【正文】 圖 42 上隅角插管抽放瓦斯平面示意圖 （ 3）掘進工作面瓦斯抽放 16 根據(jù)對烏東煤礦 北采區(qū) 掘進工作面瓦斯涌出量預測結(jié)果，開采 +400 水平 B36煤層時工作面瓦斯涌出量達 ， 隨著 開采深度的增加，掘進工作面瓦斯涌出量將增大，掘進工作面應考慮邊掘邊抽，降低巷道煤壁和工作面落煤的瓦斯涌出量，抽放方法見圖 43，施工參數(shù)見表 41。在頂板周期來壓或采空區(qū)瓦斯涌出量大時，可對上隅角進行簡易的封堵（掛風幛或簡易的封堵墻），增加采空區(qū)的密閉性，減少因抽放造成工作面上隅角漏風， 提高上隅角瓦斯抽放效果， 攔截 采空區(qū)瓦斯涌出 。若在開采階段回采前，將下階段回風巷 道（或運輸巷道）預先掘出，在該巷道內(nèi)布置鉆場，沿著煤層向上打煤層鉆孔，終孔點落在正在回采階段煤層內(nèi)，可 對正在開采階段煤層和下階段煤層進行 采前預抽和采后 下階段煤層 卸壓抽放，又能有效截流下階段煤層涌出的卸壓瓦斯， 減小工作面瓦斯涌出量，其 抽放方法見圖 41。 針對烏東煤礦北采區(qū) 工作面瓦斯涌出特征，提出如下抽放方法： （ 1） 階段巷道鉆孔預抽開采階段煤層和下階段煤層瓦斯 烏東煤礦開采標高差距較大，礦井開采淺部時，工作面靠通風可以解決瓦斯超限問題，進入 深部后，開采層瓦斯涌出量會有較大的增加，需對開采層進行預抽。 瓦斯治理規(guī)劃的總體思路是：完善通風系統(tǒng)，提高礦井抗災能力；與煤炭科研院所聯(lián)合，調(diào)整生產(chǎn)系統(tǒng)，改變生產(chǎn)工藝，優(yōu)化生產(chǎn)環(huán)節(jié)，提高生產(chǎn)能力；提高裝備水平，加大瓦斯抽采力度，提高礦井瓦斯抽采率；加大監(jiān)控力度，提高管理水平，杜絕瓦斯超限作 業(yè)，采掘工作面回風流瓦斯控制在 ％以下；杜絕“一通三防”人身事故。 ⑼ 加強管理制度建設(shè)，完善月度一通三防隱患排查制度；瓦斯治理督查和督導制 14 度；瓦斯超限分級追查處理和系統(tǒng)分析制度；現(xiàn)場瓦斯異常情況實時監(jiān)控制度；瓦斯治理“一礦一策”、“一面一策”制度；瓦斯治理工程“兩同時、一超前”制度；班隊 長“一通三防”持證上崗制度等瓦斯綜合治理制度體系。 ⑻ 嚴格管理，落實“三大規(guī)程”和技術(shù)措施。 建立和完善正常的職工教育培訓機構(gòu)，有計劃地進行強制性全員安全培訓，安監(jiān)員、瓦檢員等特殊工種崗位必須做到持證上崗。 ⑺ 強化培訓，提高職工隊伍素質(zhì)。 ⑹ 突出重點，加大瓦斯抽采力度。 ⑷ 加強與科研機構(gòu)和煤炭院校和合作，對瓦斯治理技術(shù)進行攻關(guān)研究，引進和使用瓦斯治理的先進技術(shù)和裝備，形成一套適合 板石 煤礦生產(chǎn)條件的瓦斯綜合治理技術(shù)體系。 ⑵ 堅持“可保盡保、應抽盡抽、先抽后采、煤氣共采”的瓦斯綜合治理戰(zhàn)略，“高投入、高素質(zhì)、嚴管理、強技術(shù)、重責任”的瓦斯治理原則和“以抽定產(chǎn)、以風定產(chǎn)、工程先行、技術(shù)突破、裝備升級、管理創(chuàng)新、全面提高”的治理思路。 13 4 礦井抽放瓦斯方案 與工藝 瓦斯治理規(guī)劃的指導思想 以科學發(fā)展觀為指導，堅持以人為本，關(guān)愛礦工生命，樹立“瓦斯事故可以預防和避免”、“瓦斯是資源和清潔能源”的意識，貫徹“ 安全第一、預防為主”和瓦斯治理“先抽后采、監(jiān)測監(jiān)控、以風定產(chǎn)”的方針，切實加強煤礦瓦斯治理與利用工作，努力建設(shè)本質(zhì)安全型礦井，確保能源供應安全和礦井的可持續(xù)發(fā)展。