【正文】 開采過程中己1617煤層瓦斯釋放入該采面，尤其是采空區(qū)附近。 抽放方法選擇根據(jù)上面建立的抽放瓦斯的必要性指標和可行性指標，依據(jù)規(guī)程、規(guī)范的規(guī)定論述采用礦井集中抽放瓦斯系統(tǒng)或地面鉆孔抽放瓦斯系統(tǒng)，還是采用井下移動式抽放瓦斯系統(tǒng)。瓦斯抽放方法及各方法的抽放率詳見《AQ10272006煤礦瓦斯抽放規(guī)范》附錄B。抽放瓦斯方法、方式的選擇，應(yīng)根據(jù)瓦斯及煤層賦存情況，瓦斯來源、巷道布置方式、礦井開采技術(shù)條件、瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)等綜合分析比較后確定。（1）為提高瓦斯抽放率應(yīng)采用開采層、采空區(qū)相結(jié)合的綜合抽放方法；（2）當井下采掘工作所遇到的瓦斯主要來自開采層本身，只有抽放開采層本身的瓦斯才能解決問題時，應(yīng)采用開采層瓦斯抽放；（3）工作面后方采空區(qū)瓦斯涌出量大，危害工作面安全生產(chǎn)或老采空區(qū)瓦斯積存量大，向鄰近的回采工作面涌出瓦斯量多以及增大采區(qū)和采區(qū)總排瓦斯量，應(yīng)采取采空區(qū)瓦斯抽放；（4）對于瓦斯含量大的煤層，在煤巷掘進時，難以用加大風量稀釋瓦斯，可在掘進工作開始前對煤層進行大面積預(yù)抽或采取邊掘邊抽的方法加以解決；（5）對于煤層透氣性較低，采用預(yù)抽方法不易直接抽出瓦斯，掘進時瓦斯涌出不很大而回采時有大量瓦斯涌出的煤層，可采用邊采邊抽或增大孔徑和孔長及鉆孔密度等措施進行抽放瓦斯的方法；（6）若圍巖瓦斯涌出量大，以及溶洞、裂縫帶儲存有高壓瓦斯并噴出時，應(yīng)采取圍巖瓦斯抽放措施。由于己15煤采面為近距離開采保護層采面，己15煤層與己1617煤層層間距厚度不均，在開采過程中己1617煤層瓦斯釋放入該采面，尤其是采空區(qū)附近。為達到降低回采時的絕對瓦斯涌出量，控制采面瓦斯超限事故，考慮五礦現(xiàn)有抽放手段。己15煤采面選擇的抽放方法為：上下順槽打順層平行鉆孔預(yù)抽、高位鉆孔抽放和采空區(qū)埋管抽放、上隅角抽放相結(jié)合的瓦斯抽放方法。 鉆孔及鉆場布置及封孔方法順層平行鉆孔預(yù)抽（1）抽放層位開孔位置在己15煤層上、下順槽，鉆孔終孔位置位于己15煤層中。（2）鉆孔布置在運輸順槽和回風順槽向煤層打鉆，采用MKⅣ型鉆機施工，孔徑90mm，孔深80m，鉆孔間距3m。（3）封孔聯(lián)網(wǎng)封孔工藝：根據(jù)封孔效果及封孔程序的難易程度選擇聚胺酯封孔方法，封孔深度5m，封孔管采用對接2寸鐵管，封孔管外接孔板和閥門，然后用2寸軟管直接與主抽放干管連接。高位鉆孔抽放（1）抽放層位，全冒落帶高度為：H=M/（k1）cosα =（）cos10= （51）H——冒落帶高度 K——巖石碎脹系數(shù)M——工作面采高 α——煤層傾角根據(jù)高位抽放鉆孔抽放原理，鉆孔終孔位置應(yīng)布置在裂隙帶內(nèi)，因此設(shè)計鉆孔終孔位置應(yīng)布置在采面頂板以上5～9m范圍內(nèi)。（2）鉆孔布置根據(jù)五礦頂板抽放經(jīng)驗，為保證抽放鉆孔的有效抽放空間，鉆孔位置應(yīng)布置在裂隙帶內(nèi)，根據(jù)五礦現(xiàn)場條件，由于采面回風頂板較為完整，由采面回風巷直接向裂隙帶內(nèi)施工抽放鉆孔，間距每40m布置6個鉆孔，呈扇形布置。孔徑90mm，孔深80m。為保證鉆孔有效抽放距離增大，終孔位置控制在采面上出口向下20m，煤層頂板以上9m處（裂隙帶高度內(nèi)）。具體布置見表51；圖51。表51 高位鉆孔布置參數(shù)表孔號孔深（m）孔徑（mm）偏角（176。）仰角（176。）180900280903809048090580903580902圖51 己15煤層鉆場位置（3）封孔聯(lián)網(wǎng)封孔工藝：根據(jù)封孔效果及封孔程序的難易程度選擇聚胺酯封孔方法，封孔深度5m，封孔管采用對接2寸鐵管，封孔管外接孔板和閥門，然后用2寸軟管直接與主抽放干管連接。采空區(qū)埋管抽放由于采面回采后己1617煤層瓦斯大量涌入采空區(qū)，為消除己15煤層開采、己1617煤層采掘時的瓦斯危害和突出威脅，必須將采空區(qū)瓦斯盡可能排除，為此在回風順槽鋪設(shè)專用管路進行采空區(qū)抽放。