【正文】 、 瓦斯抽放 管路系統(tǒng)及抽放 設(shè)備選型 、抽放管路系統(tǒng)的選擇 高負壓抽采瓦斯純量： ，低負壓抽放瓦斯純量： ； 高負壓抽放瓦斯 混合 濃度 20％，低負壓抽放瓦斯 混合 濃度 15％； 高負壓抽采瓦斯混合量： ，低負壓抽采瓦斯混合量 10m3/min； 高負壓孔口負壓； 20kPa，出口壓力； 4kPa； 低 負壓孔口負壓： 2kPa，出口壓力： 4kPa。 掘進面抽放 : ① 11122 回風 巷掘進工作面 支管 （ 1000m） →回風斜井主管→抽放泵站主管。 一采區(qū)首采工作面及掘進工作面 管路敷設(shè)線路為： 采面 抽放 :11121 工作面 運輸 巷 支管 （ 1038m）→ +1202 運巷 回風 聯(lián)絡(luò) 石門 支 管 （ 40m）→回風斜井 主管 （ 530m） →抽放泵站 主管 （ 100m）。 另一種情況是礦井抽放系統(tǒng)服務(wù)時間長，抽放泵安設(shè)在地面，不需在井下打?qū)ｉT的硐室，供電 、供水及日常維護管理都比井下方便。抽放管路應(yīng)盡量選擇敷設(shè)在巷道曲線段少和距離短的線路中，盡可能避開運輸繁忙巷道，同時還要考慮施工、運輸方便。 f、所有要封的鉆孔封完后，要將封孔泵清洗干凈。 e、按泵的操作規(guī)程，開動泵拌水泥漿，均勻后開始注漿，水泥漿先將袋子脹大，并封住鉆孔，繼續(xù)注漿直到注完為止，注漿時，孔口可能會漏一些漿，但不會影響整個封孔質(zhì)量。 c、根據(jù)井下抽放鉆孔的封孔深度，計算所需要的水泥量，一般封 5m 的鉆孔用一包水泥，水泥 :砂 =1:（重量比 )。 圖 52 封孔泵與所封鉆孔的連接圖 30 井下封孔操作方法為： a、檢查封孔泵是否完好，封孔所需用的工具，配件等是否帶全。當鉆孔傾角較小時可適當增大漿液的濃度。 封孔工藝過程： 一般在打鉆將要結(jié)束時就可 開始準備水泥砂漿。 封孔管采用抗靜電的工程塑料管或鐵管。 29 圖 5— 1 KFB 型封孔泵結(jié)構(gòu)圖 、封孔方法 抽放鉆孔封孔方式主要有機械封孔泵封孔、聚胺脂封孔、人工水泥沙漿封孔等。其工作壓力 8MPa，流量為 ／ h，電機功率 4kw，質(zhì)量 500Kg，封孔長度水平孔達到 30m，垂直孔能達到 20m。 KFB 型礦用封孔泵主要應(yīng)用于煤礦瓦斯抽放封孔，同時還廣泛應(yīng)用于煤層注水封孔，注漿封孔及其它各類型鉆孔的封孔。 EDY— 150 型鉆機的主要技術(shù)參數(shù) 鉆進深度 (m) 150 鉆孔直徑 (mm)開孔 φ 89～ 118 鉆桿規(guī)格 (mm) φ 87～ 115 工作壓力 (Mpa) 13 推進力 (KN) 40 起拔力 (KN) 30 電動機功率 (kw) 15 推進行程 (mm) 850 、 封孔機的選擇 、封孔機的選擇 封孔機的選擇采用機械封孔泵封孔，封孔長度容易達到 設(shè)計要求，封孔效率高，鉆孔封孔效果好。鉆機采用 機械 液傳動形式，主要由動力頭、變速箱、絞車、制動閘、底架、操縱臺、鉆具等部分組成。礦井在建設(shè)及生產(chǎn)期間必須進行瓦斯含量、壓力、瓦斯涌出量的測定并隨著礦井開采深度的增加及時進行礦井深部的 煤與瓦 斯突出危險性鑒定 工作 ，定期進行瓦斯等級鑒定，根據(jù)鑒定資料及時修改 和補充本設(shè)計的相 關(guān)內(nèi)容。經(jīng)效果檢驗無突出危險后再向前掘進。 掘進工作面預(yù)抽：在掘進工作面向前方煤體中打鉆對其進行預(yù)抽，鉆孔控制到巷道輪廓線外 810m，鉆孔終孔點之間的距離為 5m。 