【正文】 各鉆孔參數(shù)見表 ，表中鉆孔傾角以煤層平均傾角為 16176。鉆場的長 寬 高為3m3m。 根據(jù)礦井生產(chǎn)的實(shí)際情況，現(xiàn)開采的煤層為礦井淺部煤層，目前礦井開采的各煤層沒有發(fā)生過煤與瓦斯突出動(dòng)力現(xiàn)象，同時(shí)結(jié)合礦井一水平瓦斯涌出預(yù)測量計(jì)算和瓦斯來源分析，礦井瓦斯抽采方法采用掘進(jìn)工作面采用邊掘邊抽；回采工作面采用順層鉆孔預(yù)抽的抽采方法，工作面回采期間順層預(yù)抽鉆孔作為邊采邊抽鉆孔使用；采空區(qū)采用埋管抽采與走向頂板鉆孔相結(jié)合的抽采方法。 （ 4） 優(yōu)化瓦斯抽采巷道工程，盡可能利用生產(chǎn)巷道，減少工程量。表 對各類瓦斯抽放的使用條件及可抽放率進(jìn)行匯總。可按下式計(jì)算 ： W kwk ??抽 （ 45） K=k 321 kk ?? （ 46） ycy41 M/MMkk ）（? （ 47） 式中： Wc—可抽瓦斯量（ Mm3）； K—可抽系數(shù)； K1—瓦斯涌出程度系數(shù)； K2—負(fù)壓抽采時(shí)的抽采作用系數(shù)，可取 ； K3—礦井瓦斯抽采率（ %） K4—煤層瓦斯排放率（ %）； My—煤層原始瓦斯含量（ m3/t）； Mc—運(yùn)到地面煤的殘余瓦斯含量（ m3/t）； 設(shè)計(jì)礦井瓦斯抽采率為 65%，根據(jù)礦井初步設(shè)計(jì)， 11至 10號煤層皆為可采煤層，無不可采煤層， K4取 100%。 一 XX各煤層瓦斯含量隨著煤層埋深增 加而增加，一 XX初步設(shè)計(jì)中開采最深水平為+1300m，地面標(biāo)高為平均為 +1900m，上煤組與下煤組取埋深 +250m時(shí)煤層瓦斯含量作為該煤組內(nèi)各煤層平均瓦斯含量計(jì)算煤層瓦斯儲(chǔ)量。d) 容易抽放 10 可以抽放 ～ 10～ 較難抽放 一 XX在井下測得 5號煤層鉆孔自然瓦斯流量衰減系數(shù)為 d1 ，透氣性系數(shù)為 m2 /MPa2 經(jīng)過以上分析，一 XX 符合《煤礦安全規(guī)程》第 145 條規(guī)定的 3 點(diǎn)三種情況，因此必須建立瓦斯抽采系統(tǒng)。而且，回采工作面、掘進(jìn)工作面和 采空區(qū)的 瓦斯 涌出 量所占比重 相近 ， 因此礦井在生產(chǎn)時(shí)回采工作面、 掘進(jìn)工作面和 采空區(qū)的瓦斯治理 都要兼顧。礦井一采兩掘達(dá)產(chǎn)， 6號回采工作面本煤層瓦斯涌出 量為 m3/min，掘進(jìn)工作面瓦斯涌 出量為 m3/min，采空區(qū)瓦斯涌出 量為 。 礦井布置一個(gè)回采工作面和兩個(gè)掘進(jìn)工作面時(shí) 采區(qū)瓦斯涌出量 ,回采工作面布置在 5號、 6號煤層時(shí)，掘進(jìn)工作面分別布置在 4號、 5號煤層中 ， 采區(qū)瓦斯涌出量 見表 表 布置一個(gè)回采工作面時(shí)采 區(qū)瓦斯涌出量表 回采 煤層 Q i采 ( m3 /t) Ai ( t/d) Q i掘 (m3/min) K采 A0 (t/d) Q采區(qū) (m3/t) Q采區(qū) (m3/min) 5號 3273 3636 6號 3273 3636 注：工作面年產(chǎn)量按 ，掘進(jìn)面年產(chǎn)量按 ，年工作日 330d計(jì)算。掘進(jìn)工作面參數(shù)，見表 . 表 掘進(jìn)工作面參數(shù) 煤層 D (m) v (m/月 ) L (m) rV (%) S (m2 ) γ (t/ m3 ) W0 (m3 /t) WC (m3 /t) 1號 150 800 35 4號 150 800 35 5號 150 800 35 6號 150 800 35 當(dāng)一 XX開采至 +1500m水平時(shí)，根據(jù)表 （ 35）、（ 36）、（ 37）、（ 38）對掘進(jìn)工作面瓦斯涌出進(jìn)行預(yù)測計(jì)算，其結(jié)果如表 。 