作為采空區(qū)瓦斯抽放的預(yù)埋管路，管路上每隔一段距離串接一個專用三通管，作為抽放采空區(qū)瓦斯的吸氣口。在三通管進入采空區(qū)一定距離后，根據(jù)抽放效果及濃度逐漸打開三通管上吸氣口閥門，進行抽放。具體布置見圖52。圖52 采空區(qū)抽放上隅角抽放：為解決回采期間上隅角瓦斯問題，在采面回風順槽鋪設(shè)專用管路或利用采空區(qū)瓦斯抽放的預(yù)埋管路，對己15煤采面上隅角瓦斯進行抽放。具體布置見圖53。圖53 上隅角抽放掘進工作面邊掘邊抽：掘進工作面防突以降低前方煤體集中應(yīng)力，釋放煤層瓦斯壓力為主。因此，在掘進過程中，對順槽掘進進行超前卸壓抽采。另外，在保證掘進工作面正常循環(huán)作業(yè)的情況下，采用“邊掘邊抽”的防突方法。具體布置見圖54。圖54 邊掘邊抽6 瓦斯抽放管路系統(tǒng)及設(shè)備選型 抽放管路選型及阻力計算 規(guī)定根據(jù)《AQ10272006煤礦瓦斯抽放規(guī)范》，對瓦斯抽放管路有如下要求：：抽放管路系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)井下巷道的布置、抽放地點的分布、瓦斯利用的要求以及礦井的發(fā)展規(guī)劃等因素確定，避免或減少主干管路系統(tǒng)的頻繁改動，確保管道運輸、安裝和維護方便，并應(yīng)符合下列要求：——抽放管路通過的巷道曲線段少、距離短，管路安裝應(yīng)平直，轉(zhuǎn)彎時角度不應(yīng)大于50176。；——抽放管路系統(tǒng)宜沿回風巷道或礦車不經(jīng)常通過的巷道布置；若設(shè)于主要運輸巷內(nèi)，并固定在巷道壁上，與巷道壁的距離應(yīng)滿足檢修要求；；——當抽放設(shè)備或管路發(fā)生故障時，管路內(nèi)的瓦斯不得流入采掘工作面及機電硐室內(nèi)；——盡可能避免布置在車輛通行頻繁的主干道旁；——管徑要統(tǒng)一，變徑時必須設(shè)過渡節(jié)。：抽放瓦斯管路的管徑應(yīng)按最大流量分段計算，并與抽放設(shè)備能力相適應(yīng)，抽放管路按安全流速為5~15m/s和最大通過流量來計算管徑，抽放系統(tǒng)管材的備用量可取10%。：當采用專用鉆孔敷設(shè)抽放管路時，專用鉆孔直徑應(yīng)比管道外形尺寸大100mm；當沿豎井敷設(shè)抽放管路時，應(yīng)將管道固定在罐道梁上或?qū)Ｓ霉芗苌稀＃撼榉殴苈房傋枇ΠΣ磷枇途植孔枇?；摩擦阻力可用低負壓瓦斯管路阻力公式計算；局部阻力可用估算法計算，一般取摩擦阻力?0%~20%。：地面管路布置：——不得將抽放管路和自來水管、暖氣管、下水道管、動力電纜、照明電纜及通訊電纜等敷設(shè)在同一條地溝內(nèi)；——主干管應(yīng)與城市及礦區(qū)的發(fā)展規(guī)劃和建筑布置相結(jié)合；——抽放管道與地上、下建(構(gòu))筑物及設(shè)施的間距，應(yīng)符合《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定；——瓦斯管道不得從地下穿過房屋或其它建(構(gòu))筑物，一般情況下也不得穿過其它管網(wǎng)，當必須穿過其它管網(wǎng)時，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定采取措施。瓦斯抽放系統(tǒng)選擇還應(yīng)注意以下問題：⑴分期建設(shè)、分期投產(chǎn)的礦井，抽放瓦斯工程可一次設(shè)計，分期建設(shè)、分期投抽。⑵抽放瓦斯站的建設(shè)方式，應(yīng)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較確定。一般情況下，宜采用集中建站方式。當有下列情況之一時，可采用分散建站方式：——分區(qū)開拓或分期建設(shè)的大型礦井，集中建站技術(shù)經(jīng)濟不合理。——礦井抽放瓦斯量較大且瓦斯利用點分散。——一套抽放瓦斯系統(tǒng)難以滿足要求.設(shè)計選用的抽放管路基本沿回風巷道布置。根據(jù)瓦斯抽出量及分布情況，抽放管路主管管徑、規(guī)格：主干管為一趟DN600mm無縫鋼管和一趟DN300mm無縫鋼管。各抽放管路均選用熱軋無縫鋼管。抽放管的連接采用CDU快速接頭，主管趟數(shù)為一趟DN600mm無縫鋼管和一趟DN300mm無縫鋼管。 