【正文】 底抽巷預(yù)抽掘進(jìn)區(qū)域煤層瓦斯鉆孔布置如圖具體布置見圖 52。具體方式如下：鉆孔深度 20～40m，孔徑 75mm，每 5m 布置一組，每組鉆孔 11 個，控制范圍煤巷上幫 15m、下幫 15m。另外，在保證掘進(jìn)工作面正常循環(huán)作業(yè)的情況下，采用“邊掘邊抽”的防突方法。河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計41進(jìn) 風(fēng) 流運(yùn) 輸 順 槽開 切 眼采 空 區(qū) 開 切 眼 回 采 工 作 面 軌 道 順 槽回 風(fēng) 流AABB鉆 孔95m10m圖 51 回采工作面預(yù)抽瓦斯鉆孔布置平面圖Figure 51 working face layout plan of predrainage gas drilling 掘進(jìn)工作面邊掘邊抽掘進(jìn)工作面防突以降低前方煤體集中應(yīng)力，釋放煤層瓦斯壓力為主。封孔方式： 聚胺脂封孔；封孔長度： 5m； 預(yù)抽時間： 180 天。該煤層采高平均 ，工作面長 180m，走向長 1400m，回采工作面抽放鉆孔布置平面圖如圖 51 所示，其鉆孔布置參數(shù)如下：鉆孔間距： 3m；鉆孔直徑： 113mm；鉆孔角度： 平行于煤層，即為煤層傾角 3176。發(fā)現(xiàn)有自然發(fā)火征兆時，必須采取防止煤自河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計40燃的措施（采空區(qū)瓦斯抽采方法圖 55 和圖 57） 。——現(xiàn)采空區(qū)可根據(jù)煤層賦存條件和巷道布置情況，采用頂(底)板鉆孔法，有煤柱及無煤柱垂直及斜交鉆孔法，插(埋)管法等抽采方法，并應(yīng)采取措施，提高抽放瓦斯?jié)舛?。采空區(qū)抽放采空區(qū)（上隅角）插管抽放采空區(qū)瓦斯涌出量較大。高位鉆孔抽采（鉆場設(shè)在煤層頂板內(nèi)）采空區(qū)瓦斯涌出量較大。高位鉆孔抽采（鉆場設(shè)在煤層中）采空區(qū)瓦斯涌出量較大。距煤層底板 1520m 設(shè)置巖石專抽巷，施工穿層鉆孔穿透煤巷和回采工作面本煤層抽采掘進(jìn)面邊掘邊抽 掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量較大。風(fēng)巷、機(jī)巷內(nèi)打斜交鉆孔、交叉鉆孔或垂直鉆孔。河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計39總之，確定瓦斯抽采的方法應(yīng)先摸清瓦斯來源，采空區(qū)瓦斯及頂板瓦斯含量情況，結(jié)合情況選用適合本礦井的抽采瓦斯方法。為達(dá)到降低回采時的絕對瓦斯涌出量，控制采面瓦斯超限事故，考慮八礦現(xiàn)有抽放手段。（1）為提高瓦斯抽放率應(yīng)采用開采層、采空區(qū)相結(jié)合的綜合抽放方法；（2）當(dāng)井下采掘工作所遇到的瓦斯主要來自開采層本身，只有抽放開采層本身的瓦斯才能解決問題時，應(yīng)采用開采層瓦斯抽放；（3）工作面后方采空區(qū)瓦斯涌出量大，危害工作面安全生產(chǎn)或老采空區(qū)瓦斯積存量大，向鄰近的回采工作面涌出瓦斯量多以及增大采區(qū)和采區(qū)總排瓦斯量，應(yīng)采取采空區(qū)瓦斯抽放；（4）對于瓦斯含量大的煤層，在煤巷掘進(jìn)時，難以用加大風(fēng)量稀釋瓦斯，可在掘進(jìn)工作開始前對煤層進(jìn)行大面積預(yù)抽或采取邊掘邊抽的方法加以解決；（5）對于煤層透氣性較低，采用預(yù)抽方法不易直接抽出瓦斯，掘進(jìn)時瓦斯涌出不很大而回采時有大量瓦斯涌出的煤層，可采用邊采邊抽或增大孔徑和孔長及鉆孔密度等措施進(jìn)行抽放瓦斯的方法；（6）若圍巖瓦斯涌出量大，以及溶洞、裂縫帶儲存有高壓瓦斯并噴出時，應(yīng)采取圍巖瓦斯抽放措施。瓦斯抽放方法及各方法的抽放率詳見《AQ10272022 煤礦瓦斯抽放規(guī)范》附錄 B。由于己 15煤采面為近距離開采保護(hù)層采面，己 15煤層與己 1617煤層層間距厚度不均，在開采過程中己 1617煤層瓦斯釋放入該采面，尤其是采空區(qū)附近。 