【正文】 依據(jù)瓦斯抽 采 量預計結果，按上式計算， 如 表 61所示。 為說明方便，將 高負壓抽放系統(tǒng)中 地面、 地面鉆孔和風井內(nèi)的 瓦斯抽放管路稱為主管 1；采區(qū)回風上（下）山管路 稱為 干 管 11；底板眼巷穿層鉆孔 稱為支管 11； 煤 順層 鉆孔和煤壁淺孔抽放管路 稱為支管 12。直徑太大，投資費用增加；直徑過細，管路阻力損失大，同時參照抽 采 泵的實際能力使之留有備用量 。 第 條：地面管路布置： —— 不得將抽 采 管路和自來水管、暖氣管、下水道管、動力電纜、照明電纜及通訊電纜等敷設在同一條地溝 內(nèi) ； —— 主干管應與城市及礦區(qū)的發(fā)展規(guī)劃和建筑布置相結合 ； —— 抽放管道與地上、下建 (構 )筑物及設施的間距，應符合《工業(yè)企業(yè)總平面設計規(guī)范》的有關規(guī)定 ； —— 瓦斯管道不得從地下穿過房屋或其它建 (構 )筑物，一般情況下也不得穿過其它管網(wǎng)，當必須穿過其它管網(wǎng)時，應按有關規(guī)定采取措施 。 第 條： 當采用專用鉆孔敷設抽放管路時，專用鉆孔直徑應比管道外形尺寸大100mm；當沿豎井敷設抽 采 管路時，應將管道固定在罐道梁上或專用管架上。； —— 抽 采 管路系統(tǒng)宜沿回風巷道或礦車不經(jīng)常通過的巷道布置；若設于主要運輸巷內(nèi)，在人行道側其架設高度不應小于 ，并固定在巷道壁上，與巷道壁的距離應滿足檢修要求；抽 采 瓦斯管件的外緣距巷道壁不宜小于 ； —— 當抽 采 設備或管路發(fā)生故障時，管路內(nèi)的瓦斯不得流入采掘工作面及機電硐室內(nèi) ； —— 盡可能避免布置在車輛通行頻繁的主干道旁 ； —— 管徑要統(tǒng)一，變徑時必須設過渡節(jié)。 表 3 聚氨酯封孔參數(shù) Table 3polyurethane sealing parameters 封孔材料 鉆孔條件 封孔段長度（ m） 鉆孔深度（ m） 聚氨酯 孔口段較完 整 3~5 孔口段較破碎 4~6 當采用地面鉆孔抽放瓦斯時，抽采 結束后應全孔封孔。封一個鉆孔的聚氨酯用量約為 1kg左右。卷纏藥液法封孔操作程序為：先稱出封一個孔的甲、乙組成藥液，分別裝入兩個容器，再將藥液同時倒入混合桶，立即用棒快速攪拌均勻，當藥液由黃褐色變?yōu)槿榘咨珪r，停止攪拌，將藥液均勻倒在毛巾布上，邊倒藥液邊向抽放管上卷纏毛巾布，并把卷纏好藥液的封孔管迅速插入鉆孔，大約 5min 后，藥液開始發(fā)泡膨脹， 20min 后停止發(fā)泡，逐漸硬化固結。 河南理工大學本科畢業(yè)設計 26 封孔長度 抽放管為內(nèi)徑 25mm的焊縫鋼管（或抗靜電塑料管），長為 10m左右，在管前端焊上鐵檔板，套上木塞和橡膠墊圈，距前端橡膠墊圈 1m 處，再套上木塞和橡膠墊圈，并用鐵線纏緊固定 ，在 1m 間距內(nèi)的抽放管上固定一塊毛巾布（ 1m179。封孔材料應根據(jù)具體條件優(yōu)先選用膨脹水泥、聚氨脂等新型材料。 封孔 方法的選擇應根據(jù)抽放方法及孔口所處煤 (巖 )層位、巖性、構造等因素綜合確定，因地制宜地選用新方法、新工藝，并應符合下列要求： a) 巖壁鉆孔；宜采用封孔器封孔。對于井下封孔而言，主要要求聚氨酯在發(fā)泡后，其內(nèi)所形成的孔為封閉孔，即孔口不漏氣，另外對發(fā)泡時間、發(fā)泡倍數(shù)、固化后的強度，可塑性等均有一定的要求。 