因此，烏東煤礦適量抽放采空區(qū)瓦斯是可行的。根據(jù) 烏東煤礦北采區(qū)煤層賦存情況 、 巷道布置特點 等其它因素分析，烏東煤礦北采區(qū)工作面在回采期間 ， 采用 下階段煤層瓦斯采前預抽和卸壓抽放方法，也可能能出現(xiàn) 上隅角瓦斯 超限，需采取綜合抽放瓦斯措施。這部分瓦斯在風壓的作用下涌向回采工作面，是造成工作面回風隅角和回風巷道的瓦斯超限主要原因之一。 采空區(qū)瓦斯抽放的可行性 烏東煤礦 北采區(qū) 工作面瓦斯涌出量預測結(jié)果顯示，工作面瓦斯主要來源于下階段煤層涌出的瓦斯。 烏東煤礦采用分階段開采，開采階段下部煤層處在卸壓范圍內(nèi)，煤層卸壓膨脹而產(chǎn)生裂隙，使該區(qū)域內(nèi)的煤層透氣性大幅度增加，若能在下階段煤層內(nèi)先預掘巷（初期為抽放瓦斯巷，回期為階段回采巷），在巷道內(nèi)布置鉆場，向卸壓階段煤層打抽放鉆 孔，對烏東煤礦下階段卸壓煤層涌出的瓦斯進行截流抽放，可大大地減輕工作面采空區(qū)瓦斯涌出量，保證工作面安全生產(chǎn)。 d) 容易抽放 可以抽放 較難抽放 ~ 10 10~ 表 32 烏東煤礦本煤層瓦斯抽放 難易程度 評價結(jié)果 表 煤層 鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù) ? (d1) 煤層透氣性系數(shù) λ (m2/MPa2 烏東煤礦本煤層瓦斯抽放 難易程度 評價結(jié)果見表 32。一般來說，其衡量指標有 兩個 個：一為煤層的透氣性系數(shù)（ λ）；二為鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)（ ? ） 。 總之，無論是從礦井目前的瓦斯涌出現(xiàn)狀 、 礦井通風能力，還是從 資源和環(huán)保的角度來看都有必要進行瓦斯抽放，特別是深部煤炭的開采，瓦斯問題將是制約煤礦安全高效生產(chǎn)的重要因素， 提前 進行瓦斯抽放 工作 ，對烏東礦安全 生產(chǎn)很有必要。 從資源和環(huán)保的角度來看瓦斯抽放的必要性 瓦斯是一種 優(yōu)質(zhì)的能源，將抽出的瓦斯加以利用，可以變害為寶，不僅改善能源結(jié)構(gòu)，而且減少了對環(huán)境的污染，可以取得顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。且由于工作面采用綜采，如 增加風量，會造成 風速過高，工作面煤塵太大，將對工作面作業(yè)人員的身體健康構(gòu)成威脅。 從礦井通風能力來看瓦斯抽放的必要性 采掘工作面是否有必要進行瓦斯抽放的判斷標準是：采掘工作面 最大供 風量小于稀釋瓦 斯所需要的風量，即當瓦斯涌 量 jq 大于通風所能解決的瓦斯涌出量 yq 時就應當抽 10 放瓦斯，其抽放瓦斯的必要性指標通常以下式表示： kcvSqq yj ?? (31) 式中： v －工作面允許的最大風速 ， 4m/s； S －工作面最小通風斷面， 5m2； c －允許風流中的瓦斯?jié)舛?1%，這里從安全的角度考慮取 %； k －瓦斯涌出不均衡系數(shù)，取 。 （ 3）開采有煤與瓦斯突出危險煤層的。 瓦斯抽放的必要性 根據(jù)國家煤礦安全監(jiān)察局 2020 年頒布的《煤礦安全規(guī)程》第一百四十五條規(guī)定，凡有下列情況之一的礦井，必須建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)或井下臨時抽放系統(tǒng) ： （ 1）一個采煤工作面絕對瓦斯涌出量大于 5m3/min，或一個掘進工作面絕對瓦斯涌出量大于 3m3/min，采用通風方法解決不合理的。 