采區(qū)瓦斯來源分析礦井瓦斯來源是確定抽放方法的主要依據(jù)，因此，應(yīng)盡量詳細(xì)地做好以下測量工作：――必須測定出掘進(jìn)、采煤與采空區(qū)的瓦斯涌出量分別占全礦井瓦斯涌出量的比例；――必須準(zhǔn)確地判斷出采區(qū)工作面的瓦斯主要來自本煤層還是鄰近層。并應(yīng)符合下列要求：a)盡可能利用開采巷道抽放瓦斯，必要時可設(shè)專用抽放瓦斯巷道；b)適應(yīng)煤層的賦存條件及開采技術(shù)條件；c)有利于提高瓦斯抽放率；d)抽放效果好，抽放的瓦斯量和濃度盡可能滿足利用要求；e)盡量采用綜合抽放；f)抽放瓦斯工程系統(tǒng)簡單，有利于維護(hù)和安全生產(chǎn)，建設(shè)投資省，抽放成本低。綜上所述，己四采區(qū)進(jìn)行瓦斯抽采是可行的。八礦鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)暫按 3‰計算。d容易抽數(shù) 10可以抽放 ～ 10～較難抽放 八礦突出煤層的透氣性系數(shù)為 ，己組百米鉆孔瓦斯流量為 10L/，屬低透氣性煤層，煤層透氣性系數(shù)隨采深的增加而逐步降低。 鄰近層抽放瓦斯的可行性根據(jù)煤層賦存條件及開拓開采布置，己四采區(qū)可以采用鄰近層抽放瓦斯，但鉆孔參數(shù)不好掌握。表 46 己四采區(qū)瓦斯涌出量計算表 Table46 gas emission calculation table of has four mining area煤層 K’ q 掘 i q 采 i ∑Ai A0 q 區(qū)己 15 己 1617 通過上述計算與分析，根據(jù)瓦斯涌出量預(yù)測結(jié)果，只有在抽放后，通過風(fēng)排才可以保證己四采區(qū)安全生產(chǎn)?！a(chǎn)采區(qū)回采工作面采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，根據(jù)《礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法》 （AQ10182022）附錄 D 中表 45；q 采 i—第 個回采工作面相對瓦斯涌出量，m 3/t；Ai——第 個回采工作面的日產(chǎn)量，t/d；—第 個掘進(jìn)工作面絕對瓦斯涌出量，m 3/min；i掘A0——生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量，t；計算結(jié)果見表 46。 （ 4112）011ii39。河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計32 q 采 =q3+q4 （4111） 式中：q 采 —回采工作面相對瓦斯涌出量，m 3/t；q3—開采層相對瓦斯涌出量，m 3/t；q4—鄰近煤層相對瓦斯涌出量，m 3/t；計算結(jié)果見表 44。③回采工作面瓦斯涌出量預(yù)測回采工作面瓦斯涌出量包括開采層瓦斯涌出量和鄰近層瓦斯涌出量，用相對瓦斯涌出量表示。根據(jù)《礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法》 （AQ10182022）規(guī)定，己四采區(qū)鄰近層瓦斯涌出量預(yù)測按式（418）計算： （418）??iniciiMmWq?????104式中:q4—鄰近層相對瓦斯涌出量，m 3/t；mi—第 個鄰近層煤層厚度，m；n—上、下鄰近層層數(shù)，取 1；M—工作面采高，m；ηi—第 個鄰近層瓦斯排放率，%；ηi＝ 1－（h i/hp） （419）hp＝ （4110）式中：hi—第 i 鄰近層與開采層垂直距離，m；hp—受采動影響頂?shù)装逍纬韶灤┝严?，鄰近層向工作面釋放卸壓瓦斯的巖層破壞范圍，m；L—工作面長度，180m；—第 個鄰近層煤層原始瓦斯含量， m3/t； oiW—第 個鄰近層煤層殘存瓦斯含量，根據(jù)《礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法》ci（AQ10182022）附錄 C 表 41 取值 2m3/t。