【正文】 抽放瓦斯量，m 3/min， 3/minQ 總 —開采層總的瓦斯涌出量，通過前面計(jì)算可知煤層深部開采時(shí)總的瓦斯量將達(dá)到 經(jīng)計(jì)算可得 d=%根據(jù)以上瓦斯抽放量的預(yù)測(cè)，回采工作面瓦斯抽放量達(dá)到，掘進(jìn)面抽放量達(dá)到 ，采空區(qū)抽采量為，礦井總的抽放量為 ，占礦井總的瓦斯涌出量的％。根據(jù)煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)(AQ1026)，礦井瓦斯涌出量20～40m 3/min 時(shí)，瓦斯抽采率不得低于 35%，本瓦斯抽采效果預(yù)測(cè)能達(dá)到指標(biāo)要求。 礦 井 瓦 斯 可 抽 量 及 服 務(wù) 年 限、 礦 井 設(shè) 計(jì) 年 瓦 斯 抽 放 量根 據(jù) AQ10272022， 礦 井 設(shè) 計(jì) 年 瓦 斯 抽 放 量 由 下 式 計(jì) 算 ：29 / 81 Qa＝ QdN ………………………………… （ 6）式 中 ：Qa——礦 井 設(shè) 計(jì) 年 瓦 斯 抽 放 量 ， 萬(wàn) m3/a；Qd——礦 井 設(shè) 計(jì) 日 瓦 斯 抽 放 量 ， m3/d；N——礦 井 設(shè) 計(jì) 年 工 作 日 數(shù) ， 取 360 天 ，則 ： Qa＝ 6024360247。10000＝ 萬(wàn) m3。其 中 風(fēng) 排 瓦 斯 量 為 :6024360247。10000= 萬(wàn) m 抽 放 服 務(wù) 年 限根 據(jù) 前 面 預(yù) 測(cè) ， 礦 井 總 的 瓦 斯 儲(chǔ) 量 為 萬(wàn) m3， 如 果 按 每 年可 抽 瓦 斯 量 萬(wàn) m3，則可抽服務(wù)年限為： 247。(+)= 年 根 據(jù) 上 述 計(jì) 算 ， 礦 井 抽 放 年 限 為 年。第 三 節(jié) 瓦 斯 抽 放 方 法 及 工 藝一、抽放方法的確定按抽放瓦斯來源分類可分為開采層抽放、鄰近層抽放和圍巖抽放三類；抽放瓦斯方法可分為開采層未卸壓抽放、開采層卸壓抽放、鄰近層抽放和圍巖抽放四種。抽放方法的選擇原則礦井瓦斯抽放的類型和方法，可按下列因素考慮確定：1） 、為提高瓦斯抽放率，宜選用多種抽放方法相結(jié)合的綜合抽放方式。2） 、當(dāng)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(shí)，應(yīng)采用開采層瓦斯抽放。3） 、煤層群條件下首采層開采時(shí)，來自鄰近層的瓦斯點(diǎn)有很大比例威脅工作面安全生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)采用鄰近層瓦斯抽放。4） 、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)時(shí)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)和礦30 / 81井總排瓦斯量，應(yīng)采用采空區(qū)瓦斯抽放。