大白炭抽采設(shè)計(jì)

1、威遠(yuǎn)縣沙灣大白炭煤礦礦井瓦斯抽采設(shè)計(jì)方案說(shuō) 明 書四川礦山安全技術(shù)培訓(xùn)中心二00九年五月威遠(yuǎn)縣沙灣大白炭煤礦礦井瓦斯抽采設(shè)計(jì)方案說(shuō) 明 書 主 任： 呂俊高 技術(shù)負(fù)責(zé)人：馬心校項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：華道友四川礦山安全技術(shù)培訓(xùn)中心 二00九年五月參加編寫人員名單分工姓 名職務(wù)或職稱主要編寫人員張作華工程師參與人員呂俊高高級(jí)工程師馬心校教授華道友副教授汪理全教授盧新迎高級(jí)工程師李維光教授劉益文工程師劉生龍工程師蔣 銳工程師孫明新工程師徐 龍工程師鄔運(yùn)美工程師肖 亮工程師謝 洪經(jīng)濟(jì)師廖洪政工程師吳朝渡工程師李智晴工程師目 錄 前 言61 礦井基本情況111.1 礦井概況111.2地質(zhì)特征121.3煤層及煤質(zhì)特

2、征151.4 礦井災(zāi)害情況171.5礦井主要生產(chǎn)系統(tǒng)181.6 礦井瓦斯抽采現(xiàn)狀212 礦井瓦斯基本參數(shù)和建立抽采系統(tǒng)的論證222.1 礦井瓦斯來(lái)源222.2礦井瓦斯基本參數(shù)222.3 建立瓦斯抽采系統(tǒng)可行性與必要性243 礦井瓦斯抽采方案設(shè)計(jì)273.1 瓦斯抽采方案設(shè)計(jì)的原則273.2礦井抽采瓦斯規(guī)模283.3 礦井抽采瓦斯方法的確定293.4 鉆場(chǎng)及鉆孔布置393.5 瓦斯抽采施工設(shè)備及工藝444 礦井瓦斯抽采管路系統(tǒng)及設(shè)備選型464.1 瓦斯抽采泵房位置選擇464.2 礦井瓦斯抽采管路系統(tǒng)的選擇原則474.3 礦井瓦斯抽采管路系統(tǒng)的選擇484.4 管徑選擇計(jì)算484.5 礦井瓦斯抽采管道

3、阻力計(jì)算504.6 礦井瓦斯抽采泵的選型514.7 管路敷設(shè)544.8 管路附屬設(shè)施585 礦井瓦斯抽采泵房與地面系統(tǒng)635.1 瓦斯抽采泵房635.2 瓦斯抽采泵房建筑及環(huán)境保護(hù)715.3 泵站的供電系統(tǒng)及通訊725.4 泵站給、排水系統(tǒng)755.5 消防系統(tǒng)與環(huán)境保護(hù)775.6 泵房采暖及通風(fēng)795.7 抽采泵安裝796 礦井瓦斯抽采管理806.1 隊(duì)伍組織806.2 圖紙和技術(shù)資料816.3 管理與規(guī)章制度826.4 常見(jiàn)的記錄和報(bào)表格式826.5 抽采鉆場(chǎng)管理847 瓦斯抽采安全技術(shù)措施877.1 抽采系統(tǒng)及抽采泵站安全措施877.2 礦井瓦斯抽采監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)888 礦井瓦斯抽采投資概算

4、988.1 編制依據(jù)988.2 瓦斯抽采投資估算98附錄 瓦斯抽采操作規(guī)程及崗位職責(zé)99前 言四川省威遠(yuǎn)縣沙灣大白炭煤礦位于威遠(yuǎn)縣兩河鎮(zhèn)廣陽(yáng)村三社，行政區(qū)劃屬威遠(yuǎn)縣兩河鎮(zhèn)，礦區(qū)面積4.4166km2。2006年2月8日，四川煤礦安全監(jiān)察局核準(zhǔn)頒發(fā)的安全生產(chǎn)許可證批準(zhǔn)大白炭煤礦核定生產(chǎn)能力為9萬(wàn)t/a。2002年6月由四川省國(guó)土資源廳核準(zhǔn)頒發(fā)的采礦許可證批準(zhǔn)大白炭煤礦準(zhǔn)許開(kāi)采“大白炭”煤層，開(kāi)采標(biāo)高為475m至425m。礦區(qū)位于資威短軸穹窿背斜的北西翼，井田地層屬寬緩褶皺之單斜構(gòu)造，地層與煤層走向?yàn)楸睎|6585，傾向北西525，傾角25。根據(jù)四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局四0二地質(zhì)隊(duì)2006年11月提

5、供的威遠(yuǎn)縣沙灣大白炭煤礦保有資源儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告及這兩年的生產(chǎn)情況，截至2009年4月，礦山大白炭煤層保有儲(chǔ)量126萬(wàn)噸，礦山服務(wù)年線為9.6年。根據(jù)威遠(yuǎn)縣安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局關(guān)于2008年全縣煤礦瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果的通知文件精神知，該礦井2008年絕對(duì)瓦斯涌出量為2.49m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量為15.6m3/t，礦井瓦斯等級(jí)為高瓦斯等級(jí)。隨著礦井產(chǎn)量增加及開(kāi)采水平的延深，礦井今后回采工作面及掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量都將繼續(xù)增大。為了有效治理瓦斯災(zāi)害，從源頭上杜絕瓦斯事故的發(fā)生，內(nèi)江市威遠(yuǎn)縣沙灣大白炭煤礦特委托四川礦山安全技術(shù)培訓(xùn)中心編制威遠(yuǎn)縣沙灣大白炭煤礦礦井瓦斯抽采設(shè)計(jì)方案。四川礦山安全技術(shù)培訓(xùn)

6、中心接受技術(shù)咨詢委托后，在組織設(shè)計(jì)人員現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、收集資料的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了威遠(yuǎn)縣沙灣大白炭煤礦礦井瓦斯抽采設(shè)計(jì)方案的編制等工作。一、設(shè)計(jì)依據(jù) 一）、設(shè)計(jì)委托 內(nèi)江市威遠(yuǎn)沙灣大白炭煤礦（甲方）委托四川礦山安全技術(shù)培訓(xùn)中心（乙方）完成甲方煤礦瓦斯抽采技術(shù)咨詢項(xiàng)目，即“礦井瓦斯抽采系統(tǒng)方案”。二）規(guī)程、規(guī)范、規(guī)定 1、煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)(AQ1026-2006)2、煤礦瓦斯抽放規(guī)范(AQ1027-2006) 國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局；3、礦井抽采瓦斯工程設(shè)計(jì)規(guī)范（送審稿）（參考）4、煤礦安全規(guī)程(2006版) 國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督總局5、煤炭工業(yè)小型礦井設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50399-2006）中華人民共和國(guó)

7、建設(shè)部、中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局6、關(guān)于促進(jìn)煤炭工業(yè)健康發(fā)展的若干意見(jiàn)（國(guó)發(fā)【2005】18號(hào)）7、采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)（下）（2006年版）8、關(guān)于加快煤礦瓦斯抽采利用提升礦井本質(zhì)化安全水平的通知（川安辦【2006】79號(hào)）四川省人民政府安全生產(chǎn)委員會(huì)辦公室9、四川省煤礦瓦斯抽采技術(shù)暫行規(guī)定(川安監(jiān)2006404號(hào)) 四川省安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局、四川煤礦安全監(jiān)察局三）煤礦提供的有關(guān)資料（一）文字部分：1、威遠(yuǎn)縣沙灣大白炭煤礦保有資源儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告（四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局四0二地質(zhì)隊(duì)，2006.11）；2、威遠(yuǎn)縣沙灣大白炭煤礦生產(chǎn)能力核定報(bào)告（四川省煤炭設(shè)計(jì)院，2006.9）；3、威遠(yuǎn)