采空區(qū)留管抽放：在采空區(qū)中留管對采空區(qū)的瓦斯進行抽放，在瓦斯管路上每隔 30m 留設(shè)一個三通閥門， 當采面接近三通閥門時，接管埋入采空區(qū)對采空區(qū)瓦斯進 27 行抽放。每個鉆場中布置 20 個鉆孔，沿走向 4 個，沿傾向 5 個。每 5 個鉆孔為一組聯(lián)網(wǎng)抽放。因此，在目前的抽放技術(shù)條件下，為較好的解決礦井機械化程度的日益提高，采煤工作面產(chǎn)量逐漸增大，絕對瓦斯涌出量大幅度上升，工作面通風困難的矛盾以及目前全國相當一部分礦井抽放率普遍較低的弊端，采取多種抽放方式 相結(jié)合是解決上述矛盾的有效途徑。 以上設(shè)計中的鉆場、鉆孔參數(shù)僅供參考，礦有關(guān)技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)礦井的實際生產(chǎn)情況，對以上抽放鉆孔布置方式及相應(yīng)參數(shù)進行調(diào)整和修正，以適合礦井的 抽放需要，進一步提高抽放效果。 d、可根據(jù)自身的實際情況確定采空區(qū)瓦斯抽放的溫度、一氧化碳濃度臨界值以及最大抽放負壓值，同時要采用自動監(jiān)測監(jiān)控裝置，以保證抽放工作的安全。 b、在工作面中部及上隅角可砌筑密閉墻或擋風墻，以減少采空區(qū)的漏風，墻體可采用磚、料石或用編織袋裝煤砌筑的方式 ，面上抹灰漿增加其密封性。為此，采空區(qū)瓦斯抽放應(yīng)注意以下方面。 根據(jù)《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》第 22 條規(guī)定：“在有自燃發(fā)火危險煤層的采空區(qū)抽放瓦斯時，必須經(jīng)常檢測 CO 濃度和氣體溫度等有關(guān)參數(shù)的變化。 c、抽放管要預(yù)埋在密閉墻的上部，伸 入密閉 1m，提 低瓦斯 抽放濃度。 圖 4— 3 采空區(qū)埋管抽放示意圖 瓦斯不僅在開采過程中向工作面涌出，在回采工作面采完密閉后也仍有瓦斯涌出，為治理已采空區(qū)的瓦斯，應(yīng)進行已采空區(qū)瓦斯抽放，為提高已采空區(qū)瓦斯抽放濃度，取得較好的抽放效果，打密閉墻時應(yīng)采取以下幾點措施： a、密閉位置應(yīng)選擇在頂、幫堅硬的地方，掏槽深度 ，見實幫、實底， 盡量避免在壓力集中區(qū)域。 鄰近層抽放鉆孔布孔的原則： （ 1）鉆孔的孔底要位于卸壓帶內(nèi)； （ 2）鉆孔孔口部分要嚴密不漏氣，孔身位于未卸壓的非裂隙帶內(nèi)。 鉆場設(shè)置：長 (走向方向 )4m (寬 )2m高 (與運輸 巷 高一致 )。） 仰 角（ 176。 圖 4— 2 回采工作面 抽放 鉆孔布置 圖 回采工作面鉆孔參數(shù)見表 4— 2。每個鉆場各布置 3個鉆孔，每個鉆孔終孔水平距離為 5m。由于礦井設(shè)計回采工作面長度較短而巷道長度較長，因而鉆孔施工以傾向順層鉆孔較好。） 孔深 （ m） 開孔位置（ m） 距中線 距底板 1 2 3 4 5 6 注： 開孔距巷道中線，左為“ +”，右為“一”； 鉆孔方位以巷道中線為參考，左偏角為“ +”，右偏作為“一”； 鉆孔傾角，仰角為“ +”，俯角為“一”； 根據(jù)現(xiàn)場實際情況，可調(diào)整鉆孔數(shù)及鉆孔參數(shù)。 表 4— 1 邊掘邊抽鉆孔參數(shù)表 孔號 與巷道中線夾角 （ 176。該鉆孔布置參數(shù)在對抽放量、抽放濃度等考察后再進行適當調(diào)整。 6r5r4r3r2r1r30m510m40m 圖 4— 1 巷道掘進瓦斯抽放鉆場、鉆孔布置圖 鉆孔布置：在每個鉆場內(nèi)，沿走向布置 3 個邊掘邊抽鉆孔，即左、右鉆場各 3個，孔深 5060m 左右。