主焦煤礦抽放設(shè)計(jì)說明書修改

1、安陽市主焦煤業(yè)有限責(zé)任公司地面固定抽采瓦斯系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)二 00 八年三月地面固定抽采瓦斯系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人：魏風(fēng)清高級(jí)工程師參加人員：劉 操講師史廣山研究生趙萌研究生李連昌研究生河南理工大學(xué)00 八年三月言 . 礦井概況 . 礦井歷史沿革 地理位置和交通 井田范圍和煤炭?jī)?chǔ)量 . 地層、煤層和煤質(zhì) 地質(zhì)構(gòu)造 礦井通風(fēng) 等級(jí)鑒定和地勘瓦斯情況 礦井采掘開拓現(xiàn)狀 1.21.31.41.51.61.71.8礦井瓦斯抽放的必要性和可行性2.1瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 2.1.1 分源預(yù)測(cè)法 2.1.2 瓦斯涌出量預(yù)測(cè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)2.1.3 瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果 . 礦井瓦斯抽放的必要性 礦井瓦斯抽放的可

2、行性 2.22.3瓦斯抽采設(shè)計(jì)參數(shù)3.13.23.33.43.5礦井瓦斯儲(chǔ)量 瓦斯抽采率 . 瓦斯可抽量 . 瓦斯抽采規(guī)模 瓦斯年抽采量瓦斯抽采方法 .4.14.2抽采方法選擇依據(jù) 回采工作面抽放方法 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4平行鉆孔預(yù)抽 . 采面淺孔抽放 . 迎向鉆孔抽放 . 采空區(qū)埋管抽放4.3掘進(jìn)工作面抽放方法4.3.1 隔斷式抽放 4.3.2 超前抽放 抽放鉆孔的密封 4.6.1 封孔深度 4.6.2 封孔材料 4.6.3 封孔工藝 抽放管路系統(tǒng)和設(shè)備選型5.1 井下抽放管路系統(tǒng) 5.1.15.1.25.1.35.1.45.1.55.1.6 5.1.74.6抽放管

3、路系統(tǒng)路線 抽放規(guī)模預(yù)計(jì) 抽放管路選型 管路連接 管路敷設(shè) 鉆孔與管路的連接 瓦斯抽放管道的附屬裝置5.2 地面抽放泵站管路和設(shè)備系統(tǒng)5.2.1 抽放泵選型 12 . 2 . 2 . 3 . 3 . 4 . 5 . 5 . 68 . 8 . 8 13 15 15 16 17 17 17 18 18 19 20 20 20 21 21 21 22 24 24 26 27 27 27 28 29 29 29 29 31 32 32 32 34 35 365.2.2 地面泵站的附屬裝置 瓦斯抽放系統(tǒng)的安裝 6.1 瓦斯抽放系統(tǒng)安裝的基本要求 6.2 瓦斯抽放泵的安裝 6.3 瓦斯抽放、排放管路及附屬

4、設(shè)施安裝地面抽放站建設(shè) 7.17.27.37.47.57.67.7地面抽放站站址 地面抽放站總平面示意圖 地面抽放站供配電 抽放站供水系統(tǒng) 抽放站地面建筑 抽放泵房通風(fēng)和采暖 . 地面抽放站環(huán)境保護(hù) .安全監(jiān)測(cè)及安全措施 8.1 安全監(jiān)測(cè)與計(jì)量 8.2 主要安全措施及附屬設(shè)施 抽放泵站站址選擇 抽放站內(nèi)的建筑設(shè)計(jì) 泵站主要設(shè)備及附屬設(shè)備選型 管路安裝 打鉆安全技術(shù)措施 其它 8.2.18.2.28.2.38.2.48.2.58.2.6瓦斯抽放工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 9.1 勞動(dòng)定員 9.2 投資概算 9.3 礦井瓦斯利用和經(jīng)濟(jì)效益 4042424242434343434345454647474747