即 1號、 4號、 5號、 6號煤層的 絕對 瓦斯涌出量分別為 m3/min、 m3/min、 m3/min、 m3/min（回采工作面年產(chǎn)量之和按 ） 。 16 表 4號煤層工作面鄰近層瓦斯涌出預(yù)測表 煤層 煤層厚度 （ m） 與 4號煤層間距（ m） 瓦斯排放 率 瓦斯含量（ m3/t）） 殘存瓦斯含量 （ m3/t） 相對瓦斯涌出量（ m3/t） 21號 20% 22號 30% 3號 82% 合計(jì) — — — — — 根據(jù)煤層特征表中各煤層的間距，受 6號煤層開采影響的鄰近層有 3號、 4號、 7號煤層。 4號煤層與 5號、 6號煤層的間距分別為 、 ，按圖 ， 5號、 6號煤層開采時(shí) 4號煤層的瓦斯排放率為 55%和 38%，則 4號煤層的殘余瓦斯含量為 m3/t。受鄰近的 5號煤層開采影響，其他煤層瓦斯含量會(huì)發(fā)生變化，因此，預(yù)測 4號煤層和 6號煤層工作面瓦斯涌出量是各煤層瓦斯含量采用排放后的殘余瓦斯含量。 1上臨近層； 2緩傾斜煤層下臨近層； 3傾斜急傾斜煤層下臨近層 圖 鄰近層瓦斯排放率與層間距的關(guān)系曲線 根據(jù)公式（ 32）、（ 33）對開采層瓦斯涌出量進(jìn)行預(yù)測，開采層瓦斯涌出量預(yù)測如表 。但工作面初次來壓以后，隨著采空區(qū)跨落面積增加，瓦斯涌出不斷增大，經(jīng)常出現(xiàn)瓦斯超限現(xiàn)象，采取的瓦斯治理措施已不能解決工作面瓦斯問題，造成工作面停產(chǎn)整頓。 礦井工作面采煤方法采用一次采全高綜合機(jī)械化采煤法，采面后部輸送機(jī)側(cè)瓦斯涌出量遠(yuǎn)大于采面煤幫側(cè)，造成采面后部輸送機(jī)側(cè)和采面上隅角出現(xiàn)瓦斯超限現(xiàn)象。圍巖是炭質(zhì)泥巖和粉砂巖的部位，瓦斯含量相對較高。后期兩個(gè)井筒服務(wù) 3勘探以南采區(qū)，服務(wù)年限 15a，礦井一水平設(shè)計(jì)供風(fēng)量為 7500m3/min。 通風(fēng)與瓦斯 礦井 通風(fēng)系統(tǒng)為分區(qū)式，通風(fēng)方式為機(jī)械抽出式。井田北部 +2線至井田南邊界 +1800m 水平以上 6 煤層均不 同程度的受到淺部小窯開采影響，井田內(nèi)除 6 號煤層進(jìn)行規(guī)?；_采，其余各煤層均未規(guī)模 化開采過。 規(guī)劃井田范圍內(nèi)各煤層深部境界為 +1300m 水平，較勘探報(bào)告提供的范圍深，規(guī)劃將焦煤井采礦證劃定的井田范圍內(nèi)的 6 線以西約 1000m 走向長度的資源量劃給 1930 平硐開采。煤巖組分中的有機(jī)組分一般以鏡質(zhì)組為主，惰質(zhì)組次之，無機(jī)組分以粘土類為主。容重 ～ ，硬度 2～ 3 級，易碎，混末煤較多，塊煤較少。 井田可采煤層厚度、間距、結(jié)構(gòu)、可采性、穩(wěn)定性及頂?shù)装鍘r性等詳見表 。鉆孔揭露最大純煤總厚度 (54 號孔 )，鉆 孔揭露最小純煤總厚度 (加 222 號孔 )，其平均總厚度 ，含煤系數(shù) %?！?60176?！?62176。～ 45176。 井田內(nèi)走向逆斷層較發(fā)育，對煤層造成較大切割破壞的主要為 F F F5 組斷層，見表 。 井田處于斷陷盆地東南端，地層走向略向南彎曲，總體構(gòu)造形態(tài)為向南西傾斜的單斜構(gòu)造。