表 42 巷道預(yù)排瓦斯帶寬度值Table42 walkthrough of roadway gas width values不同煤種巷道預(yù)排瓦斯帶寬度h/m巷道煤壁暴露時間d 無煙煤 瘦煤或焦煤 肥煤、氣煤及長焰煤25 50 100 150 200 250 300 h值亦可采用下式計算：低變質(zhì)煤：h=；高變質(zhì)煤：h=()/(1+)。K3—工作面巷道瓦斯預(yù)排影響系數(shù)；根據(jù)《礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法 》（AQ10182022）規(guī)定，采用長壁后退回采時，K 3 按式（417）計算： （417）Lh/)2(3??式中：L—工作面長度，180m；h—掘進(jìn)巷道預(yù)排等值寬度，m；根據(jù)《礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法 》（AQ10182022）附錄 D，低變質(zhì)煤 h 按表 42 取值： h=；W0—煤層原始瓦斯含量；Wc—采落煤炭運(yùn)至地表時殘存瓦斯含量，根據(jù)表 41 取 2m3/t。計算結(jié)果見表 43。③掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量，根據(jù)《礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法 》 （AQ10182022）采用式（415 ）計算。表 41 純煤的殘存瓦斯含量取值Table41 pure coal residual gas content values揮發(fā)分% 6～8 8～12 12～18 18～26 26～35 35～42 42～56Wc 9～6 6～4 4～3 3～2 2 2 2注：煤的殘存瓦斯量亦可近似地按煤在 壓力條件下的瓦斯吸附量取值。河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計28 （414）??cWSq???02??式中：q2—掘進(jìn)巷道落煤的瓦斯涌出量，m 3/min；S—掘進(jìn)巷道斷面積， m2；—巷道平均掘進(jìn)速度，m/min；?—煤的密度，t/ m 3；?W0——煤層原始瓦斯含量，m 3/t；Wc——運(yùn)出礦井煤的殘存瓦斯含量， m3/t。計算結(jié)果見表 43。根據(jù)《礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法》 （AQ10182022）分別計算如下 ：①掘進(jìn)工作面巷道煤壁絕對瓦斯涌出量掘進(jìn)工作面巷道煤壁絕對瓦斯涌出量可由式（412）計算。本次設(shè)計采用分源預(yù)測方法預(yù)測八礦己四采區(qū)瓦斯涌出量。（3）分源計算法：根據(jù)時間和地點(diǎn)的不同，分成數(shù)個向采區(qū)涌出的瓦斯源（開采層、鄰近層、圍巖等） ，在分別對這些瓦斯涌出源進(jìn)行預(yù)測的基礎(chǔ)上得出采區(qū)瓦斯涌出量的方法。己四采區(qū)瓦斯涌出量主要由回采、掘進(jìn)、采空區(qū)三部分瓦斯組成。從圖 41 中可以看出：采區(qū)煤層瓦斯涌出包括開采層（包括圍巖）瓦斯不涌出、鄰近層瓦斯涌出、掘進(jìn)工作面瓦斯涌出和工作面采空區(qū)瓦斯涌出。根據(jù)結(jié)果可知，通風(fēng)能夠解決的瓦斯涌出量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于采區(qū)或工作面的絕對瓦斯涌出量，需要抽放瓦斯來解決剩余瓦斯。⑶開采有煤與瓦斯突出危險煤層的。 規(guī)定根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第 145 條及《AQ10272022 煤礦瓦斯抽放規(guī)范》第 ~ 條規(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)或井下臨時抽放瓦斯系統(tǒng)：河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計25⑴1 個采煤工作面的瓦斯涌出量大于 5m3/min 或 1 個掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量大于 3m3/min，用通風(fēng)方法解決瓦斯問題不合理的。