5、4748484850515151951、八-前言安陽市主焦煤業(yè)有限責(zé)任公司主焦礦井 （ 以下簡(jiǎn)稱主焦煤礦 ） 原屬安陽縣辦煤礦，生產(chǎn)能力為15萬t/a,該礦經(jīng)過近年來的改擴(kuò)建已達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)能力40萬t/a左右、設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為60萬t/a的中型礦井。根據(jù)該礦提供的礦井改擴(kuò)建初步設(shè)計(jì)和礦井瓦斯涌出資料 （2007 年鑒定報(bào)告 ）, 相對(duì)瓦斯涌出量為 12.97m3/t, 絕對(duì)瓦斯涌出量為 9.7m3/min, 屬于高瓦斯礦井。根據(jù)地勘 報(bào)告知其井田附近瓦斯含量為 2.689.16 m3/t,平均瓦斯含量為6.29 m3/t。中國礦業(yè)大學(xué) 2007年對(duì)該礦-350m以上水平二1煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)進(jìn)

6、行了研究，在-350消防庫、-350水 倉絞車房測(cè)得絕對(duì)瓦斯壓力分別為0.39MPa 0.23MPa,并根據(jù)-350消防庫處瓦斯壓力反推 出該處瓦斯含量為6.74m3/t，利用礦山統(tǒng)計(jì)法分析得出二1煤層瓦斯涌出量隨開采深度的 變化規(guī)律；q = -0.023x-2.1838。隨礦井產(chǎn)量的增加和開采范圍的擴(kuò)大及開采水平的延伸,礦井該礦今后采掘進(jìn)工作面和采空區(qū)的瓦斯涌出量都將進(jìn)一步增大。為貫徹執(zhí)行黨和國家的“安全第一 , 預(yù)防為主”的安全生產(chǎn)方針和國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局制定的“先抽后采 , 以風(fēng)定產(chǎn), 監(jiān)測(cè)監(jiān)控”的煤礦安全生產(chǎn)管理方針。安陽市主焦煤業(yè)有限責(zé)任公司特委托河南理工大學(xué)進(jìn)行主焦煤礦地面固定

7、抽采瓦斯系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)。本方案設(shè)計(jì)依據(jù)：礦井瓦斯抽放管理規(guī)范（煤安字1997第189號(hào)）；煤礦瓦斯抽放規(guī)范（AQ1027 2006）; 河南省煤炭工業(yè)管理局文件（豫煤安20071號(hào)）； 礦井抽放瓦斯工程設(shè)計(jì)規(guī)范（MT501896）； 礦井瓦斯抽采工程設(shè)計(jì)規(guī)范（送審稿）； 防治煤與瓦斯突出細(xì)則（煤安字1995第30 號(hào)）； 煤礦安全規(guī)程（2006年版）； 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)（AQ10262006）。設(shè)計(jì)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 預(yù)計(jì)二 1 煤層平均瓦斯含量： 7m3/t ； 分源預(yù)測(cè)法預(yù)測(cè)礦井絕對(duì)瓦斯涌出量 : 33.13m3/min；3 礦井瓦斯抽放混合流量 : 77.28m3/min。271礦井概

8、況1.1礦井歷史沿革安陽市主焦煤礦原屬安陽縣辦煤礦，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為15萬t/a，1980年淹井后，通過 有關(guān)程序注銷了生產(chǎn)能力，1984年由安陽礦務(wù)局購買，井筒計(jì)劃作為崗子窯煤礦的風(fēng)井使 用。1994年經(jīng)河南省煤炭廳豫煤計(jì)字（1994）413號(hào)文批準(zhǔn)將崗子窯煤礦報(bào)廢，主焦煤礦作為接替礦井。目前，主焦煤礦經(jīng)過近年來的改擴(kuò)建已達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)能力40萬t/a左右、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為60萬t/a的中型礦井。1.2地理位置和交通主焦煤礦位于安陽礦區(qū)北部的倫掌鄉(xiāng)內(nèi)，東距安陽市38km，南距水治鎮(zhèn)15km，地理座標(biāo)為北緯36 14 1636 16 26東徑114 05 36114 07 04行政區(qū)劃從主焦煤礦到杜