在河谷兩側(cè)階地上有1890 煤礦 9 第四系、黃土沉積，植被較發(fā)育，南北兩側(cè)高山區(qū)發(fā)育著 “V”字型沖溝，溝深坡陡，基巖裸露，植被稀少。33′01″；北緯 42176。南疆鐵路在礦區(qū)東南部約 22km 處呈東西向通過，礦區(qū)鐵路支線由魚兒溝車站延伸，全長 ，修至紅石嶺車站，距礦區(qū) 14km，交通較方便。 7 圖 技術(shù)路線圖 實(shí)習(xí)并收集資料 瓦斯參數(shù)計(jì)算或預(yù)測 確定方案設(shè)計(jì) 瓦斯含量 瓦斯儲(chǔ)量 瓦斯涌出量 抽放年限 抽放方法優(yōu)選 抽放設(shè)備選定 論證分析 計(jì)算分析 8 2 礦井概況 礦井位置、交通 艾維爾溝礦區(qū)位于烏魯木齊市南郊，北距烏魯木齊市 130km 處。根據(jù)礦山的基礎(chǔ)資料，對抽放管路的阻力、瓦斯泵流量和壓力進(jìn)行計(jì)算，結(jié)合井下具體狀況，確定瓦斯泵的型號，使之既不產(chǎn)生浪費(fèi)，又能達(dá)到瓦斯抽放的需求。利用 鄰近層厚度工作面采高鄰近層的原始瓦斯含量，鄰近層殘余瓦斯含量，鄰近層瓦斯排放率計(jì)算臨近層瓦斯涌出量。減少瓦斯事故的發(fā)生，提高安全生產(chǎn)水平。 ④ 針對瓦斯抽放礦井，礦井回風(fēng)流中的瓦斯直接排放。目前我國大部分煤礦對瓦斯的抽放重點(diǎn)放在了抽放而非綜合利用，造成了許多煤礦瓦斯的利用形式單一，一般均是以民用為主，個(gè)別煤礦用以發(fā)電、汽車燃料等項(xiàng)目，但總體利用率都很低。我國目前的平均抽放率僅有 23％，而俄羅斯、美國、澳大利亞等主要采煤國家的抽放率均在 50％以上，大大高于我國。 采空區(qū)瓦斯是回采工作面瓦斯涌出主要來源之一，而采空區(qū)瓦斯抽放具有抽放流量大、來源穩(wěn)定等特點(diǎn)，成為回采工作面瓦斯治理的重要手段。巷道可以布置在鄰近煤層或巖層內(nèi)。 指煤層群條件下，受開采層的采動(dòng)影響，其上部或下部的鄰近煤層得到卸壓后會(huì)發(fā)生膨脹，其透氣性會(huì)大幅提高，鄰近煤層的卸壓瓦斯會(huì)通過層間裂 5 隙大量涌向開采層，為防止和減少鄰近層瓦斯涌向開采層，在井下鉆孔來抽采這部分瓦斯的方法。 即在掘進(jìn)巷道兩幫每隔一定距離掘一鉆場，在鉆場向工作面推進(jìn)的方向打 23 個(gè)超前鉆孔，然后插管、封孔進(jìn)行抽放。 ② 本煤層邊采邊抽。目前，煤礦應(yīng)用最為普遍的瓦斯抽放方法有如下 6 種 [10]： ① 本煤層采前預(yù)抽。為了解決高產(chǎn)高效工作面瓦斯涌出源多、瓦斯涌出量大的問題，必須結(jié)合礦井的地質(zhì)條件，實(shí)施綜合抽放瓦斯。在這些方法中。 60 年代以后，鄰近層卸壓瓦斯抽放技術(shù)在我國得到了廣泛的推廣應(yīng)用。解決了撫順 礦區(qū)向深部發(fā)展的安全關(guān)鍵問題，而且抽出的瓦斯還被作為民用燃料得到了應(yīng)用。由此帶動(dòng)了中國煤礦瓦斯抽放技術(shù) 的迅速發(fā)展，目前瓦斯抽放技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中得到了普遍的推廣應(yīng)用。針對美國煤層埋藏穩(wěn)定、構(gòu)造簡單、透氣性好、傾角低的優(yōu)點(diǎn)，美國則是采用石油鉆井的成熟工藝在井下水平長鉆孔預(yù)抽瓦斯 ，獲得了很大的成功 [6]。 