矿井瓦斯抽放设计说明书

矿井瓦斯抽放 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 说明书矿井瓦斯抽放设计说明书矿井瓦斯抽放设计说明书贵州省监狱管理局XX煤矿矿井瓦斯抽放设计说明书XX煤矿炭设计院前言XX煤矿位于毕节市XX乡北东10km处，矿井年设计生产力量30，服务年限32年，井田面积21.9km2。矿井为一对立井开拓，中心并列抽出式通风方式。矿井主扇为两台BDK-8-№24对旋风机，主要大巷为一进两回。矿井前期设计通风力量为85m3/s，后期通风力量为125m3/s。一、设计的基础条件矿井2007年8月投产至今，先后开采了33101和33103两个采煤工作面。在两面的开采过程中，经常由于瓦斯超限，使工作面时采时停不能正常生产。经实际测定，矿井确定瓦斯涌出量为40.3m3/min，综采工作面确定瓦斯涌出量为18.85m3/min，掘进工作面确定瓦斯涌出量为6m3/min，属高瓦斯矿井。与精查地质报告供应的矿井相对瓦斯涌出量为5.54m3/t（属低瓦斯矿井）比较相差较远。为解决瓦斯问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 实行了多种治理措施和方法，即在33101回采时，先后实行了加大矿井总进风量、局扇抽下隅角瓦斯、支架间安设局扇吹下隅角瓦斯、开区均压和“U+L”通风系统等一系列措施，初步总结出采面接受”U+L”通风方法（即U型通风加一条尾巷的方法）可牵强维持生产，并在33103回采工作面得到进一步验证。但总体来说，此法虽见肯定效果，但不能从根本上解决瓦斯问题。°，负压为190mmH2O，矿井总进风量5700m3/min,为主扇最大力量。在生产过程中，矿井总回风瓦斯浓度为0.75%左右，基本达到了《规程》允许浓度的上限，且33104胶带顺槽及集中胶带巷瓦斯超限问题严峻地制约着采面生产，再加上33203工作面的投产，矿井瓦斯总的涌出量必将增大，瓦斯问题将是影响矿井平安生产的瓶颈。2002年11月，为了彻底解决矿井瓦斯问题，也为了使正常的生产行为符合《规程》的有关规定，集团公司上下全都认为必需建立矿井瓦斯抽放系统进行抽放，因此托付抚顺分院对XX二矿进行矿井瓦斯抽放的初步设计及资金估算。煤炭科学争辩总院抚顺分院在2002年4月受XX集团XX矿业有限公司的托付对XX二矿进行了矿井瓦斯基础参数测试及抽放瓦斯可行性争辩，在此基础上，又受其托付（《托付书》附后）进行了该矿的抽放瓦斯工程初步设计。在可行性报告的基础上，经过周密细致的现场调研、资料收集、实地踏勘以及充分论证、分析比较后，现提出本抽放瓦斯工程初步设计。二、设计的主要依据1矿井瓦斯基础参数测试及抽放瓦斯可行性争辩报告煤炭科学争辩总院抚顺分院；2XX二矿供应的其它地质资料和生产实测资料；3XX二矿矿井优化初步设计及相关设计、施工图北京煤矿设计争辩院；4XX井田精查地质报告；5矿井抽放瓦斯工程设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 （MT5018-96）中华人民共和国煤炭工业部；6托付书XX集团XX矿业有限公司。三、设计的指导思想1在符合规范要求、满足使用的前提下，尽可能降低造价、节省投资；2利用原有巷道、已有土地，不另外征购地，不增加开拓费用；3地面泵站尽量集中建设，便于后期利用；4设备、管材选型留有余地，便于系统的改扩建和今后进行瓦斯利用；5接受工艺先进、符合实际。四、本次设计的主要内容1对XX二矿矿井瓦斯赋存状况、抽放的必要性及可行性、抽放方法的确定、抽放效果的估计等进行阐述；2井下瓦斯抽放管网与主管路敷设及管路选择、钻孔布置及钻进设备选型；3地面抽放泵站设计，包括设备选型、土建工程、总平面布置及给排水、供电、供暖、通信及平安监测等帮助环节；4抽放瓦斯管理及平安措施；5技术经济分析和工程投资概算。第一章矿井概况第一节井田概况及地质特征一、交通位置XX二号井田位于贵州省张家口地区宣化县北东，距宣化城约10km，大部分地区隶属宣化县顾家营乡所辖，部分位于毕节市下花园区辛庄子乡，其地理坐标为东经115°07′18″～115°11′16″,北纬40°31′20″～40°34′52″。本井田交通格外便利，XX大路由井田西南部通过；北部约距东西方向的杨（武）通（化）铁路3.5km；新修的110国道东段已修通至本矿井工业广场，其余未修段将从井田中部通过。