計算方法⑴瓦斯抽放管徑選擇選擇瓦斯管徑，可按下式計算： （61）式中 D—瓦斯管內(nèi)徑，m；Q—管內(nèi)瓦斯流量，m3/min；V—瓦斯在管路中的經(jīng)濟流速，m/s，一般取V＝10~15m/s。根據(jù)采區(qū)及各采區(qū)抽放瓦斯量、抽放瓦斯?jié)舛?，考慮到為今后抽放瓦斯留有余量(可能的最大流量)，分別計算選擇各段抽放管路如下：對于去往己15采面高位鉆場與平行鉆場管路的選擇（1）總干管： （62） （m）管路選用DN300mm無縫鋼管做為抽放瓦斯主管。（2）己15支管上：D= （63）（m）管路選用DN200mm無縫鋼管做為己15采面上順槽抽放瓦斯管。己15支管下：D= （64）（m）管路選用DN100mm無縫鋼管做為己15采面下順槽抽放瓦斯管。對于去往己1617采面己15采面與上隅角與采空區(qū)埋管抽放管路的選擇（1）總干管： （65）=管路選用DN600mm無縫鋼管做為去往己1617與己15抽放瓦斯主管。（2） 己1617支管上：D= （66）（m）管路選用DN400mm無縫鋼管做為己1617采面上順槽抽放瓦斯管。己1617支管下：D= （67)（m）管路選用DN300mm無縫鋼管做為己1617采面下順槽抽放瓦斯管。（3） 己15采面上隅角與采空區(qū)埋管抽放管路支管的選擇：己15支管上：D= (68)（m）管路選用DN300mm無縫鋼管做為己15采面上順槽抽放瓦斯管。己15支管下：D= (69)（m）管路選用DN250mm無縫鋼管做為己15采面下順槽抽放瓦斯管。⑵管路摩擦阻力計算計算直管摩擦阻力，可按下式計算： （610）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(nèi)徑，cm；k0—系數(shù)，見表4；D—混合瓦斯對空氣的相對密度，見表5。表61 不同管徑的系數(shù)K0值通稱管徑(mm)152025224050K0值通稱管徑(mm)7080100125150150K0值局部阻力可用估算法計算，一般取摩擦阻力的10%~20%。管路系統(tǒng)長，網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜或主管管徑較小者，可按上限取值，反之則按下限取值。表62 在0℃及105 Pa氣壓時的值瓦斯?jié)舛?0123456789011020304007865060708090100采區(qū)瓦斯抽放管網(wǎng)阻力，按系統(tǒng)中管路最長，阻力最大的一條進行計算，由于有兩趟瓦斯管路，則分別如下：對于平行鉆場與高位鉆場阻力計算其管路最長，阻力最大的是總干管從地面瓦斯泵房經(jīng)己四采區(qū)風井到回風石門，再由回風下山到己15工作面回風巷(上順槽)抽放分管采煤工作面的管路。根據(jù)本采區(qū)抽放瓦斯系統(tǒng)管路布置，總干管從地面到回風下山的己15工作面回風巷(上順槽)L1=3200m，采用DN300mm抽放瓦斯管1趟；支管1至己15采面回風下山下端L2=1200m，采用DN100mm抽放瓦斯管1趟；根據(jù)上述抽放瓦斯管路系統(tǒng)，計算管網(wǎng)阻力如下：（1）直管段摩擦阻力 (611)式中：hf－某段管路的摩擦阻力，Pa；L－管路長度， m；△－混合瓦斯對空氣的相對密度，△=，n1為混合瓦斯中瓦斯的濃度，n2為混合瓦斯中空氣的濃度；Q－某段管路的混合瓦斯流量，m3/h；K0－系數(shù)，根據(jù)管徑查得，；D－管路內(nèi)徑，cm。直管段管路總阻力：H1==5166+2815=7981(Pa) （2）局部阻力抽放系統(tǒng)的局部阻力為：Hj=798115%=(Pa)（3）抽放系統(tǒng)最大管網(wǎng)阻力抽放管路系統(tǒng)最大管網(wǎng)阻力為：HZ=7981+=(Pa)對于上隅角與埋管抽放阻力計算其管路最長，阻力最大的是總干管從地面瓦斯泵房經(jīng)己四采區(qū)風井到回風石門，再由回風下山到己15工作面回風巷(上順槽)抽放分管采煤工作面的管路。根據(jù)本采區(qū)抽放瓦斯系統(tǒng)管路布置，總干管從地面到回風下山的己15工作面回風巷(上順槽)L1=3200m，采用DN600mm抽放瓦斯管1趟；支管1至己15采面回風下山下端L2=1200m，采用DN250mm抽放瓦斯管1趟；根據(jù)上述抽放瓦斯管路系統(tǒng)，計算管網(wǎng)阻力如下：（1）直管段摩擦阻力 (