9、家崗一線以南，屬河南省安陽縣管轄，以北屬河北省磁縣管轄，地處豫冀兩省交界。主焦煤礦區(qū)域交通以公路為主。 該礦東南38km至京廣鐵路安陽站，西距1.7km與礦 區(qū)內(nèi)部安陽一崗子窯專用運(yùn)煤鐵路的積善車站相接。大湖水冶觀臺(tái)公路從礦井西1Km處通過，并與安林公路（S301）相連。交通便利，見圖1-1。古蔬*基.對(duì)家淘口東崗鎮(zhèn)J/血卸YL北丁悔帝沙：敎場(chǎng)王家淘、-產(chǎn)氤i鎮(zhèn) I上$ /_ 3東趙村林州市上寺乎I?都細(xì)冰 7% 工口馬爭(zhēng)臣J j!銅治鎮(zhèn)I?卜椒cf蠹礦略城鎮(zhèn)7、安豐習(xí)文* c(W0-Wc)M(2-2)式中:q1 開采層(包括圍巖)相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t ；K1 圍巖瓦斯涌出系數(shù)；K1值選取

10、范圍為1.11.3；全部陷落法管理頂板，碳質(zhì)組分較多的圍巖，Ki取1.3；局部充填法管理頂板Ki取1.2；全部充填法管理頂板Ki取1.1 ;砂質(zhì)泥巖等致密性圍巖 Ki取值可偏小;K2 工作面丟煤瓦斯涌出系數(shù)，用回采率的倒數(shù)來計(jì)算;K3 采區(qū)內(nèi)準(zhǔn)備巷道預(yù)排瓦斯對(duì)開采層瓦斯涌出影響系數(shù)，采用長(zhǎng)壁后退式回采時(shí)，K3按下式計(jì)算:K3 =(L-2h)/LL 工作面長(zhǎng)度，m；h 掘進(jìn)巷道預(yù)排等值寬度，m；如無實(shí)測(cè)值可按表2-1選取; 開米層厚度，m ；moM工作面采高，m；煤層原始瓦斯含量，m3/t;煤層原始瓦斯含量，m3/t;WoWoWc運(yùn)出礦井后煤的殘存瓦斯含量,m3/t。(2)鄰近層瓦斯涌出量 鄰近

11、層瓦斯涌出量采用下式計(jì)算:nq2 =2 (W0i -Wci)i -4(2-3)式中:q2鄰近層相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t ；Woi 第i個(gè)鄰近層煤層原始瓦斯含量,第i個(gè)鄰近層煤層殘存瓦斯含量,m3/t，如無實(shí)測(cè)值可參照開采層選取;m3/t,如無實(shí)測(cè)值可參照開采層選取;mi 第i個(gè)鄰近層煤層厚度，m；M 工作面采高，m；3 第i個(gè)鄰近層瓦斯排放率，。當(dāng)鄰近層位于冒落帶中時(shí)，3 =1。當(dāng)采高小于4.5m時(shí)，ni按下式計(jì)算或按圖2-1選取。(2-4)式中:hi 第i鄰近層與開采層垂直距離，m ；h p 受采動(dòng)影響頂?shù)装鍘r層形成貫穿裂隙，鄰近層向工作面釋放卸壓瓦斯的巖層破壞范圍，m。開采層頂、底板的破壞

12、影響范圍hp按建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)于 壓煤開采規(guī)程中附錄六的方法計(jì)算。當(dāng)采高大于4.5m時(shí)，ni按下式計(jì)算:(2-5)“hihi3 =100 0.047 丄84.04ML式中:hi 第i鄰近層與開采層垂直距離，m ；M 工作面采高，m；L工作面長(zhǎng)度，m。02J4序-1O0 屆/M/ZLOOaa602040$0soICO總0 皿 O圖2-1鄰近層瓦斯排放率與層間距的關(guān)系曲線1上鄰近層；2緩傾斜煤層下鄰近層；3傾斜、急傾斜煤層下鄰近層2.1.1.2掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出來源主要有兩類：掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量和掘進(jìn)巷道落煤瓦斯 涌出量。掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)用絕

13、對(duì)瓦斯涌出量表示，用下式計(jì)算:(2-6)式中:q掘掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min ；q3掘進(jìn)工作面巷道煤壁絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min ；q4掘進(jìn)工作面落煤絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min。(1) 掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量由下式計(jì)算:q31I V丿(2-7)式中:q3掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量，m3/min ；D 巷道斷面內(nèi)暴露煤壁面的周邊長(zhǎng)度， m；對(duì)于薄及中厚煤層，D=2m0，m。為開采層厚度；對(duì)于厚煤層，D = 2h + b，h及b分別為巷道的高度及寬度;v 巷道平均掘進(jìn)速度，m/min ；L 巷道長(zhǎng)度，m;q0 煤壁瓦斯涌出強(qiáng)度,m3/m2min，如無實(shí)測(cè)值可參考下