河南理工大學本科畢業(yè)設計 24 圖 58 上隅角插管抽放瓦斯示意圖 Figure 58corner tube gas drainage schematic diagram 圖 59 上隅角分支插管抽放瓦斯示意圖 Figure 59corner branch tube gas drainage schematic diagram 河南理工大學本科畢業(yè)設計 25 圖 510 采空區(qū)埋管抽放瓦斯示意圖 Figure 510gob drainage pipe gas schematic diagram 封孔方法 封孔材料 鉆孔采用聚氨酯封孔，聚氨酯是聚氨荃甲酸酯的簡稱。對于采空區(qū)瓦斯涌出量較大的工作面，也可以采取采空區(qū)埋管抽放的方式，隨著工作面不斷向前推進，沿回風巷將管路埋入采空區(qū)。抽放管伸入上隅角長度及位置應根據(jù)實際抽放效果，不斷調(diào)整，得到合理的參數(shù)。抽放工藝如圖58 所示。為操作方便，靠近采面上隅角段管路可采用 6m 長的鎧裝軟管與主抽放管路連接，將鎧裝軟管插入上隅角，為保證軟管吸入口處于上隅角的上部（上部瓦斯?jié)舛容^高），抽放軟管與木棒綁在一起，用鐵絲吊掛在支架上，為提高抽放濃度，上隅角處應采用擋風簾，提高 抽放效果。 6176。 3176。 0176。 6176。 3176。 0176。 6176。 3176。 0176。 6176。 3176。 水平角 “0 度 ” 為鉆孔軸線在水平面上投影的方向，向右偏為正，向左偏為負。 0176。 見圖 52，參數(shù)見表52。 表 2 噸煤鉆孔量表 單位： m/t Table 2tons of coal drilling scale Unit: m/t 煤層類別 博煤層 中厚煤層 厚煤層 容易抽 采 可以抽 采 ~ ~ ~ 較難抽 采 抽采設計 掘進工作面邊掘邊抽 由于禹州棗園煤業(yè)有限公司二 1煤層煤巷掘進過程中發(fā)生過動力現(xiàn)象，為防治煤與瓦斯突出需要采取抽放消除突出危險性。 根據(jù) 《 AQ10272021煤礦瓦斯抽放規(guī)范》 第 條， 鉆 場鉆孔布置應按照以下要求： —— 鉆場的布置應免受采動影響，避開地質構造帶，便于維護，利于封孔，保證抽放效果； —— 盡量利用現(xiàn)有的開拓、準備和回采巷道布置鉆場； —— 對開采層未卸壓抽放，除按鉆孔抽放半徑確定合理的孔間距外，應盡量增大鉆孔的見煤長度； —— 鄰近層卸壓抽放，應將鉆孔打在采煤工作面頂板冒落后所形成的裂隙帶內(nèi)，并避開冒落帶； 河南理工大學本科畢業(yè)設計 22 —— 強化抽 采 布孔方式除考慮應取得好的抽放效果外，還應考慮措施施工方便； —— 邊采邊抽鉆孔的方向應與開采推進方向相迎，避免采動首先破壞孔口或鉆場； —— 鉆孔方向應盡可能正交或斜交煤 層層理； —— 穿層鉆孔終孔位置，應在穿過煤層頂 (底 )板 處。） 傾角 （ 176。鉆孔及鉆場布 置，見圖 55；鉆孔參數(shù)， 見表 53。掘進至距煤層頂板 2m左右后反平，再沿煤層頂板掘2～ 3m平巷作為鉆場。 巖石預抽巷中每個鉆場施工 27 個鉆孔，孔深平均 38m；煤巷掘進工作面每個鉆場施工 5 個鉆孔，孔深平均 60m， 回采工作面 鉆孔間距 2～ 5m，綜采面孔深 80m 左右，經(jīng)估算并考慮到建井過程中井筒及石門揭煤和探煤層層位工程量，全礦井鉆孔長度共計約 萬 m。