8、縣安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局關(guān)于2008年全縣煤礦瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果的通知(2008)（二）圖紙部分1、威遠(yuǎn)沙灣大白炭煤業(yè)有限公司采掘工程平面圖（2009.3）；2、威遠(yuǎn)沙灣大白炭煤業(yè)有限公司通風(fēng)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、避災(zāi)路線圖（2009.3）；3、威遠(yuǎn)沙灣大白炭煤業(yè)有限公司地質(zhì)綜合柱狀圖（2008.2）；4、威遠(yuǎn)沙灣大白炭煤業(yè)有限公司工業(yè)廣場(chǎng)平面布置圖（2008.6）。5、威遠(yuǎn)沙灣大白炭煤業(yè)有限公司井下供電圖（2009.3）二、設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想1、安全責(zé)任，重于泰山。本著對(duì)工人生命安全及身體健康高度負(fù)責(zé)的原則，嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)安全生產(chǎn)的法律法規(guī)。2、瓦斯抽采設(shè)計(jì)的編制主要針對(duì)礦井在抽采瓦斯過(guò)程中存在的各種不安全

9、因素，采用的各種安全措施、設(shè)施均依據(jù)國(guó)家有關(guān)安全生產(chǎn)法律、法規(guī)、設(shè)計(jì)規(guī)范、安全裝備標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行編制，盡量采用新技術(shù)、新工藝。其目的是為了保障煤礦安全生產(chǎn)和職工的人身安全，防止瓦斯抽采事故發(fā)生。3、盡量利用礦井現(xiàn)有工業(yè)廣場(chǎng)（含風(fēng)井）及其生產(chǎn)、生活的設(shè)備、設(shè)施，提高瓦斯抽采效益。三、設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)1、設(shè)計(jì)推薦的瓦斯抽采泵等使用技術(shù)成熟，在四川樂(lè)山、宜賓、古藺等地已得到廣泛應(yīng)用，具有充分適應(yīng)煤礦瓦斯的特點(diǎn)。2、本設(shè)計(jì)：瓦斯抽采屬初步設(shè)計(jì)。四、設(shè)計(jì)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1、礦井絕對(duì)瓦斯涌出量 6.9 m3/min。2、設(shè)計(jì)礦井瓦斯儲(chǔ)量： 9.83 Mm33、設(shè)計(jì)礦井瓦斯抽采率： 30 4、設(shè)計(jì)礦井瓦斯抽采純

10、量 2.07m3/min 5、概算投資： 124.94萬(wàn)元五、待解決的主要問(wèn)題及建議1）嚴(yán)格采掘與抽采接替的連續(xù)進(jìn)行，將年度抽采計(jì)劃與采掘計(jì)劃一并編制，同時(shí)執(zhí)行，同時(shí)檢查，同時(shí)考核，確保日常瓦斯抽采設(shè)計(jì)與礦井開(kāi)采設(shè)計(jì)緊密結(jié)合 ，實(shí)現(xiàn)“掘、抽、采”平衡。2）礦井應(yīng)盡快開(kāi)展瓦斯壓力、瓦斯含量、煤層透氣性系數(shù)等瓦斯基本參數(shù)和鉆孔抽采半徑、鉆孔布置方式等抽采參數(shù)實(shí)測(cè)考察工作。3）認(rèn)真積累本礦瓦斯地質(zhì)方面的基礎(chǔ)資料，在搞好瓦斯參數(shù)測(cè)定的同時(shí)，盡量參考相鄰礦井新的瓦斯地質(zhì)成果，不斷修改、完善抽采鉆孔施工參數(shù)，力求經(jīng)濟(jì)、科學(xué)。4）建議改進(jìn)采煤方法，確保通風(fēng)系統(tǒng)完善、可靠。1 礦井基本情況1.1 礦井概況威遠(yuǎn)

11、縣沙灣大白炭煤礦于1995年建礦，1998年投產(chǎn)，2002年改制為股份制企業(yè)。大白炭煤礦所在之井田位于威遠(yuǎn)縣云連鎮(zhèn)之西、汪洋鎮(zhèn)之東，井田東西長(zhǎng)約4.4km，南北寬4.55km，面積近19.9968km2。大白炭煤礦允許開(kāi)采范圍僅為其中之一部，面積4.4166km2。礦區(qū)位于威遠(yuǎn)縣兩河鎮(zhèn)廣陽(yáng)村三社，行政區(qū)劃屬威遠(yuǎn)縣兩河鎮(zhèn)。礦山至兩河鎮(zhèn)有4km礦區(qū)公路，至仁壽縣汪洋鎮(zhèn)約24km，至威遠(yuǎn)縣城45km，距威遠(yuǎn)縣連界鎮(zhèn)20km。交通較為方便。見(jiàn)交通位置圖1-1所示。威遠(yuǎn)縣沙灣大白炭煤礦礦區(qū)位置圖1-1威遠(yuǎn)縣沙灣大白炭煤礦交通位置圖2006年10月四川省國(guó)土資源廳核發(fā)的采礦許可證劃定，礦井只開(kāi)采大白炭煤層

12、，其開(kāi)采范圍由13個(gè)坐標(biāo)拐點(diǎn)圈定，如表11所示。開(kāi)采深度+475m+425m，大白炭煤層探明儲(chǔ)量258.7萬(wàn)噸，動(dòng)用儲(chǔ)量34.00萬(wàn)噸，保有儲(chǔ)量224.7萬(wàn)噸。表1-1 拐點(diǎn)坐標(biāo)表點(diǎn) 號(hào)XY點(diǎn) 號(hào)XY13287705.0035441860.0083288650.0035445210.0023287765.0035442160.0093289430.0035445960.0033287920.0035442825.00103290755.0035445610.0043287430.0035442950.00113289690.0035444780.0053287900.0035444580.00

13、123289080.0035444480.0063288015.0035444700.00133288090.0035441735.0073288060.0035444670.001.2地質(zhì)特征井田境界井田內(nèi)出露的最老地層為三疊系上統(tǒng)須家河組第二段（T3xj2），最新地層為中下侏羅系自流井組（J1-2zl）,鉆孔揭露最老地層為三疊系中統(tǒng)雷口坡組（T2l）。由老至新分述如下：（1）三疊系中統(tǒng)雷口坡組（T2l）井田鉆孔揭露厚度在61.83m以下，為一套褐灰色的咸化海相灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r。頂界為剝蝕面構(gòu)造裂隙，侵蝕裂隙大多為泥質(zhì)或方解石脈充填，從上往下泥質(zhì)充填物逐漸減少，變?yōu)榉浇馐}充填，縫合

14、線構(gòu)造發(fā)育，頂部含有次生黃鐵礦晶粒及細(xì)脈，雷口坡灰?guī)r是本區(qū)地層對(duì)比的可靠標(biāo)志層。 （2）三疊系上統(tǒng)須家河組（T3xj）須家河組為本區(qū)的含煤地層，為湖泊、沼澤、河流環(huán)境沉積的深灰色泥巖、粉砂巖、黑色炭質(zhì)頁(yè)巖、灰白色的長(zhǎng)石石英砂巖等，泥巖、砂質(zhì)泥巖中夾薄煤49層，厚約3.71m，并夾透鏡狀，結(jié)核狀菱鐵礦，全組厚511.00m，其中砂巖類占44.9，泥巖類占55.1（包括煤層），煤層約占0.7。含豐富的植物化石和少量的動(dòng)物化石，主要分布于泥質(zhì)巖中，據(jù)古生物、標(biāo)志層、巖相沉積特征，將本組地層劃分為六段，煤層主要含于一、二、四段地層中。與下伏地層為假整合接觸。（3）中下侏羅系(Jl-2)紫紅色的泥巖、砂

