【正文】 和采空區(qū)瓦斯抽采量，則計算結果見表3－4－1，各回采工作面、掘進工作面、采區(qū)和礦井瓦斯涌出量前后瓦斯涌出量對比見表3－4－1。因此今后礦井開采時應加強煤層瓦斯基本參數的測定工作，以便修正瓦斯抽采設計，同時使之能更科學合理的指導礦井瓦斯的抽采工作。（2）礦井絕對瓦斯涌出量大于15m3/min，年產量等于或小于40萬t；礦井絕對瓦斯涌出量大于20m3/min，年產量等于或小于60萬t：礦井絕對瓦斯涌出量大于25m3/min，年產量等于或小于100萬t；礦井絕對瓦斯涌出量大于30m3/min，年產量等于或小于150萬t。（3）開采具有煤與瓦斯突出危險煤層。歷史上礦井瓦斯相對涌出量最大為： m3/t，絕對涌出量為： m3/min，大于25m3/min。但現在開采淺部煤層，下一步隨著煤炭產量的增加和采掘的延深，絕對瓦斯涌出量就會增加。因此從瓦斯涌出的現狀和下一步增產進行分析，礦井建立瓦斯抽采系統(tǒng)采取瓦斯抽采措施是必要的?？傮w構造為一走向近東西，傾向南的單斜構造，地層傾角一般為6—12176。在此背景上又發(fā)育著次一級的褶曲，如南張芹向斜、潘溝背斜、放馬溝向斜，褶曲軸向呈東西向展布，兩翼多不對稱，向斜北翼陡南翼緩，背斜軸部開闊，傾角平緩。柱狀陷落發(fā)育，已證實的陷落共63個。而且該礦井目前已經在井下四、五采區(qū)建有移動瓦斯泵站各一座，安裝四臺BJW20YJ抽采泵，地面建有固定瓦斯抽采泵站，安裝兩臺CBF4102BV3抽采泵，對回采工作面和采空區(qū)實行瓦斯抽采，并取得了一定效果。瓦斯抽采的可行性應以是否能抽出瓦斯或能否獲得較好地抽采效果來評價，而抽采方式則應根據煤層的開采程序和巷道布置來選擇。所以在抽采方法上結合開采煤層預抽和采空區(qū)抽采達到抽采目的。從以上可以看出，雖然XX煤礦的煤層屬于較難抽采煤層，但采取適當措施后，瓦斯抽采也是可行的。由此可以看出，XX煤礦開采時的瓦斯涌出主要以本煤層瓦斯涌出為主。2．應根據礦井瓦斯涌出來源及涌出量構成分析，有針對性地選擇抽采瓦斯方法，以提高瓦斯抽采效果。4．巷道布置在滿足瓦斯抽采的前提下，應盡可能利用生產巷道，以減少抽采工程量。6．選擇的抽采方法應有利于提高瓦斯抽采效果，降低瓦斯抽采成本。二、抽采瓦斯方法選擇XX煤礦主要開采15煤層，從《煤層瓦斯賦存規(guī)律階段報告》、預測的瓦斯涌出量構成以及實測來看，其瓦斯來源主要為本煤層的瓦斯涌出。因此，根據礦井的瓦斯賦存狀況、礦井開拓及抽采瓦斯的目的，結合抽采瓦斯方法的選擇原則，確定XX煤礦抽采瓦斯方法為以本煤層瓦斯抽采為主、采空區(qū)抽采（裂隙帶抽采）為輔，預抽與邊采邊抽、邊掘邊抽相結合的綜合抽采瓦斯方法。鉆場的規(guī)格應根據巷幫瓦斯抽采鉆孔布置的要求、選用鉆機的外型尺寸及鉆桿長度而定。在每一鉆場內，沿走向布置5個邊掘邊抽鉆孔，即左、右鉆場各5個,4個孔深300m左右，1個孔深150m左右。圖5－1 掘進巷道邊掘邊抽鉆孔布置方式示意圖在回風順槽沿工作面傾斜方向布置順層鉆孔，預抽工作面煤體內的瓦斯。兩種鉆孔交替布置，平行鉆孔與斜向鉆孔呈15176。圖5－2 開采層瓦斯抽采順層鉆孔布置方式示意圖全封閉采空區(qū)是指工作面已采完封閉的采空區(qū)，也稱老采空區(qū)。