【正文】 掘進(jìn)工作面 抽放量預(yù)計(jì) XX 煤礦共布置 2 個(gè)掘進(jìn)工作面 ，每個(gè)掘進(jìn)工。 設(shè)計(jì)對(duì)兩個(gè)老采空區(qū)進(jìn)行抽放，根據(jù)該礦區(qū)經(jīng)驗(yàn)，每個(gè)老采空區(qū)抽放量為 4 m3/min 左右 ， 則老采空區(qū) 瓦斯抽放 量為 8m3/min 左右 。 若 采用高位鉆孔抽放與現(xiàn)采空區(qū) 上隅角 插 管 相結(jié)合 的方法治理現(xiàn)采空區(qū)瓦斯，現(xiàn)采空區(qū)抽放率按 50%計(jì)算， 現(xiàn)采空區(qū)抽放量為 6m3/min 左右 。 35 采空區(qū)抽放量預(yù)計(jì) XX 煤礦回采工作面 現(xiàn)采空區(qū)瓦斯 （包括圍巖、鄰近層瓦斯） 涌出量占工作面總涌出量的 10%， XX 煤礦 若采用高位鉆孔抽放 、 上隅角 插管 抽放 等措施 ，采空區(qū) 瓦斯抽放率一般為 20~70%。 瓦斯抽放 效果預(yù)計(jì) 本煤層抽放量預(yù)計(jì) XX 煤礦 開(kāi)采 10煤層時(shí)， 工作面走向長(zhǎng) 1500m， 切眼長(zhǎng) 150m，鉆孔間距 5m，鉆孔長(zhǎng)度 140m。 上隅角 插管 抽放。 首先采用。 高位鉆孔抽放 （鉆場(chǎng)布置在煤層） 現(xiàn)采空區(qū)、上鄰近層瓦斯涌出量較大。 密閉內(nèi)插管抽放。 首先采用。 掘進(jìn)面邊掘邊抽 掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量較大。 在回風(fēng)巷內(nèi)打斜向鉆孔。 瓦斯抽放方法確定 選定瓦斯 抽放方法 ， 見(jiàn)表 44。 聚氨酯封孔工藝 與斜向鉆孔封孔工藝相同。） 開(kāi)孔 位置 鉆孔間距 （ m） 孔深 （ m） 1 94 27 12 鉆窩上幫距頂梁 112 2 94 20 12 106 3 94 12 12 103 4 94 4 12 100 5 94 23 8 鉆窩上幫距頂梁 108 6 94 16 8 103 7 94 8 8 100 8 94 0 8 99 封孔工藝及鉆場(chǎng)通風(fēng) 34 在孔內(nèi)插入直徑 50mm的 PE 管 （ 阻燃、抗靜電） 作為抽放瓦斯管，封孔可采用聚胺 酯 封孔。 33 B－ B 剖面鉆場(chǎng) 鉆場(chǎng) 鉆場(chǎng)回 風(fēng) 巷BB鉆孔采空區(qū)皮 帶 巷50mA A1 2 3 45 6 7 8尾巷運(yùn) 輸 巷鉆場(chǎng) 回采面鉆孔鉆孔鉆孔回風(fēng)順槽A－ A 剖面 圖 48 高位鉆孔（鉆場(chǎng)布置在煤層內(nèi)）抽放采空區(qū)或鄰近 瓦斯 層示意圖 表 43 鉆孔技術(shù)參數(shù)表 孔號(hào) 鉆孔孔徑 （ mm） 方位 （ 176。 3）鉆孔布置：每個(gè)鉆場(chǎng)內(nèi)布置 8 個(gè)鉆孔，呈扇形布置。 鉆場(chǎng)及鉆孔布置 1）抽放方法：采用高位鉆孔抽放采空區(qū)或鄰近層及圍巖的瓦斯。 32 抽放管路軟管鉆孔封孔材料封孔管閥門 圖 47 邊掘邊抽 鉆孔與管路連接示意圖 （ 3） 封孔工藝 封孔工藝與斜向鉆孔相同 。 2） 盡量利用現(xiàn)有的開(kāi)拓、準(zhǔn)備和回采巷道布置鉆場(chǎng)。 β4 20 同煤層傾角 50 94 注：以上技術(shù)參數(shù)只供試驗(yàn)參考，須根據(jù)效果考察來(lái)確定最適合的參數(shù)。 β2 10176。） 鉆孔仰角 （ 176。抽放方法，見(jiàn)圖 46，參數(shù)見(jiàn)表 42。 掘進(jìn)工作面瓦斯抽放 根據(jù)對(duì) XX 煤礦 10煤層煤巷掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)達(dá) 5m3/min 以上，僅靠通 31 風(fēng)方法解決不合理，特別是在掘進(jìn)工作面進(jìn)入地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域內(nèi)時(shí)，掘進(jìn)工作面涌出量可能增大，應(yīng)邊掘邊抽， 其優(yōu)點(diǎn)是抽放時(shí)不影響掘進(jìn)，且抽放效果較好， 以便減輕工作面的通風(fēng)負(fù)擔(dān)，掘進(jìn)工作面抽放瓦斯方法見(jiàn)圖 46 和附圖。