15、質(zhì)泥巖夾薄層石英砂巖褐黃色的細(xì)粗粒長(zhǎng)石石英砂巖，僅見(jiàn)于井田下山的殘蝕山頂，與下伏層為假整合接觸。（4）第四系（Q）分布于勘區(qū)的溝谷凹地，為泥砂、殘積角礫堆積，一般厚數(shù)米。礦區(qū)構(gòu)造向家寨井田位于資威穹窿的北西翼，鼓牛石、青峰寨兩斷層之間，為一近水平的簡(jiǎn)單單斜構(gòu)造，井田內(nèi)的主要斷層為：青峰寨斷層、牛頸垇斷層、鼓牛石斷層、白巖灣斷層。青峰寨斷層、鼓牛石斷層、白巖灣斷層均為逆掩斷層，分別位于井田東西邊界附近，井田中部?jī)H有斷距25m以下的牛頸垇斷層。井田內(nèi)斷層對(duì)煤層有一定破壞作用，大白炭煤礦處于井田中部，主要受牛頸垇斷層影響，但對(duì)礦井開(kāi)采影響不大。斷層特征詳見(jiàn)表1-2。表1-2 斷層特征表特征斷層名稱分

16、布位 置總長(zhǎng)(米)走向()傾向()傾角()垂直斷距(米)b備注清風(fēng)寨逆掩斷層井田東部6240北610西南8084西25211025牛頸凹逆掩斷層井田中部4650北1020西北7080231825m以下鼓牛石逆掩斷層井田西部5000北315西北7587東3518205白巖灣逆掩斷層井田西部1450北20西北70東1019515礦山水文地質(zhì)條件(1)地表水 區(qū)內(nèi)年均降水量大于是1100毫米，礦區(qū)地表水主要為大氣降水，受大氣降水控制。礦區(qū)地表巴茅灣與內(nèi)城農(nóng)用堰塘，面積分別為2000平方米和1500平方米，水深約1.5米左右，成為礦區(qū)地表常年水體，其水量明顯受大氣降水控制。礦區(qū)地表水的排泄方式主要以片

17、流或徑流方式沿低凹地帶快速排泄。(2)地下水礦區(qū)地下水與區(qū)域水文地質(zhì)背景相似。含水層主要為砂巖，隔水層主要為泥(頁(yè))巖，含水層幾乎沒(méi)有水力聯(lián)系，主要表現(xiàn)為承壓和自流。地下水類型以砂巖裂隙水為主，砂巖孔隙水次之。礦區(qū)第六段厚層砂巖裂隙雖具一定含水性，但其上的泥(頁(yè))巖又具有較強(qiáng)的隔水性，而且覆蓋于砂巖之上，使砂巖接受大氣降水受到限制，其含水量也受到限制，造成礦井涌水量較小。礦井正常涌水量5m3h，最大涌水量30m3h，礦井水文地質(zhì)較條件較簡(jiǎn)單。1.3煤層及煤質(zhì)特征煤層特征礦區(qū)所采之煤層為上三疊統(tǒng)須家河組下亞組3段之煤層，俗稱大白炭，其厚度大，層位穩(wěn)定，為區(qū)內(nèi)主要的可采煤層之一，呈層狀，似層狀產(chǎn)出

18、，多為復(fù)煤層，常具變薄、分叉、尖滅等現(xiàn)象。在本層位中區(qū)域上共有四層煤。從上而下分別為大白炭、小白炭，三二炭及草皮炭，根據(jù)臨區(qū)鉆井資料表明本礦開(kāi)采的大白炭其下6070m為草皮炭，草皮炭之下120150m為下元炭。小白炭及三二炭、中元炭及上元炭在區(qū)內(nèi)均不具開(kāi)采價(jià)值。該井田所勘探煤層均系隱覆煤層，只有大白炭在淺部有露頭，草皮炭煤層有少量出露，下元炭埋藏較深，從煤樣分析可知，深部煤層均未受風(fēng)化和氧化。大白炭煤礦準(zhǔn)許開(kāi)采“大白炭”煤層，故此，只敘述“大白炭”煤層特征。大白炭煤層位于T3xj4下部，距其下T3xj3砂巖一般14.70m，上距高炭煤層113m左右。在井田之上山均己出露于地表，并大部分采空或正

19、在由小煤窯開(kāi)采。煤層厚度在0.13至0.77m之間變化，大白炭煤層平均厚度0.7m，傾角26。多集中于井田北段和東部之上山。本煤層層位穩(wěn)定，厚度變化小，一般含夾矸一層，少部分為二層，局部含三層，均以泥巖、炭質(zhì)泥巖為主，有時(shí)為泥質(zhì)粉砂巖，其厚度常在0.01米至0.14m，平均為0.06m。煤層的頂板為深灰色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖間夾薄層細(xì)粒砂巖，直接頂板則是天炭與底炭之間的夾石，巖性仍以泥質(zhì)粉砂巖為主，且較穩(wěn)定。煤層之底板以黑色泥巖、深灰色泥質(zhì)粉砂巖為主，在井田上山及中部局部地段為灰白色、灰色鋁土質(zhì)泥巖，但不穩(wěn)定。大白炭煤層厚度變化小，且結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，無(wú)大的構(gòu)造及古河流對(duì)煤層的破壞，但煤層由北向南有減薄

20、的趨勢(shì)，形成在III、II勘探線內(nèi)，從井田中部向南一大面積有煤層薄化帶；井田西部I勘探線以西依然如此，甚而無(wú)煤。所以本區(qū)大白炭（底炭）只在井田北段，I勘探線中部及II勘探線以東可采，其余均不可采。煤層賦存具體情況見(jiàn)圖1-2。煤質(zhì)特征大白炭（底炭）煤層：原煤灰分平均33.75，經(jīng)洗選以后，精煤灰份降低到12.44，精煤揮發(fā)份平均為35.08，膠質(zhì)層測(cè)定y值為12.7mm，屬肥氣煤一號(hào)。容重1.58tm3，為極難選煤。 圖1-2 煤層地質(zhì)綜合柱狀圖1.4 礦井災(zāi)害情況1）礦井涌水量：正常涌水量5m3/h，最大涌水量30m3/h。2）瓦斯涌出量：根據(jù)“內(nèi)江市安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局文件內(nèi)安監(jiān)礦發(fā)20081

21、13號(hào)關(guān)于全市礦山瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果的通知”：該礦井屬于高瓦斯礦井，相對(duì)瓦斯涌出量為15.65m3/t；絕對(duì)瓦斯涌出量為2.49m3/min。3）煤的自燃傾向性：根據(jù)鑒定報(bào)告，該礦區(qū)所采煤層為容易自燃煤層。4）煤塵爆炸危險(xiǎn)性：根據(jù)鑒定報(bào)告，該礦區(qū)所采煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性。5）無(wú)煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出危險(xiǎn)，無(wú)沖擊地壓及地?zé)岬葹?zāi)害。6）其他情況區(qū)內(nèi)氣候?qū)賮啛釒駶?rùn)季風(fēng)型氣候，年平均降水量1085mm，全年降雨集中在79月，陰雨日占6080%，年日照數(shù)低于1200h，年相對(duì)濕度80%，年均氣溫18。年均無(wú)霜期329天。根據(jù)國(guó)家地震局(78)震發(fā)科字第111號(hào)文頒發(fā)的1976年9月出版的中國(guó)地震烈