加強采空區(qū)密閉對全封閉采空區(qū)瓦斯抽采是個必要條件，提高采空區(qū)的氣密性可防止漏氣，保持必要的抽采瓦斯?jié)舛群头乐褂凶匀純A向煤層因漏氣進氧而發(fā)生采空區(qū)發(fā)火。永久性密閉要選擇頂底板堅固的巖（煤）層巷道，兩道密閉墻（磚或料石）中間充填砂或黃土，密閉墻四周要掏槽，插管抽采的密閉上還應設置注砂（泥漿）管和采氣測溫管等觀測管。見圖5－3所示。尾巷插管抽采法是在回采工作面的排瓦斯尾巷安裝瓦斯抽采管，排瓦斯尾巷與回風巷每隔30m用聯(lián)絡巷連通，當工作面推進到聯(lián)絡巷時，沿聯(lián)絡巷頂板敷設一段瓦斯抽采管，并在管口設木垛保護，工作面推過聯(lián)絡巷后，密閉聯(lián)絡巷，開始抽采采空區(qū)瓦斯。圖5－4 尾巷插管抽采法示意圖埋管抽采法是在回風巷抽采管的末端設一彎管，使抽采管口抬高至回風巷頂，并設木垛對其管口進行保護，以此形成埋管口。當工作面推進至下一個埋管口三通處，接替埋管口已經埋在采空區(qū)內3～5m時，將埋在采空區(qū)里的前一埋管段控制閥門關閉，打開下一循環(huán)的埋管口閥門，以此達到利用埋管不斷抽采采空區(qū)的瓦斯的目的。 圖5－5 采空區(qū)埋管抽采示意圖頂板走向長鉆孔抽采是在工作面的回風巷道內向煤層頂板方向迎著工作面推進方向打扇形鉆孔，鉆孔終孔位置位于采空區(qū)上方裂隙帶內，以抽采采空區(qū)和鄰近層的瓦斯。鉆孔長度在130m以上，保持30m以上的超前距。圖5－6 采空區(qū)裂隙帶瓦斯抽采方法示意圖第三節(jié) 抽采參數的確定一、抽采率的確定抽采率根據煤層可抽性及抽采時間確定，XX煤礦的瓦斯主要來源于開采層，因此，在實施抽采時應堅持“以開采層抽采為主、采空區(qū)抽采為輔”的原則。根據我國其他預抽瓦斯礦井實際抽采瓦斯情況的統(tǒng)計分析,預計不同抽采時間的預抽率見表531。表531 不同抽采時間的預抽率鉆孔間距不同抽采時間百米鉆孔累計預抽率(%)1年2年3年4年5年10m2540505560根據XX煤礦的采掘計劃，按照表5－3－1的統(tǒng)計的各地預抽率的經驗數據，設計XX煤礦9煤層的預抽率為35%，15煤層的預抽率為40%。首采面處于淺部煤層，煤層瓦斯含量低，由于首采面采掘關系接替較緊張，首采面在掘進時在掘進工作面后方向煤層打預抽鉆孔，預抽時間暫定為3個月，在首采面試采時需加強對瓦斯的監(jiān)測，當通風難以解決瓦斯時，就增加預孔密度，相應延長瓦斯預抽時間。第四節(jié) 抽采鉆孔布置及施工一、抽采鉆孔參數確定⒈鉆孔直徑常規(guī)的瓦斯抽采鉆孔的直徑一般為70～80mm，由于XX煤礦的瓦斯抽采方法為本煤層預抽，為提高抽采效果，需增大鉆孔直徑，設計采面抽采鉆孔直徑為φ85mm，掘進面抽采鉆孔直徑φ85mm，采空區(qū)頂板走向鉆孔直徑φ85mm。⒊鉆孔間距⑴綜采面順層鉆孔間距目前礦井在開采淺部煤層時瓦斯涌出量相對深部較小，為減少鉆孔工程量，預抽鉆孔孔間距為5～8m，隨著向深部開采，煤層瓦斯含量增加，預抽鉆孔間距逐步縮小為3～5m，在實際抽采中，可根據抽采效果作相應調整。