礦井瓦斯地面抽放工程初步設(shè)計(jì)

1、山西省襄垣縣七一煤礦礦井瓦斯抽放工程初步設(shè)計(jì)說 明 書煤炭科學(xué)研究總院沈陽研究院二oo九年三月報(bào)告名稱：山西省襄垣縣七一煤礦礦井瓦斯抽放工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫： 張興華 研 究 員 所長 技術(shù)審查： 王魁軍 研 究 員 科研中心主任（院總工） 劉志忠 高級工程師 科研中心主任工程師 形式審查： 霍中剛 研 究 員 科技發(fā)展部主任 報(bào)告審批： 羅海珠 研 究 員 副院長 工作人員： 目 錄前 言11 礦井概況31.1 交通位置31.2 自然地理31.3 地質(zhì)特征與煤層賦存41.4 礦井開拓與開采62 礦井瓦斯涌出量預(yù)測112.1 礦井瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)112.2 礦井瓦斯儲量122.3 礦井瓦斯涌出量預(yù)

2、測133 礦井瓦斯抽放必要性及可行性193.1礦井瓦斯來源分析193.2 瓦斯抽放必要性193.3 抽放瓦斯的可行性213.4 建立礦井地面永久抽放瓦斯系統(tǒng)的結(jié)論214 瓦斯抽放方法的選擇214.1 瓦斯抽放方法的選擇214.2 瓦斯抽放效果預(yù)計(jì)324.3 瓦斯抽放效果評價334.4 礦井瓦斯抽放服務(wù)年限354.5 建立抽放系統(tǒng)的類型354.6 抽放施工設(shè)備、檢測儀表及施工量355 瓦斯抽放管路系統(tǒng)布置及選型365.1 抽放管路布置及選型365.2 抽放設(shè)備布置及選型425.3 抽放管路、設(shè)備的安裝要求486 瓦斯抽放泵站496.1 抽放泵站場地平面布置496.2 瓦斯泵房設(shè)備布置497 礦井

3、瓦斯抽放工程工期預(yù)計(jì)507.1 瓦斯抽放工程507.2 施工進(jìn)度指標(biāo)及工期預(yù)計(jì)508 瓦斯抽放安全技術(shù)措施508.1 抽放系統(tǒng)安全措施508.2 抽放泵站安全措施519 環(huán)境保護(hù)與瓦斯綜合利用529.1 環(huán)境保護(hù)529.2 瓦斯綜合利用5410 瓦斯抽放的配套設(shè)施5710.1 給排水、采暖及供熱5710.2 泵房的供電系統(tǒng)及通訊5910.3 檢測、監(jiān)測系統(tǒng)6210.4 地面建筑及環(huán)境保護(hù)6411 瓦斯抽放管理6411.1 管理與規(guī)章制度6411.2 瓦斯抽放人員配備6511.3 圖紙、常用記錄和技術(shù)資料6611.4 常用記錄和報(bào)表格式6712 經(jīng)濟(jì)概算及投資6812.1 概算編制范圍及依據(jù)68

4、12.2 概算投資及明細(xì)6912.3 投資來源6912.4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析及評價6912.5 主要技術(shù)指標(biāo)表70前 言一、概況山西省襄垣縣七一煤礦(以下簡稱七一煤礦) 位于山西省襄垣縣境內(nèi)，2004年6月正式投產(chǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力0.9mt/a。2008年度礦井瓦斯等級鑒定結(jié)果：礦井絕對瓦斯涌出量為23.92m3/min左右 ，相對瓦斯涌出量為13.79m3/t左右，礦井為高瓦斯礦井。目前礦井開采3#煤層二采區(qū)2003工作面（三采區(qū)為準(zhǔn)備采區(qū)），該工作面瓦斯涌出較大，上隅角瓦斯經(jīng)常超限，濃度達(dá)23%，用通風(fēng)方法解決很困難，對安全生產(chǎn)構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。為此，七一煤礦研究決定，建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)，對