同側(cè)相鄰兩個鉆場之間的間距為 30m。鉆場的規(guī)格應(yīng) 根據(jù)巷幫瓦斯抽放鉆孔布置的要求，使用鉆機的外型尺寸及鉆桿長度而定。 （ 2）開采層采（掘）卸壓抽放 該方法除靠煤層天然透氣性外，主要靠采掘工作或人為采取措施，對周圍煤體的卸壓作用來實現(xiàn)抽放瓦斯目的。 、 抽放瓦斯方法選擇 開采層抽放 可分為開采層瓦斯未卸壓抽放法、采（掘）卸壓抽放和人為卸壓抽放法。 （ 6）選擇的抽放方法有利于提高瓦斯抽采效果，降低瓦斯抽采成本。 （ 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，以減少抽放工程量。 （ 2）選擇的抽放瓦斯方法應(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。 、 瓦斯 抽采率及 抽放年限 礦井瓦斯抽采率 = %72% ??? 礦井抽放純瓦斯量 =+=（ m3/min） ， 如連續(xù)抽放，預(yù)計年抽放瓦斯量為： q 礦 =365 1440≈ （萬 m3/a） 礦井 瓦斯 抽放年限 =礦井 瓦斯 儲 量 礦井瓦斯抽采率 / q 礦 =6575 72%/≈ （ a） ． 抽放負壓 根據(jù)瓦斯抽放經(jīng)驗， 高負壓孔口負壓 取 20KPa， 出口壓力 4kPa； 采空區(qū)抽放管口負壓取 2KPa， 出口壓力 4kPa。 ． 抽放時間 回采工作面預(yù)抽鉆孔為邊采邊抽鉆孔，至采面推進至該鉆孔孔口附近時，拆除鉆孔，國內(nèi)抽放經(jīng)驗證明，由于預(yù)抽煤體瓦斯使煤體發(fā)生收縮變形，當煤體原占據(jù)的空間體積不變時，煤體收縮一方面引起了原有的裂隙加大，另一方面也可產(chǎn)生新的裂隙，最終使煤層的透氣性增大。 ② 根據(jù)煤礦瓦斯抽采基本指標（ AQ102620xx），礦井瓦斯抽采率不得低于 25%。采空區(qū)內(nèi)的瓦斯涌出 量除部分為開采損失煤炭以及煤柱等向采空區(qū)涌出的瓦斯外，大部分為受采動影響后的鄰近層向采空區(qū)涌出的瓦斯。礦井高負壓抽放主管純瓦斯抽出量為： Q 主管純 =+ 2=（ m3/min） 礦井高負壓抽放主管瓦斯 混合量 流量為： Q 主管混 =247。因此，礦井開始生產(chǎn)時，要對掘進工作面、回采工作面和采空區(qū)進行瓦斯抽放，以降低其瓦斯涌出量并消除突出危險性，達到該礦井瓦斯抽工作的目的。 掘進工作面瓦斯涌出構(gòu)成一是指掘進巷道煤壁瓦斯涌出，二是來自掘進落煤的瓦斯涌出； 礦井瓦斯涌出量為全礦井內(nèi)全部生產(chǎn)采區(qū)和已生產(chǎn)采區(qū)（包括其它輔助巷道）瓦斯涌出量之和。 表 312 可采煤層瓦斯儲量 水平標高 煤層編號 煤層儲量 煤層瓦斯含 量 瓦斯儲量 (萬 m3) 合計 (萬 m3) （萬 t） （ m3/t) 煤層瓦斯儲 量 圍巖瓦斯儲量 +1000m以上 M5 M12 合計 從計算結(jié)果看，礦井瓦斯 儲量 為 6575 萬 m3， 這為礦井瓦斯開發(fā)利用提供了充足的資源條件。受采動影響范圍：上鄰近層取 50m～ 60m，下鄰近層取取 20m～ 30m； iX2 — 可采煤層采動影 響范圍內(nèi)的每一不可采煤層的瓦斯含量， m3/t； n — 礦井可采煤層采動影響范圍內(nèi)的不可采煤層數(shù) ； W3— 圍巖瓦斯儲量， 萬 m3，當圍巖瓦斯很小時， W3＝ 0；若瓦斯含量較大時，可實測或按下式計算， )( 213 WWKW ?? K — 圍巖瓦斯儲量系數(shù)，一般取 K＝ ～ 。 、 礦井年抽放量 礦井瓦斯儲量是指在煤田開發(fā)過程中能夠向礦井排放瓦斯的煤層及圍巖所賦存的瓦斯總量。 