，所以應用下式換算成原煤殘存瓦斯含量： Wc＝（ 100AadMad） Wc′ /100 Aad—— 原煤中灰分含量％，根據(jù)地質報告取 ％ Mad—— 原煤中水分含量％，根據(jù)地質報告取 ％ Wc＝（ ）179。 5/100＝ ， m3/t。 則： q 采 ＝ 179。 179。 179。（ ）＝ 經(jīng)計算，二 1煤采煤工作面相對瓦斯涌出量平均為 ； 神火集團 和成 煤礦 西二采區(qū)防突專項設計 27 絕對瓦斯涌出量 =相對瓦斯涌出量 每分鐘出煤量 根據(jù)《和成煤礦初步設計》，第 i個采煤工作面日產(chǎn)量為 1227t/d；即 。 絕對瓦斯涌出 量 = 掘進工作面瓦斯涌出量預測 掘進工作面的瓦斯是由巷道煤壁和掘進落煤兩部分組成，掘進工作面瓦斯涌出量采用下式計算： q掘 ＝ D179。 v179。 qo179。 (2 1v?L)+S179。 v179。 γ 179。 （ W0Wc） 式中： q 掘 — 掘進工作面瓦斯涌出量， m3/min。 D — 巷道斷面內暴露煤壁面的周邊長度，二 1 煤為厚煤層， D=2h+b，取 ； v— 巷道平均掘進速度， ； L— 瓦斯涌出量穩(wěn)定的巷道極限長度，取 600m； qo— 煤壁瓦斯涌出強度， m3/，按下式計算 qo＝ [179。（ Vr） 2+]Wo, m3/（ ） Vr— 煤的揮發(fā)分，設計取 ％，經(jīng)計算得出 qo＝ ； S— 掘進巷道斷面積，取 ； γ — 煤的密度，取 ； Wo— 煤層原始瓦斯含量，平均 ； Wc— 采落煤炭運至地表時殘存瓦斯含量，取 。 經(jīng)計算，二 1 煤煤巷掘進工作面絕對 瓦斯 涌出量平均為。 采區(qū)瓦斯涌出量預測 采區(qū)瓦斯涌出量由各生產(chǎn)工作面瓦斯涌出量、掘進工作面瓦斯涌出量以及采空區(qū)瓦斯涌出量組成： q 區(qū) ＝01 1/ /)1440( AqAqknimi iii? ?? ?? 掘采 神火集團 和成 煤礦 西二采區(qū)防突專項設計 28 式中： q 區(qū) — 采區(qū)總瓦斯涌出量， m3/t。 q 采 i— 第 i 采煤工作面瓦斯涌出量， 。 Ai— 第 i 采煤工作面日產(chǎn)量， 1227t/d。 Q 掘 i— 第 i 掘進工作面瓦斯涌出量， 。 n、 m－采煤工作面、掘進工作面?zhèn)€數(shù) ,1 個采煤工作面， 2 個煤巷掘進頭； A0— 采區(qū)產(chǎn)量， 1363t/d。 k’－采區(qū)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，取 。 經(jīng)計算，生產(chǎn)采區(qū)相對瓦斯涌出為 ；絕對涌出量為。 礦井瓦斯涌出量預測 礦井瓦斯涌出量由各個采區(qū)瓦斯涌出量與采空區(qū)瓦斯涌出量組成： Q 井 ＝ K????niniAoiAoiq11i區(qū) 式中： Q 井 —— 礦井瓦斯涌出量， m3/t； q 區(qū) i—— 各采掘瓦斯涌出量總和， m3/t； A0i—— 各采區(qū)平均日產(chǎn)量之和， t/d，為 1363t/d； n—— 采區(qū)個數(shù)；取 1； K—— 采空區(qū)系數(shù)，取 。 本礦井一個采區(qū)生產(chǎn)， 經(jīng)計算，抽放前礦井相對瓦斯涌出量平均為 ；絕對涌出量平均為 。 礦井瓦斯涌出量預測結果見表 54。 神火集團 和成 煤礦 西二采區(qū)防突專項設計 29 表 54 礦井瓦斯涌出量預測值 通過上述計算與分析，根據(jù)瓦斯涌出量預測結果，只有在抽放后，通過風排才可以保證 西二 采區(qū)安全生產(chǎn)。 第四節(jié) 采區(qū)瓦斯抽放參數(shù) 一、 瓦斯抽采方法 西二 采區(qū)采掘工作面采取穿層鉆孔預抽 煤巷條帶煤層瓦斯、穿層鉆孔預抽回采區(qū)域煤層瓦斯和順 層鉆孔預抽回采區(qū)域煤層瓦斯等抽放方法。 