22、度區(qū)劃圖1/300萬(wàn)，圈定該區(qū)地震基本烈度為度。1.5礦井主要生產(chǎn)系統(tǒng)1.5.1 礦井開(kāi)拓、開(kāi)采系統(tǒng)礦井為斜井開(kāi)拓方式，出露地表的井筒有2個(gè)，即主斜井和回風(fēng)斜井。主斜井：井口標(biāo)高+524m，井底標(biāo)高+423m，傾角25，斜長(zhǎng)238m。井筒內(nèi)鋪設(shè)15kg/m鋼軌、400mm軌距，擔(dān)負(fù)礦井煤、矸、材料、設(shè)備提升,管線、纜線敷設(shè)及進(jìn)風(fēng)任務(wù)并兼作安全出口?；仫L(fēng)斜井：井口標(biāo)高+531m，井底標(biāo)高+423m，傾角30，斜長(zhǎng)216m，擔(dān)負(fù)礦井回風(fēng)、行人等任務(wù)。主斜井、回風(fēng)斜井均沿巖層布置，落平于+423m水平后，布置東、西、南大巷和南總回風(fēng)巷。主斜井落平后，布置井底車場(chǎng)和水倉(cāng)，井下運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷均布置在煤層

23、中。礦井主采大白炭煤層。采區(qū)布置：采區(qū)布置為雙翼采區(qū)，采區(qū)和工作面均布置為前進(jìn)式。為利于運(yùn)輸，在采空區(qū)內(nèi)每隔50m維護(hù)一條運(yùn)輸支巷，作為工作面煤炭和材料的運(yùn)輸通道，支巷采用沿空護(hù)巷，矸石帶砌筑。目前，礦井共有2個(gè)采煤工作面，即1103對(duì)拉采煤工作面、1202對(duì)拉采煤工作面。采煤方法：煤層厚度0.7m，傾角26，采高1.0m，頂板為薄層狀炭質(zhì)頁(yè)巖以及含炭質(zhì)石英粉砂巖，厚度0.10.6m，當(dāng)其臨空時(shí)，極易垮塌。底板為深灰色細(xì)粒狀粉砂巖，堅(jiān)固性較好。礦井采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法，仰斜推進(jìn)，前進(jìn)式開(kāi)采，工作面長(zhǎng)度均在200m左右。落煤方式及運(yùn)輸：1103、1202采煤工作面均為放炮落煤。工作面采用竹船人工裝

24、煤、運(yùn)至小巷口轉(zhuǎn)入礦車，人力推車至水平運(yùn)輸大巷至井底車場(chǎng)，經(jīng)斜井提升至地面。頂板控制：支護(hù)形式為采用戴帽木點(diǎn)柱進(jìn)行支護(hù)，柱距0.8m，排距1.0m，循環(huán)進(jìn)度1.0m，最大控頂距2.5m，最小控頂距1.5m。工作面不回柱，取0.10.6m偽頂對(duì)采空區(qū)充填，采用局部充填法控制頂板。根據(jù)該礦收集的資料，工作面無(wú)明顯礦壓顯現(xiàn)。礦井現(xiàn)有兩個(gè)掘進(jìn)工作面，即西一回風(fēng)巷掘進(jìn)工作面和東二回風(fēng)巷掘進(jìn)工作面，掘進(jìn)工作面采用煤電鉆打眼，爆破落煤（巖），人力裝載運(yùn)輸。局部通風(fēng)機(jī)壓入式通風(fēng)。1.5.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)1）通風(fēng)系統(tǒng)礦井采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)，抽出式通風(fēng)方法，在回風(fēng)斜井處安裝有2臺(tái)型號(hào)為KBCDZ5414防爆軸流

25、式主要通風(fēng)機(jī)，其中一臺(tái)工作，一臺(tái)備用，工作電機(jī)功率2*30kW。 風(fēng)流路線：新鮮風(fēng)從主斜井進(jìn)入，經(jīng)東西大巷，進(jìn)入各用風(fēng)地點(diǎn)，最后經(jīng)回風(fēng)斜井排出地面。礦井總進(jìn)風(fēng)為1360m/min,總回風(fēng)為1450 m/min。2）采掘工作面通風(fēng)（1）采煤工作面通風(fēng)回采工作面通風(fēng)為全風(fēng)壓“W”型通風(fēng)方式。（2）掘進(jìn)工作面通風(fēng)掘進(jìn)工作面采用壓入式通風(fēng)。礦井目前使用一臺(tái)11KW的局部通風(fēng)機(jī)，配500mm阻燃抗靜電柔性膠布風(fēng)筒向掘進(jìn)工作面供風(fēng)。1.5.3礦井供電該礦雙回路供電，一回路10KV電源由兩河鎮(zhèn)供電（35kV/10V）所經(jīng)架空線路（LGJ-335mm2/3km）輸入供給；二回路6kV電源由沙灣6kV變電所經(jīng)架

26、空線路（LGJ-335mm2/2km）輸入供給。礦井電力負(fù)荷為334.1kW，其中地面171.4kW，井下162.7kW。1.5.4安全監(jiān)控系統(tǒng)1.5.5運(yùn)輸、提升系統(tǒng)1）提升該礦采用斜井開(kāi)拓，一級(jí)提升系統(tǒng)，雙鉤串車提升。提升系統(tǒng)擔(dān)負(fù)提升井下的煤炭、矸石和向井下下放材料、設(shè)備等任務(wù)。主斜井口標(biāo)高+524米，井底標(biāo)高+423米，斜井寬2.4m,高2.2m；斜井鋪設(shè)軌型為15kg/m、軌距為400mm的非標(biāo)準(zhǔn)軌道，0.5t自制礦車運(yùn)輸。2）運(yùn)輸該礦運(yùn)輸大巷采用調(diào)度絞車（JD-25型、25kW）輔助牽引、人力推車運(yùn)輸為主；運(yùn)輸大巷鋼軌型號(hào)11kg/m，軌距400mm。煤車、矸車經(jīng)設(shè)在運(yùn)輸大巷內(nèi)的調(diào)度

27、絞車輔助牽引，再經(jīng)人力推車至下車場(chǎng)，由提升絞車提升至地面車場(chǎng)后，人力推煤車至煤倉(cāng)，煤經(jīng)簡(jiǎn)單手選后外銷；矸石車由調(diào)度絞車牽引運(yùn)往矸石場(chǎng)。1.6 礦井瓦斯抽采現(xiàn)狀大白炭煤礦為高瓦斯礦井，礦井尚未建立瓦斯抽采系統(tǒng)。2 礦井瓦斯基本參數(shù)和建立抽采系統(tǒng)的論證2.1 礦井瓦斯來(lái)源根據(jù)“內(nèi)江市安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局文件內(nèi)安監(jiān)礦發(fā)2005113號(hào)關(guān)于全市礦山瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果的通知”：該礦井屬于高瓦斯礦井，2008年度相對(duì)瓦斯涌出量為15.65m3/t；絕對(duì)瓦斯涌出量為2.49m3/min。礦井瓦斯來(lái)源分為回采區(qū)(包括回采工作面采空區(qū))、掘進(jìn)區(qū)和已采區(qū)三部分?；夭蓞^(qū)的瓦斯涌出量大小主要取決于煤體、采區(qū)通風(fēng)狀況、回采

28、工藝、采煤方法等。掘進(jìn)區(qū)的瓦斯涌出量大小主要取決于煤體和圍巖的瓦斯含量以及透氣性、采掘巷道的多少等。已采區(qū)的瓦斯涌出量的大小主要取決于采空區(qū)巷道范圍的大小、遺留煤柱的多少、鄰近層的分布及瓦斯含量、頂板管理方法、采區(qū)的密閉質(zhì)量、礦井的開(kāi)采年限等。通過(guò)該礦提供的瓦斯資料及煤層賦存狀況分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)研，認(rèn)為由于該礦所采煤層瓦斯含量較高，采空區(qū)瓦斯是該礦瓦斯的來(lái)源之一，因此本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)為采空區(qū)瓦斯抽采。2.2礦井瓦斯基本參數(shù)煤層瓦斯含量煤層瓦斯含量是單位質(zhì)量煤中所含的瓦斯體積 (換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))量，單位m3/t；煤層瓦斯含量也可用單位質(zhì)量純煤(去掉煤中水分和灰分)的瓦斯體積表示，單位m3/t.r