14、式計(jì)算:qo =0.0260.0004(Vr)2 +O.16xW0(2-8)式中:Vdaf煤中揮發(fā)分含量,%；W。煤層原始瓦斯含量,m3/t。(2) 掘進(jìn)巷道落煤瓦斯涌出量掘進(jìn)巷道落煤瓦斯涌出量由下式計(jì)算:q4 =SxvxYx(W0 Wc )(2-9)式中:q4掘進(jìn)巷道落煤瓦斯涌出量，m3/min ；S 掘進(jìn)巷道斷面積，m2;v巷道平均掘進(jìn)速度， m/min ；W。V煤的視相對(duì)密度，t/m3； 煤層原始瓦斯含量，m3/t;Wc 運(yùn)出礦井后煤的殘存瓦斯含量,m3/t。2.1.1.3生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量指采區(qū)內(nèi)所有回采工作面、掘進(jìn)工作面及采空區(qū)瓦斯涌出量之 和，由下式計(jì)算:f

15、n(2-10)Kx S q采i A +1 4 40q掘i j clyiT 丿A0q區(qū)=式中:生產(chǎn)采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t ；K 一一生產(chǎn)采區(qū)內(nèi)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)；對(duì)于單一煤層，K=1.201.35 ,對(duì)于近距離煤層群，K = 1.251.45 ；第i個(gè)回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t；A 第i個(gè)回采工作面的日產(chǎn)量，t；q掘i第i個(gè)掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min ；A生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量,to2.1.1.4礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)礦井瓦斯涌出量為礦井內(nèi)全部生產(chǎn)采區(qū)和已采采空區(qū)瓦斯涌出量之和，由下式計(jì)算:K x (送 q區(qū)i A0i q7丿q# _ n送ADii 4(2-11)式中:q井 礦

16、井相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t;q區(qū)i 第i個(gè)生產(chǎn)采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t;A0i 第i個(gè)生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量，t;K ”一一已采采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)；對(duì)于單一煤層，K、1.151.25,層群，K“ =1.25 1.45 o對(duì)于近距離煤2.1.2瓦斯涌出量預(yù)測(cè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)根據(jù)主焦煤礦二1煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)，結(jié)合采掘工藝，預(yù)測(cè)將來為滿足60萬t/a產(chǎn)量21采區(qū)和22采區(qū)同時(shí)生產(chǎn)、21采區(qū)結(jié)束后22采區(qū)和23采區(qū)同時(shí)生產(chǎn)、22米區(qū)結(jié)束后23采區(qū)和31采區(qū)同時(shí)生產(chǎn)的礦井瓦斯涌出量。2.121瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)根據(jù)中國礦業(yè)大學(xué)提供的主 焦煤業(yè)有限責(zé)任公司-350以上水平二1煤層瓦斯參數(shù)研究報(bào)告可知:(1)應(yīng)用M- n

17、型膠囊一壓力粘液封孔、速凝膨脹水泥封孔測(cè)定煤層瓦斯壓力技術(shù), 在-350-350消防庫、-350水倉絞車房處施工了 2個(gè)測(cè)壓孔，測(cè)得二1煤層瓦斯壓力，見表2-2 o(2)測(cè)定了二1煤層煤樣的瓦斯吸附常數(shù) a b值，并測(cè)算了二果見2-3、表2-4 o1煤層的瓦斯含量，結(jié)測(cè)定了二1煤層煤樣的孔隙率，測(cè)定結(jié)果見表 2-5o根據(jù)主焦井田附近地勘鉆孔二1煤層瓦斯含量(見表1-5)有:煤層標(biāo)高界于-77.97-433.80m，沼氣含量為2.689.16 ml/g r,平均沼氣含量為 6.29 ml/g 2綜合已知數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)二中國礦業(yè)大學(xué)提供的主1煤層工業(yè)分析結(jié)果取1煤層今后開采范圍內(nèi)二1煤層平均原始瓦斯含量

