【正文】 20xx 年： 籌備 建瓦斯發(fā)電廠。 20xx～ 20xx 年：石門揭穿 9 煤防突技術(shù)研究； 20xx～ 20xx 年： 3煤上保護(hù)層開采技術(shù)研究及對應(yīng)的 9 煤底板抽放巷道和抽放鉆孔施工。 ⑺ 礦井在科研項(xiàng)目上的投入 主要為對礦井需要解決的 開采保護(hù)層技術(shù)、石門快速揭穿突出煤層 及 瓦斯綜合防治技術(shù)等 難題進(jìn)行攻關(guān)研究所需的科研經(jīng)費(fèi)和科研項(xiàng)目所需的配套裝備和儀器儀表。 ⑸ 礦井在安全儀表中的安全投入 主要為礦井在自救器、光學(xué)瓦斯檢測儀、便攜式瓦斯檢測儀等安全儀器儀表上的投入。 ⑶ 礦井在監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中的安全投入 主要為每年監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的日常維護(hù)等。 ⑴ 礦井在瓦斯抽放工作中的安全投入 主要 包括 建一套瓦斯抽放系統(tǒng)、每年的瓦斯抽放巷道和鉆孔工程、每年的 瓦斯抽放 ２３ 管路（管路長度為需要抽放的回采工作面走向長度的 倍加上專用抽放巷道的長度）、抽放材料、抽放設(shè)備（包括井下移動抽放系統(tǒng)）和抽放獎勵等。 6 瓦斯治理配套 工程、科研項(xiàng)目及資金 投入方向 需要開展的科研項(xiàng)目 ⑴ 煤層瓦斯基本參數(shù)測定； ⑵ 礦井地面瓦斯抽放設(shè)計(jì)； ⑶ 石門揭煤防突技術(shù)研究； ⑷ 保護(hù)層開采技術(shù)研究。 根據(jù)抽放瓦斯?jié)舛雀叩筒煌咚拱l(fā)電機(jī)組擬選用兩種機(jī)型；低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組選擇 500GF13RW 機(jī)組，額定功率為 500kW，實(shí)際發(fā)電功率為 425kW，燃?xì)庀牧繛?1MJ/。由于礦井地處山區(qū)，礦區(qū)附近居住人口較少，抽出瓦斯作為民用的可能性較少；而作為化工原料，目前在國內(nèi)的應(yīng)用情況都不太理想。抽出的瓦斯是一種優(yōu)質(zhì)能源，應(yīng)加以合理利用。 設(shè)計(jì)采用礦井抽放率 45%計(jì)算，由此得到開采困難時(shí)期的抽放流量為： q＝ Q η /100=根據(jù) 目前的抽放流量，穩(wěn)定抽放量預(yù)計(jì)為 ，按礦井瓦斯抽放濃度 40%計(jì)算，抽放流量為 ，日供混合瓦斯量為 140972m3。礦井初期的平均日產(chǎn)量為 2150t，開采困難時(shí)期的平均日產(chǎn)量為 2750t。 礦井 瓦斯抽放率是衡量瓦斯抽放效果的重要指標(biāo)之一 ， 某某礦 二礦 煤層透氣性系數(shù)較好 ，根據(jù)鄰近礦資料，參考國內(nèi)其他類似礦井經(jīng)驗(yàn)，取礦井瓦斯抽放率為 40%，得到礦井瓦斯可抽量為 ，這為 某某礦 二礦的瓦斯抽放提供了充足的資源條件。 表 9 某某礦 二 礦瓦斯儲量計(jì)算表 煤層 煤炭地質(zhì)儲量（ Mt) 煤層瓦斯含量 (m3/t) K1 K2 瓦斯儲量 (Mm3) 3 5 9 15 16 全礦 礦井瓦斯可抽量的大小與煤層瓦斯賦存條件、煤層開 采方法、瓦斯抽放技術(shù)方式等都有關(guān)系。 Xi 式中 Wk—— 礦井瓦斯儲量， Mm3； K1—— 圍巖瓦斯儲量系數(shù)； K2—— 不可采鄰近層瓦斯儲量系數(shù)； Ai—— 第 i 個(gè)可采煤層地質(zhì)儲量， Mt； Xi—— 第 i 個(gè)可采煤層平均瓦斯含量， m3/t； 計(jì)算 某某礦 二礦的瓦斯儲量 結(jié)果見表 9，計(jì)算參數(shù)主要以地勘資料為主。 5 瓦斯綜合利 用 根據(jù) 某某礦 二礦的地質(zhì)資料和煤層瓦斯基本參數(shù)測定情況，按下式： ２１ Wk＝ (K1通過鉆孔定向技術(shù)施工頂板高位鉆孔，使鉆 孔與煤層的間距始終保持合理的距離，取代頂板高抽巷道，減少巷道工程量和緩解瓦斯治理工程接替緊張局面。 ⑵ 長距離定向鉆孔抽放瓦斯 利用專用長距離定向鉆孔鉆進(jìn)設(shè)備施工瓦斯抽放鉆孔，鉆孔長度達(dá)到 800m 以上，鉆孔 施工能夠?qū)崟r(shí)改向，實(shí)現(xiàn)精確定位。 目前礦井現(xiàn)有的地質(zhì)構(gòu)造探測技術(shù)除巷探揭露控制外 ， 主要借助于井下超前鉆孔控制。 其他技術(shù) 及 設(shè)備 ⑴ 地質(zhì)構(gòu)造探測 技術(shù) 某某礦 二礦 煤礦地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，對礦井的巷道布置和生產(chǎn)均存在影響。 ２０ 根據(jù) 突出煤層 瓦斯壓力大，鉆孔施工中噴孔、垮孔、卡鉆非常嚴(yán)重等特點(diǎn)，在施工技術(shù)上，運(yùn)用風(fēng)力排渣施工成孔技術(shù)，并確定合理的風(fēng)力排渣參數(shù)；在鉆機(jī)具上，選用能力較大又適合順層鉆孔施工條件的鉆機(jī)，同時(shí)研制能減弱噴孔、垮孔和定向的配套組合鉆具。 ⑴ 順層鉆孔成孔工藝技術(shù)的研究 順層鉆孔的成孔長度是將其 作為工作面煤層的區(qū)域性防突措施先決條件，如果鉆孔長度不足以達(dá)到控制整個(gè)回采工作面的范圍，也就無從談起將其作為區(qū)域性防突措施。 在工作面回采之前，在工作面運(yùn)輸巷、回風(fēng) 巷施工順層長鉆孔對煤層瓦斯進(jìn)行提前抽放，以消除煤與瓦斯突出危險(xiǎn)（若煤層有突出危險(xiǎn)）或降低煤層的瓦斯含量，減少回采過程中向工作面的瓦斯涌出量 ，其抽放效果的提高可大幅度減少回采中的局部防突工作量，加快回采速度。 某某礦 二礦 可通過對煤層注水鉆孔的布置方式、鉆孔數(shù)量、鉆孔深度、高壓水的壓力、鉆孔的注水量等參數(shù)進(jìn)行考察，以確定最佳的措施參數(shù)，使其達(dá)到更好的效果。鉆孔、鉆場布置示意圖見圖 4。右邊鉆場 6鉆孔終孔位置、開孔位置的要求一樣。鉆孔編號為 1?6。相鄰兩組鉆場之間的間距為 50m。鉆場的規(guī)格應(yīng)根據(jù)巷幫瓦斯抽放鉆孔布置的要求、選用鉆機(jī)的外型尺寸及鉆桿長度而定。而第二種方法雖然必須施工鉆孔場增加了巷道工程量，但它既可進(jìn)行掘進(jìn)前的煤層瓦斯預(yù)抽，也可在掘進(jìn)過程中實(shí)現(xiàn)邊掘邊抽，抽放效果較好。 ① 煤層瓦斯抽放 煤巷掘進(jìn)工作面的瓦斯抽放可直接在工作面前方施工順層鉆孔進(jìn)行瓦斯抽放，也可在巷道兩幫施工鉆場，在鉆場中施工順層鉆孔 抽 放瓦斯。 在突出預(yù)測中，對常規(guī)的突出預(yù)測手段進(jìn)行完善、規(guī)范的基礎(chǔ)上，可試驗(yàn)應(yīng)用先進(jìn)的非接觸式預(yù)測設(shè)備 —— AE 聲發(fā)射連續(xù)突出預(yù)測儀器，也可試驗(yàn)應(yīng)用煤層瓦斯含量預(yù)測方法。 ⑴ 煤巷掘進(jìn)突出敏感指標(biāo)及其臨界值確定 在突出煤層煤巷掘進(jìn)中，通過對突出的主要因素分析、現(xiàn)場采取煤層的全層樣、軟分層煤樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析，對煤層的瓦斯放散初速度 △ p、煤層堅(jiān)固性系數(shù) f 值，瓦斯解吸特性等參數(shù)進(jìn)行測定，從煤層的物理特性、煤層結(jié)構(gòu)特征、瓦斯解吸規(guī)律等方面進(jìn)行分析；同時(shí)對各種突出預(yù)測指標(biāo)的敏感性進(jìn)行分析并結(jié)合礦井以往考察數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，在綜合分析的基礎(chǔ)上初步確定煤巷掘進(jìn)的突出敏感指標(biāo)及其臨界值。因此， 某某礦 二礦 可引進(jìn)推廣 該項(xiàng)技術(shù)。 由于 9 煤層比較松軟， 在采取瓦斯抽放的前提下，還應(yīng)采用向煤層內(nèi)預(yù)注 馬立散 材料進(jìn)行煤體固化，同時(shí)打密集超前錨桿支護(hù)煤體，防止掘進(jìn)過程中的煤體垮落誘發(fā)突出，確保石門安全快速的揭穿 9煤層。 ⑴ 石門揭煤煤層瓦斯預(yù)測技術(shù)與方法 在石門揭煤中，應(yīng)對突出煤層的突出預(yù)測敏感指標(biāo)進(jìn)行研究，確定 32煤層和 9煤層預(yù)測敏感指標(biāo)及其合理臨界指標(biāo)；同時(shí)對預(yù)測鉆孔的布置方式、鉆孔參數(shù)進(jìn)行研究。同時(shí)如果石門不能順利的揭開突出煤層，將直接影響礦井下巷道工程的施工，因此應(yīng)對石門揭穿突出煤層的瓦斯 綜合治理技術(shù)進(jìn)行研究，以保 證 石門安全、快速的揭穿突出煤層。 擬定的主要研究內(nèi)容 有 ： （ 1） 某某礦 二礦 煤層群上保護(hù)層開采可行性與機(jī)理研究； （ 2） 某某礦 二礦 特定賦存條件的煤層群開采程序規(guī)劃研究； （ 3） 某某礦 二礦 賦存條件下，上保護(hù)層開采保護(hù)參數(shù)與保護(hù)效果研究； （ 4） 某某礦 二礦 煤層群瓦斯綜合治理成套技術(shù)的研究。 圖 2 工作面順層鉆孔布置示意圖 圖 3 工作面采空區(qū)埋管抽放布置示意圖 2m20m風(fēng) 巷 頂 板鉆 孔 立 管抽 放 管 路風(fēng) 巷 底 板12m4m花管 １７ 上保護(hù)層開采的主要研究內(nèi)容 該項(xiàng)工作的研究內(nèi)容就是首先開展對煤層群上保護(hù)層開采的安全、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行性及保護(hù)機(jī)理的研究。底板抽放巷道的布置和穿層抽放鉆孔的設(shè)計(jì)見前面的圖 1所示。 ⑶ 穿層鉆孔抽放鄰近層瓦斯抽放 在 3 煤層工 作面回采過程中，下部鄰近的 5煤和 9 煤的瓦斯由于受到采動底板影響，其卸壓瓦斯大量向開采的 3 煤層涌出，對 3煤層工作面回采造成很大的安全威脅。 站管下部焊接三通利用 8 寸軟管引出與埋管連接好后合茬，隨工作面推進(jìn)埋入采空區(qū)后進(jìn)行抽放。每個(gè)鉆孔垂直巷頂施工 12m，垂直底板施工 2 m。 鉆孔封孔深度不低于 5米，工作面預(yù)抽期不少于 60天。 3 煤層（首采）回采工作面瓦斯治理 首采層 3 煤層回采過程中的瓦斯治理除了 3煤層本身的瓦斯涌出問題，還有鄰近煤層的瓦斯由于受到采動影響的卸壓瓦斯涌出，因此工作面的瓦斯治理應(yīng)采用順層鉆孔抽放本煤層瓦斯、穿層鉆孔抽放鄰近層卸壓瓦斯和采空區(qū)瓦斯等方法相結(jié)合的進(jìn)行綜合瓦斯抽放。本次規(guī)劃主要針對 3 煤層的瓦斯治理，在采其他煤層時(shí)，瓦斯治理方法可參考 3 煤層。而首采層瓦斯治理，是一項(xiàng)難度很大的綜合技術(shù)。 （ 1）在 3煤層工作面回采之前在上、下順槽布置鉆場施工下向穿層鉆孔，穿透 9 煤； １４ 5煤9煤剖面示意圖 鉆孔平面終孔示意圖鉆孔 圖 1 底板抽放巷布置示意圖 １５ （ 2）鉆場間距 30m，鉆孔呈扇形布置，鉆孔往工作面切眼方向傾斜，鉆孔終孔間距 30m。 （ 2）突出煤層底板巖巷的布置必須要考慮到以下幾個(gè)問題： a、底板巖巷必須與突出煤層保持足夠的距離，以防巖巷掘進(jìn)期間誤穿上方的突出煤層； b、底板巷應(yīng)布置在被保護(hù)煤層工作面傾斜范圍內(nèi)的合適位置處，以利于底板穿層鉆孔的設(shè)計(jì)、施工； 同時(shí)底板巷斷面要適宜，以能滿足鉆機(jī)施工即可 ,具體見圖 1。 上保護(hù)層開采技術(shù)方案 根據(jù)不同的瓦斯治理技術(shù)途徑，現(xiàn)分別提出了 9 煤底板巖巷和 3 煤層巷道下向穿層鉆 孔抽放 兩個(gè)方案。因此，在局部的高瓦斯區(qū)域進(jìn)行采掘作業(yè)時(shí)，可考慮采用井下移動抽放系統(tǒng)進(jìn)行瓦斯抽放，抽放方法可采用邊掘邊抽、邊采邊抽及采空區(qū)瓦斯抽放等。同時(shí)，通過對回采過程中頂板巖層移動、破裂及瓦斯運(yùn)移規(guī)律進(jìn)行研究，以確定頂板高位鉆孔的合理布孔層位，提高頂板鉆 孔的瓦斯抽