瓦斯管外口安設(shè)閥門，未抽放前將閥門關(guān)閉，以免向外泄漏瓦斯。密閉墻兩端用料石或普通建筑用磚砌成，里外圍墻，厚度不小于 。抽放方法，詳見(jiàn)圖 45。 如前所述，上隅角插管瓦斯抽放是制造一個(gè)負(fù)壓區(qū)，讓周圍瓦斯向負(fù)壓區(qū)流動(dòng)，然后通過(guò)排放管路，抽出工作面，負(fù)壓區(qū)在什么地方最合適，頂板巖性不同，頂板的冒落程度不同，對(duì)負(fù)壓區(qū)的選擇都將有較大影響，為確保抽放點(diǎn)的合適位置（使吸入口瓦斯?jié)舛容^高），在抽放管路負(fù)壓始端的接一個(gè)帶 4～ 8 個(gè)分支的一段管路，分支出幾個(gè)支管，支管出口接 4 吋或 6 吋膠皮軟管，軟管插入上隅角后呈發(fā)散排列，可提高抽放效果，如圖 44 所示。軟管可采用 8 吋管。隨著工作的推進(jìn)，拆下前端一段主管路，移動(dòng)抽放軟管，如此反復(fù)。 采空區(qū)（上隅角） 插 管抽放 上隅角瓦斯抽放的主要原理是在工作面上隅角形成一個(gè)負(fù)壓區(qū)，使該區(qū)域內(nèi)瓦斯由抽放管路抽走，這可以避免因工作面上隅角處局部位置因風(fēng)流不暢（或微風(fēng)）引起的瓦斯超限，還可解決因漏風(fēng)使采空區(qū)向上隅角涌出瓦斯而造成的瓦斯超限。 28 1 0 005 00 0 90 001 0 005 00 0 90 00橡膠墊圈鐵檔板 木塞 鐵線毛巾布 抽放管 水泥沙漿聚氨脂密封段鉆孔 10 花孔 圖 42 聚氨酯纏藥方法及封孔管結(jié)構(gòu)示意圖 （ 4） 抽放管路管理 工作面開(kāi)采后，隨著工作面的推進(jìn)， 靠近切眼的抽放鉆孔不斷報(bào)廢，當(dāng)鉆孔距工作面切眼 60m時(shí)，預(yù)計(jì)抽放鉆孔進(jìn)入卸 壓 區(qū)，進(jìn)行卸壓抽放，隨著抽放管路不斷變短，靠近切眼的管路要逐段卸下來(lái)，端頭用法蘭片密封。對(duì)于井下封孔而言，主要要求聚氨酯在發(fā)泡后，其內(nèi)所形成的孔為封閉孔，不漏氣，另外對(duì)發(fā)泡時(shí)間、發(fā)泡倍數(shù)、固化后的強(qiáng)度，可塑性等均有一定的要求。 聚氨酯是聚氨荃甲酸酯的簡(jiǎn)稱。 27 超前支護(hù)單體支柱抽放支管膠管5m～1.5m卸壓帶抽瓦斯管路回風(fēng)巷進(jìn)風(fēng)巷 圖 41 斜向鉆孔布置圖 （ 3） 封孔工藝 鉆孔采用聚氨 酯 封孔，封孔深度 5～ 9m，封孔段長(zhǎng)度 1m，封孔管為直徑 φ50mm的PE 管（阻燃、抗靜電）， 再用鎧裝膠管連接到支管上，再連接到主 管上，最后到達(dá)地面泵房 。） 鉆孔與水平面夾角（ 176。 （ 2） 抽放鉆孔布置：鉆孔技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表 41，抽放鉆孔布置見(jiàn)圖 41。 可選 瓦斯抽放 方法 及 參數(shù)設(shè)計(jì) 根據(jù)抽放方法的選擇原則，結(jié)合 XX 煤礦各煤層的賦存、瓦斯來(lái)源等特點(diǎn)，考慮到工作面所需的抽放量，提出 XX 煤礦較合理的抽放方法。 在抽放過(guò)程中 必須經(jīng)常檢測(cè)抽放管路中 CO 濃度和氣體溫度等 相關(guān) 參數(shù)的變化。抽放過(guò)程中 應(yīng) 根據(jù)抽放效果 不斷調(diào)整抽放參數(shù)， 提高瓦斯抽放 效果 。 XX 煤礦老采空區(qū)瓦斯涌出量占礦井總涌出 量的 38%左右 ，現(xiàn)采空區(qū)瓦斯涌出量占回采工作面瓦斯涌出量的 22%左右， 所以 采空區(qū)瓦斯抽放 尤為重要 。 