18、為7m3/t。根據(jù)焦煤業(yè)有限責(zé)任公司-350以上水平二1煤層瓦斯參數(shù)研究報(bào)告，主焦煤礦Mad=0.85%, Aad=12.62%, Vdaf=18.48%。表2-2 二1煤層瓦斯壓力測(cè)定結(jié)果匯總表鉆孔 位置測(cè)壓煤 層編號(hào)孔深(m)封孔 長(zhǎng)度(m)真方 位角角度見煤標(biāo)高(m)地面標(biāo)高(m)瓦斯壓力(MP a)絕對(duì)瓦斯壓力(MPa)-350 消防庫124.013.512 -25 -375.0241.00.290.39-350 水倉絞車 房157.017.538 -26 -360.1241.00.130.23表2-3 -350消防庫處二1煤樣吸附常數(shù)a，b值取樣 地點(diǎn)1/a1/ab水分Mad(%)灰

19、分Aad(%)不考慮灰分水分考慮灰分水分a值(m3/t)b值-1 (MPa )a值 (m 3/t)b值-1 (MPa )-350消防庫二1煤層 煤樣0.04290.39800.8512.6223.311.0826.941.08表2-4 二1煤層含量測(cè)算結(jié)果表煤樣編號(hào)絕對(duì)瓦斯壓力(MPa)吸附量(m3/t)游離量(m3/t)總含量(m3/t)-350消防庫二1煤層處0.396.650.096.74表2-5二1煤層煤樣真、視比重和孔隙率測(cè)試結(jié)果取樣地點(diǎn)煤層編號(hào)真比重3(g/cm )視比重3 (g/cm )孔隙率(%)-350消防庫(1#測(cè)壓孔)二1煤層1.43011.37254.03-350水倉絞

20、車房二1煤層1.43561.37454.262.1.2.2煤層基礎(chǔ)參數(shù)1煤層是主焦煤礦的主要可采煤層，區(qū)內(nèi)鉆孔和礦井采掘工程揭露該煤層厚度為3.17.4m,平均6.2m,煤層厚度較穩(wěn)定。根據(jù)煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)AQ1024-2006規(guī)定的殘存瓦斯含量計(jì)算公式可推算主焦煤礦的煤在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的殘存瓦斯含量為1.83 m3/t2.1.2.3采掘工作面參數(shù)礦井以2個(gè)采區(qū)2個(gè)回采工作面、4個(gè)掘進(jìn)工作面保證礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。煤巷掘進(jìn)工作面斷面為梯形，采用金屬支架支護(hù)，凈斷面6.3m2，掘進(jìn)斷面7.7 m2。采用放炮落煤掘進(jìn)工藝，月進(jìn)尺150m，日產(chǎn)量51t?；夭晒ぷ髅嫘遍L(zhǎng)120m,日產(chǎn)量1000t，炮

21、采放頂煤工藝，采高 6.2m，回采率85%。巷道瓦斯排放帶寬度10.5m。2.124采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)生產(chǎn)采區(qū)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù) K 、已采采區(qū)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù) K “均取1.25。2-6所2.1.3瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果為滿足礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，兩采區(qū)同時(shí)生產(chǎn)時(shí)礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果如表 示。表2-6主焦煤礦瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果瓦斯涌出量1個(gè)掘進(jìn)工作面1個(gè)回采工作面1個(gè)生產(chǎn)采區(qū)全礦井絕對(duì)瓦斯涌出量3 （m /min）1.876.8613.2533.13相對(duì)瓦斯涌出量（m3/t）9.8819.0823.852.2礦井瓦斯抽放的必要性根據(jù)煤礦安全規(guī)程（2006）第一百四十五條、礦井瓦斯抽采管理規(guī)范（煤

22、安字1997第189號(hào)）第9條、煤礦瓦斯抽放規(guī)范（AQ10272006）第4.1條、煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)（AQ10262006）第3條的有關(guān)規(guī)定，有下列情況之一的礦井，必須建立 地面永久抽采瓦斯系統(tǒng)或井下臨時(shí)抽采瓦斯系統(tǒng)：（1）1個(gè)采煤工作面的瓦斯涌出量大于 5m3/min或1個(gè)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量大于 3m3/min，用通風(fēng)方法解決瓦斯問題不合理的。（2）礦井絕對(duì)瓦斯涌出量達(dá)到以下條件的： 大于或等于40m3/min ； 年產(chǎn)量1.01.5Mt的礦井，大于30m3/min ； 年產(chǎn)量0.61.0Mt的礦井，大于25m3/min ； 年產(chǎn)量0.40.6Mt的礦井，大于20m3/min ； 年產(chǎn)

