【正文】 工作面 D=2 +4=； v—巷道平均掘進速度； 按設計的 300m/mon 即 ； L—掘進巷道長度； 取 800m； q0—煤壁瓦斯涌出初速度， m3/m2 min q02= ( ()2+) = 一采區(qū)落煤瓦斯涌出量： q4= ()= m3/min； 二采區(qū)落煤瓦斯涌出量： 20 q4= ()= m3/min； 表 28 掘進工作面瓦斯涌出量預測結果 生產時期 掘進工作面 煤厚 （ m） 瓦斯含量（ m3/t） 巷長 (m) 掘進速度 （ m/mon） 瓦 斯涌出量（ m3/min） 煤壁 落煤 合計 一 采 區(qū) 北翼順槽 800 300 南翼順槽 800 300 二 采 區(qū) 北翼順槽 800 300 南翼順槽 800 300 從以上各式可看出，掘進工作面瓦斯涌出量在煤層瓦斯 含量不變的情況下，與巷道掘進速度有關，掘進速度越快， 其瓦斯涌出量越大；在煤巷掘進速度相同的情況下，所掘進煤層的瓦斯含量越大，巷道絕對瓦斯涌出量越大。 采區(qū)瓦斯涌出量預測 生產采區(qū)瓦斯涌出量系采區(qū)內所有回采工作面、掘進工作面（巷道）和生產采空區(qū)瓦斯涌出量之和，按下式計算： inini iii AqAqKq01 1144039。K —生產采區(qū)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)； iq回 —第 i 個回采工作面的瓦斯涌出量， m3/t； iA —第 i 個回采工作面的平均日產量， t/d； iq掘 —第 i 個掘進工作面（巷道）的瓦斯涌出量， m3/min； iA0 —生產采區(qū)回采煤量和掘進煤量的總和， t/d。 表 210 礦井瓦斯涌出量預測結果 生產時期 生產區(qū)域 日產量 (t/d) 瓦斯涌出量 生產采區(qū)(m3/t) 已采采 區(qū) 系數(shù) 合 計 (m3/min) (m3/t) 前期 一采區(qū) 3818 后期 二采區(qū) 3818 由表 210 可以看出， 礦井 初期 的絕對瓦斯涌出量為 m3/min。 22 表 31 礦井瓦斯涌出量構成預測結果 礦井總涌出量 (m3/min) 掘進面涌出量 (m3/min) 采空區(qū)涌出量 (m3/min) 回采面涌出量 (m3/min) 掘進面所占比例（ %） 采空區(qū)所占比例（ %） 回采面所占比例（ %） 表 32 工作面瓦斯涌出量構成預測結果 工作面 采面總涌出量 (m3/min) 本層涌出量 (m3/min) 采空區(qū)及鄰近層涌出量 (m3/min) 本層占比例（ %） 采空區(qū)及鄰近層占比例（ %） 一采區(qū) 工作面 注：采空區(qū)瓦斯包括圍巖與鄰近層瓦斯。根據(jù)表 3 32，工作面瓦斯一部分來源于開采層的煤壁和落煤解吸的瓦斯，另一部分來源于采空區(qū)和上鄰近層，采空區(qū)瓦斯涌出包括丟煤解吸的瓦斯、圍巖涌出的瓦斯，為此工作面瓦斯主要來源于開采落煤、上鄰近層和采空區(qū)（含圍巖）涌出的瓦斯。 瓦斯抽放必要性 根據(jù)國家煤礦安全監(jiān)察局 2021 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 個掘進工作面的瓦斯涌出量大于 3m3/min，用通風方法解決瓦斯問題不合理的。 從瓦斯涌出現(xiàn)狀及預測情況看抽放瓦斯的必要性 從生產現(xiàn)狀看，如前所述 2021 年度礦井瓦斯等級鑒定結果為：煤層瓦斯相對涌出 23 量為 ，絕對涌出量為 。 一 采區(qū)作為 首 采區(qū)，在掘進工作和以后的回采工作中 靠通風方法稀釋 工作面瓦斯比較困難且不合理， 按照 “先抽后采 ”的方針，應采用抽放。 從通風能力看抽放瓦斯的必要性 采掘工作面實行瓦斯抽放的必要性判斷標準是：采掘工作面設計風量小于稀釋瓦斯所需要的風量，即下式成立時，抽放瓦斯才是必要的。 