【正文】 b—— ； WY=?? 式中： fn：煤的孔隙率，％，查表； KY：相當于煤層瓦斯壓力下的瓦斯壓縮系數(shù)，查表； γ：煤的容重， ； p：實測瓦斯壓力， MPa（由于沒有實測值，采用以上計算值）； 按以上經(jīng)驗公式計算，各煤層在 +1510m水平和 +1400m水平的瓦斯含量見表 45 45 453： 表 451 各煤層各水平吸附瓦斯含量計算表 煤層 標高 (m) 水分 Wf 灰分 Af 揮發(fā)分 Vr 1/en a b 吸附含量 Wx（ m3/t） M0 +1510 +1400 M12 +1510 +1400 M13 +1510 5 +1400 5 M14 +1510 5 +1410 5 表 452 各煤層各水平游離瓦斯含量計算表 煤層 標高 容重 孔隙率 壓縮系數(shù) 游離含量 (m) t/m3 % m3/t M0 +1510 6 +1400 6 M12 +1510 6 +1400 6 M13 +1510 6 +1400 6 M14 +1510 6 +1400 6 表 453 各煤層各水平瓦斯含量及梯度計算表 煤層 標高 （ m） WX（ m3/t） WY（ m3/t） Wh（ m3/t） 含量梯度m3/t 礦井瓦斯儲量經(jīng) 上述公式 計算 ，其 結果 詳 見表 454。 K可 式中： W抽 —— 可抽瓦斯量， Mm 3； K可 —— 可抽系數(shù)； K可 ＝ K1 Kg K1—— 煤層瓦斯排放系數(shù)； K1＝ K3(X－ Xk)247。 瓦斯可抽量計算結果見表 455。 工作面瓦斯涌出量由本煤層、臨近層 和圍巖三部份組成，采用瓦斯涌出量預測法計算瓦斯涌出量。 （ 1） 開采層本層 瓦斯涌出量 hszdw WmmKKKK ?????? 0bq 式中： Kw— 圍巖瓦斯涌出系數(shù)， 全部陷落法 管理頂板 取 ； Kd— 丟煤損失系數(shù)， Kd=100/（ 100－ C）， C 為損失率， %，計算得 Kd =； Kz— 掘進回采巷道瓦斯預排系數(shù)， Kz=（ L－ 2h） /L， L 為工作面長度 102m， h 為掘進 預排寬度，本礦井為無煙煤，取 10m，計算得 Kz=； Ks— 瓦斯涌出程度系數(shù)，取 ； m— 開采 層 厚度， m； m0— 開采分層 厚度， m； Wh— 本煤層瓦斯含量， 根據(jù)上述瓦斯含量預測值， M12 煤層+1400m 的瓦斯含量為 ； 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，代入公式可得開采 M12 煤層 +1400m 標高時，本層瓦斯 涌出量為： tmWmmKKKK hszdw/q30b????????????? （ 2） 鄰近 層瓦斯涌出量 isii WKbmm ???? ? 0nq 式中： mi— 鄰近煤層厚度 ， m； bi— 鄰近煤層 瓦斯涌出程度系數(shù)， 其計算公式： bi=LW LWW i icii ?? )( Wi— 第 i 鄰近層瓦斯含量， m3/t； Wci— i 鄰近層殘余瓦斯量， m3/t； Li— i 鄰近層的瓦斯排放帶寬度， m，其計算公式： Li= LtgHi ??2； Hi— 第 i 煤層與開采層的間距， m； ? — 卸壓角，（176。 則回采面瓦斯涌出量為： qf=qb+qn=+=。 