23、量小于或等于0.4Mt的礦井，大于15m3/min。(3) 開采有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層的。目前，主焦煤礦鑒定為高瓦斯礦井，礦井瓦斯涌出量還沒達(dá)到 25m3/min，單個(gè)采煤 工作面和單個(gè)掘進(jìn)工作面的的瓦斯涌出量也還沒有達(dá)到 5m3/min和3m3/min。但是，隨著 主焦煤礦技術(shù)改造的推進(jìn)，礦井產(chǎn)量將會(huì)增加，開采深度將會(huì)加深，瓦斯含量將會(huì)增大。按照分源預(yù)測(cè)法預(yù)測(cè)雙采區(qū)(2個(gè)采煤工作面、4個(gè)掘進(jìn)工作面)同時(shí)生產(chǎn)時(shí)，單個(gè)掘進(jìn)工 作面絕對(duì)瓦斯涌出量達(dá)到1.87m3/min，單個(gè)回采工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量將達(dá)到3_336.86m /min，單個(gè)采區(qū)瓦斯涌出量13.25m /min，礦井絕對(duì)瓦斯涌出量將

24、達(dá)到 33.13m /min。因此，主焦煤礦建立地面固定抽采瓦斯系統(tǒng)是必要的。2.3礦井瓦斯抽放的可行性根據(jù)礦井瓦斯抽采管理規(guī)范(煤安字1997第189號(hào))第19條、煤礦瓦斯抽放規(guī) 范(AQ1027 2006)第7.2.1條的有關(guān)規(guī)定，衡量未卸壓的原始煤層瓦斯抽放可行性指 標(biāo)有2個(gè)：煤層透氣性系數(shù)(入)，鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)(a。按入、a判定本煤層瓦斯 抽放可行性標(biāo)準(zhǔn)如表2-7示。目前，主焦煤礦沒有測(cè)定過鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)。根據(jù)中國礦業(yè)大學(xué)提供的主焦 煤業(yè)有限責(zé)任公司-350以上水平二1煤層瓦斯參數(shù)研究報(bào)告，實(shí)測(cè)二1煤層透氣性系數(shù)入結(jié)果為:31.78 m2/(MPa2.d);為容易抽放煤層。

25、因此，主焦煤礦瓦斯抽放是可行的。從抽放效果的角度考慮，建議礦方進(jìn)一步對(duì)鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)(a進(jìn)行測(cè)試，或者利用現(xiàn)有的條件進(jìn)行試抽放和抽放考察，確定出一套行之有效的抽放技術(shù)，達(dá)到不但可行、而且高效的抽放瓦斯。表2-7本煤層預(yù)抽瓦斯難易程度分類表抽放難易程度鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù) a (d-1)煤層透氣系數(shù)2 2 入(m/MPa )容易抽放10可以抽放0.003 0.0510 0.1較難抽放0.050.13瓦斯抽采設(shè)計(jì)參數(shù)3.1礦井瓦斯儲(chǔ)量礦井瓦斯儲(chǔ)量是指礦井可采煤層的瓦斯儲(chǔ)量、 受采動(dòng)影響后能夠向開采空間排放的不 可采煤層及圍巖瓦斯儲(chǔ)量之和。其計(jì)算公式為:（式 3-1）式中：W 礦井瓦斯儲(chǔ)量，M

26、m3;W1 可采煤層的瓦斯儲(chǔ)量，Mm3;W2受采動(dòng)影響后能夠向開采空間排放的各不可采煤層的瓦斯儲(chǔ)量，Mm3;W3受采動(dòng)影響后能夠向開采空間排放的圍巖瓦斯儲(chǔ)量，Mm3;實(shí)測(cè)或按下式計(jì)算:（式 3-2）式中:K圍巖瓦斯儲(chǔ)量系數(shù)，一般取 K=0.050.10;當(dāng)圍巖瓦斯很小時(shí)，W3=0；若含瓦斯量較多時(shí)，可按經(jīng)驗(yàn)取之或?qū)崪y(cè)確定。主焦煤礦主采煤層屬于華北型石炭系，采動(dòng)影響范圍內(nèi)無鄰近煤層即W2=0,圍巖瓦W=W1。斯含量很小即W3=0,則主焦煤礦礦井瓦斯儲(chǔ)量為主采煤層的瓦斯儲(chǔ)量總和，即截止2006年年底，主焦煤礦二1煤層可采煤炭?jī)?chǔ)量2590萬t，2007年年產(chǎn)量約為40 萬t。目前，取該礦可采煤炭?jī)?chǔ)量