采空區(qū)瓦斯抽放 26 鄰近層及圍巖瓦斯的大量涌出，使回采工作面采空區(qū)瓦斯涌出量較大；井下老采 空區(qū)內(nèi)存在大量瓦斯，老采空區(qū)瓦斯大量涌出 會(huì) 增加采區(qū)及礦井的通風(fēng)壓力。實(shí)踐證明，鄰近層瓦斯抽放效果好 ， 如果抽放參數(shù)選取得當(dāng)，抽放率可達(dá)到70~80%，甚至更高。在煤層群條件下，受開(kāi)采層的采動(dòng)影響，其上部或下部的鄰近層煤層得到卸壓，而產(chǎn)生膨脹變形，煤層透氣性大幅度提高。 XX 煤礦 掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量 較大 ， 可采用邊掘邊抽的抽放方法 治理工作面瓦斯 。d ， 為可以抽放煤層，并且 XX 煤礦開(kāi)采層瓦斯涌出量占回采工作瓦斯涌出量的 77%左 右 ，開(kāi) 采層是工作面瓦斯涌出的最主要來(lái)源， 為了保證礦井安全 高 效開(kāi)采，應(yīng)進(jìn)行采前預(yù)抽。邊采邊抽利用工作面開(kāi)采時(shí)的卸壓效應(yīng)抽放本層瓦斯，當(dāng)工作面推進(jìn)時(shí)，工作面前方煤體由于卸壓，透氣性大大增加，抽放效率大幅度提高，采用斜向鉆孔，抽放工作面前方煤體的卸壓瓦斯。工作面瓦斯主要來(lái)源于 采空區(qū)（含采空區(qū)丟煤、圍巖及鄰近層） 和 開(kāi)采層涌出的瓦斯。目前 瓦斯抽放 方法主要有：開(kāi)采層瓦斯抽放、鄰近層瓦斯抽放、采空區(qū)瓦斯抽放，選擇具體 瓦斯抽放 方法時(shí)應(yīng)遵循如下原則： 選擇的 瓦斯抽放 方法應(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，盡量采取綜合 瓦斯抽放 方法，以提高 瓦斯抽放 效果； 有利于減少井巷工程量，實(shí)現(xiàn)抽放巷道與開(kāi)采巷道相結(jié)合 ； 選擇的 瓦斯抽放 方法應(yīng)有利于抽放巷道布置與維修、提高瓦斯抽放效果和降低抽放成本； 指 標(biāo) 難 易 程 度 25 所選擇的抽放方法應(yīng)有利于抽放工程施工、抽放管路敷設(shè)以及抽放時(shí)間增加。 所以結(jié)論是： XX 煤礦符合建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)的條件。 建立礦井地面永久抽放瓦斯系統(tǒng)的結(jié)論 如前所述， XX 煤礦瓦斯資源可靠、儲(chǔ)量豐富，滿足《 煤礦瓦斯抽放規(guī)范》中 的規(guī)定 ，即： 建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)的礦井，應(yīng)同時(shí)具備下列 2 個(gè)條件： 瓦斯抽放系統(tǒng)的抽放量可穩(wěn)定在 2m3/min 以上。根據(jù)上面的數(shù)據(jù)綜合分析可知 XX 煤礦開(kāi)采煤層屬于可以抽放煤層。d ） 容易抽放 ＜ ＞ 10 可以抽放 ～ 10～ 較難抽放 ＞ ＜ XX 煤礦實(shí)測(cè)的 10煤層的百米鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)為 ； 10煤層透氣性系數(shù)為 抽放瓦斯的可行性 煤層預(yù)抽瓦斯難易程度分類見(jiàn)表 33。 表 明 XX 煤礦瓦斯資源較豐富，同時(shí)可開(kāi)發(fā)瓦斯量亦比較可觀，為 瓦斯利用提供充足的氣源。 從資源利用和環(huán)保角度看抽放瓦斯的必要性 瓦斯是一種優(yōu)質(zhì)潔凈能源，將抽出的瓦斯加以利用，可變害為利，改善能源結(jié)構(gòu)，保護(hù)環(huán)境，取得顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。 (31) 式中 Q0——采掘工作面供風(fēng)量， m3/min； Q——采掘工作面瓦斯涌出量， m3/min； K——瓦斯涌出不均衡系數(shù)，取 ； C——采掘工作面允許的瓦斯?jié)舛龋ァ? Q0＜C KQ100 故從 礦井瓦斯涌出情況看 ，建立抽放瓦斯系統(tǒng)是非常必要 的 。 