其涌出量計算公式如下： qj= qm + qL 式中 ： qj— 掘進工作面瓦斯涌出 量， m3/t； qm— 掘進煤壁瓦斯涌出量， m3/t，其計算公式如下：qm=nmVqv（ 1/L2 0 ?V ），代入數(shù)據(jù)得 qm=； qL— 落煤瓦斯涌出量， m3/min，其計算公式如下： qL=sVγ（ Wh－ WC)，代入數(shù)據(jù)得 qL=； n— 暴露煤面?zhèn)€數(shù)，單巷掘進時 n=2； m— 煤層 厚度， m； V— 巷道平均掘進速度， ； qv— 煤壁瓦斯涌出初速度， m3/（ m2 Wh Vr— 煤 的 揮發(fā)份， %； Wh— 煤層瓦斯含量， m3/t； L0— 巷道瓦斯涌出量達到最大穩(wěn)定值時的巷道長度， 根據(jù)經(jīng)驗取 100m； s— 掘進端頭見煤面積， ； γ— 原煤容重， ； WC— 煤層殘存瓦斯含量， M12 煤層揮發(fā)分 %，查表取6m3/t； 根據(jù)以上經(jīng)驗數(shù)據(jù)代入公式可得： qj=qm+qL=+=。 代入數(shù)據(jù)可得 qk=。 根據(jù)上述計算 結果，礦井相對瓦斯涌出量預測值（含回采面瓦斯涌出量、掘進面瓦斯涌出量、采空區(qū)瓦斯涌出量）為 ，絕對瓦斯涌出量為 。 （三） 抽放瓦斯的必要性和可 能 性 抽放瓦斯的必要性 （ 1） 相關規(guī)定要求 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第一百四十五條規(guī)定：有下列情況的礦井，必須建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)或井下臨時瓦斯抽放系統(tǒng)： 1）一個采煤工作面的瓦斯涌出量大于 5m3/min 或一個掘進工作面瓦斯涌 出量大于 3m3/min，用通風方法解決瓦斯有問題不合理的。 3）開采有煤與瓦斯突出危險煤層的。 （ 2） 瓦斯涌出治理需要 絕對瓦斯涌出量與礦井生產(chǎn)產(chǎn)量有關系， 青松嶺 煤礦設計生產(chǎn)能力 150kt/a， 全礦布置 一個回采工作面 、兩個煤巷掘進工作面 ，礦井絕對瓦斯涌出量可達到 。 （ 3） 綜合利用需要 瓦斯是一種優(yōu)質、潔凈的能源，將抽出的瓦斯加以利用，可以變廢為寶，改善能源結構，保護礦 區(qū)環(huán)境，取得顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。因此，從煤層氣資源開發(fā)利用和環(huán)保的角度看，建立瓦斯抽放系統(tǒng) 進行瓦斯抽放，還具有一定的社會、經(jīng)濟效益。 抽放瓦斯的可 能 性 （ 1）開采層 抽放 瓦斯 的可 能 性 本煤層瓦斯抽放的可 能 性主要取決于煤層 的 自然透氣性，其評價指標有兩個：煤層的透氣性系數(shù)（ λ）和鉆孔瓦斯流 量衰減系數(shù)（ α）。應用高壓水射流擴孔、深孔控制預裂爆破等方法來進一步提高煤層的透氣性系數(shù)。 （ 2） 鄰近層抽放 瓦斯 的可能性 青松嶺 煤礦開采的 M12 煤層 與 上鄰近層 M0 煤層間距較 大，約為60m， M12 煤層開采后，相對于 M0 煤層而言，起不到卸壓作用。因此，鄰近層抽放瓦斯可行。 表 456 煤層瓦斯抽放的難易程度劃分表 分類 鉆孔流量衰減系數(shù) d1 煤層透氣性系數(shù) m2／ MPa2但隨著 礦井抽放系統(tǒng)的建立，瓦斯抽放將長期化、規(guī)范化。 抽放瓦斯效果預計 （ 1）礦井（采區(qū)） 瓦斯抽放率 礦井（采區(qū)）瓦斯抽放率按以下公式計算： zkkk Q?? 100? 式中： k? —— 礦井（采區(qū)）瓦斯抽放率， %； kQ —— 礦井（采區(qū)）瓦斯抽放 量 ， Mm3/a； zQ —— 礦井（采區(qū)） 總回風 絕對 瓦斯 涌出量 ， Mm3/a。根據(jù)《煤礦瓦斯抽采基本指標》 （ AQ10262020）的 要求 ，礦井絕對瓦斯涌出量小于 20m3/min 時，礦井（采區(qū)）瓦斯抽放率不小于 25%，本礦井（采區(qū)）瓦斯抽放率取 25%。根據(jù)上述基本情況，采用下列公式預計礦井年抽采量。 