27、為2006年年底的可采煤炭?jī)?chǔ)量減去2007年的采出量, 即2550萬t，平均瓦斯含量7m3/t,則礦井瓦斯儲(chǔ)量為 W=W1=178.50Mm3。3.2瓦斯抽采率瓦斯抽采率可根據(jù)煤層瓦斯抽采難易程度、瓦斯涌出情況、采用的瓦斯抽采方法等因 素綜合確定，也可參照鄰近礦井或條件類似礦井?dāng)?shù)值選取。根據(jù)礦井瓦斯抽采管理規(guī)范（煤安字1997第189號(hào)）第28條、礦井瓦斯抽放規(guī)范（AQ10272006）第8.6.3條規(guī)定，以本煤層預(yù)抽為主的礦井，工作面抽采率不小 于25%，礦井抽采率不小于20%。根據(jù)煤礦安全規(guī)程（2006）第190條，采用預(yù)測(cè)煤 層瓦斯作為防突措施時(shí)，煤層瓦斯預(yù)抽率大于30%。根據(jù)河南省煤炭

28、工業(yè)管理局文件（豫 煤安20071號(hào)），高、突采面采前瓦斯預(yù)抽率不得低于 30%。（送審稿）第4.3條規(guī)定，工作面絕對(duì)瓦斯涌出20% ;礦井絕對(duì)瓦斯涌出量為510m3/min，礦井根據(jù)主焦煤礦二1煤層的實(shí)際情況,采煤工作面瓦斯預(yù)抽率設(shè)計(jì)為30%,礦井瓦斯抽根據(jù)礦井瓦斯抽米工程設(shè)計(jì)規(guī)范 量為510m3/min，工作面抽采率不小于 抽采率不小于20%。采率設(shè)計(jì)為30%。3.3瓦斯可抽量瓦斯可抽量是指在瓦斯儲(chǔ)量中在當(dāng)前技術(shù)條件下能被抽出來的最大瓦斯量。其計(jì)算公 式是:（式 3-3）式中：W抽 礦井可抽瓦斯量，Mm3;（式 3-4）可抽系數(shù)。K 可=KKKg式中:K1煤層瓦斯排放系數(shù)；K2負(fù)壓抽采時(shí)抽

29、采作用系數(shù)，K2=1.11.2;Kg礦井瓦斯抽采率，。根據(jù)礦井瓦斯抽采管理規(guī)范（煤安字1997第189號(hào)）第28條、礦井瓦斯抽放 規(guī)范（AQ10272006）第8.6.3條規(guī)定，以本煤層預(yù)抽為主的礦井，工作面抽采率不小 于25%，礦井抽采率不小于20%。根據(jù)煤礦安全規(guī)程（2006）第190條，采用預(yù)測(cè)煤 層瓦斯作為防突措施時(shí)，煤層瓦斯預(yù)抽率大于30%。根據(jù)河南省煤炭工業(yè)管理局文件（豫 煤安20071號(hào)），高、突采面采前瓦斯預(yù)抽率不得低于 30%。根據(jù)主焦煤礦二1煤層的實(shí)際情況，取 W=17850萬m3, K可=0.3，則主焦煤礦二1煤 層的可抽瓦斯量為W抽=5355萬m3。3.4瓦斯抽采規(guī)模根

30、據(jù)礦井生產(chǎn)能力和采掘接替安排，主焦煤礦瓦斯抽采規(guī)模設(shè)計(jì)為2個(gè)回采工作面和4個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)進(jìn)行瓦斯抽采。根據(jù)礦井瓦斯涌出量和礦井瓦斯預(yù)抽率確定礦井瓦斯抽采量，預(yù)計(jì)主焦煤礦瓦斯抽采3量為 8.99m /min。3.5瓦斯年抽米量礦井瓦斯年抽采量根據(jù)下式計(jì)算:Qn =1440x365xQ/1000000（式 3-5）式中:Qn礦井瓦斯年抽米量，Mm3;Q瓦斯抽采規(guī)模，m3/min。預(yù)計(jì)主焦煤礦瓦斯年抽采量為 4.72Mm3。4 瓦斯抽采方法4.1 抽采方法選擇依據(jù)選擇瓦斯抽采方法，應(yīng)根據(jù)煤層賦存條件、瓦斯來源、巷道布置、時(shí)間配合、瓦斯基1)礎(chǔ)參數(shù)、瓦斯利用要求等因素經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。并應(yīng)符合下列