5） 、對(duì)于瓦斯含量大的煤層，在煤巷掘進(jìn)時(shí)，難以用加大風(fēng)量稀釋瓦斯，可在掘進(jìn)工作開始前對(duì)煤層進(jìn)行大面積預(yù)抽或采取邊掘邊抽的方法來解決。各種抽放方法及適用條件見表 331。 抽 放 方 法 選 擇 表 331抽放分類 適用條件 抽放方式采空區(qū)留管抽放 適用于采空區(qū)上隅角瓦斯 將抽放頭設(shè)在采空區(qū)上方邊掘邊抽 高瓦斯煤層、突出煤層 在掘進(jìn)巷道兩邊設(shè)鉆場(chǎng)，在鉆場(chǎng)內(nèi)向掘進(jìn)面前方打鉆孔抽放采掘工作面預(yù)抽 高瓦斯煤層 由工作面回風(fēng)順槽向工作面鉆孔抽放 二、抽放工藝1501 回采工作面運(yùn)輸巷打順層鉆孔抽放抽放方法:在工作面運(yùn)輸巷向煤層打順層斜向鉆孔，進(jìn)行采動(dòng)卸壓抽放。這是在未經(jīng)預(yù)抽或預(yù)抽時(shí)間不足的條件下，解決開采煤層采掘過程中瓦斯涌出問題的有效抽放方法。實(shí)質(zhì)上，主要是利用開采過程中造成的卸壓作用抽放煤層中的瓦斯，以降低回采面的瓦斯涌出量。抽放鉆孔布置：鉆孔技術(shù)參數(shù)見表 332。抽放鉆孔布置見圖 332。 斜向鉆孔技術(shù)參數(shù)表 表 332鉆 孔類 別鉆孔與巷道夾角（186。）鉆孔與水平面夾角（186。）孔深（m）鉆孔直徑（mm）孔間距（m）平行煤層的斜向孔 布孔成扇形 同煤層傾角 50 75 4鉆孔深度根據(jù)工作面寬度而定，孔深小于傾向長(zhǎng)度 20 米?？捎门蛎浰喾饪?，封孔長(zhǎng)度 8 米。31 / 81圖 332 鉆孔布置和管路連接示意圖利用回采動(dòng)壓增加煤的透氣性，可大大提高抽放效率，但打孔及封孔較困難，抽放時(shí)間受限，適用于局部瓦斯大，時(shí)間緊，用預(yù)抽不能滿足要求或預(yù)抽不充分的回采面。巷道掘進(jìn)面頭設(shè)鉆場(chǎng)打孔抽放（邊掘邊抽）該方法是在煤巷掘進(jìn)的同時(shí)，從巷道的兩幫向著近于推進(jìn)方向的煤體中超前打鉆孔，并插管密閉進(jìn)行抽放（圖 333） ，因此隨著巷道的不斷掘進(jìn)，兩幫的鉆孔也不斷的進(jìn)行抽排煤體中的瓦斯。當(dāng)工作面向前掘進(jìn)時(shí)，由于在巷道兩幫和工作面前方一定的范圍內(nèi)形成卸壓區(qū)，造成了煤壁的松動(dòng)，故而從煤體中解吸出來的瓦斯就直接被鉆孔抽出，從而大大減少了向巷道內(nèi)的泄出。鉆場(chǎng)尺寸根據(jù)巷幫瓦斯抽放鉆孔的布置要求，以及使用的鉆機(jī)外形尺寸及鉆桿的長(zhǎng)度確定。結(jié)合礦井實(shí)際情況，每組鉆場(chǎng)在煤巷兩側(cè)交替布置，同側(cè)相鄰兩個(gè)鉆場(chǎng)之間的距離為 40m。煤巷掘進(jìn)抽放鉆場(chǎng)和鉆孔布置見圖323。32 / 81圖 333 煤巷掘進(jìn)工作面抽放鉆場(chǎng)和鉆孔布置圖每個(gè)鉆場(chǎng)內(nèi)沿走向布置 4 個(gè)抽放鉆孔，即在左、右鉆場(chǎng)各布置 4 個(gè)，孔深 60m。