29、。煤層未受采動(dòng)影響時(shí)的瓦斯含量稱為原始或天然瓦斯含量，如煤層受采動(dòng)影響，已部分排放瓦斯，則剩余在煤層中的瓦斯量為殘存瓦斯含量。礦井尚未進(jìn)行煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)定，參考鄰近地區(qū)汪洋煤礦瓦斯參數(shù)，并結(jié)合礦井瓦斯災(zāi)害情況，取礦井煤層平均瓦斯含量6.5m3/t。2.2.2礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)合礦井瓦斯等級(jí)鑒定資料和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，礦井瓦斯主要來(lái)源于采煤工作面采空區(qū)，目前礦井生產(chǎn)能力較低，隨著礦井產(chǎn)能的提高，面頭的增多，礦井瓦斯涌出量增多。設(shè)計(jì)采用與開(kāi)采技術(shù)條件近似的仁壽縣汪洋煤礦進(jìn)行類比的瓦斯涌出預(yù)測(cè)方法，并結(jié)合本礦區(qū)瓦斯災(zāi)害情況，預(yù)計(jì)該礦井開(kāi)采后期絕對(duì)瓦斯涌出量達(dá)到6.9m3/min。 礦井瓦斯儲(chǔ)量根據(jù)四川

30、省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局四0二地質(zhì)隊(duì)2006年11月提供的威遠(yuǎn)縣沙灣大白炭煤礦保有資源儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告，截至2009年3月，沙灣大白炭煤礦大白炭煤層保有儲(chǔ)量126萬(wàn)噸，按儲(chǔ)量備用系數(shù)1.3以及89綜合回采率預(yù)計(jì)，所保有的資源量可供9萬(wàn)噸/年的礦山服務(wù)9.6年。礦井瓦斯儲(chǔ)量應(yīng)為礦井可采煤層的瓦斯儲(chǔ)量、受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放的不可采煤層及圍巖瓦斯儲(chǔ)量之和。Mm3式中 可采煤層的瓦斯儲(chǔ)量，Mm3；Mm3礦井可采煤層的地質(zhì)儲(chǔ)量，截止2009年3月底，礦井保有資源儲(chǔ)量合計(jì)礦井可采煤層的瓦斯含量6.5m3/t；受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放瓦斯的各不可采煤層的總瓦斯儲(chǔ)量，Mm3； Mm3受采動(dòng)影響后能夠向

31、開(kāi)采空間排放的不可采煤層的地質(zhì)儲(chǔ)量，1.8Mt；采動(dòng)影響范圍上鄰近層取50m60m，下鄰近層取20m30m；由于附近沒(méi)有不可采煤層，故不可采煤層瓦斯儲(chǔ)量為0；可采煤層采動(dòng)影響范圍內(nèi)每一個(gè)不可采煤層的瓦斯含量，m3/t；受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放的圍巖瓦斯儲(chǔ)量，Mm3；Mm3圍巖瓦斯儲(chǔ)量系數(shù)，取0.2。2.3 建立瓦斯抽采系統(tǒng)可行性與必要性 建立抽采系統(tǒng)的必要性在生產(chǎn)過(guò)程中，該礦經(jīng)常存在回采工作面上隅角瓦斯超限、掘進(jìn)工作面放炮后瓦斯超限的現(xiàn)象，瓦斯抽采可有效降低煤層瓦斯含量、瓦斯壓力，減少回采工作面上隅角瓦斯超限問(wèn)題。根據(jù)川安監(jiān)200787號(hào)文關(guān)于做好煤礦瓦斯抽采利用工作有關(guān)事項(xiàng)的通知的規(guī)定

32、，“所有在建煤礦建設(shè)項(xiàng)目中的高瓦斯礦井和開(kāi)采井田內(nèi)具有煤與瓦斯突出的煤礦，必須同步建設(shè)煤礦瓦斯抽采利用系統(tǒng)”。另外該礦為高瓦斯礦井，結(jié)合相鄰沙灣煤業(yè)開(kāi)采情況，隨著礦井向深部開(kāi)采和產(chǎn)能的提高，該礦瓦斯災(zāi)害會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，為了保證礦井安全生產(chǎn)，從根本上防治瓦斯災(zāi)害，礦井必須建立瓦斯抽采系統(tǒng)。因此，礦井開(kāi)展瓦斯抽采工作非常必要。 建立礦井瓦斯抽采系統(tǒng)的可行性瓦斯抽采的可行性一般是指煤層在自然透氣性條件下，是否能抽出瓦斯或能否獲得較好的抽采效果來(lái)評(píng)價(jià)。目前衡量煤層瓦斯可抽性的指標(biāo)主要有三項(xiàng)：煤層透氣性系數(shù)、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)、百米鉆孔瓦斯極限抽采量。在容易抽采的煤層中抽采瓦斯，往往可以獲得較大的抽出量

33、，取得較好的抽采效果。在可以抽采的煤層中抽采瓦斯，雖能取得一定的效果，但有些勉強(qiáng)，往往需要較長(zhǎng)的抽采時(shí)間和較多的鉆孔工程量才能達(dá)到預(yù)定的效果。（1）煤層瓦斯可抽性開(kāi)采煤層瓦斯可抽性取決于煤層的透氣性，其評(píng)價(jià)指標(biāo)有兩個(gè)：煤層的透氣性系數(shù)和鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)。礦井煤層瓦斯基本參數(shù)測(cè)定工作尚未開(kāi)始，無(wú)相關(guān)數(shù)據(jù)，參考汪洋煤礦已建瓦斯抽采系統(tǒng)礦井的瓦斯抽采情況，結(jié)合本礦煤層賦存條件，預(yù)計(jì)礦井的煤層透氣性系數(shù)在0.11.5之間，屬可以抽采煤層。具體分類數(shù)據(jù)如表3-1。表3-1 煤層瓦斯抽采難易程度表類 別鉆孔流量衰減系數(shù)(d-1)煤層透氣性系數(shù)(m2/Mpa2.d)容易抽采0.00310可以抽采0.00

34、30.05100.l較難抽采0.050.1（2）礦井瓦斯儲(chǔ)量豐富綜上所述，礦井煤層狀況、瓦斯賦存情況、礦井瓦斯抽采條件、抽采技術(shù)、抽采設(shè)備等建立礦井地面固定瓦斯抽采系統(tǒng)的條件均已具備，建立地面瓦斯抽采系統(tǒng)是完全可行的。（3）瓦斯抽采技術(shù)等成熟抽采設(shè)備，山東、廣東、重慶等省市有關(guān)廠家生產(chǎn)的各種流量的抽采設(shè)備在技術(shù)上是成熟的，特別是引進(jìn)了德國(guó)西門子技術(shù)后，抽采設(shè)備的性能更可靠，效率更高，在全國(guó)煤礦得到了廣泛的推廣與應(yīng)用。施工機(jī)具，重慶煤科分院、湛江煤機(jī)廠和西安煤科分院生產(chǎn)有各種型號(hào)的全液壓坑道鉆機(jī)，能滿足礦井瓦斯抽采鉆孔施工的需求。抽采技術(shù)，目前的瓦斯抽采技術(shù)日趨完善，無(wú)論是穿層抽、順層抽、頂板裂