Qa=330 = （ 3） 瓦斯抽放年限 利用可抽量計算礦井瓦斯抽放年限如下 ： A=Q 可 ／ Qa 式中： A—— 瓦斯抽放年限， a； Qa—— 礦井設計 年 瓦斯抽 放 量， Mm3/a； A=247。 根據(jù) 青松嶺 煤礦地質資料顯示， 井田 內無溶洞存在， 因此，礦井瓦斯來源主要是含煤地層中可采煤層和不可采煤層中 的 瓦斯 以及圍巖瓦斯構成 。 青松嶺 煤礦礦界范圍內 開采煤層為 M0、 M1 M1 M14 四層煤層 ， 首采面布置在 M12 煤層。根據(jù)上述瓦斯涌出量預測結 果， 本煤層瓦斯涌出 量 占 80％，鄰近層瓦斯涌出 量 占 20%。 （ 7）減小或消除突出危險和減少風排瓦斯涌出量及減輕礦井通風負擔，為煤炭開采提供安全生產(chǎn)環(huán)境。因此，根據(jù)礦井的煤層和瓦斯賦存狀況、礦井開拓及抽放瓦斯的目的，結合抽放瓦斯方法選擇的原則，確定礦井抽放瓦斯方法。當 M12 煤層采煤工作面形成后（即準備工作面）， 在工作面運輸 順槽 布置鉆 場向本煤層打順層鉆孔，設計 15m 一個鉆場，每個鉆場布置 5 個鉆孔， 最深 鉆孔深度 為 70m，最低鉆孔深度為 35m，采用水泥砂漿或膨脹水泥封孔，封孔長度 3～ 5m。 心線夾角孔5m35m70m5m3～5m∮89mm∮65mm工作面回風順槽 工作面運輸順槽15m 15m順層鉆孔鉆場準備工作面31223鉆123與鉆場中(176。 )與煤層傾角一致與煤層傾角一致與煤層傾角一致孔 深鉆 孔 位 置距鉆場中心線 距煤層底板（m）（m）（m）0 37072360(左 )1 . 215. 9 (右 )1 . 20. 80. 80. 8軟木塞　檔 板注漿管2寸雙抗塑料管 塑料管圖4 5 1 準 備工作面預抽鉆場、鉆孔布置示意圖封孔剖面圖水泥沙漿 （ 2）石門揭煤預抽 石門掘進到離煤層一定距離 （ 15～ 20m） 時 布置 鉆場，再從石門向煤層打穿層鉆孔對煤層瓦斯進行預抽， 采用 膨脹水泥封孔，封孔長度3～ 5m。 10～15m25002500ⅡⅡ39。Ⅱ Ⅱ39。400400圖452 石門揭煤抽放鉆孔布置示意圖10～15m （ 3）煤巷（半煤巷）打超前排放孔 掘進工作面瓦斯涌出量不大，采用通風方法可以將工作面涌出的瓦斯稀釋到 1%以下，因此，采用在掘進工作面順層布置超前瓦斯排放孔，不進行瓦斯抽放。 詳見煤巷掘進工作面超前排放鉆孔 布置 示意 圖 453。剖 面Ⅰ39。礦井采用 走向長壁 采煤法，采煤時采空區(qū)瓦斯向采面涌出較大， 采用 半封閉采空區(qū)抽采 （ 埋管抽采 ） 管道布置，如圖 454 所示。ZDY750 型煤礦用液壓鉆機技術參數(shù)見表 457。 0～ 90 6 鉆孔方位角 186。瓦斯抽放鉆孔 設計 采用 BFK10/ 型礦用封孔泵封孔 ， BFK 型礦用封孔泵主要應用于煤礦瓦斯抽放封孔 。其工作壓力 ，流量為 8～ 10L/min， 電機功率 3kW，質量 220kg，封孔長度水平孔達到 30m，垂直孔能達到 20m。抽放參數(shù)考察的儀器儀表主要有：孔板流量計、皮托管流量計、 家用煤氣表、水銀壓差計（或真空表）、水柱壓差計 、 氣體采樣器等。 2） 抽放 管路應敷設在曲線斷最少、距離最短的巷道中。若 設在運輸巷道內 ， 應將管路架設一定高度并加以固定，防止機車或礦車 一旦掉道不至于 撞壞 管子 。 5）管路布置應考慮到運輸、安裝、維修和日常檢 查方便。 抽放管路 管徑、材質 、規(guī)格 根據(jù)輸送的瓦斯流量不同， 抽放 管路中的管道分主管、干管、支管三種，其合理的管徑按下式計算： ??????? VQd 式中： d—— 瓦斯管內徑 ， m； Q—— 瓦斯管內流量 ， 根據(jù)礦井日瓦斯抽放量 、采掘工作面日瓦斯抽放量 Mm3 和采空區(qū)日瓦斯抽放量 Mm3，按照瓦斯抽放率 25%分別計算得：主管 ，干管，支 管 ； V—— 瓦斯管 內 流速， 取 5m/s。