鉆孔編號(hào)為 1～8 ，上幫鉆場(chǎng)為 2 、3 、4 鉆孔，終孔位置在工作面前方煤層中，距巷道掘進(jìn)上幫輪廓線的距離分別為10m、6m、2m、2m（輪廓線下方） ，開孔位置距巷道上幫輪廓線距離為；下幫鉆場(chǎng)為 6 、7 、8 鉆孔，終孔位置在工作面前方煤層中，距巷道掘進(jìn)下幫輪廓線的距離分別為 3m（輪廓線上方） 、0m、3m、6m，開孔位置距巷道下幫輪廓線距離為 。該鉆孔布置參數(shù)在礦井抽放過程中對(duì)抽放量、抽放濃度、防突效果等考察后，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。鉆孔參數(shù)見表 333。表 333 煤巷掘進(jìn)抽放鉆孔參數(shù)表孔 號(hào)每組鉆場(chǎng)間距(m)每組鉆場(chǎng)個(gè)數(shù)(個(gè))鉆場(chǎng)規(guī)格 長(zhǎng)寬高(mmm)鉆孔長(zhǎng)度（m）孔口與巷道輪廓線距離(m)終孔與巷道輪廓線距離(m)孔與巷道掘進(jìn)中線方位偏角(176。)1 10 176。2 6 176。3 2 176。4 2 176。5 3 176。6 0 176。7 3 176。8402(巷道兩幫各一個(gè)）60 6 176。33 / 81注：鉆孔與巷道掘進(jìn)中線方位偏角，在輪廓線外則為正值，內(nèi)則為負(fù)值。煤巷掘進(jìn)工作面布置鉆孔進(jìn)行瓦斯預(yù)抽，工作面抽采率應(yīng)達(dá)到 40%以上，鉆孔單孔抽采瓦斯?jié)舛葢?yīng)降到 10%以下；瓦斯壓力降到 以下或瓦斯含量降到 8m3/t 以內(nèi)。三、封孔工藝鉆孔采用聚氨脂封孔，聚氨酯是聚氨荃甲酸酯的簡(jiǎn)稱。對(duì)于井下封孔而言，主要要求聚氨脂在發(fā)泡后，其內(nèi)所形成的孔為封閉孔，即各孔之間互不連通，另外對(duì)發(fā)泡時(shí)間、發(fā)泡倍數(shù)、固化后的強(qiáng)度、可塑性等均有一定的要求。聚氨脂封孔采用卷纏藥液法，鉆孔內(nèi)封孔管結(jié)構(gòu)如圖 334 所示。抽放管為內(nèi)徑 50mm 的焊縫鋼管（或抗靜電阻燃塑料管） ，長(zhǎng)為 8～10m，在管前端焊上鐵檔板，套上木塞和橡膠墊圈，距前端橡膠墊圈 1m 處，再套上木塞和橡膠墊圈，并用鐵線纏緊固定，在 1m 間距內(nèi)的抽放管上固定一塊毛巾布（1m） 。卷纏藥液法封孔操作程序?yàn)椋合确Q出封一個(gè)孔的甲、乙組成藥液，分別裝入兩個(gè)容器，再將藥液同時(shí)倒入混合桶，立即用棒快速攪拌均勻，當(dāng)藥液由黃褐色變?yōu)槿榘咨珪r(shí)，停止攪拌，將藥液均勻倒在毛巾布上，邊倒藥液邊向抽放管上卷纏毛巾布，并把卷纏好藥液的封孔管迅速插入鉆孔，大約 5 分鐘后，藥液開始發(fā)泡膨脹，20 分鐘后停止發(fā)泡，逐漸硬化固結(jié)。為了避免封孔管晃動(dòng)影響封孔質(zhì)量，孔口處用木塞楔緊。封一個(gè)鉆孔的聚氨脂用量約為 1 公斤左右。除以上聚氨脂封孔方法外，也可采用水泥沙漿封孔，水泥沙漿采用C40 號(hào)以上的硅酸鹽水泥、沙子與水混合攪拌而成，水泥與砂子的質(zhì)量比為 1：～1：。砂子顆粒直徑為 ～。由于采用人工封孔時(shí)封孔長(zhǎng)度只能達(dá)到 3m，因此通常采用壓氣封孔（圖 335） ，或利用泥漿泵封孔（圖 336） ，封孔長(zhǎng)度可達(dá) 5m 以上。