新豐礦高位抽放設計

1、新豐煤礦分段高位抽放鉆孔設計方案鄭州廣賢工貿(mào)有限公司新豐煤礦（以下簡稱新豐煤礦）為煤與瓦斯突出礦井， 出于治理瓦斯的目的，擬在采煤工作面采取頂板高位鉆孔裂隙帶抽放措施，設計如下。1. 新豐煤礦概況新豐煤礦始建于1952年，20RR年9月進行了改擴建初步設計，年生產(chǎn)能力0.6Mt/a。井田東西長約1.25.5km;南北寬約0.172.15km。面積7.388km。 主采二1煤層，土 0.00m標高以上已采完，將開采土 0.00m至-600m的二1煤層。 二1煤層可采儲量1689.8萬t，服務年限21.7年。交通位置該礦位于登封市大金店鄉(xiāng)境內(nèi)， 東北距鄭州84km，距登封市16km，西北距 洛陽7

2、5km，南至汝州20km，區(qū)內(nèi)交通公路與焦枝、京廣、隴海等鐵路相接，交 通較為方便，如圖一示。蔡陽鞏縣偃師洛隴密縣隹八、顧陽石道辛店新豐煤礦徐莊汝陽禹州市伊川13 26km黃 河1440嵩登封臨汝鎮(zhèn)枝大冶臨汝13圖一新豐煤礦交通位置圖大金店鄭州市煤層賦存二i煤層賦存于山西組下部大占砂巖之下，上距砂鍋窯砂巖67.16m,距香炭砂巖29.16m,下距L7灰?guī)r約10m,距一 3煤4850m。據(jù)鉆孔與生產(chǎn)礦井揭露， 煤厚1.8314.29m。平均厚5.26m。煤層結構簡單，局部含夾矸12層，全區(qū) 可采，屬較穩(wěn)定型煤層。傾角為2635，屬傾斜煤層。煤的視密度為1.40t/m3。二1煤原煤灰分（Ad）為7

3、.6137.56%,平均14.29%，全硫（St,d）為0.271.28%，平均0.40%。原煤磷（Pd）含量為0.0040.038%，平均0.02%，發(fā)熱量 （Qgr,v,d）為 27.6333.37MJ/kg，平均 30.77MJ/kg。浮煤灰份（Adaf）為 3.348.90%，平均6.01%，揮發(fā)分（Vdaf）為9.5211.14%，平均10.34%，膠質(zhì)層厚 度R值為0mm。煤灰成份為SQ2+AI2O3,占73.05%，二1煤為低中灰、特低硫、 低磷、高熱值、高熔灰分之貧煤。二1煤層屬自燃煤層，煤的自燃發(fā)火期一般為 46個月，煤塵有爆炸危險 性。開拓開采方式中央分列式一立井雙翼上下山

4、開拓。 共設三個立井井筒：主井、副井和東風 井。設計采用走向長壁高檔炮采采煤方法，選用人工打眼、爆破落煤、人工攉煤、 搪瓷溜槽運煤的回采工藝，頂板鋪設塑料網(wǎng)、2.4m長畀型鋼梁配合單體液壓柱的錯梁直線柱支架形式，人工推槽，全部垮落法管理頂板。工作面采高2.0m左右，最大控頂距為3.6m，最小控頂距為2.4m。工作面傾斜長125m左右，年進 度 850m。瓦斯賦存和抽放二1煤層屬煤與瓦斯突出煤層，新豐煤礦為煤與瓦斯突出礦井。1991年10月曾發(fā)生過瓦斯突出事故。新豐煤礦二1煤層勘探鉆孔測定瓦斯含量為 2.1911.30m3/t.r，如表二所 示。與新豐煤礦井田二1煤層相接的相鄰礦井瓦斯含量井下實

5、測參數(shù)如表三示。 比較而言，新豐煤礦地質(zhì)勘探測定的瓦斯含量值偏低，與鄰區(qū)井下實測的二1煤層瓦斯含量有較大的誤差。因此，實際的防突和瓦斯管理中，采用鄰礦井下實測 值推算的瓦斯含量。由表三可知，二1煤層具有隨著埋藏深度的增加瓦斯含量不 斷增大的規(guī)律。瓦斯含量梯度 4.5m3/t 100m,瓦斯壓力梯度0.82MPa/100m表二勘探鉆孔瓦斯測試結果表孔號煤層底板瓦斯成分（%瓦斯含量標咼（mCOCH2(m/t.r )8604-341.121.0898.57P 0.354.778703-178.861.0493.465.519.669304-307.980.0695.304.6411.308503-2

6、33.693.8893.631.355.118303-295.833.4885.138.524.31表三鄰區(qū)二1煤層瓦斯參數(shù)實測表項目水平標高煤層開米深度（n）+175305+126354+75405瓦斯壓力（MPa0.821.081.5瓦斯含量 （nVt燃）12.6514.6816.98 P30.62923f0.170.160.13D0.844.6215.48K180181177新豐煤礦瓦斯儲量豐富，按初步設計資料，瓦斯儲量為42156萬m3。二i煤層鉆孔流量衰減系數(shù)a =0.058 0.07d-1 ，煤層透氣性系數(shù)入 =0.1153 0.0635m2/MPa2d,屬難以抽放煤層，具有礦井瓦

7、斯抽放的可行性。出 于防止煤層瓦斯突出和降低瓦斯涌出量的目的，按照設計，實施煤層掘進邊掘進邊抽、回采工作面密集交叉鉆孔預抽煤層瓦斯，采空區(qū)高位瓦斯抽放和石門揭煤 瓦斯抽放，以及鄰近層瓦斯抽放即卸壓煤層瓦斯抽放等措施。測得二 1煤層百米 鉆孔瓦斯抽放流量為q=0.01-0.04m3/min.hm。2. 頂板高位鉆孔裂隙帶抽放理論基礎煤層的開采卸壓會引起周圍巖層封閉被破壞，上覆煤巖層垮落、破裂、下沉彎曲，形成所謂的“三區(qū)、三帶”，如圖二所示。煤層開采后，大量的采空區(qū)瓦 斯積聚在冒落帶和裂隙帶，高位鉆孔布置在冒落帶和裂隙帶之間， 對于抽放采空 區(qū)瓦斯、減小瓦斯涌出量、防止工作面瓦斯超限具有良好的效果

8、。A煤壁支撐影響區(qū)B離層區(qū)(bc) ; C重新壓實區(qū)1 冒落帶；【1裂隙帶；III彎曲下沉詩圖二回采工作面采動影響上覆巖層移動的“三區(qū)、三帶”3. 分段高位抽放鉆孔設計分段高位抽放鉆孔具體布置方式為：在回風巷每隔90-100m做一個頂板巖巷鉆場，向采空區(qū)方向施工直徑 108mm鉆孔3個，孔深100-105m,相鄰鉆場 鉆孔之間沿巷道方向重疊5m,鉆孔布置如圖三示。高位鉆孔終孔層位采用采面 回采后冒落帶及裂隙帶最大高度 Hm和HL按下列公式確定：Hm=100M/(4.7M+19) (3-1)Hl=100M心.6M+3.6) (3-2)式中M為采高，m。按采高2m計算，Hm=7m, Hl=30m。為了保證最佳抽放效果，高位鉆孔終孔