【正文】 壁瓦斯涌出源：落煤瓦斯涌出匯：礦井瓦斯涌出生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出源：已采采區(qū)采空區(qū)瓦斯涌出回采工作面瓦斯涌出面源：生產(chǎn)采區(qū)采空區(qū)瓦斯涌出掘進(jìn)工作面瓦斯涌出k2=； k3 ——準(zhǔn)備巷道預(yù)排瓦斯對(duì)工作面煤體瓦斯涌出 影響系數(shù)， k3=（ L2h/L）； L ——工作面長(zhǎng)度，取 L=210m； h ——巷道瓦斯預(yù)排等值寬度， 無(wú)煙煤、貧煤取 10m，瘦煤、焦煤取 14m；其他煤種取 18m，由礦井資料可知， 3號(hào)煤層煤為 焦 煤， h取 10； 取 h=14m； k4——不同通風(fēng)方式的瓦斯涌出系數(shù)， U型通風(fēng)取 ， Y型通風(fēng)取 ～ ； k5——本煤層 抽采 瓦斯影響系數(shù)，取 ～ ； m ——煤層的實(shí)際厚度， M—煤層的開采厚度， m/M=； Woi——煤層原始瓦斯含量， Woi= m179。/ t； Woc——煤的殘存瓦斯含量， Woc= m179。/ t 根據(jù)公式（ 31）計(jì)算得到 己三采區(qū) 己 15煤開采層（包括圍巖）瓦斯涌出量為 : ?????????? ）（開q m179。/ t (2)鄰近層瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 己 15煤上鄰近層煤層厚度很小，開采期間瓦斯涌出量小，可忽略不計(jì)，下鄰 近層有 己 16煤和 己 17號(hào)煤， 己 17煤與 己 15煤間隔距離較大， 己 17煤向 己15 煤瓦斯涌出量較小，可忽略不計(jì)，其余煤層厚度很小，瓦斯涌出量也忽略不計(jì)，因此，只計(jì)算鄰近層 己 16煤瓦斯涌出量即可， 其瓦斯涌出量按下式計(jì)算。 iini cii MmWWq ????? ??1 02 )( （ 32） 式中 oiW —— 第 i 鄰近層煤層原始瓦斯含量， m3/t，取 己 16 煤瓦斯含量 。 ciW —— 第 i 鄰近層煤層殘存瓦斯含量， m3/t，取 己 16 煤殘存瓦斯含量 。 mi—— 第 i 個(gè)鄰近層厚度， 。 M—— 開采層的開采厚度， 。 ηi—— 第 i 個(gè)鄰近層瓦斯排放率， 52%. 鄰近層 己 16 煤瓦斯涌出量 q 鄰 為： ????? ）（鄰q m179。/t （ 3） 己三 采區(qū) 己 15 煤瓦斯涌出總量為： 鄰開總 ＋＝ qqq ＝ ＋ ＝ 179。/t； 按平均月推采進(jìn)度 120m， 己 15煤容度 ㎡ 計(jì)算，則采面日產(chǎn)噸煤數(shù)為： ???? 則 己三 采區(qū) 己 15煤絕對(duì)瓦斯涌出量為： 0 ?? m179。/min 表 32 是有關(guān) 己 15煤層瓦斯涌出量計(jì)算參數(shù)表。 表 32 煤瓦斯涌出量計(jì)算表 序號(hào) 參數(shù) 單位 3 煤綜采面 一 開采層參數(shù) 1 圍巖瓦斯涌出系數(shù)， 1K 2 工作面丟煤瓦斯涌出系數(shù)， 2K 3 準(zhǔn)備巷道預(yù)排瓦斯對(duì)工作面煤體瓦斯涌出影響系數(shù) 3K 4 瓦斯涌出度系數(shù) ， 4K 5 開采層厚度， m m 6 煤層原始瓦斯含量 oiW m179。/t 7 煤的殘存瓦斯含量 ciW m179。/t 鄰近層參數(shù) 1 開采分層厚度， m0 m 2 第 i鄰近層厚度， mi m 3 第 i鄰近層 煤層原始瓦斯含量 oiW 4 第 i鄰近層 煤的殘存瓦斯含量 ciW m179。/t 5 第 i 鄰近層瓦斯排放率 ， i? 二 計(jì)算結(jié)果 1 開采層瓦斯涌出量 開q m179。/t 2 鄰近層瓦斯涌出量 鄰q m179。/t 3 瓦斯涌出量 總q m179。