二、气象及地震状况本区属寒亚热带半湿闰季风性气候°℃℃，年平均降雨量390.07mm，最大降雨量为675.6mm，最小为238.1mm，且多集中在7～8月份。年平均蒸发量为1964.7mm，最大为2327.1mm，最小为1669.5mm，早霜期始于9月下旬，晚霜期最终翌年4月中旬，无霜期为135天，最大冻土深度为1.52m。依据宣化地震办公室资料，本地区地震烈度为8度。三、地质特征1地层、地质构造井田内钻孔揭露及地表出露的地层由老至新有：上元古界青白口系下马岭组、长龙山组；中生界侏罗系中、下统下花园组、中统九龙山组，髫髻山组；新生界第四系。本井田位于XX向斜的西北翼，为一NE走向，SE倾向的单斜构造，地层平缓，倾角5℃～15℃。有一条方向性较好的挠曲，称之为南滩挠曲。井田内构造较简洁，断层稀有，落差在30m以上的断层仅有一条（F2）,且为井田边界；落差10～30m的断层有2条，落差2～10m的正断层点4个。总之，井田构造属简洁类型，但煤层仍有小的波状起伏和小断层分布，这些小构造均使煤层发生上、下错动或使煤层断薄、断失及裂开成叶片状。从XX一号井在开采过程中小断层的发觉，也进一步证明本区小断层的发育。这些小构造均呈NE走向，SE倾向，且均分布在井田的9勘探线以东的南滩挠曲的两翼，故对9勘探线以东的水文地质及开采技术条件有肯定的影响，特殊是给综合机械化采煤带来肯定的影响。主要断层特征表见表1-1。XX煤矿井田精查断层一览表表1-12煤层及煤质井田内含煤地层为侏罗系中下统下花园组。上覆侏罗系中统九龙山组、髫髻山组和第四系。下花园组含可采及局部可采煤层五层，平均厚度10.8m。Ⅲ3煤层位于上部，为主要可采煤层，厚度在0.85～6.96m，平均2.38m；Ⅴ2煤层平均厚度为2.43m，属较稳定型，也是主要可采煤层，其余Ⅳ1、Ⅳ2、Ⅳ3为不稳定型，是局部可采煤层。煤质以中灰、特低磷、低硫、中高发热量的弱粘煤为主，约占总储量的59.6%，次为气煤及1/3焦煤。各煤层的稳定性及可采煤层特征见表1-2，煤质特征见表1-3。可采煤层厚度及层间距表表1-2四、煤层瓦斯含量依据贵州煤田地质勘探公司对XX一号井1991、1992年测定资料，该井相对瓦斯涌出量均在6.0m3/t以下，鉴定结果为低瓦斯矿井。XX二号井精查地质报告对28个地勘钻孔实行了瓦斯样74个，其中Ⅲ3煤18个，CH4成分为48.26%，CH4含量为1.47m3/t；Ⅳ1煤样2个，CH4成分为44.53%，CH4含量为2.53m3/t；Ⅳ2煤样8个，CH4成分为58.36%，CH4含量为1.93m3/t；Ⅴ2煤样6个，CH4成分为58.40%，CH4含量为2.72m3/t。依据矿井的开拓布置、初期采区的位置，经计算矿井瓦斯相对涌出量为5.54m3/t，属低瓦斯矿井。但矿井自投产以来，瓦斯涌出量始终较大，与猜测的低瓦斯矿井的瓦斯涌出量有较大的出入。依据对XX二矿Ⅲ3煤层瓦斯含量的实测以及由典型回采工作面瓦斯涌出量的计算可知，XX二矿煤层瓦斯含量在走向上的变化规律是随着向NE的延长瓦斯含量有增大的趋势；在倾向上的变化规律是瓦斯含量随采深的增加而增大。依据对XX二矿矿井瓦斯基础参数的测定结果知，Ⅲ3煤层瓦斯含量为5.44~7.57m3/t，平均为7.20m3/t。由于主采煤层Ⅴ2以及其它局部可采煤层尚未揭露，无任何实测资料可供参考，因此其瓦斯含量参照Ⅲ3煤层的平均瓦斯含量取7.20m3/t。五、水文地质本井田按其地层层序、岩性及其富水性和煤层的关系可分为6个含水岩组12个含水层。在这12个含水层中除九龙山组二段凝灰岩、凝灰质砾岩含水层和第四系中段砂砾石、卵石含水层为富水性中等的承压含水层外，其余都为富水性较弱的含水层。其中第四系底部砂砾石含水层，在本井田内较大面积基岩呈“天窗”接触，使其与煤系砂岩、辉绿岩、九龙山组各段，髫髻山组等各含水层之间可能发生水力联系。另从水文地质剖面上反映出髫髻山组，九龙山组各段含水层之间均无较稳定的隔水层存在，但在井田内单孔多层次抽水试验中，静止水位的观测资料说明，各含水层间都有水位差存在，表明上述各含水层间水力联系又不亲密。井田内构造较为简洁，只有几条落差较小的断层，断层的导水性能差或不导水。由于下花园组砂岩裂隙含水层富水性较弱，开采时涌水不会太大，主要是开采后塌陷裂隙连通上覆承压含水层使矿井充水。