【正文】 提出并試驗應用了交叉鉆孔強化預抽煤層瓦斯的方法，顯著提高了低透氣性煤層的瓦斯抽放率；而日本針對開采深度大的煤層時采用大直徑鉆孔來提高抽采效果；德國和捷克通過向煤層打放射狀鉆孔以延長抽采時間，成功達到了提高瓦斯抽采量的目的；在封孔工藝上，德國和日本在首先推廣應用聚氨酯封孔技術，使抽放負壓達到 50KPa 以上 ， 近年來由于石油、天然氣能源的急缺，煤層氣作為煤炭的伴生能源更是受到熱捧，美國等發(fā)達國家掀起了對瓦斯抽采開發(fā)試驗的新浪潮 [5]。這些國家都把抽放瓦斯的工作作為治理瓦斯的生產工序，是高瓦斯含量煤層回采中的一個必不可少的環(huán)節(jié) [4]。 1964年Lindine等根據(jù)所觀察的 瓦斯 含量和殘余 瓦斯 含量與深度之間存在 的非線性函數(shù)關系，提出了第一個預測生產礦井瓦斯涌出量的經驗模型 ； 1968年， Airey從理論上導出了第一個預 測礦井靜止工作面瓦斯釋放量的偏微 分方程，采用解析法求解，建立了一維、單孔隙、氣相的產量預測模型 ； 1972年 PriceAbdalla提出了二維、單孔隙、氣水兩相綜合性產量預測的數(shù)學模型和有限差分的數(shù)值模型，該模型能求解具不規(guī)則邊界的條件和模擬工作面推進的移動內邊界問題，并且開發(fā)了相應的計算機軟件 NTERCOMP_1； 1978年美國煤礦局提出了 定向傾斜鉆孔 法來抽采煤層瓦斯，該方法將是地面垂直鉆孔和煤層中水平針孔相結合，實現(xiàn)了彎曲鉆孔 [3]。并且該礦井通過通風方式無法消除瓦斯隱患，安全難以得到保證，所以本次對 XX 煤礦進行的瓦斯抽放設計，具有防止該煤礦發(fā)生瓦斯事故，提高生產效率，實現(xiàn)該煤礦本質安 全化的重要作用。 因此，瓦斯抽放已成為我國煤礦瓦斯災害治理的主要技術手段。尤其針對瓦斯涌出量很大的礦井或采區(qū)，瓦斯抽放在技術上和經濟上都是必須的。瓦斯抽放對煤礦瓦斯治理有以下幾方面的作用 ：首先，瓦斯抽放可以減少開采時的瓦斯涌出量，從而減少瓦斯隱患和各種瓦斯事故，是保證安全生產的一項預防性措施。這些血淋淋的事實無不說明了瓦斯事故是制約煤礦安全生產的 “ 頭號大敵 ” [1]。 近年來我 國煤礦安全生產狀況有明顯改善，百萬噸 死亡率從 2020年的 降至 2020 年的 ，但是 與發(fā)達國家 的百萬噸死亡率相比仍相差甚遠，煤炭行業(yè) 在我國 仍然是一個高風險的行業(yè)，煤礦事故發(fā)生率居高不下。采煤作業(yè)作為高危險行業(yè)，在安全生產方面尤為重視。 關鍵字： 瓦斯涌出、瓦斯抽放、瓦斯抽放系統(tǒng)、瓦斯抽放工藝 2 Abstract With the rapid development of coal production technology, mine production capacity is greatly ， the mine gas emission increases more and more with the depth of mine. The gas has bee the first restriction of coal mine safety. The gas hazard of the mine is plex and the gas emission quantity is large, which seriously restricts the normal capacity of the mine, and it is difficult to solve with the method of ventilation alone. In the paper, the basic situation of the XX Coal Mine is introduced, and the feasibility and necessity of mine gas drainage are analysised too； Gas emission is calculated using the Separate source method, and the mine gas drainage technology is designed with analysising the different gas drainage method。 本文介紹了礦井的基本概況，對礦井瓦斯抽放的必要性與可行性進行了分析；運用分源預測法計算礦井瓦斯涌出量，并分析 了 不同的瓦斯抽放方法，設計了礦井的瓦斯抽放工藝；通過對井下環(huán)境的分析和抽采管徑的計算，確定 了 抽采管路系統(tǒng)的相關參數(shù)；在計算抽放系統(tǒng)的管道阻力和瓦斯 泵的流量與壓力的基礎上，選擇了合適的瓦斯泵型號。 1 摘要 隨著煤礦生產技術水平的快速發(fā)展，煤礦生產能力大大提高，但是 隨著開采深度的增加礦井瓦斯涌出量也 大大增加，礦井瓦斯已成為制約煤礦安全生產的“頭號大敵”。 一XX 瓦斯賦存情況復雜，涌出量較大，僅靠通風方法難以解決瓦斯超限問題，因而對礦井進行瓦斯抽采勢在必行。 本文 對 XX 煤礦進行的瓦斯抽放設計，對 降低 工作面回采時 瓦斯涌出 量 ，減少瓦斯事故 的發(fā)生，實現(xiàn)安全生產有重要 作用。 through the analysis of the underground environment and the Calculation of pumping, parameters of drainage pipeline system is determined. based on the resistance of drainage pipe and the gas pump’s flow parameters， the suitable model of the gas pump is selected in the paper. The gas drainage design of XX coal mine can reduce the mine gas emission during mine producing , the gas accidents will be controlled, and achieving safe production. Keywords： gas emission ， gas drainage， gas drainage system， gas drainage technology 3 目錄 1 緒論 ..................................................................... 1 選題背景及研究意義 ................................................... 