5、礦井進(jìn)行瓦斯抽放，降低回風(fēng)流瓦斯?jié)舛?，確保礦井安全生產(chǎn)。二、任務(wù)來源沈陽研究院受七一煤礦的委托，承擔(dān)了“七一煤礦地面永久瓦斯抽放工程初步設(shè)計(jì)”任務(wù)。沈陽研究院的設(shè)計(jì)人員認(rèn)真研究和分析了七一煤礦煤層的賦存及開拓開采情況后認(rèn)為：七一煤礦完全具備建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)的條件，同意接受“七一煤礦地面永久瓦斯抽放工程初步設(shè)計(jì)”任務(wù)的委托。通過對七一煤礦地質(zhì)及生產(chǎn)資料的收集，周密細(xì)致的現(xiàn)場調(diào)研及實(shí)地考察，對七一煤礦實(shí)際情況進(jìn)行充分分析、論證和技術(shù)方案比較的基礎(chǔ)上，提出了七一煤礦地面永久瓦斯抽放工程初步設(shè)計(jì)。三、設(shè)計(jì)的主要依據(jù)1、煤礦安全規(guī)程2006版；2、礦井抽放瓦斯工程設(shè)計(jì)規(guī)范（mt5018-96）；

6、 3、礦井瓦斯抽放管理規(guī)范（1997版）；4、煤礦瓦斯抽放規(guī)范（aq1027-2006）；5、七一煤礦3#煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定及煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)評價（煤炭科學(xué)研究總院撫順分院）；6、七一煤礦初步設(shè)計(jì)說明書（煤炭工業(yè)邯鄲設(shè)計(jì)研究院2oo3年8月）；7、七一煤礦局部瓦斯抽放初步設(shè)計(jì)（煤炭科學(xué)研究總院撫順分院2006年1月）；8、七一煤礦提供的其它地質(zhì)資料和實(shí)測資料。四、設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想1、在符合規(guī)范要求，滿足使用的前提下，盡可能降低成本，節(jié)省工程投資；2、設(shè)備、管材選型留有余地，能充分滿足礦井安全生產(chǎn)的需要；3、盡量利用原有的巷道、不增加開拓費(fèi)用；4、采用的工藝技術(shù)具有先進(jìn)性，且符合實(shí)際。5、設(shè)

7、備、管材選型留有余地，能充分滿足工作面瓦斯抽放的需求；五、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容通過對七一煤礦生產(chǎn)及通風(fēng)瓦斯資料的收集、現(xiàn)場調(diào)研、實(shí)地考察以及分析、論證和技術(shù)方案比較，提出了七一煤礦抽放瓦斯工程初步設(shè)計(jì)。本次瓦斯抽放工程初步設(shè)計(jì)主要包括設(shè)計(jì)說明書、機(jī)電設(shè)備與器材清冊、概算書和圖紙四部分。六、瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)簡介本次設(shè)計(jì)主要包括瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)說明書、瓦斯抽放工程機(jī)電設(shè)備和器材清冊、瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)概算書和瓦斯抽放工程施工圖紙等四部分。設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容為：1、七一煤礦瓦斯賦存情況、瓦斯抽放的可行性及必要性、瓦斯抽放方法的確定、瓦斯抽放量預(yù)計(jì)等進(jìn)行詳細(xì)闡述；2、地面永久瓦斯抽放泵房土建工程設(shè)計(jì)；3、瓦斯抽放

8、管網(wǎng)、瓦斯抽放鉆場與鉆孔參數(shù)設(shè)計(jì)；4、瓦斯抽放系統(tǒng)的設(shè)備、儀器、儀表及附屬裝置選型及安裝設(shè)計(jì)；5、地面抽放站總平面布置及給供電、排水、通訊及安全監(jiān)測輔助設(shè)施；6、瓦斯抽放管理及安全措施；7、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析；8、設(shè)備清冊與工程投資概算；9、安裝及施工圖紙繪制。1 礦井概況1.1 交通位置七一煤礦屬襄垣礦區(qū)，地處沁水煤田東翼中段夏店詳查區(qū)中北部，南臨長治礦區(qū)，北臨武鄉(xiāng)礦區(qū)。七一煤礦位于襄垣縣善福鄉(xiāng)境內(nèi)，地理坐標(biāo)東經(jīng)11258，北緯3634。該礦距襄垣縣城8km，南距長治市60km，北距太原市190km，東距邯鄲市130km。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為0.9mt/a。榆黃公路位于井田東部，距工業(yè)場地3.5km