精查地质报告中依据设计供应的首采区范围，依据各含水层与主要可采煤层的关系，确定下花园组砂岩裂隙含水层，九龙山组1段砂砾岩裂隙含水层、辉绿岩裂隙含水层为直接充水含水层，并接受直线隔水边界和无限隔水边界大井法计算确定出矿井正常涌水量为335m3/h，最大涌水量为500m3/h。其次节矿井概况一、井田境界北以纬线4494750为界，西南以V2煤层剥蚀线取拐点连线为界，西以F2断层与XX一号井相邻，东北以0-0勘探线为界，北东以13-3、5-6、0-3钻孔连线为界。井田走向长约5.2km，倾斜平均宽5.25km，面积26km2。二、煤层储量参与储量计算的煤层有Ⅲ3、Ⅳ1、Ⅳ2、Ⅳ3和Ⅴ2煤层。煤层最低可采厚度按弱粘煤为0.8m、气煤和1/3焦煤为0.7m计算。由于煤层平缓，倾角为5°~15°，故储量计算面积接受水平投影面积，计算方法接受块段法。依据以上原则储量计算结果汇总于表1-4。矿井地质储量表表1-4（单位：万t）矿井地质储量表（表1-4）单位：万t三、矿井设计生产力量及服务年限依据矿井储量、煤量赋存状况及开采技术条件，XX二矿设计生产力量为0.90Mt/年，初期以开采Ⅲ3煤层为主。服务年限为64.3年，其中一水平为36.0年。四、井田开拓及采区巷道布置1井田开拓矿井为一对立井开拓，副立井罐笼提升，主立井箕斗提升并兼作回风井。井筒开凿至-230m标高设立-230m水平井底车场，并以三条长约700m的大巷进入采区，形成矿井的主要开拓系统。矿井工业广场位于京包铁路和XX大路之间，主、副井井口布置在工业广场中部113钻孔四周，主井井口标高为+595m，副井井口标高为+595.3m。2水平划分依据井田可采煤层赋存特点，将距离较近的Ⅲ3、Ⅳ1、Ⅳ2和Ⅳ3煤层划为一个上开采煤组，Ⅴ2煤层为一个下开采煤组。由于各煤层在井田内赋存标高在-100~-500m之间，且上、下两个开采煤组相距较远，故全井田共划分为二个水平，其中第一水平标高-230m，利用上、下山开采上煤组，其次水平标高为-350m，利用上、下山开采下煤组。3大巷布置依据矿井开拓布置，井筒位置偏离井田中心，矿井初期为单翼开采，从有利于平安、稳产、高产、简化管理等角度考虑，同时井田走向长度较短，设计共布置3条大巷，即-230水平轨道运输大巷、-230水平胶带运输大巷和-200总回风大巷。4采区划分及开采挨次依据矿井开拓水平划分及煤层分组状况，本着合理开发、简化开拓系统，削减井巷工程量，有利于矿井通风和回采，保证矿井生产采区正常接替等原则，将全井田两个水平共划分为10个采区，每个水平各5个采区，其中6个上山采区，4个下山采区。现-230水平已形成两个采区，即Ⅲ3一采区和Ⅲ3二采区。一采区为首采区，首采工作面33101综采工作面于2002年6月份结束并予以封闭。全井田接受采区前进式开采，由井筒四周向井田边界依次开采。采区内工作面接受后退式开采。各煤层间接受下行式开采。5采区巷道布置及采煤方法采区上、下山的运输巷和轨道巷均布置在Ⅲ3煤层中，沿煤层顶板掘进，以保持巷道顶板的完整性，改善巷道的维护条件。胶带运输大巷与运输上、下山接受煤仓和进风斜巷联系，轨道大巷与轨道上、下山接受石门和斜巷联接。工作面顺槽接受沿空掘巷方式。采煤方式开头为走向长壁采煤法，冒落法管理顶板，现由于受地质条件的影响改为倾斜长壁冒落式采煤法。五、矿井通风依据矿井精查地质报告，XX二矿属低瓦斯矿井。但自矿井开拓投产以来，矿井瓦斯涌出量始终很大。据2001和2002年的矿井瓦斯等级鉴定确定为高瓦斯矿井，其中2002年的鉴定结果为矿井确定瓦斯涌出量为43.05m3/min，相对瓦斯涌出量为32.04m3/t。依据煤样分析，Ⅲ3煤层煤尘有爆炸危急。又依据二00二年四月份对两个采区煤层最短自然发火期测试分析，Ⅲ3煤层易自燃，自燃倾向等级为二类自燃，最短发火期为41天。矿井接受中心并列抽出式通风系统。由副井进风，主井回风。矿井总进风量为5700m3/min，总回风量为6500m3/min。主扇风机与备扇风机均为BDK-8-№24型对旋式扇风机，配用PBF355S4-8型防爆电机，功率为160×2kW，提风量为6450m3/min。其次章矿井年抽放量及抽放年限第一节矿井瓦斯储量及可抽量一、瓦斯储量计算范围计算范围为整个矿井的全部采区，面积约23km2，瓦斯储量计算的纵向范围为矿井一、二水平。参与瓦斯储量计算的煤层除现开采层Ⅲ3煤层和后期的开采层Ⅴ2煤层外，还包括受开采层采动影响能向矿井涌出瓦斯的邻近层Ⅳ1、Ⅳ2、Ⅳ3、Ⅴ2上煤层以及围岩中的瓦斯。