/t 己三采區(qū) 己 16煤層 的瓦斯涌出量預(yù)測(cè) （ 1） 己三 采區(qū) 己 16煤 開采層（包括圍巖） 瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 開采層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)（包括圍巖）按照公式（ 31）計(jì)算 參數(shù)取值： k1=； k2=； L=160m； h=14m； k4=； m/M=； Woi= m179。/ t； Woc= m179。/ t 則 己三采區(qū) 己 16煤開采層（包括圍巖）瓦斯涌出量 為 : ?????????? ）（開q (2)鄰近層瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 鄰近層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)按照公式（ 32）計(jì)算 參數(shù)取值： oiW =； ciW =； mi=； M=； ηi=56% 則 鄰近層 己 162 號(hào) 煤瓦斯涌出量 q 鄰 為： ????? ）（鄰q m179。/t （ 3） 己三 采區(qū) 己 16煤瓦斯涌出總量為： 鄰開總 ＋＝ qqq ＝ ＋ ＝ 179。/t； 按平均月推采進(jìn)度 120m， 己 15煤容度 ㎡ 計(jì)算，則采面日產(chǎn)噸煤數(shù)為： ???? 則 己三 采區(qū) 己 15煤絕對(duì)瓦斯涌出量為： 44 0 58 ?? m179。/min 表 32 是有關(guān) 己 15煤層瓦斯涌出量計(jì)算參數(shù)表 。 表 32 煤瓦斯涌出量計(jì)算表 序號(hào) 參數(shù) 單位 3 煤綜采面 一 開采層參數(shù) 1 圍巖瓦斯涌出系數(shù)， 1K 2 工作面丟煤瓦斯涌出系數(shù)， 2K 3 準(zhǔn)備巷道預(yù)排瓦斯對(duì)工作面煤體瓦斯涌出影響系數(shù) 3K 4 瓦斯涌出度系數(shù) ， 4K 5 開采層厚度， m m 6 煤層原始瓦斯含量 oiW m179。/t 7 煤的殘存瓦斯含量 ciW m179。/t 鄰近層參數(shù) 1 開采分層厚度， m0 m 2 第 i鄰近層厚度， mi m 3 第 i鄰近層 煤層原始瓦斯含量 oiW 4 第 i鄰近層 煤的殘存瓦 斯含量 ciW m179。/t 5 第 i鄰近層瓦斯排放率 ， i? 二 計(jì)算結(jié)果 1 開采層瓦斯涌出量 開q m179。/t 2 鄰近層瓦斯涌出量 鄰q m179。/t 3 瓦斯涌出量 總q m179。/t 本章小結(jié) （ 1）本章 分析 了瓦斯的生成和賦存 規(guī)律 、礦井瓦斯涌出的形式和來源， 包括 開采層瓦斯涌出，鄰近層和圍巖的瓦斯涌出，以及瓦斯在采空空間的涌出 等 ； （ 2） 分析 了礦井瓦斯涌出量 的 預(yù)測(cè)方法，并 從中 選取 分源預(yù)測(cè)法對(duì)礦井瓦斯涌出量進(jìn)行預(yù)測(cè) ； （ 3）分別 對(duì) 己三采區(qū)主采煤層 己 15 與 己 16 煤層的瓦斯涌出量 進(jìn)行了預(yù)測(cè) 。己三采區(qū) 己 15煤層絕對(duì)瓦斯涌出量為 ，瓦斯涌出量為 ， 其中開采層瓦斯涌出量 179。/t，鄰近層瓦斯涌出量為 m179。/t； 己 16煤層絕對(duì)瓦斯涌出量為 179。/min。瓦斯涌出量為 179。/t， 其中開采層瓦斯涌出量 179。/t，鄰近層瓦斯涌出量為 179。/t； 己三 采區(qū)瓦斯涌出量的正確預(yù)測(cè)對(duì) 己三 采區(qū)合理進(jìn)行通風(fēng)設(shè)計(jì)，預(yù)防巷道、工作面瓦斯積聚超限，避免瓦斯燃燒、爆炸等事故的發(fā)生，保證煤礦的安全生產(chǎn)，具有十分重要的意義。