二、 瓦斯抽采參數(shù) 預抽煤巷條帶 鉆孔參數(shù) 鉆孔位置：布置在底板抽放巷頂部 及鉆場 鉆孔角度：根據(jù)煤層賦存實際情況調整 開孔直徑：Φ 93mm及以上 鉆孔長度： 15～ 60m 孔底間距： 6m 封孔方式：聚胺脂 +PVC材料封孔 封孔長度： 9～ 15m 鉆孔位置：布置在底板抽放巷頂部 鉆孔角度：根據(jù)煤層賦存實際情況調整 開孔直徑：Φ 93mm及以上 鉆孔長度： 30～ 150m 礦井平 均產(chǎn)量 (t/d) 瓦 斯 涌 出 量 礦 井 合 計 回 采 （ m3/min） 掘 進（兩個） （ m3/min） 采 空 區(qū) （ m3/min） 相對量 （ m3/t） 絕對量 （ m3/min） 1236 涌出量占全礦井比例 % % % 100% 神火集團 和成 煤礦 西二采區(qū)防突專項設計 30 孔底間距： 6m 封孔方式：聚胺脂 +PVC材料封孔 封孔長度： 9～ 15m 鉆孔位置：布置在 軌道順槽、膠帶順槽 中 鉆孔角度：垂直巷道中線、平行于工作面、傾角沿煤層角度（根據(jù)煤層賦存實際情況調整）。 開孔直徑：Φ 93mm及以上 鉆孔長 度： 65～ 80m 鉆孔間距： 3～ 6m 封孔方式：聚胺脂 +PVC材料封孔 封孔長度：大于或等于 15m 第 五 節(jié) 瓦斯抽放系統(tǒng)的確定 根據(jù)《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》（ AQ1027— 2021）規(guī)定， 開采具有煤與瓦斯突出危險性 的礦井，必須建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)或井下移動泵站瓦斯抽放系統(tǒng) 。 同時，具備瓦斯抽放系統(tǒng)的抽放量可穩(wěn)定在2m3/min 以上；瓦斯資源可靠、儲量豐富、預計瓦斯抽放服務年限在五年以上，應建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)。 根據(jù) 和成煤 礦瓦斯抽采實際情況， 西二 采區(qū)瓦斯 抽采系統(tǒng)由地面瓦斯抽采系統(tǒng)、和 井下 瓦斯抽采系統(tǒng) 進行聯(lián) 合抽放，形成地面抽采與井下抽采相結合的立體抽采網(wǎng)絡。 一、 地面瓦斯抽采泵站 和成 煤礦現(xiàn)已建有地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)， 安裝有 2 臺 2BEC42型瓦斯抽放泵（額定抽放能力為 126m3/min、一用一備 ）； 中央風井瓦斯抽放主管路為Ф 450mm無縫鋼管 。此外，和成煤礦正在 進行 地面瓦斯抽放系統(tǒng)的 擴容 建設 （新添加） ，新建泵站 將 安裝 2 臺 2BEF72 型瓦斯抽放泵（額定抽放能力為 510m3/min、一用一備 ， 瓦斯抽放主管神火集團 和成 煤礦 西二采區(qū)防突專項設計 31 路為Ф 600mm 無縫鋼管 ） 和 1 臺 2BEC67 型瓦斯抽放泵 （額定抽放能力為 355m3/min） 。 二 、 井下 抽放泵站 西二 采區(qū)瓦斯抽放泵站 由井下 240m3/min抽放泵站提供負壓 ，泵站內安裝 有 2 臺 2BEC52 型瓦斯抽放泵（額定抽放能力為257m3/min、額定功率 315KW），主要配合地面瓦斯抽放泵對底板穿層鉆孔和采煤工作面順層鉆孔預抽回采區(qū)域煤層瓦斯進行抽放，瓦斯抽放主管為Ф 377mm 無縫鋼管 ，支管為Ф 273無縫鋼管 。 井下現(xiàn) 安裝 有 1臺 2BEC40型 94m3/min 移動 瓦斯抽放泵， 現(xiàn)服務于煤巷迎頭 （西翼軌道運輸大巷） 鉆孔抽放，瓦斯抽放主管為Ф377mm 無縫鋼管 ，支管為 Ф 273 無縫鋼管 ，后 期將服務于 西二采區(qū)掘進迎頭 。 