【正文】 表 礦井抽放鉆孔工程量匯總表抽放類(lèi)型 工作面預(yù)抽 采空。 鉆孔施工設(shè)備（1）礦井瓦斯抽放鉆機(jī)煤礦瓦斯抽放鉆機(jī)應(yīng)該符合以下要求：①電動(dòng)機(jī)及其附屬電器設(shè)備必須是防爆的；②鉆機(jī)要體積小，輕便或者解體方便，利于搬遷；③鉆機(jī)能打水平、上向、下向任意的鉆孔。本次設(shè)計(jì)采空區(qū)瓦斯抽采濃度為15%，工作面預(yù)抽鉆孔瓦斯?jié)舛葹?5%，礦井在抽采過(guò)程中也應(yīng)根據(jù)采掘的實(shí)際情況，加強(qiáng)瓦斯抽采管理，調(diào)整瓦斯抽采工藝各參數(shù)，增加瓦斯瓦斯抽采濃度，提高瓦斯抽采效果。32 抽采參數(shù)及鉆孔施工設(shè)備 抽采參數(shù)（1）抽采負(fù)壓根據(jù)鄰近礦井及其它礦井的瓦斯抽采經(jīng)驗(yàn)，采煤工作面預(yù)抽的孔口負(fù)壓為15kPa以上，采空區(qū)瓦斯抽采的孔口負(fù)壓為3～5kPa。在封孔水泥漿凝固后，用DN50mm礦用膠管將每個(gè)鉆孔與鉆場(chǎng)匯流瓦斯管相連接，連接處需用8號(hào)鐵絲將膠管扎緊。其做法如下：將抽放管的一端與注漿管擺放在一起，其重疊處約30cm左右；準(zhǔn)備編織袋（將水泥倒入封孔泵的攪拌器內(nèi)后，將紡織袋加以回收利用），將袋子開(kāi)口端向孔口處纏繞抽放管與注漿管；用麻繩或麻線(xiàn)等，將抽放管、注漿管及編織袋捆緊送入孔內(nèi)；按泵的操作規(guī)程，開(kāi)動(dòng)泵拌水泥漿，均勻后并開(kāi)始注漿，水泥漿先將編織袋脹大，并封住鉆孔，繼續(xù)注漿直到注完為止，注漿時(shí)，孔口可能會(huì)漏一些漿，但不會(huì)影響整個(gè)封孔質(zhì)量；注完后即可直接將注漿膠管拔出。本設(shè)計(jì)采用封孔泵注射水泥漿封抽采鉆孔，原因有二：其一這種封孔方式成本低，試用范圍廣，利用本礦已有的的KFB型礦用封孔泵輸送和制備水泥漿能實(shí)現(xiàn)封孔質(zhì)量高和方便、快捷的目標(biāo)；其二，一XX的出水較為嚴(yán)重，鉆孔為上向鉆孔，十分適合這種封孔方式。 ） 與巷道夾角（176。、鉆孔布置圖見(jiàn)。沿走向方向上的其它鉆場(chǎng)內(nèi)的走向抽放鉆孔按上述施工順序依次進(jìn)行施工。鉆孔終孔間距為10m，鉆孔終孔控制范圍為沿傾斜方向距回風(fēng)巷 10m～40m，距煤層頂板的垂直距離為20m～30m。 采空區(qū)埋管抽采布置圖 走向頂板長(zhǎng)鉆孔抽采瓦斯頂板走向鉆孔抽放技術(shù)就是從上風(fēng)巷沿走向在煤層頂板往采空區(qū)上方施工鉆孔，抽放采空區(qū)頂板裂隙帶或冒落空間內(nèi)積存的高濃度瓦斯，這種抽放方法主要目的是通過(guò)抽放切斷上鄰近層瓦斯涌向工作面的通道，同時(shí)，對(duì)采空區(qū)下部的瓦斯起到引流作用，減少采空區(qū)瓦斯向工作面的涌入量，因此本次設(shè)計(jì)采用走向頂板長(zhǎng)鉆孔來(lái)抽采采空區(qū)和冒落帶的瓦斯。與本煤層預(yù)抽瓦斯相比，采空區(qū)抽采的特點(diǎn)是抽采量較大，但埋管抽采負(fù)壓一般控制在3～5kPa。為防止采空區(qū)瓦斯沿第二趟埋管涌出，第二趟埋管與瓦斯抽采支管連接前用法蘭盤(pán)封閉。，在回風(fēng)巷敷設(shè)第一趟埋管，埋管長(zhǎng)約 20m，在回風(fēng)巷上幫每隔 15m施工一個(gè) 1m 的硐室，做 T 型抽放管置入硐室， T 型抽放管每隔 沿管壁鉆四個(gè)直徑為 10mm 的鉆孔。并且它要在掌握采空區(qū)瓦斯涌出與風(fēng)流運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)上使用，因此能在采空區(qū)環(huán)境惡劣的條件下運(yùn)用。一 XX 在工作面開(kāi)采時(shí)，鄰近層煤層和不可采煤層、圍巖、煤柱和工作面的丟煤都29會(huì)向采空區(qū)涌出瓦斯，采空區(qū)瓦斯涌出占總涌出的 %?；夭晒ぷ髅嬖O(shè)計(jì)傾向長(zhǎng)度為 160m，可直接在運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷布置平行順層預(yù)抽，鉆孔順著煤層傾向施工 70m，預(yù)抽鉆孔布置方式如圖 所示。1 號(hào)、4 號(hào)、6 號(hào)煤層未在井下測(cè)定自然瓦斯流量衰減系數(shù)和透氣性系數(shù)，其瓦斯可抽性暫與 5 號(hào)煤層一致考慮，為此，本設(shè)計(jì)采用打順層鉆孔的方式來(lái)抽采本煤層瓦斯。