31、要求： 盡可能利用開采巷道抽采瓦斯，必要時(shí)可設(shè)專用布置鉆場(chǎng)、鉆孔的瓦斯抽采巷 道。適應(yīng)煤層的賦存條件及開采技術(shù)條件。有利于提高瓦斯抽采率。4)抽采效果好，抽采的濃度盡可能滿足利用要求。5)盡量采用綜合瓦斯抽采方法。6)容易抽采和可以抽采的煤層，宜采用本層預(yù)先抽采方法，可采用沿層或穿層布抽采瓦斯工程系統(tǒng)簡(jiǎn)單，有利于維護(hù)和安全生產(chǎn)，建設(shè)投資省，抽采成本低。主焦煤礦二 1 煤層為較難抽采的單一煤層，是礦井瓦斯的主要來源，目前該礦屬于高 瓦斯礦井，隨著開采深度的增加可能轉(zhuǎn)為具有突出危險(xiǎn)的煤層， 據(jù)此選擇開采層預(yù)抽方法 作為主焦煤礦的主要抽采方法。開采層瓦斯抽采方法可按下列要求選擇：孔方式。2)可以抽采

32、及較難抽采的煤層，宜采用邊采邊抽方法。3)單一較難抽采的高瓦斯煤層，可選用密集網(wǎng)格穿層鉆孔、 交叉鉆孔、水力割縫、水力壓裂、松動(dòng)爆破、 深孔控制預(yù)裂爆破、 高壓水射流擴(kuò)孔等方法強(qiáng)化抽采。對(duì)煤與瓦斯 突出嚴(yán)重的煤層，宜選擇穿層網(wǎng)格布孔方式。4)煤巷掘進(jìn)瓦斯涌出量較大的煤層，可采用邊掘邊抽或先抽后掘的抽采方法。根據(jù)主焦煤礦二 1 煤層賦存條件、瓦斯來源、 煤層瓦斯含量等瓦斯抽采基礎(chǔ)參數(shù)及巷 道布置方式， 回采工作面采用開采層預(yù)抽、 邊采邊抽和采空區(qū)抽采相結(jié)合的抽采方式， 掘 進(jìn)工作面采用隔斷式抽放、超前抽放等抽采方法。4.2 回采工作面抽放方法根據(jù)主焦煤礦二 1 煤層賦存條件、瓦斯來源、 煤層瓦斯

33、含量等瓦斯抽采基礎(chǔ)參數(shù)及巷 道布置方式， 回采工作面采用開采層平行鉆孔預(yù)抽、 邊采邊抽和采空區(qū)上隅角埋管抽采相結(jié)合的抽采方式，如圖4-1所示。在瓦斯抽放巷道，工作面順槽均按一定的間距和形式布置有瓦斯抽放場(chǎng)，鉆場(chǎng)，鉆場(chǎng) 的支護(hù)方式與所在布置巷道的支護(hù)方式相同，在巷道掘進(jìn)的過程中同時(shí)準(zhǔn)備好。埋管抽放邊采邊抽/回風(fēng)巷底臂亠RI 刃A存進(jìn)風(fēng)巷淺孔抽放圖4-1回采工作面綜合抽放示意圖4.2.1平行鉆孔預(yù)抽(1) 鉆孔布置方式?jīng)Q定采用順煤層平行布孔方根據(jù)回采工作面的煤層地質(zhì)條件和機(jī)風(fēng)兩巷的斷面大小, 式，如圖4-2所示。由工作面機(jī)巷施工上行鉆孔，鉆孔軸線平行于回采工作面煤壁。(2) 鉆孔布置參數(shù)鉆孔為上行鉆孔，由回采工作面機(jī)巷施工，鉆孔間距1.5m。自距離工作面切眼 5m起，沿機(jī)巷每1.5m布置一