二、瓦斯储量及可抽量瓦斯储量一般是指煤田开发过程中能够向矿井排放瓦斯的煤层（包括不行采煤层）及围岩所赋存的瓦斯总量，其计算公式为：式中：Wk—矿井瓦斯储量，Mm3；W1—可采煤层的瓦斯储量之和，Mm3；A1i—矿井第i个可采煤层的煤炭储量，kt；X1i—第i个可采煤层的瓦斯含量，m3/t；W2—可采煤层采动影响范围内的不行采邻近煤层的瓦斯储量之和，Mm3；A2i—可采煤层采动影响范围内第i个不行采邻近煤层的煤炭储量，kt；X2i—可采煤层采动影响范围内第i个不行采邻近煤层的瓦斯含量，m3/t；W3—受采动影响的围岩瓦斯储量，Mm3；k—围岩瓦斯储量系数，计算时将不行采薄煤层及其它煤线在这里一并考虑，取k=0.15。可抽瓦斯量是指矿井瓦斯储量中能被抽出的瓦斯量，其计算公式为：式中：Wkc—矿井可抽瓦斯量，Mm3；ηk—矿井瓦斯抽放率，%。依据我国目前抽放瓦斯的实际水平，结合本矿抽放所接受的方法（本煤层抽放、邻近层抽放），ηk取30%。依据上述计算方法和公式，XX二矿瓦斯储量及可抽量的计算结果汇总于表2-1。瓦斯储量及可抽量汇总表表2-1其次节矿井年抽放量及抽放年限一、矿井年抽放量1．矿井工作制度设计矿井年抽放365天，日工作班数为三班，每班工作八小时，每天抽放24小时。2．矿井年抽放量矿井抽放瓦斯量达到设计要求时，瓦斯抽放量为25.26m3/min，即年抽放量为13.28Mm3。二、矿井抽放年限由于矿井设计接受本煤层预抽、边采边抽、边掘边抽、采空区抽放以及邻近层抽放相结合的综合抽放方法，因此其抽放服务年限将与矿井生产服务年限相当。第三章建立瓦斯抽放系统的条件第一节瓦斯涌出量的计算由于矿井开采后，瓦斯涌出量与矿井优化设计时猜测的瓦斯涌出量差异较大，故煤炭科学争辩总院抚顺分院受XX集团公司托付对XX二矿的瓦斯基础参数进行重新测定。但由于受矿井煤层揭露状况、施工地点地质条件以及钻机性能等影响，目前瓦斯基础参数还不完整，今后有条件时尚需进行补充测定。一、基础参数XX二矿Ⅲ3煤层瓦斯基本参数实测及参考值如下：煤层原始瓦斯压力0.78MPa(推算值)煤层平均瓦斯含量7.20m3/t平均残存瓦斯含量2.732m3/t煤的孔隙体积0.112m3/t•d；瓦斯含量梯度0.009m3/t•m钻孔瓦斯流量衰减系数0.018d-1百米钻孔极限自然瓦斯流量1690.93m3百米钻孔初始瓦斯流量0.021m3/min二、瓦斯涌出量计算XX集团XX二矿的瓦斯涌出来源主要分为两个部分：在开采Ⅲ3煤层时，一部分瓦斯来源于其上、下邻近层，一部分来源于开采层本身；在开采Ⅴ2煤层时，一部分瓦斯来源于上、下邻近层，一部分来源于其本层的瓦斯。依据《XX集团XX二矿优化初步设计》，一水平Ⅲ3煤层的服务年限为36年，因此本设计中的瓦斯涌出量计算只考虑了一水平Ⅲ3煤层开采时的本煤层、邻近层和围岩瓦斯涌出，二水平瓦斯涌出量将在矿井开采后期扩大抽放中进行计算。1．回采工作面瓦斯涌出量计算薄煤层及中厚煤层不分层开采时，回采工作面的瓦斯涌出量包括开采层（含围岩）和邻近层瓦斯涌出的计算公式为：式中：q1—回采工作面瓦斯涌出量，m3/t；k1—围岩瓦斯涌出系数，取k1=1.2；k2—工作面丢煤瓦斯涌出系数，其值为工作面回采率的倒数，取回采率为90%；k3—预备巷道预排瓦斯对工作面煤体瓦斯涌出影响系数；利用长壁后退式回采时，系数k3按下式确定：L—回采工作面长度，m,L=125m；h—巷道瓦斯预排等值宽度，m。h=15m；m0—开采煤层厚度，m；m—煤层开采厚度，m；X0—开采煤层原始瓦斯含量，m3/t；X1—开采煤层煤的残存瓦斯含量，m3/t；mi—第i邻近层煤厚，m；X0i—第i邻近层原始瓦斯含量，m3/t；Xci—第i邻近层残存瓦斯含量，m3/t；ki—第i邻近层的瓦斯排放率，ki与邻近层至开采层的间距有关；可按下式确定：hi─第i邻近层至开采层垂直距离，m；hp─受开采层采动影响顶底板岩层形成贯穿裂隙、邻近层向工作面释放卸压瓦斯的岩层破坏范围，m；按下式计算：ky─取决于顶板管理方式的系数，全部冒落法ky＝60；α─煤层倾角，°，计算顶板的影响范围时取“+”,计算底板的影响范围时取“－”。XX集团XX二矿各采区工作面的瓦斯涌出量计算结果见表3-1。