9、，進(jìn)場公路已建成通車，區(qū)內(nèi)尚有簡易公路；國鐵太焦線襄垣站距礦井9.61km，交通方便，見圖1-1交通位置圖。圖1-1 礦區(qū)交通位置圖1.2 自然地理1.2.1 地形、地貌及河流襄垣縣境內(nèi)地勢西北及東部高，中南部低，山地占總面積的31.9%，丘陵地占55.5%，多分布在西北部，平川地占12.6%，多分布在中南部。井田北部最高，海拔+1050m，西南部最低，海拔+938m，最大相對高差112m。井田內(nèi)地表河流不發(fā)育，大小溝谷平時基本干涸無水，唯雨季時才匯集洪水沿溝排泄，井田內(nèi)西部有一季節(jié)性水庫，在雨季時有積水，對煤層開采影響不大。1.2.2 氣象及地震情況氣溫屬溫帶大陸性季風(fēng)型，四季分明，年平均氣

10、溫8.8，一月平均氣溫32.5，七月平均氣溫23.5。年平均降水量550mm，無霜期160170天，霜凍期為十月至次年四月下旬，最大凍土深度0.82m。據(jù)中國地震動峰值加速區(qū)劃圖（2001），本地區(qū)地震烈度為6度。1.2.3 電源本礦地面已建有35kv變電站，其中一回電源引自長治110kv變電站，線路長約7km，另一回路由距本礦約5km處的下梁變電站引進(jìn)，電壓等級為10kv。1.3 地質(zhì)特征與煤層賦存1.3.1 地層井田內(nèi)大部為第四系黃土覆蓋，根據(jù)夏店勘探區(qū)詳查地質(zhì)資料，現(xiàn)將區(qū)內(nèi)地層由老至新簡述如下：奧陶系中統(tǒng)峰峰組（o2f）；石炭系中統(tǒng)本溪組（c2b）；石炭系上統(tǒng)太原組（c2t）；二疊系下組

11、山西組（p1s）；二疊系下統(tǒng)下石盒子組（p1x）；二疊系上統(tǒng)上石盒子組（p2s）；第四系（q）。1.3.2 地質(zhì)構(gòu)造井田位于沁水盆地東翼中段，晉獲褶斷帶和武鄉(xiāng)陽城凹褶帶之間。總體形態(tài)為一走向北北東，傾向西北的單斜構(gòu)造。局部地段地層走向則由北北東折向西北，傾向西南。井田內(nèi)主要由一系列大體平行的接近南北向?qū)捑彽鸟耷鷺?gòu)造組成。這些向背斜平面形態(tài)呈近似直線型、“s”型、弧形。其次有少量接近南北向的少量壓性斷裂和北東向的張性斷裂構(gòu)造。顯然，上述構(gòu)造形跡多屬徑向構(gòu)造帶的低序次構(gòu)造形跡，因此對本區(qū)構(gòu)造骨架起控制作用的主要是徑向構(gòu)造，新華夏系影響甚微?；剞@村向斜：北部自回轅村東向南經(jīng)坪上村、西嶺、韓堡、桃樹林

12、西，南田樟村東止。長度13.6km，北斷軸向北東16，南斷接近南北向。平面形態(tài)呈“s”型，樞紐波狀起伏不平，兩翼傾角415。店上背斜：位于回轅村向斜西部。北起店上，向南經(jīng)付家角、西七里街、下家?guī)X、后莊到南溝村附近止。全長13.7km，總體軸向北東7，兩翼傾角513，西翼較陡，東翼較平緩。樞紐波裝起伏不平。1.3.3 煤層井田內(nèi)煤層主要分布在二疊系下統(tǒng)山西組（p1s）和石炭系上統(tǒng)太原組（c3t）。含煤14層，煤層平均厚度14.91m；其中可采煤層三層（3、15-1、15-3號煤），平均總厚度8.22m。（1）3上煤層分布在井田西北部，為3煤層分叉之上分層，厚度穩(wěn)定。煤層厚度1.52.66m，結(jié)構(gòu)