掘進工作面通風量在 400m3/min 左右，根據(jù)上式計算通風所能解決的瓦斯量 為，而根據(jù)涌出量預測 一采區(qū) 10煤層 運輸順槽掘進工作面最大瓦斯涌出量 為 ，單獨依靠通風不能解決 掘進工作面的 瓦斯問題 ；同時， 10煤層 工作面的通風量在 1200m3/min 左右， 根據(jù)上 式計算通風所能解決的瓦斯量 為 8m3/min 左右 ，而根據(jù)涌出量預測 采煤 工作面 的 瓦斯涌出量 為 ，單獨依靠通風不能解決 采煤工作面的 瓦斯問題 ， 所以需要建立瓦斯抽放系統(tǒng)來抽放通風無法解決剩余瓦斯。根據(jù)前面的計算， XX 煤礦瓦斯總儲量758330km3，可開發(fā)瓦斯量 435280km3。因此，從資源利用和環(huán)保角度看建立瓦斯抽放系統(tǒng)是必要的。 24 表 33 煤層預抽瓦斯難易程度分類 鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù) α（ d1） 煤層透氣性系數(shù) λ（ m2/MPa2d 。 通過以上分析， XX 煤礦具備建立地面永久瓦斯 抽放系統(tǒng)的條件。 瓦斯資源可靠、儲量豐富，預計瓦斯抽放服務年限在 5 年以上。 4 瓦斯抽放 方法的選擇 瓦斯抽放 方法 的選擇 瓦斯抽放 方法的選擇，主要是根據(jù)礦井（或采區(qū)、工作面）瓦斯來源、煤層賦存狀況、采掘布置、開采程序以及開采地質條件等因素進行綜合考慮。 瓦斯抽放方法概述 回采工作面瓦斯來源及構成 根據(jù) 工作面瓦斯涌出量構成預測結果（詳見，表 32），工作面瓦斯一部分來源于開采層的煤壁和落煤解吸的瓦斯，另一部分來源于采空區(qū)丟煤解吸的瓦斯和圍巖、鄰近層涌出的瓦斯。 開采層瓦斯抽放 開采層抽放包括預抽、邊采邊抽和強化抽放等方式，預抽主要采用鉆孔預抽，是在工作面開采前預先抽放煤體中的瓦斯，屬于未卸壓煤層的瓦斯抽放，對于透氣性及其它預抽條件較好的煤層，預抽會取得較好效果。 XX 煤礦 為 高瓦斯 礦井 ， 10煤層透氣性系數(shù)為 同時， 為了保證抽放效果， XX 煤礦應加強邊采邊抽，并適當加大布孔密度和增加抽放時間 的方式來提高預抽效果 ，也可 采用預裂爆破等強化抽放的方式 來提高預抽效果。 鄰近層瓦斯抽放 鄰近層瓦斯抽放就是通常所說的卸壓層瓦斯抽放。此時煤層與巖層之間形成的空隙與裂縫， 不僅可儲存卸壓瓦斯，而且也是良好的瓦斯流動通道，為防止鄰近層瓦斯向開采層工作面涌出就應當用抽放的辦法來處理這部分瓦斯。 根據(jù)工作面瓦斯涌出量預測結果， XX 煤礦鄰近層瓦斯涌出量占回采工作瓦斯涌出量 的 22%左右 ，鄰近層是工作面瓦斯涌出的來源 之一 ， 據(jù) XX 煤礦的煤層賦存與開采條件，可采用由開采層層內鉆場向鄰近層打穿層鉆孔抽放鄰近層瓦斯 。采空區(qū)瓦斯抽放屬于卸壓抽放，采空區(qū)瓦斯抽放具有抽放量大、來源穩(wěn)定等特點。 根據(jù) 10煤層 煤層賦存條件和巷道布置情況， XX 煤礦 可采用頂板 高位鉆孔 、 斜交鉆孔法 、采空區(qū) 插 管法等抽放方法 治理現(xiàn)采空區(qū)及鄰近層瓦斯 。 XX 煤礦老采空區(qū)瓦斯涌出量較大 ，應選用全封 閉式抽放方法。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。 斜向鉆孔抽放 （ 1） 抽放方法：在工作面回風側打順層斜向鉆孔，工作面開采前進行煤層瓦斯預抽，開采時進行采動卸壓抽放。 表 41 斜向鉆孔技術 參數(shù)表 鉆孔 類別 鉆孔與巷道夾角（ 176。） 孔深 （ m） 鉆孔直徑 （ mm） 孔間距 （ m） 斜向 鉆 孔 60 與煤層傾角相同 140 94 5 注：以上技術參數(shù)供工作面試驗用，須根據(jù)實際效果考察來確定合適的參數(shù)。 抽放鉆孔間距應進一步考察，確定合理鉆孔間距， 預抽時間 預計為 9 個月。它的種類繁多，根據(jù)原料配方不同，可以制成多種不同產品。聚氨酯封孔采用卷纏藥液法及鉆孔內封孔管結構，見 圖 42。由于工作面在回采時，回風巷需進行超前支護大約 20m，為了不影響生產，需提前拆除管路，給瓦斯管路的管理造成一定困難，所以可以考慮在靠近工作面切眼 30m內的鉆孔用軟膠管與抽放管相連，抽放管未端特制一段 2～ 3m長的短管，短管上做幾個變徑三通，與靠近工作面的鉆孔用軟管相連，鉆孔報廢后再向前移動短管，保持短管始終在抽放管路的末端，這樣一來，工作面的預抽鉆孔可 以抽取大量的卸壓瓦斯，使本煤層預抽取得較好的抽放效果。