XX煤矿采煤工作面瓦斯涌出量猜测值表3-1掘进巷道瓦斯涌出量包括掘进巷道煤壁瓦斯涌出量和掘进落煤的瓦斯涌出量，计算公式如下：式中：q2—掘进巷道瓦斯涌出量，m3/min；n—煤壁暴露面个数，n＝2；m0—掘进工作面的煤层厚度，m；v—巷道平均掘进速度，m/min；l—巷道长度，m；q0—煤壁瓦斯涌出初速度，m3/m2•min；Vdaf—煤的挥发份含量，%；S—掘进巷道断面积，m2；S＝；γ—煤的密度，t/m3,γ＝1.41t/m3；X0—开采煤层原始瓦斯含量，m3/t；X1—开采煤层煤的残存瓦斯含量，m3/t；XX集团XX二矿掘进工作面瓦斯涌出量计算结果见表3-2。XX煤矿掘进工作面瓦斯涌出量猜测值表3-2矿井的瓦斯涌出量按下式计算：式中：qk—矿井瓦斯涌出量，m3/t；K1—生产采区内采空区瓦斯涌出系数，取K1＝1.25；K2—已采区采空区瓦斯涌出系数，取K2=1.15；q1i—第i个回采工作面的瓦斯涌出量，m3/min;q2j—第i个掘进工作面的瓦斯涌出量，m3/min;A0—矿井平均日产量，t。按上述式子计算出的XX集团XX二矿瓦斯涌出量猜测结果见表3-3。XX煤矿瓦斯涌出量猜测值表3-3其次节抽放瓦斯的必要性和可能性一、抽放瓦斯的必要性从平安生产的角度考虑，采掘工作面实行瓦斯抽放必要性的推断 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 是：采掘工作面的确定瓦斯涌出量大于通风所允许的瓦斯涌出量，即采掘工作面设计风量小于稀释瓦斯所需风量，亦即有下式成立时，抽放瓦斯才是必要的。式中：Q0—采掘工作面设计风量，m3/min；q—采掘工作面瓦斯涌出量，m3/min；K—瓦斯涌出不均衡系数；C—《煤矿平安规程》允许的工作面瓦斯浓度，%。同时，《煤矿平安规程》规定，一个采煤工作面确定瓦斯涌出量大于5m3/min,或一个掘进工作面确定瓦斯涌出量大于3m3/min,接受通风方法解决不合理的，必需建立瓦斯抽放系统，开展瓦斯抽放工作。1.回采工作面抽放瓦斯的必要性分析当回采工作面的瓦斯涌出量高于通风力量所允许的瓦斯涌出量，单靠通风稀释无法达到设计产量时，即有下式成立，瓦斯抽放才是必要的。式中：A─回采工作面设计产量，Mt/a；A0─回采工作面通风力量所允许的最大年产量，Mt/a；Q0─回采工作面的通风力量，按设计Q0=20～30m3/s；C─《煤矿平安规程》允许的工作面瓦斯浓度，%,取C＝1；K─回采工作面瓦斯涌出不均衡系数，K=1.5；q─回采工作面的瓦斯涌出量，m3/t。依据上式确定的XX集团XX二矿回采工作面抽放瓦斯必要性结果见表3-4。假如不实行抽放瓦斯措施，XX集团XX二矿回采工作面不行能达到设计的产量，因此回采工作面抽放瓦斯是必要的。回采工作面抽放瓦斯必要性判别表表3-42.掘进工作面抽放瓦斯的必要性分析在设计的掘进速度下，当掘进工作面通风力量小于稀释瓦斯所需的风量，即下式成立时，抽放是必要的。式中：Q0─掘进工作面设计通风力量，m3/s，一般Q0=10～15m3/s；Q─掘进工作面瓦斯涌出量，m3/min；K─瓦斯涌出不均衡系数，K=1.5；C─《煤矿平安规程》允许的工作面瓦斯浓度，%,取C＝1；经过计算，XX集团XX二矿的掘进工作面在600m3/min的通风力量下，目前无需实行抽放瓦斯措施也牵强可以达到300m/mon的掘进速度。但假如想进一步提高掘进速度以及随着向矿井深部的延长，瓦斯涌出量必定增大（如前所述一些掘进面已经大于3m3/min），届时为保证矿井的正常生产接续，实行边掘边抽的措施是一条有效的技术措施。综上所述，结合目前33101和33103工作面的实际生产状况，XX集团XX二矿在生产期间为达到设计产量，必需对回采工作面实行抽放瓦斯措施。二、瓦斯抽放的可能性1.开采层瓦斯抽放的可能性开采层抽放瓦斯的可能性，是指煤层在自然 透气性条件下进行预抽的可能性。衡量其可抽性的指标，一个为煤层的透气性系数（λ）、一个为钻孔瓦斯流量衰减系数（α）、另一个为百米钻孔瓦斯极限抽放量（Qj），据此指标将煤层预抽瓦斯的难易程度进行分类，如表3-5所示。开采层预抽瓦斯难易程度分类表XX集团XX二矿实测的瓦斯可抽性指标为：钻孔瓦斯流量衰减系数α=0.018d-1•d；百米钻孔极限自然瓦斯流量Qj=1690.93m3对比表3-5可知，XX集团XX二矿的Ⅲ3煤层从钻孔瓦斯流量衰减系数和煤层透气性系数来判定属于可以抽放的煤层，而从百米钻孔极限自然瓦斯流量判定又属于较难抽放的煤层，依据矿井生产过程中的实际状况，可以认为XX集团XX二矿的Ⅲ3煤层属于可以抽放的煤层，具备本煤层瓦斯抽放的条件。2.