發(fā)現(xiàn)有自然發(fā)火征兆時，必須采取防止煤自燃的措施 （ 采空區(qū)瓦斯抽 采 方 法 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，并應采取措施，提高抽放瓦斯?jié)舛取? 抽采方法：采用頂板高位鉆孔抽采 采空區(qū)或鄰近層及圍巖的瓦斯 。 本煤層瓦斯抽 采 方法 根據(jù)抽采方法的選擇原則，結合二 1煤層的賦存、瓦斯來源等特點，考慮到工作面所需的抽采量，并參考抽采試驗結果，提出禹州棗園煤業(yè)有限公司較合理的抽采方法 ,初期回采工作面預抽采用順層平行或交叉鉆孔抽采，進入云蓋山斷層 200m 水平以深采用底板巖巷穿層鉆孔預抽機巷和工作面瓦斯，煤巷掘進期間采 用深孔截流抽放、工作面兩幫布置順層鉆孔預抽，工作面回采期間采用工作面煤壁淺孔抽采、采空區(qū)優(yōu)先采用高位鉆孔抽放并輔助上隅角埋管或插管抽采防止采空區(qū)和上隅角瓦斯積聚。 高 位鉆 孔無法解決上隅角瓦斯時采用。 采空區(qū)（上隅角）插管抽放 采空區(qū)瓦斯涌出量較大。 在回風巷內(nèi)向煤層頂板掘一條小上山，然后返平做鉆場，向冒落拱上方打扇形孔。 首先采用。 采空區(qū)抽放 高位鉆孔抽采 （鉆場設在煤層中） 采空區(qū)瓦斯涌出量較大。 在掘進工作面順槽兩幫掘鉆場抽放。 穿層預抽 煤層瓦斯含量較大，透氣性系數(shù)及鉆孔瓦斯涌出衰減系 數(shù)滿足預抽條件。 風巷、機巷內(nèi)打斜交鉆孔、交叉鉆孔或垂直鉆孔。 抽采 方法，見表 36。 ⑥ 若圍巖瓦斯涌出量大，以及溶洞、裂縫帶儲存有高壓瓦斯時，應采取圍巖瓦斯抽采措施。 ④ 對于瓦斯含量大的煤層，在煤巷掘進時，難以用加大風量稀釋瓦斯，可在掘進工作開始前對煤層進行大面積預抽或采取邊掘邊抽的方法。 河南理工大學本科畢業(yè)設計 18 ② 當井下采掘工作面所遇到的瓦斯主要來自開采層本身，只有抽采開采層本身的瓦斯才能解決問題時，應采用開采層瓦斯抽采。 抽采方法選擇 抽采瓦斯方法、方式的選擇，應根據(jù)瓦斯及煤層賦存情況、瓦斯來源、巷道布置方式、礦井開采技術條件、瓦斯基礎參數(shù)等綜合分析比較后確定。各瓦斯源涌出的瓦斯占礦井瓦斯的涌出比例與礦井的開采深度和礦井的生產(chǎn)接續(xù)布局、采掘強度等有關。 —— 一 套抽 采 瓦斯系統(tǒng)難以滿足要求。當有下列情況之一時，可采用分散建站方式： —— 分區(qū)開拓或分期建設的大型礦井，集中建站技術經(jīng)濟不合理。 ⑵ 抽 采 瓦斯站的建設方式，應經(jīng)技術經(jīng)濟比較確定。 根據(jù) 《 AQ10272021煤礦瓦斯抽 采 規(guī)范》 第 條規(guī)定：按礦井瓦斯來源實施開采煤層瓦斯抽采、鄰近層瓦斯抽采、采空區(qū)瓦斯抽采和圍巖瓦斯抽采 ；第 條規(guī)定：多瓦斯來源的礦井，應采用綜合瓦斯抽采 方法。 河南理工大學本科畢業(yè)設計 17 第四章 抽采方法 規(guī)定 根據(jù) 《 MT501896 礦井瓦 斯抽 采 工程設計規(guī)范》 第 條規(guī)定：選擇抽采 瓦斯方法，應根據(jù)煤層賦存條件、瓦斯來源、巷道布置、瓦斯基礎參數(shù)、瓦斯利用要求等因素經(jīng)技術經(jīng)濟比較確定。 ⑶ 鄰近的云煤一礦、 云煤二礦和永煤集團其他生產(chǎn)礦井瓦斯抽采成功的經(jīng)驗和成熟的隊伍為本礦建立瓦斯抽采系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件。