此外，也為下文的瓦斯 抽采 系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。 4 平煤四礦煤層瓦斯 抽采技術(shù) 瓦斯 抽采 的必要性 及可行性 分析 瓦斯抽采必要性研究 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第 145 條規(guī)定， “有下列情況之一的礦井，必須建立地面永久瓦斯 抽采 系統(tǒng)或者臨時(shí)瓦斯 抽采 系統(tǒng)： （ 1） 1 個(gè)采煤工作面瓦斯涌出量大于 5m179。/min 或 1 個(gè)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量大于 3m179。/min，用通風(fēng)方法解決瓦斯不合理的。 （ 2）礦井絕對(duì)瓦斯涌出量達(dá)到以下條件的： ① 大于或等于 40m179。/min； ② 年產(chǎn)量 ～ 的礦井，大于 30m179。/min； ③ 年產(chǎn)量 ～ 的礦井，大于 25m179。/min； ④ 年產(chǎn)量 ～ 的礦井，大于 20m179。/min； ⑤ 年產(chǎn)量小于或等于 的礦井，大于 15m179。/min； （ 3）開采具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層的； （ 4）高瓦斯礦井 [14]。 根據(jù)第三章瓦斯涌出量預(yù)測(cè) ，己三 采區(qū) 己 15 煤層絕對(duì)瓦斯涌出量為179。/min，瓦斯涌出量為 179。/t， 其中開采層瓦斯涌出量 179。/t，鄰近層瓦斯涌出量為 m179。/t； 己 16煤層絕對(duì)瓦斯涌出量為 179。/min。瓦斯涌出量為 179。/t， 其中開采層瓦斯涌出量 179。/t，鄰近層瓦斯涌出量為 179。/t，因此按照規(guī)定必須進(jìn)行瓦斯抽采。 瓦斯抽采的可行性的研究 （ 1）通過第 3 章瓦斯涌出量預(yù)測(cè)計(jì)算可知， 己三 采區(qū)瓦斯主要來源于開采層，開采層瓦斯 抽采 的可行性取決于煤層的自然透氣性，其評(píng)價(jià)指標(biāo)有兩個(gè)：煤層的透氣性系數(shù)（ ?）和鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)（ ?）。原煤炭工業(yè)部頒布的《礦井瓦斯 抽采 管理規(guī)范》規(guī)定的開采層預(yù)抽瓦斯可行性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見下表 。 表 41 開采層預(yù)抽瓦斯難易程度分類表 抽采 難易程度 鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù) ? (d1) 煤層透氣性系數(shù) ? (m2/MPa2d) 容易抽采 10 可以抽采 ～ 10～ 較難抽采 根據(jù)材料表明： 己 15煤堅(jiān)固性系數(shù) ～ ，瓦斯含量 179。/t，瓦斯壓力，透氣性系數(shù) ㎡ /Mpa2d ，表明本礦區(qū)煤層透氣性較差、煤層比較松軟破碎、鉆孔較困難、采用本煤層預(yù)抽瓦斯有一定難度。 而 己 16煤層 的堅(jiān)固性系數(shù)較大，為 ～ ， 鉆孔相對(duì)容易，目前進(jìn)行的瓦斯 抽采 中已創(chuàng)造鉆孔深度 120m 的成績(jī)，經(jīng)過不斷改進(jìn)和經(jīng)驗(yàn)積累，單孔深度完全有能力達(dá)到 150m 甚至 180m 以上，故礦井煤層具 備預(yù)抽條件。 （ 2） 通過瓦斯 抽采 降低了采煤工作面瓦斯涌出量，消除了瓦斯超限給生產(chǎn)帶來的威脅。 （ 3）煤層透氣性系數(shù)為 ，可以進(jìn)行瓦斯 抽采 。 