1 國內外瓦斯抽放現(xiàn)狀 ................................................... 1 國外瓦斯抽放現(xiàn)狀 ................................................. 1 國內瓦斯抽放現(xiàn)狀 ................................................. 3 研究內容及技術路線 ................................................... 6 研究內容 ......................................................... 6 技術路線 ......................................................... 6 2 礦井概況 ................................................................. 8 礦井位 置、交通 ....................................................... 8 地層及構造 ........................................................... 8 煤層與煤質 ........................................................... 9 礦井開拓、開采情況 .................................................. 10 通風與瓦斯 .......................................................... 11 礦井瓦斯災害情況 .................................................... 11 3 礦井瓦斯抽放的必要性與可行性 ............................................ 13 礦井瓦斯來源分析 .................................................... 13 回采工作面瓦斯涌出量 ............................................. 13 掘進工作面瓦斯涌出量 ............................................ 16 采區(qū)瓦斯涌出量 .................................................. 18 礦井瓦斯涌出量 .................................................. 18 瓦斯涌出分析結果 ................................................ 19 瓦斯抽采的必要性 .................................................... 20 瓦斯抽采的可行性 .................................................... 20 4 抽放方法與抽放工藝 ...................................................... 22 瓦 斯抽放設計參數(shù) .................................................... 22 瓦斯儲量計算 ..................................................... 22 瓦斯可抽量計算 .................................................. 23 瓦斯抽放方法 ........................................................ 24 4 瓦斯抽放方法的確定 .................................................. 26 掘進工作面邊掘邊抽 .............................................. 26 回采工作面順層鉆孔預抽 .......................................... 28 采空區(qū)埋管抽采瓦斯 .............................................. 28 走向頂板長鉆孔抽采瓦斯 .......................................... 29 封孔工藝 ............................................................ 31 抽采參數(shù)及鉆孔施工設備 .............................................. 32 抽采參數(shù) ........................................................ 32 鉆孔施工設備 .................................................... 32 5 抽放管路系統(tǒng)選擇 ....................................................... 34 抽采管路系統(tǒng)的選擇原則 .............................................. 34 抽放管路敷設 ........................................................ 34 抽采管路管徑計算及管材選擇 .......................................... 34 瓦斯管徑計算 ..................................................... 34 抽采管材的選擇和管徑確定 ........................................ 35 抽采管路阻力計算 .................................................... 35 抽采規(guī)模 ............................................................ 36 按瓦斯儲量計算瓦斯抽采量 .........................