在《 烏東 煤礦 北采區(qū) B1－ B3－ 6 煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定與 抽放瓦斯可行性研究報 告 》 項目 中， 沈陽研究院 使用分源預測法，對 烏東 煤礦各主采煤層瓦斯涌出量進行了預測，結(jié)果如下： （ 1） 烏東煤礦 北采區(qū) +500 水平 B12 煤層回采工作面瓦斯涌出量 ，綜掘工作面絕對瓦斯涌出量 ； B36煤層回采工作面瓦斯涌出量 ，綜掘工作面絕對瓦斯涌出量 。 礦井瓦斯儲量 烏東煤礦 北采區(qū) 的瓦斯資源相當豐富，僅 一水平（ +400m） B12 和 B36 煤層瓦斯儲量和可抽量分別 為 ，這就為礦井的瓦斯開發(fā)利用提供了充足的資源條件 ，同時也 對 礦井的 安全生產(chǎn)構(gòu)成了嚴 重的威脅。 煤層瓦斯 衰減系數(shù) B1－ 2 煤層鉆孔自然瓦斯流量衰減系數(shù)在 ～ 之間； B3－ 6 煤層鉆孔自然瓦斯流量衰減系數(shù) 為 ～ 。 煤層瓦斯壓力 B1－ 2煤層的 相對 瓦斯壓力在 +500水平為 ； B3－ 6煤層 +500水平在 ～ 之間 ； +400 水平在 ～ 之間。 8 2 煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù) 瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)分析 煤層瓦斯賦存基礎(chǔ)參數(shù)是礦井瓦斯防治和瓦斯抽放設(shè)計的依據(jù)，煤層瓦斯賦存基礎(chǔ)參數(shù)主要包括：煤層原始瓦斯壓力、煤層原始 瓦斯 含量、百米鉆孔 自然 瓦斯涌出量 及衰減系數(shù) 、煤層透氣性系數(shù)等。 7 根據(jù) 2020 年礦井瓦斯等級鑒定結(jié)果： 北采區(qū) 礦井瓦斯相對涌出量為 /t，瓦斯絕對涌出量為 m3 /min，二氧化碳相對涌出量為 /t，二氧化碳絕對涌出量為 m3 /min。小槽煤開采上限標高暫定為 +650m，大槽煤開采上限標高暫定為 +600m。 北 采 區(qū) 位置 北采區(qū)（原鐵廠溝井田）煤層傾角 43～ 51176。 在 +400m 水平輔助運輸石門和 +400m 水平膠帶輸送機石門與 B2125煤層和 B20煤層的見煤位置處，沿 B2125 煤層和 B20 煤層向西分別布 置 +400m 水平西翼集中膠帶輸送機運輸巷和 +400m 水平西翼集中輔助運輸大巷，與西采區(qū)下部車場形成對接（西采區(qū)內(nèi)的采區(qū)工程，作為原堿溝煤礦的水平延深工程的一部分，由現(xiàn)生產(chǎn)礦井負責完成）， +400m水平西翼集中膠帶輸送機運輸巷和 +400m 水平西翼集中輔助運輸大巷的坡度為 3‰，并且每隔 500m 左右布置一個聯(lián)絡巷。 開拓 巷道布置 （ 1） +400m 水平輔助運輸石門和 +400m 水平膠帶輸送機石門 為實現(xiàn)分區(qū)開拓、集 中運煤和排水的目的，設(shè)計在主、 副斜井落底 +400m 水平后，布置 +400m 水平輔助運輸石門和 +400m 水平膠帶輸送機石門，溝通 八道灣向斜的南、北兩翼， +400m 水平輔助運輸石門和 +400m 水平膠帶輸送機石門直接與南采區(qū)下部車場形成對接（南采區(qū)內(nèi)的采區(qū)工程，作為原小紅溝煤礦的水平延深工程的一部分，由現(xiàn)生產(chǎn)礦井負責完成），分別擔負南采區(qū)和西采區(qū)的主、輔運輸任務。采用單鉤串車提升，擔負礦井北、南采區(qū)的輔助提升任務。