根據(jù)一 XX 實(shí)測(cè)瓦斯參數(shù)情況以及鄰近相似礦井的抽放情況， 5 號(hào)煤層鉆孔自然瓦斯流量衰減系數(shù)為 d ，透氣性系數(shù)為 m /MPa 煤層回采前的抽放屬于未卸壓抽放，在受到采掘工作面影響范圍內(nèi)的抽放，屬于卸壓抽放。） 與巷道夾角（176。當(dāng)掘進(jìn)巷道布置在傾斜煤層靠近頂板或底板處時(shí)，可只在靠近煤層一側(cè)施工鉆場(chǎng)。表中鉆孔傾角以煤層平均傾角為16176。鉆場(chǎng)內(nèi)沿走向布置3個(gè)邊掘邊抽鉆孔，鉆孔孔徑為75mm，鉆孔控制范圍為沿煤層層面巷道左右兩邦各15m內(nèi)的煤體。鉆場(chǎng)的長(zhǎng)寬高為3m3m。5號(hào)煤層、6號(hào)煤層、1，4號(hào)煤層掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量在預(yù)測(cè)時(shí)占礦井瓦斯涌出的%、 %% ，所以要設(shè)計(jì)掘進(jìn)工作面邊掘邊抽的抽采方法來(lái)降低掘進(jìn)時(shí)的瓦斯涌出量，保證掘進(jìn)工作的安全、有效的進(jìn)行。根據(jù)礦井生產(chǎn)的實(shí)際情況，現(xiàn)開(kāi)采的煤層為礦井淺部煤層，目前礦井開(kāi)采的各煤層沒(méi)有發(fā)生過(guò)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(cè)量計(jì)算和瓦斯來(lái)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。（6）抽采方法應(yīng)有利于提高瓦斯抽采效果，降低瓦斯抽采成本。（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。（2）根據(jù)礦井瓦斯涌出來(lái)源及涌出量選擇瓦斯抽采方法。表 對(duì)各類(lèi)瓦斯抽放的使用條件及可抽放率進(jìn)行匯總。 礦井瓦斯可抽量煤層 瓦斯儲(chǔ)量（Mm 3） 瓦斯涌出程度系數(shù) 負(fù)壓抽采作用系數(shù) 瓦斯抽采 率可抽瓦斯量（Mm 3）瓦斯儲(chǔ)量合計(jì)可抽瓦斯量合計(jì)11 12 21 22 3 65% 4 5 6 7 65% 8 9 10 65% 如上表， 3， m3， 3， 3。 瓦斯可抽量計(jì)算可抽瓦斯量是指瓦斯儲(chǔ)量中在當(dāng)前技術(shù)水平能被抽出的最大瓦斯量。由于井田內(nèi)除6號(hào)煤層已進(jìn)行規(guī)?；_(kāi)采，其中一XX井筒北翼+1680m水平以上5號(hào)煤層基本已采完， 6號(hào)煤層正在布置23回采工作面，井田北部加2線(xiàn)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(kāi)采影響，因此中煤組取埋深300m時(shí)煤層瓦斯含量作為平均瓦斯含量計(jì)算煤層瓦斯儲(chǔ)量。224 抽放方法與抽放工藝 瓦斯抽放設(shè)計(jì)參數(shù) 瓦斯儲(chǔ)量計(jì)算礦井瓦斯儲(chǔ)量是指礦井可采煤層的瓦斯儲(chǔ)量、受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放的不可采煤層及圍巖瓦斯儲(chǔ)量之和，可按下式進(jìn)行計(jì)算：W=W1+W2+W3 （41）式中：W——礦井瓦斯儲(chǔ)量， Mm3；W1——可采煤層的瓦斯儲(chǔ)量，Mm 3；W2——受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放的各不可采煤層的瓦斯儲(chǔ)量，Mm 3；W1= （42）???ni1iiXA式中：——礦井可采煤層i的資源量，Mt；iA1——礦井可采煤層i的瓦斯含量，m 3/t；Xn——礦井可采煤層數(shù)；W2= (43)??m12iiiXA式中：A2i——受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放的不可采煤層i 的資源量，Mt；X2i——受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放的不可采煤層i 的瓦斯含量，m 3/t；m——礦井可采煤層采動(dòng)影響范圍內(nèi)的不可采煤層數(shù)；W3——受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放的圍巖瓦斯儲(chǔ)量，Mm 3實(shí)測(cè)或按下式計(jì)算：W =K（W 1+W ） （44）32式中：K——圍巖瓦斯儲(chǔ)量系數(shù)，一般取K=；當(dāng)圍巖瓦斯很小時(shí)，可取W 3=0；若含瓦斯量較多時(shí)，可按經(jīng)驗(yàn)取之或?qū)崪y(cè)確定。