第 六 節(jié) 采區(qū) 抽放管路系統(tǒng)選型 設計 西二 采區(qū)抽放管路系統(tǒng) 和瓦斯抽放泵站 已確定，下面主要 根據(jù)《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》（ AQ10272021） 對抽放管路 和瓦斯抽 放 泵 進行驗算。 一、抽采規(guī)模預計 根據(jù)《煤礦瓦斯抽采基本指標》（ AQ10262021）、安監(jiān)總煤裝〔 2021〕 163 號印發(fā)的《煤礦瓦斯抽采達標暫行規(guī)定》、《煤礦瓦斯抽采規(guī)范》（ AQ10272021）， 并考慮本礦井的具體情況，礦井分別設置地面高負壓和地面低負壓兩套管路、兩套抽采設備的瓦斯分源抽采系統(tǒng)。其中地面高負壓瓦斯抽采系統(tǒng)已形成并 運行?，F(xiàn)有瓦斯抽采泵站內安裝有 2BEC42型水循環(huán)式瓦斯抽采泵兩臺，單臺瓦斯抽采泵吸氣量為 126m3/min，抽采主管路沿中央風井井筒敷設，型號為 Ф 450mm無縫鋼管一趟。由于礦井瓦斯抽采量的增大，現(xiàn)有瓦斯抽采泵的抽采能力 將會有所不足 ， 因此， 礦井已設計新的抽放系統(tǒng)。 礦井 設計將抽采泵站原有的兩臺 2BEC42 型水循環(huán)式瓦斯抽采神火集團 和成 煤礦 西二采區(qū)防突專項設計 32 泵更換為兩臺抽采能力更大 （ 2臺 2BEC67 型瓦斯抽放泵，額定抽放能力為 355 m3/min） 的水循環(huán)式瓦斯抽采泵。由于原有抽采主管路已沿中央風井井筒敷設好，風井 不便 更換 新瓦斯抽采 管 路，因此，設計仍利用原有 Ф 450mm 無縫鋼管瓦斯抽采主管路作為本次高負壓瓦斯抽采主管路。高負壓抽采系統(tǒng)主要用于工作面底板瓦斯抽采、工作面掘進頭瓦斯抽采和用于本煤層的瓦斯抽采；地面低負壓瓦斯抽采系統(tǒng)為新建 （ 2臺 2BEF72 型瓦斯抽放泵，額定抽放能力為 510 m3/min） ，建設位置設在高負壓瓦斯抽采泵站東側，由于中央風井井筒內已無管路安裝位置，設計采用鉆孔法敷設低負壓瓦斯抽采主管路 （目前正在施工中） 。低負壓瓦斯抽采系統(tǒng)主要用于采空區(qū)上隅角及工作面的瓦斯抽采。 二、抽放管徑計算： 根據(jù)《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》（ AQ10272021）規(guī)定，瓦斯抽放管徑按下式計算： vQD 604?? ? ? 式中 ： D— 瓦斯抽放管內徑， m； Q— 抽放管內混合瓦斯流量， m3/min； V — 抽放管內瓦斯平均流速，經(jīng)濟流速 V=5～ 15m/s，本設計取12 m/s。 則 : 采區(qū)抽放管及地面抽放管為干管； 回采工作面瓦斯抽放管為支管 1； 掘進工作面瓦斯抽放管為支管 2。 根據(jù)各瓦斯抽放管內預 計 的瓦斯流量，計算選擇的瓦斯抽放管管徑如下表 （表 55） ，選擇的管徑取 10%的備用系 數(shù)。 神火集團 和成 煤礦 西二采區(qū)防突專項設計 33 表 55 西二 采區(qū)抽放管管徑選擇 地點 抽放管 類別 純瓦斯抽放量 （ m3/min） 瓦斯?jié)舛? （ %） 混合瓦斯抽放量（ m3/min） 計算管徑 （ m） 選擇管徑 （ mm） 采區(qū) 干管 10 64 600/450 回采工作面 支管 1 15 19 377 掘進工作面 支管 2 15 273 通過以上計算， 240m3/min 瓦斯抽放泵抽放能力 、地面新建瓦斯抽放泵站（建設中） 能滿足 西二 采區(qū)瓦斯抽放需要；抽放主管選用Ф 600mm/Ф 450mm無縫鋼管（ Ф 450mm聚乙烯管 ） 、支管 1選用 Ф 377mm和支