另一種情況是礦井抽放系統(tǒng)服務(wù)時間長，抽放泵安設(shè)在地面，不需在井下打?qū)ｉT的硐室，供電、供水及日常維護管理都比井下方便。 由于礦井在地勘階段并未做相應(yīng)的工作，因此建議在今后開 采過程中進行這項工作，以對煤層瓦斯抽放提供可靠的基礎(chǔ)資料，便于瓦斯抽放的管理。 表 311 開采層預(yù)抽瓦斯難易程度分類表 煤層瓦斯抽放難易程度 鉆孔流量衰減系數(shù)（ d－ 1） 煤層透氣性系數(shù)（ m2/） 容易抽放 ＜ ＞ 10 可以抽放 ～ 10～ 較難抽放 ＞ ＜ 煤層透 氣性系數(shù)預(yù)測 計算公式 λ ＝ O1c221yCQlnm(P P??) 式中 λ －透氣性系數(shù)， m2/MPa2 、 抽放瓦斯的可行性 本礦井目前尚無煤層透氣性系數(shù)、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)等實測資料。 18 d、 從資源利用和環(huán)保的角度看 瓦斯是一種優(yōu)質(zhì)潔凈的能源，將抽出的瓦斯加以利用，可以變害為寶，改善能源結(jié)構(gòu)，保護大氣環(huán)境，取得顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。 （ 3）全礦各煤層開采時采取的局部綜合防突措施 ① 石門揭煤超前鉆孔預(yù)抽消突； ② 煤巷掘進先抽后掘的本煤層超前鉆孔預(yù)抽消突； ③ 采煤工作面本煤層順層鉆孔預(yù)抽消突。在開采煤層預(yù)抽采面進風巷進行本煤層順層鉆孔預(yù)抽。在未做出鑒定之前，按各煤層均有突出危險性進行設(shè)計和管理，嚴格執(zhí)行《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》要求的區(qū)域綜合防突措施 和局部綜合防突措施，防止瓦斯突出事故。 60qkQ c?? ?絕 式中： Q── 采掘工作面設(shè)計配風量， m3/s； q 絕 ── 工作面瓦斯相對涌出量 ， m3/min； c── 采掘工作面允許的瓦斯?jié)舛壬舷蓿? k── 瓦斯涌出不均衡系數(shù)，取 ～ ； 據(jù)計算，采煤工作面稀釋瓦斯所需的風量為 ，而設(shè)計根據(jù)煤層通風斷面積、風速等因素綜合確定的配風量為 13m3/s，能 夠 滿足實際需要。所以，必須采取瓦斯抽放措施， 17 保證礦井安全生產(chǎn)。 （ 3）開采有煤與瓦斯突出危險煤層的。 、礦井抽放瓦斯的必要性 根據(jù)《煤礦瓦斯抽采基本指標》（ AQl026— 20xx）的規(guī)定， “ 有下列情況之一的礦井，必須建立地面永久抽放瓦斯系統(tǒng)或井下臨時瓦斯 抽放系統(tǒng)： （ 1） 1 個采煤工作面的瓦斯涌出量大于 5m3/min 或 1 個掘進工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，用通風方法解決瓦斯問題不合理的。 M12 煤層按非突煤層設(shè)計和管理。 根據(jù) 20xx 年 10 月 17 日貴州省安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局 、貴州煤礦安全監(jiān)察局、貴州省煤炭管理局文件（黔安監(jiān)管辦字 [20xx]345 號）《關(guān)于加強煤礦建設(shè)項目煤與瓦斯突出防治工作的意見》，礦井在劃定的按突突出區(qū)域。經(jīng)計算礦井在開采范圍內(nèi)， 在 +1000m 水平未抽 放前開采 M12煤層 開采 時瓦斯