35、隙抽、采空區(qū)埋管抽、鄰近層抽等抽采技術(shù)均已成熟，可施工任意傾角的鉆孔，鉆孔施工深度可達(dá)數(shù)百米；鉆孔封孔機(jī)具、材料以及封孔技術(shù)業(yè)已成熟。礦井技術(shù)力量，完全可以掌握其抽采技術(shù)的。（4）泵站建設(shè)條件適宜礦井供電雙回路，礦井抽采供電條件較好。礦井在地面標(biāo)高+531m風(fēng)井附近有一塊空曠的平地，水源充足，抽采供水條件較好，且符合泵房設(shè)置相關(guān)要求。根據(jù)鄰近礦井可采煤層打鉆情況看，煤層打鉆條件及成孔條件都較好，在采取“多打孔、嚴(yán)封閉、綜合抽”等措施后，預(yù)計(jì)會(huì)取得較好的瓦斯抽采效果。因此，礦井實(shí)施瓦斯抽采可行，礦井具備建立瓦斯抽采系統(tǒng)的條件。綜上所述，礦井建設(shè)固定式瓦斯抽采系統(tǒng)。3 礦井瓦斯抽采方案設(shè)計(jì)3.1

36、瓦斯抽采方案設(shè)計(jì)的原則瓦斯抽采是一項(xiàng)集技術(shù)、裝備和效益于一體的工作，為了做好瓦斯抽采工作，必須堅(jiān)持以下原則：(1)抽采瓦斯應(yīng)具有明確的目的性，首先，主要是有效降低煤層瓦斯含量、瓦斯壓力，降低風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛龋纳频V井生產(chǎn)的安全狀況，并使通風(fēng)系統(tǒng)處于合理、良好狀況；因此，應(yīng)盡可能在瓦斯進(jìn)入礦井風(fēng)流之前將其抽采出；其次，瓦斯抽采還可作為一項(xiàng)防治煤與瓦斯突出的有效措施單獨(dú)應(yīng)用；最后，抽采瓦斯又是一種優(yōu)質(zhì)能源，只要保持一定的抽采瓦斯量和濃度，則可利用，從而形成“以抽促用，以用促抽”的良性循環(huán)。(2)抽采瓦斯要有針對(duì)性，即針對(duì)礦井瓦斯來(lái)源，采取相應(yīng)措施進(jìn)行抽采。根據(jù)目前瓦斯涌出狀況，結(jié)合礦井將進(jìn)行擴(kuò)能改

37、造分析，認(rèn)為礦井瓦斯來(lái)源主要包括：開(kāi)采煤層瓦斯涌出(掘進(jìn)、回采時(shí)的瓦斯涌出)；裂隙瓦斯涌出；圍巖瓦斯涌出和采空區(qū)瓦斯涌出(本煤層開(kāi)采后遺留的煤柱、丟煤以及鄰近層、圍巖的瓦斯在已采區(qū)的繼續(xù)涌出)。這些瓦斯來(lái)源是構(gòu)成礦井或采區(qū)瓦斯涌出量的組成部分。在瓦斯抽采中應(yīng)根據(jù)這些瓦斯來(lái)源，并考慮抽采地點(diǎn)時(shí)間和空間條件，采取不同的抽采原理和方法，以便進(jìn)行有效的瓦斯抽采。(3)要認(rèn)真做好抽采設(shè)計(jì)、施工和管理工作等，以便獲得好的瓦斯抽采效果。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)了解清楚礦井地質(zhì)、煤層賦存及開(kāi)采等條件，礦井瓦斯方面的有關(guān)參數(shù)，預(yù)測(cè)礦井瓦斯涌出量及其組成來(lái)源。在此基礎(chǔ)上，選擇合適的抽采方法，確定可靠的抽采規(guī)模，設(shè)計(jì)

38、一套合理的抽采系統(tǒng)。其次，在抽采瓦斯的開(kāi)始階段，還應(yīng)進(jìn)行必要的有關(guān)參數(shù)考查測(cè)定，以確定合理的抽采工藝和參數(shù)；在正常抽采時(shí)，要全面加強(qiáng)管理，積累資料，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，從而不斷改進(jìn)和提高抽采瓦斯工作。3.2礦井抽采瓦斯規(guī)模抽采鉆孔基本參數(shù)1）抽采鉆孔孔徑：根據(jù)內(nèi)江地區(qū)已建瓦斯抽采系統(tǒng)礦井的瓦斯抽采實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，抽采鉆孔的施工孔徑為64mm，抽采效果相對(duì)理想，施工方便，速度快，因此本礦井抽采鉆孔孔徑確定為64mm。2）抽采半徑：高位頂板孔抽采半徑為走向1015m，傾向1.55m；如采掘工作面需要預(yù)抽瓦斯，采煤工作面預(yù)抽煤體瓦斯鉆孔抽采半徑為1.5m；掘進(jìn)工作面預(yù)抽煤體瓦斯鉆孔終孔間距為23m(抽采半徑11

39、.5m)。礦井在實(shí)施抽采過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)煤層瓦斯地質(zhì)變化情況、抽采時(shí)間等因素，合理調(diào)節(jié)鉆孔抽采半徑，達(dá)到有效治災(zāi)的目的，并總結(jié)出適合本礦的鉆孔瓦斯抽采半徑。3）抽采負(fù)壓：根據(jù)煤礦瓦斯抽放規(guī)范，參照資威礦區(qū)已建瓦斯抽采系統(tǒng)礦井的瓦斯抽采經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)確定高位頂板孔抽采管口負(fù)壓為710KPa；采空區(qū)埋管抽采管口負(fù)壓為58KPa；采面預(yù)抽鉆孔負(fù)壓1325KPa；掘進(jìn)鉆孔抽采負(fù)壓1325KPa。3.2.2 礦井可抽瓦斯量礦井瓦斯儲(chǔ)量9.83Mm3。礦井為高瓦斯礦井，根據(jù)煤礦安全規(guī)程、煤礦瓦斯抽放規(guī)范及四川省煤礦瓦斯抽采技術(shù)暫行規(guī)定的要求，采用綜合抽放方法的礦井瓦斯抽出率應(yīng)不小于30%。按30%計(jì)算，礦井可抽

40、出瓦斯量應(yīng)不低于9.8330%=2.95 Mm3。3.2.3預(yù)計(jì)礦井抽采瓦斯量首先，根據(jù)礦井可抽瓦斯量、礦井服務(wù)年限及抽采瓦斯不均衡系數(shù)等測(cè)算礦井抽采瓦斯量：2.95106/9.6/330/24/60/0.8=0.81m3/min。其次，預(yù)計(jì)礦井絕對(duì)瓦斯涌出量6m3/min，按采用綜合抽放的礦井瓦斯抽出率要求達(dá)到30%以上，則抽采瓦斯量6.930%=2.07m3/min。最后，綜合考慮礦井瓦斯涌出現(xiàn)狀、瓦斯抽采目的、生產(chǎn)能力等因素，為確保抽采系統(tǒng)隨著礦井開(kāi)采水平的進(jìn)一步延深，能在一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)穩(wěn)定地發(fā)揮作用，確定礦井抽采瓦斯量2.07m3/min，其中老采空區(qū)瓦斯抽采純量0.27m3/min；

41、采煤工作面每個(gè)回風(fēng)巷頂板高位鉆孔、埋管抽放瓦斯抽采純量0.45 m3/min。3.2.4 礦井抽采率式中 礦井絕對(duì)瓦斯涌出量，預(yù)計(jì)6.9m3/min。礦井抽采率符合礦井瓦斯抽采規(guī)范(AQ2027-2006)技術(shù)要求。3.2.5 礦井設(shè)計(jì)年瓦斯抽采量礦井抽采系統(tǒng)年瓦斯抽采量Mm3式中 N礦井年工作天數(shù)，N=330d；3.3 礦井抽采瓦斯方法的確定3.3.1 選擇礦井瓦斯抽采方法應(yīng)遵循的原則(1)選擇的抽采瓦斯方法應(yīng)適應(yīng)煤層賦存狀況、巷道布置、地質(zhì)條件和開(kāi)采技術(shù)條件。(2)根據(jù)礦井瓦斯涌出來(lái)源及涌出量構(gòu)成分析，有針對(duì)性地選擇抽采瓦斯方法，提高瓦斯抽采效果。(3)抽采方法在滿足礦井煤炭安全開(kāi)采的前提