礦井瓦斯抽采率為 35%。 ⑵ 估算 全井田瓦斯可抽量為 。 表 531煤層瓦斯抽采難易程度表 Table 531seam gas drainage difficulty level table 類別 鉆孔流量衰減系數(shù) ?/d 煤層透氣性系數(shù) ?/m2/MPa2178。 瓦斯抽采的可行性 ⑴ 根據(jù) 勘探報告和河南理 工大學瓦斯地質研究所編制的《棗園煤業(yè)有限公司二 1煤層瓦斯參數(shù)測試》， 本井田 二 1煤層瓦斯基礎參數(shù)如下： 煤層透氣性系數(shù) λ ＝ ~178。目前，我國許多瓦斯抽放礦井都進行了利用，利用瓦斯進行發(fā)電及民用，可為礦井創(chuàng)造一定的經(jīng)濟效益。如果將抽出的瓦斯加以利用，可以變害為寶，不僅改善能源結構，而且減少了對環(huán)境的污染，保護人類生存環(huán)境。 ②從礦井云蓋山斷層淺部開采發(fā)生瓦斯動力現(xiàn)象看瓦斯抽放的必要性 2021 年 5月 7日和 6 月 28 日 23032 上順槽掘進期間發(fā)生兩起瓦斯異常動力現(xiàn)象，礦井嚴格按照煤與瓦斯 突出礦井進行管理，從防治煤與瓦斯突出角度必須實施井下瓦斯抽放。 ①從礦井瓦斯涌出情況來看瓦斯抽放的必要性 根據(jù)礦井瓦斯涌出量的預測結果，礦井開采 450 煤層時，礦井年產(chǎn)量 60 萬 t、瓦斯涌出量 。 （三）開采有煤與瓦斯突出危險煤層的。 河南理工大學本科畢業(yè)設計 15 第三章 瓦斯抽采的必要性和可行性論證 瓦斯抽采的必要性 規(guī)定 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第 145 條及 《 AQ10272021 煤礦瓦斯抽 采 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)： （一） 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。330179。 可抽期 （ 1） 年瓦斯抽采量 礦井瓦斯抽采純量 179。本礦井按煤與瓦斯突出礦井管 理 ，但瓦斯含量最大不超過 8 m3/，經(jīng)瓦斯涌出量預測，本礦井回采工作面相對瓦斯涌出量為，礦井相對瓦斯涌出量為 m3/t，絕對瓦斯涌出量為 。 抽 采 率 礦井瓦斯儲量為 ，抽 采 率為 35% ，經(jīng)過計算，全井田瓦斯可抽量為179。 經(jīng)計算，全井田范圍內(nèi)瓦斯儲量約為 。根據(jù)《煤礦瓦斯抽采規(guī)范》（ AQ10272021）的規(guī)定，礦井瓦斯儲量按下式計算： W= W1 +W2 +W3 式中： W— 礦井瓦斯儲量， Mm3； W1— 可采煤層的瓦斯儲量總和， Mm3， ?? ??ni ii XAW 1 111 式中： A1i— 礦井每一個可采煤層的煤炭儲量， Mt； n— 礦井可采煤層數(shù)； X1i— 礦井每一個可采煤層的瓦斯含量， m3/t； 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， ?? ?? ni ii XAW 1 222 式中： A2i— 可采煤層采動影響范圍內(nèi)每一個不可采煤層的煤炭儲量， Mt。 0q 和α值要通過測定不同時間的鉆孔自然瓦斯涌出量并按下式回歸