二、 抽采安排由于煤層瓦斯賦存規(guī)律為瓦斯含量隨著煤層的埋深增加而增加，XX煤礦所開采的煤層透氣性差，屬于較難抽采煤層，現開采階段處于煤層淺部，開采時瓦斯涌出量較小，在進行瓦斯抽采時暫時以采空區(qū)抽采為主，本煤層抽采為輔，隨著煤層埋深的增加，瓦斯含量相應增加，礦井瓦斯抽采應逐步轉變?yōu)橐员久簩映椴蔀橹?，采空區(qū)抽采為輔。開采解放層后會對9煤層起到卸壓作用，從而增大9煤層的透氣性，提高9煤層的抽采率。三、抽采鉆孔施工掘進面順層長鉆孔采用MK6鉆機施工，采面順層抽采鉆孔采用ZY1250鉆機施工。根據國內瓦斯抽采經驗，采用聚氨酯封孔。四、抽采工藝將已竣工的抽采鉆孔接入抽采管路進行抽采；在抽采過程中需對鉆孔的抽采參數進行監(jiān)測，并根據監(jiān)測對鉆孔抽采狀態(tài)進行調整。五、抽采參數監(jiān)測對抽采管路、鉆孔的抽采負壓、瓦斯?jié)舛?、抽采量進行監(jiān)測，并通過分站進入礦井環(huán)境監(jiān)測(調度)系統(tǒng)。機 型 MK6 鉆孔深度 m600/800終孔直徑 mm150/94鉆桿直徑 mm89/73鉆孔傾角0176。10176。機 型 ZY1250鉆孔深度 m200終孔直徑 mm65/75鉆桿直徑 mm50鉆孔傾角20176。額定輸出轉速（r/min）96/210額定輸出轉矩 N地面抽采站→管道井→采區(qū)回風巷→順槽巷道。但因礦井目前開采淺部煤層時，煤層瓦斯含量相對較小，為減少初期投資，本設計采用一次設計，分步實施的方案。初期預抽量為30m3/min純瓦斯，主要用于9煤工作面預抽。XX煤礦地面固定抽采系統(tǒng)，抽采泵采用2臺水環(huán)式真空泵，型號為CBF4102BV3,電機功率為160kw，轉速為980r/min，最大抽采量為130m3/min。根據XX煤礦詳查地質報告，瓦斯含量與埋藏深度成正比，即由淺到深逐漸增大，因此，隨著礦井技改完成、產量增加及開采深度的加深，礦井瓦斯涌出量必將大量增加。到時，礦井將形成兩套獨立的抽采系統(tǒng)，預抽系統(tǒng)抽采規(guī)模為45m3/min純瓦斯，采空區(qū)抽采系統(tǒng)抽采規(guī)模為30m3/min純瓦斯。按照大管徑流速取大值、小管徑流速取小值，管路系統(tǒng)較長者流速取小值、管路系統(tǒng)較短者流速取大值的原則選取經濟流速。主管直徑；9煤層干管直徑 ；15煤層干管直徑 ；9煤層順槽后段支管直徑；9煤層順槽前段支管直徑；15煤層順槽后段支管直徑；15煤層順槽前段支管直徑；表611 抽采管徑計算表(預抽系統(tǒng)，45m3/min)管路名稱純瓦斯流 量（m3/min）瓦　斯?jié)狻《龋?）混合瓦斯流　　量（m3/min）氣　體流　速（m/s）管 道內 徑（m）備 注主管454012大巷主管干管13140109煤層大巷干管干管214401015煤層大巷干管支管1204050109煤層順槽巷道后段管路支管2104025109煤層順槽巷道前段管路支管31040251015煤層順槽巷道后段管路支管45401015煤層順槽巷道前段管路采空區(qū)抽采瓦斯流量按30m3/min計算，見表612。