瓦斯抽采方法的選取原則 合理選擇 抽采 方法是提高 抽采 效果的關(guān)鍵，選擇 抽采 方法應(yīng)深入分析煤層賦存條件、瓦斯來源及涌出規(guī)律、開采布置及開采程度、巷道布置條件， 抽采 設(shè)備的能力及經(jīng)濟(jì)條件，瓦斯利用前景等，以求達(dá)到最佳效果。 表 是有關(guān)一些常用的瓦斯 抽采 方法及其適用條件。 表 42 瓦斯 抽采 方法及其適用條件 抽采 方法 適用條件 開 采 層 抽 采 瓦 斯 未 卸 壓 抽 采 掘前 預(yù)抽 由巖巷向煤層打穿層鉆 孔煤巷工作面打超前鉆孔 突出危險(xiǎn)煤層 高瓦斯煤層 采前 預(yù)抽 由開采層機(jī)巷、風(fēng)巷或煤 門等打上向、下向順層鉆孔 有預(yù)抽時(shí)間的高瓦斯煤層、突出危險(xiǎn)煤層 由石門、巖巷、鄰近層煤 巷等向開采層打穿層鉆孔 勉強(qiáng) 抽采 煤層 突出危險(xiǎn)煤層 地面鉆孔 高瓦斯容易 抽采 煤層，埋深較淺 卸 壓 抽 采 邊掘 邊抽 由煤巷兩側(cè)向掘進(jìn)頭前 方煤體打鉆 突出危險(xiǎn)煤層 高瓦斯煤層 邊采 邊抽 由開采層機(jī)巷、風(fēng)巷等向 工作面前方 卸壓區(qū)打鉆 突出危險(xiǎn)煤層 高瓦斯煤層 由巖巷、煤門等向開采分 層的上部或下部未采分層打穿層或順層鉆孔 突出危險(xiǎn)煤層 高瓦斯煤層 強(qiáng)化 預(yù)抽 由開采層機(jī)巷、風(fēng)巷等打 順層鉆孔由巖巷或地面打鉆孔 高瓦斯難以 抽采 煤層 鄰近 卸 上下由開采層機(jī)巷、風(fēng)巷或巖巷等向鄰近層打鉆 鄰近層瓦斯涌出量大，影響開采層 由開采層機(jī)巷、風(fēng)巷等向 層 抽采 瓦斯 壓 抽 采 鄰近層采動(dòng)卸壓 抽采 采空區(qū)方向打迎面斜交鉆孔 安全時(shí) 由煤門打沿鄰近層鉆孔 在鄰近層掘匯集瓦斯巷道 鄰近層瓦斯涌出 量大，鉆孔的通過能力滿足不了 抽采 要求時(shí) 地面鉆孔 地面鉆孔優(yōu)于井下時(shí) 采空區(qū) 抽采 采空區(qū)插管或埋管 抽采 無(wú)自燃危險(xiǎn)或有自燃 危險(xiǎn)采取防火措施時(shí) 向采空區(qū)打鉆 抽采 地面鉆孔 瓦斯 抽采 方法選擇應(yīng)遵循以下原則： （ 1）選擇的 抽采 瓦斯方法應(yīng)適合煤層賦存狀況、巷道布置、地質(zhì)條件和開采技術(shù)條件； （ 2）應(yīng)根據(jù)礦井瓦斯涌出來源及涌出量構(gòu)成分析，有針對(duì)性地選擇 抽采 瓦斯方法，以提高瓦斯 抽采 效果； （ 3） 抽采 方法在滿足礦井安全開采的前提下，還需滿足開發(fā)、利用瓦斯的需要； （ 4）巷道布置在滿足瓦斯 抽 采 的前提下，應(yīng)盡可能利用生產(chǎn)巷道，以減少抽采 工程量； （ 5）選擇的 抽采 方法應(yīng)有利于 抽采 巷道的布置和維護(hù)； （ 6）選擇的 抽采 方法應(yīng)有利于提高瓦斯 抽采 效果，降低瓦斯 抽采 成本； （ 7） 抽采 方法應(yīng)有利于鉆場(chǎng)、鉆孔的施工和 抽采 系統(tǒng)管網(wǎng)的設(shè)計(jì)，有利于增加鉆孔的 抽采 時(shí)間 [1517]。 本煤層瓦斯抽采 本煤層瓦斯抽采的方法 本煤層瓦斯抽 采 一般可分為兩種：一是預(yù)抽，即在煤層開采之前，采用巷道或鉆孔抽出煤體中的瓦斯；二是回采工作面的邊采邊抽或掘進(jìn)工作面的邊掘邊抽。其主要目的在于降低煤層中的瓦斯含量，以減 少回采工作面或巷道掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量，防止工作面或巷道風(fēng)流中的瓦斯體積分?jǐn)?shù)超限。 （ 1）巷道預(yù)抽本煤層瓦斯 一般巷道預(yù)抽本煤層的瓦斯，用的是回采的準(zhǔn)備巷道來進(jìn)行抽采的。 在一定煤層條件下，煤巷暴露面的大小、煤層的厚度和透氣性都影響巷道瓦斯抽 采 的效果。因?yàn)樵诔?采