42、下，可以考慮瓦斯利用的需要。(4)巷道布置在滿足瓦斯抽采的前提下，應(yīng)盡可能利用生產(chǎn)巷道，以減少抽采巷道工程量。(5)選擇的抽采方法應(yīng)有利于抽采巷道的布置和維護(hù)。(6)選擇的抽采方法應(yīng)有利于礦井安全高效。(7)選擇的抽采方法應(yīng)有利于提高瓦斯抽采效果，降低瓦斯抽采成本。(8)抽采方法應(yīng)有利于鉆場(chǎng)、鉆孔的施工和抽采系統(tǒng)管網(wǎng)的敷設(shè)，有利于增加鉆孔的抽采時(shí)間。(9)瓦斯抽采方法應(yīng)使鉆場(chǎng)及瓦斯抽采工作盡量少影響煤炭生產(chǎn)。3.3.2抽放方法選擇依據(jù)盡管人們提出了各種各樣的瓦斯抽放方法，但是，在實(shí)際選擇抽放方法和形式時(shí)，要考慮瓦斯來(lái)源、煤層狀況、采掘條件、抽放工藝等因素。(1)如果瓦斯來(lái)自于開(kāi)采層本身，則既可

43、采用鉆孔抽采，也可采用巷道預(yù)抽形式直接把瓦斯從開(kāi)采屬中抽出，且多數(shù)形式采用鉆孔預(yù)抽法。(2)如果瓦斯主要來(lái)自于開(kāi)采煤層的頂、底板鄰近煤層內(nèi)，則可采用開(kāi)在頂?shù)装迕?、巖中的巷道，打一些穿至鄰近煤層的鉆孔，抽采鄰近煤層中的瓦斯。(3)如果在采空區(qū)或廢棄巷道內(nèi)有大量瓦斯積聚，則可采用采空區(qū)瓦斯抽采方法。(4)如果在煤巷掘進(jìn)時(shí)就有嚴(yán)重的瓦斯涌出，而且難以用通風(fēng)方法加以排除，則需采用鉆孔預(yù)抽或巷道邊掘邊抽的方法。(5)如果是低透氣性煤層，則在采取正常的瓦斯抽采方法的同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)采取人工增大煤層透氣性的措施(如水力壓裂、水力割縫等)，以提高煤層瓦斯抽采效果?？傊?，在選擇瓦斯抽采方法時(shí)，應(yīng)綜合加以考慮，既要考

44、慮煤層條件、瓦斯賦存狀況、開(kāi)拓開(kāi)采及巷道布置條件，又要考慮抽采設(shè)備的能力及經(jīng)濟(jì)條件，以求達(dá)到最佳效果。3.3.3礦井瓦斯首抽采區(qū)域與抽采方法根據(jù)礦井煤層賦存狀況、巷道布置方式、瓦斯來(lái)源、瓦斯涌出預(yù)測(cè)分析以及煤層存在煤與瓦斯突出危險(xiǎn)等，確定礦井的瓦斯抽采方法為多種抽采方法相結(jié)合的綜合瓦斯抽采方法。(1)瓦斯治理(抽采)總體方案根據(jù)礦井瓦斯來(lái)源、煤層賦存狀態(tài)等，設(shè)計(jì)礦井開(kāi)采大白炭煤厚度0.400.77m，平均0.54m，因順層鉆孔施鉆工程量大，鉆孔施工和封孔都較為困難，加之煤層透氣性差，因此，瓦斯治理方案主要針對(duì)采空區(qū)瓦斯進(jìn)行抽采：采用高位頂板鉆孔、埋管抽放等方案以解決采煤工作面回風(fēng)隅角、回風(fēng)巷瓦

45、斯超限等問(wèn)題。因掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量小，采用11kw局部通風(fēng)機(jī)就能夠滿足掘進(jìn)通風(fēng)要求，可不進(jìn)行掘進(jìn)巷道的瓦斯抽采工作。若在掘進(jìn)過(guò)程中瓦斯超限或異常涌出，應(yīng)“邊掘邊抽”或“先抽后掘”。對(duì)于瓦斯涌出量較大的老空區(qū)，可以采用密閉墻插管抽采老空區(qū)瓦斯。(2)設(shè)計(jì)首抽區(qū)域礦井目前生產(chǎn)區(qū)域?yàn)橐凰綎|西兩翼的1103和1202兩個(gè)對(duì)拉工作面，掘進(jìn)工作面也布置在一水平。根據(jù)礦井生產(chǎn)實(shí)際情況，礦井采煤工作面瓦斯涌出量較大，掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量小，且通風(fēng)能力能滿足掘進(jìn)工作面的安全生產(chǎn)需要，根據(jù)礦井意向，設(shè)計(jì)暫不將掘進(jìn)工作面作為瓦斯抽采設(shè)計(jì)區(qū)。但是，若在施工中瓦斯涌出較大或異常，用通風(fēng)辦法解決難以解決時(shí)，應(yīng)停止生產(chǎn)

46、補(bǔ)充瓦斯抽采等措施后，方能恢復(fù)生產(chǎn)。根據(jù)礦井目前的開(kāi)采現(xiàn)狀和采掘接替計(jì)劃，考慮礦井的瓦斯抽采意向，設(shè)計(jì)首抽區(qū)域：一水平1103對(duì)拉工作面、1202對(duì)拉工作面。(3)首抽區(qū)域抽采方法回采工作面主要采用高位鉆孔抽采頂板裂隙瓦斯或抽采采空區(qū)瓦斯，以解決瓦斯超限問(wèn)題。 礦井應(yīng)根據(jù)采掘布置方式及采掘接替的安排，合理安排好瓦斯抽采工作，設(shè)計(jì)中的各種抽采方法可供礦井技術(shù)人員在日后的抽采工作中參考，具體的鉆孔參數(shù)為本次抽采工程的施工方案，礦井技術(shù)人員可根據(jù)礦井的實(shí)際生產(chǎn)情況和瓦斯?fàn)顩r，對(duì)抽采鉆孔相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整和修正，但施工時(shí)必須做到一工程一設(shè)計(jì)，以提高瓦斯抽采效果，確保礦井安全生產(chǎn)。3.3.4 采空區(qū)瓦

47、斯抽采國(guó)內(nèi)目前常用的兩巷工作面采空區(qū)抽采方法主要有6種，其瓦斯抽采效果及技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較如表3-2所示。表3-2采空區(qū)瓦斯抽采方法比較抽采方法抽采效果費(fèi)用適用性選擇性高抽巷(含鄰近層)抽采瓦斯流量大，濃度高，效果優(yōu)于其它方法；高頂板水平長(zhǎng)鉆孔(含鄰近層)與采空區(qū)埋管抽采效果相同。低順槽高抽鉆孔(含鄰近層)比采空區(qū)埋管抽采效果差。低較好優(yōu)選用相鄰采空區(qū)引排抽采效果較好，管理復(fù)雜、易使采空區(qū)遺煤自燃，不能兼顧?quán)徑鼘油咚钩椴?。低上隅角埋管抽采與頂板水平長(zhǎng)鉆孔效果相當(dāng).低較好優(yōu)選專用瓦斯抽采巷(包括密閉插管抽采和穿層鉆孔抽采)抽采效果較埋管好、較高抽巷差，不能抽采鄰近層瓦斯。若考慮鄰近層瓦斯抽采，不如高抽