13、簡單，個別鉆孔見0.100.30m夾矸，其巖性為泥巖或砂質(zhì)泥巖。煤層直接頂主要為細(xì)砂巖，局部為泥巖或砂質(zhì)泥巖，厚0.608.31m，平均3.53m；老頂為細(xì)中粒砂巖，厚1.507.57m。該煤層下距3煤層0.8015.53m，一般6.68m。（2）3煤層煤層穩(wěn)定，厚度2.147.20m，平均5.86m。煤層中下部常含夾矸一層，厚0.050.9m，一般0.100.25m，巖性為泥巖及砂質(zhì)泥巖。頂板主要為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖及泥巖，局部為細(xì)砂巖，個別鉆孔見有中、粗砂巖，頂板厚0.3815.77m，一般3.71m。（3）15-1煤層位于太原組下段，厚01.42m，平均0.72m，除21線以北大片為砂巖體

14、沖刷而缺失外，其余皆普遍發(fā)育。屬較穩(wěn)定型局部可采煤層。煤層結(jié)構(gòu)簡單，一般無夾矸，下距主要可采煤層15-3，平均4.47m。（4）15-3煤層該煤層全區(qū)發(fā)育穩(wěn)定，厚度03.95m，平均1.43m。煤層結(jié)構(gòu)簡單，僅有少數(shù)鉆孔有0.100.30m的夾矸一層，夾矸一般為泥巖。煤層頂板為泥巖，厚0.5518.82m，一般1.65m。該煤層層位穩(wěn)定，厚度變化不大，屬較穩(wěn)定煤層。精查區(qū)可采煤層特征見表1-1。表1-1 精查區(qū)可采煤層特征表煤層編號煤層厚度夾 矸頂板巖性底板巖性煤層穩(wěn)定程度最小最大平均層數(shù)厚度（m）32.147.205.8610.100.25粉砂巖、砂質(zhì)泥巖及泥巖，局部為細(xì)砂巖泥巖、砂質(zhì)泥巖較

15、穩(wěn)定全井田可采1.3.4 煤質(zhì)井田內(nèi)各煤層煤質(zhì)主要為貧煤，局部為無煙煤。本區(qū)由淺至深，從東到西，埋藏深度的增加，隨著煤的變質(zhì)程度逐漸加深，煤質(zhì)變化規(guī)律基本符合區(qū)域變質(zhì)特征。各煤層煤質(zhì)特征，見表1-2。表1-2 可采煤層特征表煤層編號水分wf（）灰分ag（）揮發(fā)分（洗煤）vr（）硫分（）發(fā)熱量qrdt（mj/kg）3上0.831.250.9911.4023.7618.1811.150.310.450.3735.2930.52.431.1912.2632.5717.7011.740.240.620.3435.3415-30.482.141.0111.4344.9328.0910.950.373.6

16、51.0534.06綜上所述，3、3上煤層為中灰、低硫、高發(fā)熱量的貧煤，為優(yōu)良的動力用煤；15-3煤層為中富灰、富硫、高發(fā)熱量的貧煤、部分為無煙煤，主要為動力用煤。1.3.5 瓦斯根據(jù)地質(zhì)報(bào)告提供的資料，本礦井3煤層瓦斯含量分布具有一定的規(guī)律性，即隨著煤層埋藏深度的增加，瓦斯含量逐漸增高。在淺部存在一個瓦斯風(fēng)化帶，深部大片地段瓦斯含量大于10ml/g.r。3煤層瓦斯成分為氮?dú)舛趸紟А⒌獨(dú)馔咚箮Ъ巴咚箮?。而以氮?dú)馔咚箮Ш屯咚箮橹鳌Ｔ跍\部出現(xiàn)大片瓦斯風(fēng)化帶，深部出現(xiàn)高瓦斯含量帶。故在深部開采時，應(yīng)密切注意煤層瓦斯含量的測定工作，加強(qiáng)安全措施，防止瓦斯危害。礦井首采區(qū)已進(jìn)入井田深部。根據(jù)七一煤