本礦的瓦斯資源較為豐富，為瓦斯開發(fā)利用提供了較為充足的條件。掘進(jìn)工作面抽放瓦斯必要性分析八礦煤層屬高瓦斯或煤與瓦斯突出煤層，為確保掘進(jìn)安全，掘進(jìn)工作面也必須采取瓦斯抽放措施。因此，完全具備實(shí)施瓦斯抽放的必要條件。從瓦斯涌出量分析通過前面計算結(jié)果分析，符合建立瓦斯抽放系統(tǒng)的必要條件，必須建立瓦斯抽放系統(tǒng)，采取瓦斯抽放措施，保證礦井安全生產(chǎn)。符合設(shè)計規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。 可抽期根據(jù)《MT501896 礦井瓦斯抽放工程設(shè)計規(guī)范》第 條及《AQ10272022 煤礦瓦斯抽放規(guī)范》第 都規(guī)定：礦井或水平的抽放年限應(yīng)與其抽放瓦斯區(qū)域的開采年限相適應(yīng)。 （325）mfcQ??m10?河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計22式中：—工作面月平均瓦斯抽采率，%；m?—回采期間，工作面月平均瓦斯抽采量，m 3/min；cQ—工作面月平均風(fēng)排瓦斯量，m 3/min。 kfcQ??10k?（324）式中： —礦井月平均瓦斯抽采率，%；k?—礦井月平均瓦斯抽采量，m 3/min；cQ—礦井月平均風(fēng)排瓦斯量，m 3/minkf2 作面瓦斯抽放率的測定與計算：工作面回采期間，在工作面瓦斯抽采干管上安裝瓦斯計量裝置，每周測定工作面瓦斯抽采量（含移動抽采） 。礦井瓦斯抽采量包括井田范圍內(nèi)地面鉆井抽采、井下抽采（含移動抽采）的瓦斯量。對于設(shè)計來說，瓦斯抽放率的確定應(yīng)符合以上標(biāo)準(zhǔn)的要求，也可以參照《AQ 礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》中第 條進(jìn)行選取。抽放率指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)行的《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。根據(jù)《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》 （AQ10272022）按式（323）計算： Wc =WK ? K （323）Wc—采區(qū)可抽瓦斯量，Mm 3；WK—采區(qū)瓦斯儲量，Mm 3；K—瓦斯抽采率，取 40%；計算結(jié)果見表 32。將 WW W 3 代入式（321）進(jìn)行計算，計算結(jié)果見表 32。W2—可采煤層采動影響范圍內(nèi)的不可采鄰近煤層的瓦斯儲量總和，Mm3。n—礦井可采煤層數(shù)；己四采區(qū)可采煤層為己 15 和己 1617 煤層，n=2。河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計19表 31 礦井瓦斯抽采率指標(biāo)表Table31 mine gas extraction rate table礦井絕對瓦斯涌出量 Qm3/min 礦井抽采率% 備 注Q≤20 ≥2520≤Q40 ≥3540≤Q80 ≥4080≤Q160 ≥45160≤Q300 ≥50300≤Q500 ≥55500≤Q ≥60 采區(qū)瓦斯儲量 采區(qū)瓦斯儲量己四采區(qū)瓦斯儲量指各采區(qū)開采過程中，能夠向開采空間排放的瓦斯總量。（五）瓦斯抽采率根據(jù)《煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計規(guī)范》 （GB504712022 ）：“ 設(shè)計瓦斯抽采率，可根據(jù)煤層瓦斯抽采難易程度、瓦斯涌出情況、采用的瓦斯抽采方法等因素綜合確定，