34 / 81 鐵 檔 板 木 塞 橡 膠 墊 圈 毛 巾 布 鐵 線 抽 放 管 鉆 孔 聚 氨 脂 密 封 段 水 泥 沙 漿 花 孔10106010 4653217 8 9~50~6圖 334 聚氨脂纏藥方法及封孔管結(jié)構(gòu)示意圖 30261476 1—注漿罐；2—壓氣管；3—水管；4—膠管；5—抽放管；6—水泥沙漿；7—鉆孔；8—木塞（擋盤）圖 335 壓氣封孔示意圖接 6542311—鉆孔；2—抽放管；3—水泵砂漿；4—注漿管；5—封孔口水泥 6—木塞35 / 81圖 336 用泥漿泵封孔示意圖四、鉆孔與管路的連接聚氨酯封孔 20 分鐘后，便可與抽放管路連接（水泥砂漿封孔需經(jīng) 25小時(shí)后才可與抽放管路連接） 。抽放瓦斯管路與鉆孔可用高壓膠皮軟管通過抽放多通連接，高壓膠皮軟管的尺寸可根據(jù)封孔套管的直徑來選擇，煤層鉆孔一般選用 2 英寸半的鋼骨架膠管。鉆孔與管路連接處應(yīng)設(shè)置觀察孔和閥門。抽放瓦斯管路與鉆場(chǎng)鉆孔的連接如圖 337。65432168791煤 層 ； 鉆 孔 ；23封 孔 材 料 ； 膠 管 ；45流 量 計(jì) ；9分 區(qū) 瓦 斯 管 ；放 水 器 ；87匯 總 管 ；閥 門 ；圖 337 鉆場(chǎng)內(nèi)鉆孔與管路連接示意圖五、瓦斯抽放鉆孔設(shè)備及打孔工藝。施工設(shè)備煤礦抽放瓦斯鉆機(jī)應(yīng)符合下列要求：1） 、電動(dòng)機(jī)及附屬電器設(shè)備必須是防爆的；2） 、鉆機(jī)要體積小，輕便或解體方便，以利于搬遷；3） 、鉆機(jī)應(yīng)能打水平、上向、下向任意角度的鉆孔。在綜合分析我國(guó)煤礦常用鉆機(jī)性能和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用情況的基礎(chǔ)上，結(jié)合該礦煤礦煤層硬度以及設(shè)計(jì)抽放鉆孔的長(zhǎng)度，可選擇 MYB 系列全液壓鉆機(jī)（也可選擇同等能力其它形式鉆機(jī)） 。MYB 系列液壓鉆機(jī)額定技術(shù)指標(biāo)如表 334。36 / 81鉆機(jī)額定技術(shù)指標(biāo)表 表 334型 號(hào)參 數(shù)MYB—30 MYB—50 MYB—75鉆孔深度（m） 30 50 75鉆桿直徑（mm） 38 42 42開孔直徑（mm 75 89 89終孔直徑（mm） 55 73 73額定轉(zhuǎn)速（r /min） 200 200 230輸出扭距（Nm） 100 150 200鉆孔傾角（176。） 0～177。30 0～177。90 0～177。90給進(jìn)能力（KN） 8 10 15起拔力（KN） 8 10 15給進(jìn)行程（mm） 500 500 500主機(jī)外形尺寸（長(zhǎng)寬高） （m） 0.8整機(jī)總重量（㎏） 90 150 170液壓系統(tǒng)額定壓力（MPa） 14 14 14電機(jī)功率（KW） 4 電機(jī)額定電壓（V） 380/660 380/660 380/660打鉆工藝對(duì)于松軟煤層打鉆，采用傳統(tǒng)工藝，無(wú)論是水力排屑濕式鉆進(jìn)法，還是螺旋排屑干式鉆進(jìn)法，施工順層鉆孔時(shí)，都可能存在較多的阻鉆因素，造成打鉆困難，排屑不暢是制約鉆進(jìn)速度和鉆孔深度的主要原因。