在抽放量 方面 ， 1910 年為 促進(jìn)安全生產(chǎn)，減少甲烷災(zāi)害，美國成立了礦業(yè)局這一專門的政府機(jī)構(gòu) ，開始監(jiān)督抽放密閉瓦斯； 1934 年日本北海道新愰內(nèi)礦抽放密閉區(qū)瓦 斯，這是人類歷史上首次在工業(yè)規(guī)模上利用機(jī)械開采 瓦斯 ； 隨后，煤礦瓦斯抽放在西歐、美國、前蘇聯(lián)、東亞開始迅猛發(fā)展 ； 1949~1950 年間，比利時(shí)和英國先后進(jìn)行的工業(yè)規(guī)模的瓦斯抽放，年抽放量達(dá) 5700m3； 1951~1987 年間，世界煤礦瓦斯呈線性增加，自 1951年的 億 m3 增至 1987 年的 億 m3，抽放瓦斯的礦井由 68 個(gè)增至 619 個(gè)，單個(gè)抽放礦井的平均抽放量由 1951 年的 198 萬 m3/井，增至 1987 年的 877 萬 m3/井 ； 到目前為止 [3]，世界上已有 17 個(gè)采煤國家進(jìn)行了瓦斯抽放，年抽放量超過了 1 億 m3的國家有10 個(gè)，如 俄 、德、英、中、法、美、波、日、澳等 ； 其中原蘇聯(lián)抽放的瓦斯量最多，達(dá) 億 m3，德、英年抽放量均在 5 億 m3以上。 新疆焦煤集團(tuán) XX 煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 ，服務(wù)年限為 44a，根據(jù)瓦斯涌出預(yù)測，XX 煤礦的礦井相對瓦斯涌出量為 m3/t,絕對瓦斯涌出量 m3/min，礦井絕對瓦斯涌出量遠(yuǎn)大于高低瓦斯礦井臨界量的 40m3/min，該礦井屬于高瓦斯礦井。其次，瓦斯抽放可以減少通風(fēng)負(fù)擔(dān)，能夠解決通風(fēng)不易解決的瓦斯難題，降低通風(fēng)費(fèi)用。而在這些事故中，瓦斯事故死亡人數(shù)所占比例最大 ； 據(jù)統(tǒng)計(jì)我國煤礦一次死亡 10 人以上的特大事故中有 70%以上是由于瓦斯（煤塵）爆炸事故 ； 2020 年～ 20201 年，工礦類相關(guān)行業(yè)死亡 10 人 /次以上特重大事故中，煤礦死亡人數(shù)就占 %～ %；而在煤礦企業(yè)所發(fā)生的一次死亡10 人以上事故中，瓦斯事故占死亡人數(shù)的 77%。 through the analysis of the underground environment and the Calculation of pumping, parameters of drainage pipeline system is determined. based on the resistance of drainage pipe and the gas pump’s flow parameters， the suitable model of the gas pump is selected in the paper. The gas drainage design of XX coal mine can reduce the mine gas emission during mine producing , the gas accidents will be controlled, and achieving safe production. Keywords： gas emission ， gas drainage， gas drainage system， gas drainage technology 3 目錄 1 緒論 ..................................................................... 1 選題背景及研究意義 ................................................... 1 國內(nèi)外瓦斯抽放現(xiàn)狀 ................................................... 1 國外瓦斯抽放現(xiàn)狀 ..............