從預(yù)測(cè)瓦斯涌出狀況看， XX 煤礦 10煤層 一 采區(qū)工作面相對(duì)瓦斯涌出量為 ，日產(chǎn) 3636t/d 時(shí)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為。 (二 )礦井絕對(duì)瓦斯涌出量達(dá)到下列條件的： ⑴ 大于或等于 40m3/min； ⑵ 年產(chǎn)量 ～ 的礦井，大于 30m3/min； ⑶ 產(chǎn)量 ～ 的礦井，大于 25m3/min； ⑷ 年產(chǎn)量 ～ 的礦井，大于 20m3/min； ⑸ 年產(chǎn)量小于或等于 的礦井，大于 15m3/min； （ 三）開(kāi)采具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層的。 一 采區(qū)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量也較大，掘進(jìn)工作面瓦斯主要來(lái)源于掘進(jìn)工 作面的煤壁及落煤。 煤礦抽放瓦斯是減少礦井和采區(qū)瓦斯涌出量的有效途徑，抽放瓦斯不僅為井下安全生產(chǎn)和更好地發(fā)揮采掘機(jī)械效能提供了條件，同時(shí)對(duì)抽出的瓦斯加以利用，也會(huì)取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 3 礦井瓦斯抽放必要性及可行性 礦井瓦斯來(lái)源分析 根據(jù)前面的 10煤層回采工作面瓦斯涌出預(yù)測(cè)結(jié)果，礦井、工作面的瓦斯涌出量構(gòu)成結(jié)果見(jiàn)表 3 32。 21 表 29 生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果 生產(chǎn) 采區(qū) 日產(chǎn)量 (t/d) 采區(qū)瓦斯涌出量 回采 (m3/t) 產(chǎn)量 （ t） 掘進(jìn) (m3/min) 采空區(qū) 系數(shù) 合 計(jì) (m3/min) (m3/t) 一采區(qū) 3818 3636 二采區(qū) 3818 3636 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 礦井瓦斯涌出量是礦井內(nèi)全部生產(chǎn)采區(qū)和已采采空區(qū)瓦斯涌出量之和，按下式計(jì)算： ?????? niiniiiAAqKq1010 采區(qū)礦井 式中： 礦井q —礦井瓦斯涌出量， m3/t； K —已采采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，根據(jù)本礦實(shí)際取 ； iq采區(qū) —第 i 個(gè)生產(chǎn) 采區(qū)的瓦斯涌出量， m3/t； iA0 —第 i 個(gè)生產(chǎn)采區(qū)的產(chǎn)煤量， 取 3818t。 ?????? ?? ? ?? ? 掘回采區(qū) 式中： 采區(qū)q —生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量， m3/t； 39。按 XX 煤礦各煤層巷道的瓦斯含量及掘進(jìn)速度情況，預(yù)計(jì)各煤層 瓦斯涌出量計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 28。 min 一采區(qū)煤壁瓦斯涌出量： q3= (2 (800/)1/21)= m3/min； 二采區(qū)煤壁瓦斯涌出量： q3= (2 (800/)1/21)= m3/min； (2) 掘進(jìn)工作面落煤瓦斯涌出量 )W(WvSq co4 ????? ? 式中 q4—掘進(jìn)巷道落煤瓦斯涌出量， m3/min； v—巷道平均掘進(jìn)速度 ，按設(shè)計(jì)的 500m/mon 即 ； S—掘進(jìn)巷道斷面積， m2， S= 4=； γ—煤的密度 t/m3； 取 t/m3； W0—煤層瓦斯含量， m3/t； 一采區(qū)順槽掘進(jìn)取 m3/t，二采區(qū)順槽掘進(jìn)??； WC— 煤層殘存瓦斯含量， m3/t， WC取 。min