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。抽放工藝如圖 29 43 所示。抽放管伸入上隅角長度及位置應根據(jù)實際抽放效果，不斷調整，得到合理的參數(shù)。 圖 43 上隅角插管抽放瓦斯示意圖 圖 44 上隅角分支插管抽放瓦斯示意圖 全封閉采空區(qū)抽放 抽放管路擋風簾鎧裝軟管支架采空區(qū)抽放管 擋風簾 鎧裝軟管1 002 回風巷1 002 回風巷1 002 工作面抽放管路擋風簾擴散器 單體支架采空區(qū)膠管擋風簾 鎧裝軟管抽放管 擴散器1 002 回風巷1 002 工作面1 002 回風巷 30 XX 煤礦老采空區(qū)瓦斯涌出量較大，是礦井主要的瓦斯來源 之一 ，為防止采空區(qū)向礦井、采區(qū)涌出瓦斯，打密閉墻時，向采空區(qū)密閉墻內插管，進行老采空區(qū)瓦斯抽放。 圖 45 全封閉采區(qū)瓦斯抽放示意圖 （ 1）密 閉墻插管布置參數(shù) 采空區(qū)閉墻插管抽放瓦斯，是解決采空區(qū)瓦斯向外涌出的一項行之有效的措施，但要求閉墻密閉性好，以保證抽放瓦斯的濃度。密閉墻總厚度為 ，為保證密閉性，將巷道四周墻壁挖出深約 ，將料石鑲嵌進去，中間留有不小于 lm的空間用土夯實，將瓦斯管放在閉墻的上部。 （ 2）插管與主管的連接與管理 由于采空區(qū)密封性較差，瓦斯?jié)舛炔粫撸⑶也▌雍艽?，為確保整個抽放系統(tǒng)的瓦 斯不低于安全濃度以下，所以插管與主管連接處必須設閥門，節(jié)流孔板和濃度檢測口，以便于及時檢測抽出的瓦斯?jié)舛?、流量?鉆場規(guī)格 尺寸 為：寬 ，長4m，高 ， 鉆場掘成后，在開口處架設一架抬棚進行支護 ， 鉆場間距為 25m。 圖 46 掘進面邊掘邊抽示意圖 表 42 邊掘邊抽鉆孔技術參數(shù)表 鉆孔 類別 鉆孔與巷道中心線夾角 （ 176。） 孔深 （ m） 鉆孔直徑 （ mm） 邊掘邊抽 β1 5176。 β3 15176。 （ 1） 鉆場鉆孔布置原則 1） 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。 （ 2） 鉆孔與抽放管路連接 鉆孔與抽放管路連接方式 ， 見圖 47。 高位鉆孔抽放采空區(qū)或鄰近層 瓦斯 （鉆場布置在煤層內） 高位鉆孔抽放鄰近層瓦斯技術就是針對高瓦斯無煤柱（無尾巷），綜采或綜放工作面的特點，為解決瓦斯超限問題，采用沿開采層走向布置迎面定向水平長鉆孔代替頂 板瓦斯巷抽放上鄰近層瓦斯或采空區(qū)瓦斯。 2）鉆場施工：沿回風順槽每隔 50m布置一個鉆場， 鉆場長 4m，寬 3m，高與巷道相同。鉆孔及鉆場布置，見圖 48；鉆孔參數(shù)，見表 43。） 傾角 （ 176。 由于 10煤層較厚，所以必須保證足夠的封孔長度（ 4~6m）才能取得較好的抽放效果。 鉆場通風 為防止鉆場內瓦斯集聚需用局部通風機采用分支風管法對鉆場進行通風 （因鉆場在擴散通風范圍內，必要時采用局扇通風） 。 表 44 抽放方案選擇 類別 抽放方式 理由 備注 建議 本煤層抽放 回采面預抽及邊采邊抽 煤層瓦斯含量大，透氣性系數(shù)衰減系數(shù)滿足預抽條件，同時可采前預抽，采時卸壓抽，預抽時可增加煤層的透氣性系數(shù)。 首先采用。 在掘進工作面順槽兩幫掘鉆場抽放。 采空區(qū)抽放 老采空區(qū)全封閉抽放 已采完封閉的老采空區(qū)瓦斯涌出量大。 首先采用。 由工作面運輸巷、回風巷向采空區(qū)上方打斜交迎面鉆孔抽放。 采空區(qū)（上隅角）插管 抽放 現(xiàn)采空區(qū)瓦斯涌出量較大 ，上隅角超限 。 首 先采用。 一個回采 工作面 及一個備用工作面 共布置 600 個鉆孔，單孔 平均瓦斯 抽放量 預計 為，工作面抽放量為 36m3/min 左右。 XX 煤礦 抽放 采空區(qū)及鄰近層瓦斯，屬于卸壓抽放，抽放量較大 。 為防止老采空區(qū)瓦斯涌出，需采用全封閉采空區(qū) 方法 抽放老采空區(qū)瓦斯 。 XX 煤礦 采空區(qū)瓦斯抽放量 可達到 14m3/mi