d，從鉆孔自然瓦斯流量衰減系數(shù)分析，一 XX5號(hào)煤層屬于可以抽采煤2層，從煤層透氣性系數(shù)分析，5號(hào)煤層屬于容易抽采煤層，綜合兩項(xiàng)參數(shù)分析，5號(hào)煤層屬于容易抽采煤層。21表 開(kāi)采層預(yù)抽瓦斯難易程度分類(lèi)表抽放難易程度 鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)? (d )1 煤層透氣性系數(shù)? (m /MPa 瓦斯抽采的可行性開(kāi)采煤層預(yù)抽瓦斯的難易來(lái)講，一般取決于煤層的自然透氣性，其評(píng)價(jià)指標(biāo)有兩個(gè)：煤層透氣性系數(shù)（ λ ） 、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)（α ） ，分為三類(lèi)，即容易抽采、可以抽采、較難抽采， 《煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的煤層瓦斯抽采難易程度分類(lèi)見(jiàn)。（4）開(kāi)采具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層的。 瓦斯抽采的必要性根據(jù)國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局于 2022 年頒布的《煤礦安全規(guī)程》第 145 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(shí)抽放瓦斯系統(tǒng)：（1）高瓦斯礦井（2）1 個(gè)采煤工作面的瓦斯涌出量大于 5m3/min 或者 1 個(gè)掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量大于 3m3/min，用通風(fēng)方法解決瓦斯問(wèn)題不合理的。從表 、表 和表 中可以看出，工作面瓦斯一部分來(lái)源于開(kāi)采層的煤壁和落煤解吸的瓦斯，另一部分來(lái)源于采空區(qū)和鄰近層的涌出。 m 3/min， 3/min。 瓦斯涌出分析結(jié)果綜上所述， m3/min， m 3/min， m 3/min。 礦井瓦斯涌出量礦井瓦斯涌出預(yù)測(cè)的計(jì)算公式通常采用：19 （310）???n1iiiiAQk采 區(qū)礦式中 Q礦——礦井瓦斯涌出量，m 3/t；Q采區(qū)——第i采區(qū)瓦斯涌出量，m 3/t；Ai——第i采區(qū)日平均煤炭產(chǎn)量，tKn——已采采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)。其計(jì)算公式為： (39)0n1i n1iiiiAQ4K）（ 掘采采采 區(qū) ?????Q式中Q ——采區(qū)瓦斯涌出量，m /t；采 區(qū) 3K ——采區(qū)內(nèi)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)；采Q ——第i回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量，m /t；i采 3A ——第i回采工作面平均日產(chǎn)量，t/d；Q ——第i掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量，m 3/min；i掘A ——采區(qū)平均日產(chǎn)量,t/d；0礦井布置兩個(gè)回采工作面和四個(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1號(hào)、4號(hào)煤層時(shí)，掘進(jìn)工作面分別布置在1號(hào)、5號(hào)煤層中，根據(jù)公式（39）采區(qū)瓦斯涌出量， 布置兩個(gè)回采工作面時(shí)采區(qū)瓦斯涌出量表回采煤層Q i采( m /t)3A i( t/d)Q i掘(m3/min) K 采A 0(t/d)Q 采 區(qū)(m3/t)Q 采 區(qū)(m3/min)1號(hào) 1636 3636 4號(hào) 1636 3636 注：， ，年工作日330d計(jì)算。 