邻近层瓦斯抽放的可能性邻近层抽放瓦斯技术是一项成熟的治理瓦斯灾难的技术，我国的阳泉、松藻、铁法、淮南、淮北和北票等很多抽放瓦斯矿区通过几十年的抽放瓦斯实践得出：在中、近距离邻近层赋存条件下，只要钻孔参数设计、施工合理，抽放参数选择适宜，都能取得良好的抽放瓦斯效果，工作面邻近层的瓦斯抽放率一般可以达到40～70%。XX集团XX二矿Ⅲ3煤层开采时，其上部的Ⅲ1、Ⅲ2煤组和下部的Ⅳ1、Ⅳ2煤层均属于中近距离邻近层；Ⅴ2煤层开采时，其上部的Ⅳ煤组亦属于近、中距离的邻近层，所以只要抽放方式、钻孔参数和抽放参数设计合理，钻孔的施工工艺达到设计要求，无疑可获得良好的抽放瓦斯效果。3.采空区瓦斯抽放的可能性目前XX集团XX二矿的回采工作面使用的是综采一次采全高，冒落式管理顶板，综采高度设计的参数为2.44～4.52m，而Ⅲ3煤层厚度变化较大，因此采空区丢煤较多，瓦斯涌出必定较大，加上存在近距离的上下邻近层，受采动影响向开采层采空区涌出瓦斯，而采空区存在大量的瓦斯又向回采工作面涌出，因此，抽放采空区瓦斯可能性是存在的，而且势在必行。综上所述，XX集团XX二矿瓦斯抽放是可行的。三、建立瓦斯抽放系统的条件XX集团XX二矿确定瓦斯涌出量达43.05m3/min(2002年资料)，高峰期可达50.15m3/min，相对瓦斯涌出量达24.07m3/t，回采工作面确定瓦斯涌出量远远超过5m3/min，部分掘进工作面瓦斯涌出量已经超过了3m3/min，已经具备了建立抽放系统的条件，系统投入抽放后，实行有效的抽放瓦斯方法，矿井稳定抽放量可保持在12.25m3/min左右，抽放系统可与矿井生产系统具有同样的服务年限，具备了建立瓦斯抽放系统的条件。四、抽放站布置抽放瓦斯泵站位置必需符合下列要求：⑴泵站最好设在回风井工业广场内，站房距井口和主要建筑物以及居民点不得小于50m，并用栅栏或围墙爱护；⑵泵房内和泵房四周20m以内严禁明火；⑶泵站位置应考虑到便于利用和敷设管路；⑷泵站位置应选在运输、供水和供电便利的地点；⑸泵站应设在不受洪涝威逼且工程地质条件牢靠地带，应避开滑坡、溶洞、断层裂开带及塌陷区等。2.位置选择依据上述原则，在听取矿方意见后，接受集中布置，抽放泵房建设在矿井的工业广场边上。第四章抽放瓦斯方法第一节矿井瓦斯来源分析一、矿井瓦斯来源及涌出构成XX集团XX二矿在开采期间的瓦斯来源由以下三部分组成：回采工作面的瓦斯涌出、掘进工作面的瓦斯涌出和采空区（包括围岩）的瓦斯涌出。各瓦斯源涌出的瓦斯占矿井瓦斯的涌出比例与矿井的开采深度和矿井的生产接续布局、采掘强度等有关，依据矿井瓦斯涌出量猜测结果（表3-3），计算确定的XX集团XX二矿各生产时期的瓦斯涌出构成为：初期：回采工作面瓦斯占51.5%，掘进工作面瓦斯占28.5%，采空区瓦斯占20.0%；后期：回采工作面瓦斯占47.9%，掘进工作面瓦斯占21.7%，采空区瓦斯占30.4%；可以看出，XX集团XX二矿瓦斯涌出构成中以回采工作面瓦斯涌出为主，占全矿井瓦斯涌出量的二分之一左右，因此矿井的瓦斯治理重点应放在回采工作面上。二、回采工作面的瓦斯来源及涌出构成XX集团XX二矿回采工作面瓦斯来源包括开采层和邻近层（包括围岩）瓦斯两大部分。依据回采工作面瓦斯涌出量猜测结果（表3-1），计算确定的XX集团XX二矿各区段回采工作面瓦斯涌出构成为：开采层瓦斯涌出占42.7%；邻近层瓦斯涌出占57.3%，其中上邻近层瓦斯涌出占40.8%，下邻近层瓦斯涌出占59.2%。三、采空区瓦斯涌出及涌出构成XX集团XX二矿为一新建矿井，目前只有一～二个工作面投入生产，采空区面积很小。但是随着矿井生产时间的推移和矿井开采范围的扩大，采空区瓦斯涌出量所占的比例势必将会渐渐加大，所以在矿井生产的中后期对于采空区瓦斯涌出的治理也应当予以充分的考虑。综上所述，从瓦斯涌出构成上来看，XX集团XX二矿回采工作面瓦斯涌出以邻近层为主、开采层为辅，中后期采空区也将有肯定比例的瓦斯涌出。所以在对回采工作面实行瓦斯抽放措施时，应坚持邻近层抽放为主、开采层抽放为辅、同时还要兼顾采空区的瓦斯治理的原则。其次节抽放瓦斯方法一、选择抽放瓦斯方法的原则煤矿抽放瓦斯是削减矿井和采区瓦斯涌出量的有效途径。我国煤矿的瓦斯抽放方法按瓦斯来源大致可以分为以下五类：(1)开采层瓦斯抽放方法；(2)邻近层瓦斯抽放方法；(3)采空区瓦斯抽放方法；(4)围岩瓦斯抽放方法；(5)综合抽放瓦斯方法。其中综合抽放瓦斯方法是前四类方法中两种或两种以上方法的协作使用。选择抽放瓦斯的方法时应遵循如下的原则：1.选择的抽放瓦斯方法应适合煤层赋存状况、开采巷道布置、地质条件和开采技术条件；2.