因此如果濕式打鉆效果不理想，可采用風(fēng)力排屑干式鉆進(jìn)法，緩解打鉆時(shí)排屑不暢的問題，提高鉆孔長(zhǎng)度和鉆孔質(zhì)量。風(fēng)排屑鉆孔施工工藝流程見圖 338。如果煤層有煤與瓦斯突出現(xiàn)象，在施工鉆孔時(shí)，可能會(huì)遇到噴孔、夾37 / 81鉆現(xiàn)象，應(yīng)采用壓風(fēng)排屑干式鉆進(jìn)法。但采用干式打孔時(shí)，孔口及下風(fēng)側(cè)粉塵較大，應(yīng)采取有效的孔口防塵措施。如采用孔口簡(jiǎn)易除塵裝置，將排渣引向回風(fēng)流中并在出口設(shè)置除塵裝置。 孔 口 風(fēng) 壓 表孔 口 降 塵 水空 壓 機(jī) 水 閥水 源 水 管冷 卻 水高 壓 軟 管氣 閥 液 壓 泵 站 孔 口 鉆 屑鉆 頭孔 底 鉆 屑孔 內(nèi) 鉆 桿鉆 孔 外 鉆 桿主 機(jī)鉆 接氣 閥操 縱 臺(tái)圖 36打 鉆 工 藝 流 程 圖 圖 338 打鉆工藝流程圖打鉆過程中注意事項(xiàng)：1） 、瓦斯抽放孔施工前，現(xiàn)場(chǎng)施工負(fù)責(zé)人必須安排專人對(duì)鉆機(jī)的液壓、電動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，確保鉆機(jī)液壓系統(tǒng)暢通，零部件齊全，電器的完好符合規(guī)定，嚴(yán)禁出現(xiàn)失爆。2） 、 鉆 機(jī) 必 須 架 設(shè) 在 頂 板 完 整 ， 支 架 完 好 的 地 點(diǎn) ， 穩(wěn) 固 鉆 機(jī) 時(shí) ，螺旋支柱必須齊全且升足勁，防止鉆機(jī)歪倒傷人。3） 、 鉆 機(jī) 電 源 的 開 和 關(guān) 由 專 職 的 機(jī) 電 維 護(hù) 員 擔(dān) 任 ， 其 他 人 員 不 得 擅自 操 作 。4） 、鉆機(jī)操作必須由經(jīng)過培訓(xùn)的人員擔(dān)任，每班鉆機(jī)第一次運(yùn)行前，必須對(duì)鉆機(jī)空轉(zhuǎn)幾分鐘，確認(rèn)無(wú)問題，方可接上鉆桿、鉆頭，正式運(yùn)轉(zhuǎn)。5） 、 鉆 機(jī) 上 、 下 調(diào) 整 角 度 必 須 在 松 開 固 定 螺 絲 、 作 業(yè) 人 員 躲 到 兩 側(cè)后 進(jìn) 行 。6） 、鉆機(jī)開始運(yùn)行時(shí)，加壓不宜過大，待鉆頭對(duì)準(zhǔn)孔位進(jìn)入煤體實(shí)茬后，方可勻速推進(jìn)，由于煤層較松軟，推進(jìn)速度不宜過快。7） 、鉆機(jī)在運(yùn)行過程中，鉆機(jī)司機(jī)必須集中精力，謹(jǐn)慎操作，操作過程中，必須密切關(guān)注壓力表的變化、鉆進(jìn)速度等。8） 、 鉆進(jìn)過程中，現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人必須監(jiān)護(hù)巷道頂板狀況，如發(fā)現(xiàn)頂板有掉碴，壓力增大，冒頂?shù)日髡讜r(shí)，必須立即停止作業(yè)，并向地面值班室匯報(bào)。38