掘進(jìn)工作面瓦斯涌出預(yù)測(cè)表掘進(jìn)煤層Q3（m 3/min）Q4（m 3/min）Q 掘（m 3/min）1號(hào) 4號(hào) 5號(hào) 6號(hào) ： m3/min，4號(hào)煤層掘進(jìn)工作面瓦18 m3/min, m3/min,6號(hào)煤層掘進(jìn)工作 m 3/min。根據(jù)礦井改擴(kuò)建初步設(shè)計(jì)報(bào)告中采掘接替安排，礦井回采5號(hào)、6號(hào)、1號(hào)、4號(hào)煤層時(shí)，掘進(jìn)工作面分別布置在4號(hào)、5號(hào)、1號(hào)、5號(hào)煤層中。 掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量由落煤瓦斯涌出量和煤壁瓦斯涌出量?jī)刹糠纸M成，其絕對(duì)瓦斯涌出量按下式確定： (35)43Q??掘式中Q掘 ——掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量，m 3/min；Q3——掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量，m 3/min，見(jiàn)式36；Q4——掘進(jìn)巷道落煤瓦斯涌出量，m 3/min，見(jiàn)式37； (36))12(Q0???vLDQ4＝S vγ(W0Wc) (37)17 式中D——巷道斷面內(nèi)暴露煤面的周邊長(zhǎng)度，m。、 5采可以看出，4號(hào)煤層相對(duì)瓦斯涌出量為Q =+= m3/t，6號(hào)煤層相對(duì)瓦斯涌4采出量Q =+= m3/t。根據(jù)公式（34）對(duì)6號(hào)煤層工作面臨近層進(jìn)行瓦斯涌出預(yù)測(cè)，其預(yù)測(cè)計(jì)算結(jié)果如表。根據(jù)公式（34）對(duì)4號(hào)煤層工作面鄰近層進(jìn)行瓦斯涌出預(yù)測(cè)，其預(yù)測(cè)計(jì)算結(jié)果如表。根據(jù)公式（32）、（33 ）對(duì)4號(hào)煤層和6號(hào)煤層開(kāi)采層進(jìn)行瓦斯涌出預(yù)測(cè)，其預(yù)測(cè)。 ，示，5號(hào)煤層開(kāi)采時(shí)6號(hào)煤層的瓦斯排放率為30%，則6號(hào)煤層的殘余瓦斯含量為。根據(jù)礦井初步設(shè)計(jì)的采掘接替安排，5號(hào)、6號(hào)煤層開(kāi)采后，再開(kāi)采其他煤層。15 1號(hào)煤層工作面鄰近層瓦斯涌出預(yù)測(cè)表煤層 煤層厚度 （ m） 與一號(hào)煤層平均間距（m） 瓦斯排放 率 瓦斯含量（m 3/t） 殘存瓦斯含量（ m3/t） 相對(duì)瓦斯涌出 量（ m3/t）21號(hào) 60% 22號(hào) 15% 合計(jì) — — — — — 5號(hào)煤層工作面鄰近層瓦斯涌出預(yù)測(cè)表煤層 煤層厚度 （ m） 與5號(hào)煤層平均 間距（m） 瓦斯排放 率 瓦斯含量（ m3/t） 殘存瓦斯含量（ m3/t） 相對(duì)瓦斯涌出 量（ m3/t）3號(hào) 30 4號(hào) 55 6號(hào) 30 7號(hào) 15 合計(jì) — — — — — 下面計(jì)算4號(hào)煤層、6號(hào)煤層開(kāi)采時(shí)的回采工作面瓦斯涌出量。 1號(hào)、5號(hào)煤層本煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)表煤層 回采率 煤層厚度 （ m） 采高（m ） 工作面長(zhǎng)度（ m） 瓦斯含量（ m3/t） 殘存瓦斯含量（ m3/t） 相對(duì)瓦斯涌出量 （m 3/t）1號(hào) 95% 140 5號(hào) 95% 140 根據(jù)煤層特征表中各煤層的間距，受1號(hào)煤層開(kāi)采影響的鄰近煤層有21號(hào)、22號(hào)煤層；受5號(hào)煤層開(kāi)采影響的鄰近煤層有3號(hào)、4號(hào)、6號(hào)、7號(hào)煤層。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于緩傾斜煤層受開(kāi)采采動(dòng)影響，上鄰近層能向工作面涌出卸壓瓦斯的巖層破壞范圍取100m ；下鄰近層能向工作面涌出卸壓瓦斯的巖層破壞范圍取60m。133 礦井瓦斯抽放的必要性與可行性 礦井瓦斯來(lái)源分析 回采工作面瓦斯涌出量回采工作面的瓦斯涌出量由開(kāi)