鋪設(shè)膠帶輸送機，擔負礦井聯(lián)合技術(shù)改造后的集中提煤任務。 在礦井工業(yè)場地內(nèi)布置主、副斜井 1 對。 表 14 礦井 向斜北翼 設(shè)計可采儲量表 單位： Mt 水平（ m） 礦井工業(yè)儲 量 永久煤柱 礦井設(shè)計 儲量 保護煤柱 開采損失 設(shè)計可采 儲量 +650 以上 +650+600 一水平 +600+400 二水平 +400+200 合計 礦井開拓 及采煤方式 礦井開拓方式 礦井工業(yè)廣場選擇在原鐵廠溝選煤廠東南側(cè)， 礦井開拓采用集中出煤分區(qū)開拓的方式， 井田劃分為 2 個開采水平，一水平標高為 +400m，二水平標高為 +200m。 經(jīng)計算，截止到 2020 年底， 烏東煤礦 尚有 工業(yè)資源 /儲量 ，可采儲量， 其中一水平 ， 礦井 北采區(qū) 設(shè)計可采儲量 見表 14。 煤炭地質(zhì)儲量、 采區(qū) 生產(chǎn)能力及服務年限 礦井設(shè)計資源 /儲量是指礦井工業(yè)資源 /儲量減去設(shè)計計算的斷層煤柱、 露頭防水煤柱 和井田境界煤柱等永久保護煤柱損失量后的資源儲量。 總體看 B36號煤層煤類單一，煤質(zhì)變化簡單，屬全區(qū)可采的穩(wěn)定型巨厚煤層。 B56與 B34號煤之間為灰色、灰黑色泥巖、粉砂巖，厚度 ～ ，平均 ，20～ 24 線兩層間距多在 ～ ，分層清楚，西部兩層間距均在 以內(nèi)， 1506孔僅為 ， L1803 孔則不能分層。煤層總厚 度 ～ ，平均 ，有益厚度 ～ ，平均 ，可采厚度 。 b. B56號煤層：上距 B61號煤層 ～ ，平均是 ，層間距由西向東逐漸縮小，至 23 線時，則與 42 號煤層的間距多在 以內(nèi)，進而組合在一起，規(guī)律性明顯。煤層總厚 0～ ，平均厚度 ，有益厚度 0～ ，平均 。煤層組合獨具特征，是區(qū)內(nèi)良好的標志層，根據(jù)煤層組合特征可劃分兩個分層： a. B34號煤層：上距 B56號煤層 ～ ，平均 ，層間距是西大東小。該煤層有 煤類單一，煤質(zhì)變化簡單，屬全區(qū)可采的穩(wěn)定型巨厚煤層。煤層結(jié)構(gòu)從簡單到復雜，含夾矸 0～ 17 層，西部結(jié)構(gòu)較簡單，含夾矸 1～ 5 層，東部復雜，含夾矸 7～ 10 層。在穿過本煤層的 84 個鉆孔中， 17 個孔未見頂板，全部可采，為穩(wěn)定的巨厚煤層。 主要開采 B12號煤層和 B36號煤層。可采煤層有 B3 B3B3 B323 B3 B30 B282 B242 B B1 B1 B1 B1 B1 B14 B14 B1B1 B1 B B B6 B5 B3 B12等計 25 個層（組）。 平推最大 20 對井田無影響 煤層 北采區(qū)主要開采 八道灣向斜北翼 煤層， 含煤地層是中侏羅統(tǒng)的西山窯組，地層總厚度 。 52176。 230176。 67176。 平推最大 60 f36 2223線南部 1000 平推斷層 310176。 235176。 42 對井田有影響 f35 19線南部 1100 平推斷層 30176。 52176。 30 f34 向斜北側(cè) ， 1922線處 500 逆斷層 53176。 310176。 61176。 60 對井田無影響 f32 L17線南端 ， 向斜軸部 300 平推斷層 335176。 155176。井田斷層特征見表 11。對井田有直接影響的斷層有三條（ f3f3 f36），其余斷層對井田影響不大。向斜北翼為一向南東傾斜的單斜構(gòu)造，傾角東緩西陡，傾角 43～ 51176。 3 向斜南翼為一向北北東傾斜的陡傾斜單斜，傾角 83～ 89176。