抽放方法的选取应依据瓦斯来源及涌出构成进行，应尽可能接受综合抽放瓦斯方法，以提高抽放瓦斯效果；3.选择的抽放瓦斯方法应有利于削减井巷工程量，实现抽放巷道与开采巷道的结合；4.选择的抽放瓦斯方法应有利于抽放巷道的布置与维护；5.选择的瓦斯抽放方法应有利于提高瓦斯抽放效果，降低抽放成本；6.选择的瓦斯抽放方法应有利于钻场、钻孔的施工、抽放系统管网敷设，有利于增加抽放钻孔的瓦斯抽放时间。二、瓦斯抽放方法依据第三章对矿井采、掘工作面瓦斯涌出量的猜测、矿井抽放瓦斯必要性的阐述和前面对工作面瓦斯来源和涌出构成的分析，结合XX集团XX二矿开拓开采技术条件，可以接受的抽放瓦斯方法有：①本煤层瓦斯抽放；②邻近层瓦斯抽放；③采空区瓦斯抽放；④本煤层、邻近层和采空区综合瓦斯抽放。依据XX集团XX二矿各区段回采工作面的设计产量、瓦斯涌出量、通风力量以及目前的瓦斯抽放水平，经全面分析计算，XX集团XX二矿为达到设计的产量，无论南翼还是北翼的各回采工作面都必需实行本煤层、邻近层和采空区同时抽放的综合瓦斯抽放方法，否则难以达到设计的生产力量。本煤层瓦斯抽放可分为开采层未卸压抽放和卸压抽放两种方法。前已述及，XX二矿Ⅲ3煤层属于可以抽放的煤层，设计在Ⅲ3煤层回采工作面接受未卸压抽放（预抽）和边采边抽方法，利用工作面轨道顺槽向煤层打迎面斜交和平行于工作面的钻孔预抽瓦斯。该预抽钻孔还可随着回采工作面的推动前方煤体产生的卸压作用，实施边采边抽煤层瓦斯，从而提高瓦斯抽放率，削减开采层的瓦斯涌出量。预抽时间在180天以上。依据目前XX二矿实测的瓦斯基础参数，掘进工作面瓦斯涌出量有的已大于3m3/min，建议接受边掘边抽的方法，解决瓦斯涌出量较大的掘进工作面的瓦斯问题，以提高巷道的掘进速度，缓解矿井采掘接替紧急问题。邻近层瓦斯抽放是XX集团XX二矿瓦斯治理的重点。前已述及，XX集团XX二矿的上、下邻近层均为中、近距离的邻近层，瓦斯涌出量占全矿井的六成左右，二采区稍大、一采区稍小。XX集团XX二矿首采Ⅲ3煤层，上覆有Ⅲ1、Ⅲ2煤组，平均间距小于20m;Ⅲ3煤层下距Ⅳ1、Ⅳ2煤层，平均间距为14～25m，大部分为局部可采煤层。⑴上邻近层瓦斯抽放国内外对于上邻近层瓦斯的抽放都积累了成熟的阅历，可以接受的方法也较多，如顶板巷道、顶板长钻孔、顶板短钻孔等等。针对XX集团XX二矿的实际条件，可以选择的抽放 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 有两个：顶板巷道抽放和长钻孔结合短钻孔抽放。方案一：顶板巷道抽放在Ⅲ3煤层的顶板开一条抽放瓦斯的专用巷道，在Ⅲ3煤层中掘岩石巷道，巷道断面4～5m2左右，长度约1000m，用来抽放上邻近层的瓦斯。详见图4-1。方案二：长钻孔结合短钻孔抽放在工作面的进、回风顺槽开设钻场，钻场间距为70m，在钻场内施工顶板迎面长钻孔，每个钻场内布置长钻孔4个，同时要保证钻孔的搭接距离大于10m；为了保障钻场在接替过程中的瓦斯抽放效果，在每个钻场的两侧布置4组短钻孔，布置的方法为以钻场为基准前2后2,短钻孔组间距10m，每组3个钻孔。详见图4-2。图4-1上邻近层抽放瓦斯方案一图4-2上邻近层抽放瓦斯方案二方案一优点：①抽放瓦斯效果好；②顶板岩巷的开掘可与工作面顺槽掘进同步平行作业，抽放与生产间不相互影响；缺点：①另开半煤岩巷或岩巷，增加了抽放成本；②巷道开掘过程中出货、进料困难；③长距离的独头巷道，增加了通风平安管理的难度。方案二优点：①钻场施工可与工作面顺槽掘进同步平行作业；②有利于缓解采掘接续关系，缩短出煤工期，降低抽放成本；③长、短钻孔相结合，抽放效果较好，综合其他抽放方法，可以保证工作面达到设计的产量。缺点：①抽放效果不如方案一；②打钻施工与正常的生产有时会发生影响；③多条短距离独头巷道需局部通风，给通风管理造成肯定困难。本着以解决工作面瓦斯问题为前提，并考虑尽量削减抽放的井巷工程量、降低抽放成本、缩短出煤工期等因素，本设计接受方案二，即以顶板迎面长钻孔结合短钻孔代替顶板瓦斯巷抽放上邻近层瓦斯。⑵下邻近层瓦斯抽放针对XX二矿现有的开拓开采条件，结合下邻近层瓦斯的涌出规律，下邻近层的瓦斯抽放拟归结到采空区的抽放上，即利用采空区抽放来抽出随着工作面的推动、卸压范围的扩大而不断涌向采空区的邻近层瓦斯。XX二矿由于开采时间较短，老采空区面积不大，但随着矿井开采时间的延长与开采范围的扩大，由于是采区前进式的布置，将来采空区涌出的大量瓦斯无疑将加重矿井的通风负担。