48、巷經(jīng)濟(jì)。高在礦井采煤時(shí)，除本煤層有大量瓦斯涌出外，鄰近層、圍巖、煤柱和工作面的丟煤都會(huì)向采空區(qū)涌出瓦斯。采空區(qū)瓦斯不僅在開(kāi)采過(guò)程中向工作面涌出，而且在工作面采完密閉后也仍有瓦斯涌出。與本煤層預(yù)抽瓦斯相比，采空區(qū)抽采的特點(diǎn)是抽采量較大，但抽采濃度相對(duì)較低，其抽采量的大小取決于采空區(qū)瓦斯涌出量的大小和煤層自燃發(fā)火的危險(xiǎn)程度， （一）高位鉆孔抽采方法(1)煤層采后裂隙帶預(yù)計(jì)根據(jù)礦井瓦斯來(lái)源、煤層賦存狀態(tài)等，礦井大白炭煤厚度0.400.77m，平均0.54m，采高1米，采空區(qū)管理方式為局部充填法。預(yù)計(jì)采后冒落帶高度小于5m；裂隙帶處在冒落帶以上高度510m，如圖3-1所示。圖3-1 大白炭煤層采后裂隙

49、帶預(yù)計(jì)(2)抽采工藝當(dāng)采用頂板鉆孔抽采采空區(qū)瓦斯時(shí)。鉆孔布置的關(guān)鍵是鉆孔的角度，要求鉆孔進(jìn)入采空區(qū)裂隙帶內(nèi)，終孔位置不能太高，也不能太低，鉆孔還不能被冒落巖石所切斷。只有選擇合理的鉆孔參數(shù)，才能抽出較高濃度的采空區(qū)瓦斯，并能有效解決上隅角瓦斯超限等問(wèn)題。在工作面回風(fēng)巷中，沿回風(fēng)巷方向， 從開(kāi)切眼開(kāi)始退后30m位置布置第一個(gè)鉆場(chǎng)，然后每間隔20m布置一個(gè)鉆場(chǎng)。每個(gè)鉆場(chǎng)向工作面采空區(qū)施工35個(gè)高位頂板孔(鉆孔終孔于裂隙帶內(nèi))，接管抽采采空區(qū)瓦斯?，F(xiàn)對(duì)1103和1202對(duì)拉采煤工作面進(jìn)行設(shè)計(jì)：在工作面回風(fēng)巷沿開(kāi)切眼退后30m位置布置第一個(gè)鉆場(chǎng)，向工作面采空區(qū)施工3個(gè)高位頂板孔。工作面沿回風(fēng)方向每間隔

50、20m施工一組高位頂板孔。各鉆孔終孔點(diǎn)終孔于頂板裂隙帶內(nèi)，設(shè)計(jì)鉆孔終孔點(diǎn)距煤層頂板(垂距)8-10m(抽采后根據(jù)實(shí)踐調(diào)整)。煤層傾角按4設(shè)計(jì)，具體抽放鉆孔設(shè)計(jì)如圖3-2所示，鉆孔布置參數(shù)如表3-3所示。另外，在今后施工中，如采用仰斜開(kāi)采時(shí)，具體鉆孔布置參數(shù)如表3-4所示，抽放鉆孔設(shè)計(jì)可參考圖3-2所示。圖3-2對(duì)拉工作面回風(fēng)巷高位頂板孔布置圖表3-3a 對(duì)拉采煤工作面回風(fēng)巷頂板抽放鉆孔參數(shù)表（俯斜開(kāi)采）孔號(hào)與巷道中線偏角/()與水平面傾角/()孔深/m備注1-2.919.831.9鉆孔方位以巷道中線為參考，偏角，左偏為“+”，右偏為“-”2-11.321.132.83-27.220.736.1

51、4+27.220.736.15+11.321.132.86+2.919.831.9合計(jì) 201.61、施工過(guò)程，必須采用壓力水排渣，且有足夠的壓力和流量；無(wú)水或壓力水流量不足時(shí)，不得施工鉆孔；2、施工鉆孔時(shí)根據(jù)施工時(shí)的具體情況，調(diào)整鉆孔參數(shù)，確保鉆孔施工到位；3、頂板抽采鉆孔必須下導(dǎo)管至至裂隙帶，導(dǎo)管末端2m套管篩孔，篩孔直徑810mm；4、鉆孔參數(shù)傾角為考慮煤層傾角(4)以后鉆孔與水平線夾角。5、鉆場(chǎng)每隔20m施工一組。表3-3b 對(duì)拉工作面開(kāi)切眼頂板抽放鉆孔參數(shù)表（俯斜開(kāi)采）孔號(hào)與巷道中線偏角/()與水平面傾角/()孔深/m備注1-2.517.136.6鉆孔方位以巷道中線為參考，偏角，左偏

52、為“+”，右偏為“-”2-9.718.437.43-23.818.540.44+23.818.540.45+9.718.437.46+2.517.136.6合計(jì) 228.9 1、施工過(guò)程，必須采用壓力水排渣，且有足夠的壓力和流量；無(wú)水或壓力水流量不足時(shí)，不得施工鉆孔；2、施工鉆孔時(shí)根據(jù)施工時(shí)的具體情況，調(diào)整鉆孔參數(shù)，確保鉆孔施工到位；3、頂板抽采鉆孔必須下導(dǎo)管至裂隙帶，導(dǎo)管末端2m套管篩孔，直徑810mm；4、鉆孔參數(shù)傾角為考慮煤層傾角(4)以后鉆孔與水平線夾角；5、本參數(shù)適用于工作面開(kāi)切眼后第一個(gè)鉆場(chǎng)。表3-4a開(kāi)采對(duì)拉采煤工作面回風(fēng)巷頂板抽放鉆孔參數(shù)表（仰斜開(kāi)采）孔號(hào)與巷道中線偏角/()與

53、水平面傾角/()孔深/m備注12.99.830.5鉆孔方位以巷道中線為參考，偏角，左偏為“+”，右偏為“-”211.311.531.2327.21234.54-27.21234.5511.311.531.262.99.830.5合計(jì) 192.41、施工過(guò)程，必須采用壓力水排渣，且有足夠的壓力和流量；無(wú)水或壓力水流量不足時(shí)，不得施工鉆孔；2、施工鉆孔時(shí)根據(jù)施工時(shí)的具體情況，調(diào)整鉆孔參數(shù)，確保鉆孔施工到位；3、頂板抽采鉆孔必須下導(dǎo)管至至裂隙帶，導(dǎo)管末端2m套管篩孔，篩孔直徑810mm；4、鉆孔參數(shù)傾角為考慮煤層傾角(4)以后鉆孔與水平線夾角。5、鉆場(chǎng)每隔20m施工一組。表3-4b 開(kāi)采對(duì)拉工作面開(kāi)切眼頂板抽放鉆孔參數(shù)表（仰斜開(kāi)采）孔號(hào)與巷道中線偏角/()與水平面傾角/()孔深/m備注12.58.535.4鉆孔方位以巷道中線為參考，偏角，左偏為“+”，右偏為“-”29.79.936323.810.739423.810.73959.79.93662.58.535.4合計(jì) 220.8 1、施工過(guò)程，必須采用壓力水排渣，且有足夠的壓力和流量；無(wú)水或壓力水流量不足時(shí)，不得施工鉆孔；2、施工鉆孔時(shí)根據(jù)施工時(shí)的具體情況，調(diào)整鉆孔參數(shù)，確保鉆孔施工到位；3、頂板抽采鉆孔必須下導(dǎo)管至裂隙帶，導(dǎo)管末端2m套管篩孔，直徑810mm；4、鉆