因此，管材選擇如下：1）預抽抽采系統(tǒng)設計地面主管、管道井選擇D5299mm螺旋焊接鋼管；大巷主管及井下抽采管路均選擇礦用瓦斯抽采塑料管，大巷主管直徑為D560，9煤層干管直徑為D500，在9煤回風下山西側由于工作走向長度為1200m，順槽支管整段直徑為D315，在9煤回風下山東側順槽支管后段直徑為D400，順槽支管前段直徑為D315；15煤層干管直徑為D400,回風下山西側順槽支管整段直徑為D280，在回風下風東側順槽支管后段直徑為D315，順槽支管前段直徑為D280。三、 抽采管路阻力計算直管阻力損失按下式計算：H=　 （62）式中：H —阻力損失，Pa；L —直管長度，m；Q —瓦斯流量，m3/h；D —管道內徑，cm；K0 —系數，查表；Δ—混合瓦斯對空氣的相對密度，查表。經計算預抽系統(tǒng)直管阻力損失計算結果見表613。表613 抽采管路直管阻力計算表(預抽系統(tǒng)，45m3/min)管路名稱△Q(m3/h)K0D(cm)C(％)L(m)H(Pa)主管67504015003111干管146504030005251支管130004013002882支管215004012003932合計15236主管67504015003111干管221004030003259支管315004013004260支管47504012005243合計15873經計算采空區(qū)抽采系統(tǒng)直管阻力損失計算結果見表614。表614 抽采管路直管阻力計算表(采空區(qū)抽采，30m3/min)管路名稱△Q(m3/h)K0D(cm)C(％)L(m)H(Pa)主管72002515003828干管148002530006052支管120003025008495合計18375主管72002515003828干管224002530004603支管210003025003836合計12270從表6－1－3和表6－1－4中可以看出：抽采管路系統(tǒng)的最大直管總阻力損失H直總=15873Pa(預抽)、H直總=18375Pa(采空區(qū)抽采)。表615 抽采管路阻力計算表名稱直管阻力損失( Pa)局部阻力損失( Pa)總阻力損失( Pa)預抽15873238118254采空區(qū)18375275621131四、管路敷設及附屬裝置地面管路采用埋地（或架空）敷設，連接方式為焊接連接。為了便于管路系統(tǒng)負壓的調節(jié)，掌握各抽采地點瓦斯抽出量、瓦斯?jié)舛鹊淖兓闆r以及保證管網系統(tǒng)的正常抽采，設計時在各主、干、支管路上已考慮分別安設閥門、流量計和放水器。五、瓦斯管路的敷設及質量驗收瓦斯管路敷設時，必須滿足下列要求：，瓦斯泵房內管路采用法蘭連接。,其余瓦斯管路在安設前要進行防腐處理，地面埋地敷設管路采用瀝青防腐，瓦斯泵房及井下抽采管路采用涂刷防銹漆防腐。,用鐵圈卡子將管路固定在托架上，托架間距為3m,。支架間距為3m，管路安裝時應設置可靠的防滑裝置。，應對管路系統(tǒng)的氣密性進行檢查，氣密性試驗應制定試驗方案和安全措施。穩(wěn)壓24h，以壓力降小于133Pa為合格。瓦斯泵流量按下式計算：　　　　　 Q泵＝瓦斯抽采設計總規(guī)模為75m3/min，采用一次設計，分