设计目前对采空区实行上向钻孔抽放法。钻孔法是在回风巷内设钻场，钻场间距30m，每个钻场内布置5个上向钻孔。详见图4-3。同时，假如钻孔施工有困难时也可接受半封闭插管抽放法。但其抽放效果不如上向钻孔抽放法。半封闭插管抽放法详见图4-4。图4-3采空区上向钻孔抽放法图4-4采空区半封闭插管抽放法三、抽放巷道布置XX集团XX二矿井下本煤层瓦斯抽放、上下邻近层瓦斯抽放和采空区瓦斯抽放不增设特地的抽放瓦斯巷道，全部利用工作面已有的开拓开采巷道，即利用轨道巷布置回采工作面预抽钻孔（后期用作边采边抽）和顶板长钻孔和短钻孔抽放上邻近层瓦斯，利用-230m大巷抽放一部分下邻近层瓦斯，利用瓦斯尾巷布置采空区插管抽放和施工采空区抽放的引导钻孔。四、钻场、钻孔布置1.钻场的布置位置、间距、钻场尺寸及支护形式设计的抽放方法中，在上邻近层抽放瓦斯和在掘进工作面边掘边抽时需开设钻场。上邻近层抽放瓦斯钻场布置在进风巷一侧的Ⅲ3煤层顶板中，钻场间距为70m。掘进工作面边掘边抽钻场开在巷道两侧（双巷掘进时钻场仅在巷道一侧布置），钻场间距为40m，钻场规格为：宽3.5m，深4m，高与掘进巷道相同，接受11号矿用工字钢梯形支护。(1)回采工作面钻孔布置钻孔布置方式：不设钻场，钻孔沿煤层迎面斜交(与顺槽成45°)和平行于工作面布置。①钻孔直径：钻孔直径大，暴露煤壁面积大，瓦斯涌出量就大，但二者增长并非线性关系，一般选用Φ75～100mm，设计选用钻孔直径Φ75mm。②钻孔长度：按煤层回采工作面长度125m考虑，钻孔长度为90m。如打长钻孔有困难时，可分别从工作面的进、回巷双向布置钻孔，以提高工作面的抽放量。③钻孔有效抽放时间XX二矿Ⅲ•100m，钻孔瓦斯流量衰减系数为0.018d-1。从而，百米钻孔在不同时间t内可抽放的瓦斯总量（Qt）和钻孔抽放有效系数（K）按下式计算：式中：Qt—百米在t时间内可抽瓦斯总量,m3；q0—百米钻孔初始瓦斯涌出量，m3/min•100m；α—钻孔瓦斯流量衰减系数，d-1t—抽放时间,d；K—钻孔抽放有效系数，%。计算结果列于表4-1中。不同排放时间钻孔排放瓦斯量表由表中可以看出，当排放时间为90天时，排放总量已经达到极限排放量的80%。排放时间为半年时，排放总量已经达到极限排放量的96%,尽管再延长排放时间，抽放总量仍会增加，但意义并不大，而且矿井的采掘接续来看，也是不现实的。考虑到我国开采层预抽瓦斯目前的实际水平，本着尽量减小钻孔工程量又要保证抽放效果的原则，设计钻孔预抽时间为半年，钻孔抽放影响范围暂定为8m。④抽放负压。一般宜选用13.33～26.66KPa的负压抽放(泵的负压能满足要求)。(2)掘进工作面钻孔布置掘进工作面钻孔布置要保证钻孔始终超前巷道工作面10m，据此选取边掘边抽工作面抽放钻孔参数如下：钻孔长度50m；钻孔直径Φ75mm；钻孔夹角β1＝10～15°，β2＝16～18°；钻孔仰角3°～5°。(3)上邻近层瓦斯抽放钻孔布置①钻孔布置方式钻孔穿层布置。长、短钻孔在水平与垂直方向（沿工作面的推动方向）的投影均为扇形，相邻钻场长钻孔的搭接长度10m。②钻孔直径设计钻孔直径为Φ75mm。③钻场间距、钻孔数量设计长钻孔钻场间距70m，每个钻场4个钻孔；短钻孔钻场间距10m，每个钻场3个钻孔。④钻孔的倾角、方位角和钻孔长度依据钻孔布置的原则和上述布孔参数，并结合XX二矿的具体状况，设计抽放上邻近层瓦斯的长、短钻孔的钻孔参数列于表4-2。(4)下邻近层瓦斯抽放钻孔布置下邻近层瓦斯抽放利用采空区瓦斯抽放，详见采空区抽放布置。(5)采空区抽放布置形式对于工作面已采完封闭的采空区接受密闭巷道法抽放采空区瓦斯。该法首先在巷道中打密闭，将管子插入采空区直接抽放采空区瓦斯。密闭打在工作面瓦斯抽放钻孔布置参数表回风顺槽内，厚度3m以上。为了保证密闭的严密，煤壁和顶、底板的挖槽深度要大于。密闭两壁用砖（或料石）砌筑，厚度不小于，两层砖（或料石）墙间要充填黄土，并夯实。抽瓦斯管插进10m左右。对于现生产工作面的采空区，接受上向钻孔法抽放采空区瓦斯时，设计钻场间距40m，每个钻场5个钻孔。各钻孔参数列于表4-3。接受半封闭插管抽放法时，利用上一回采工作面的进风巷，打钻孔穿透该进风巷与本工作面回风巷间的隔离煤柱进入工作面采空区，把瓦斯管直接插入采空区进行抽放瓦斯。设计钻孔间距30m，每根瓦斯管的末端2m长内要有孔眼，同时施工时要尽量靠近煤层顶板，使之处于高浓度瓦斯带。