17、礦提供的2008年度礦井瓦斯等級鑒定結(jié)果：礦井絕對瓦斯涌出量為23.92 m3/min左右 ，相對瓦斯涌出量為13.79 m3/t左右，礦井為高瓦斯礦井。1.3.6 煤的自燃與煤塵爆炸2006年4月山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心對七一煤礦3煤層進(jìn)行了煤塵爆炸性與自燃傾向性試驗(yàn)。根據(jù)煤塵爆炸性試驗(yàn)結(jié)果，火焰長度25，巖粉用量50，3煤層煤塵有爆炸危險(xiǎn)性；根據(jù)自燃傾向性試驗(yàn)結(jié)果，自燃等級為類，3煤層為不易自燃煤層。1.4 礦井開拓與開采1.4.1 煤炭儲量及礦井生產(chǎn)能力1.井田境界七一煤礦目前井田范圍由12個拐點(diǎn)座標(biāo)組成，分別是1至12點(diǎn)。礦井正在辦理擴(kuò)界手續(xù)，擴(kuò)界后增加了三個拐點(diǎn)，井田由15個拐點(diǎn)

18、坐標(biāo)連線而成，井田面積為11.2021km2,開采3煤層。1. x4056556， y19676013； 2. x4057144， y19678156；3. x4054936， y19677645； 4. x4054916， y19677015；5. x4053237， y19677067； 6. x4053264， y19677937；7. x4053073， y19678252； 8. x4052464， y19677991；9. x4052529， y19677839； 10. x4051458， y19677323；11. x4051701，y19676280； 12. x405219

19、8， y19675208；13. x4052323，y19675221； 14. x4052323， y19675000；15. x4056556，y19675763。2.礦井儲量、生產(chǎn)能力及服務(wù)年限礦井3煤層資源/儲量61300kt，可采儲量22000kt, 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力900kt/a，服務(wù)年限17.5a。1.4.2 礦井開拓及開采目前礦井只在3煤層布置有生產(chǎn)系統(tǒng)，15-3煤層尚未布置生產(chǎn)系統(tǒng)。礦井采用斜-立井混合開拓方式，共有主斜井、副斜井、回風(fēng)立井三個井筒。七一煤礦在桑家河南岸、大河村東南150m處開鑿了一對斜井，在井田西部開鑿一初期回風(fēng)立井，擔(dān)負(fù)礦井生產(chǎn)初期的回風(fēng)任務(wù)。圖1-2 煤層綜

20、合柱狀圖七一煤礦僅布置一個生產(chǎn)水平，在煤層傾角較小時采用傾斜長壁開采，煤層傾角較大時布置下山采區(qū)、走向長壁開采。根據(jù)井田內(nèi)村莊、河流煤柱較多的特點(diǎn)，七一煤礦一般以村莊、河流及大巷煤柱劃分采區(qū)邊界。全礦井共劃分為四個采區(qū)，其中傾斜長壁開采采區(qū)1個，采區(qū)走向長度1800m左右；非正規(guī)采區(qū)2個。采區(qū)之間的開采順序采取先近后遠(yuǎn)、由淺到深的原則，首采區(qū)為一采區(qū)。目前二采區(qū)為礦井主要生產(chǎn)采區(qū)，三采區(qū)為準(zhǔn)備采區(qū)。二采區(qū)目前開采2003工作面，煤層平均厚度5.4m左右，采用走向長壁后退式采煤法，為綜采放頂煤工藝，全部垮落法管理頂板，工作面順槽長1600m左右，工作面長150m左右；2005工作面為二采區(qū)備用面

21、，目前掘進(jìn)三采區(qū)3001工作面運(yùn)輸順槽，采用掘進(jìn)機(jī)按設(shè)計(jì)要求一次切割成巷，配套橋式膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)轉(zhuǎn)載，后配套ssj-800型雙向運(yùn)輸可伸縮膠帶輸送機(jī)出煤。礦井采掘比為1：3，即一個綜放采面，一個綜掘面，二個普掘面。1.4.3 礦井通風(fēng)礦井采用中央并列式通風(fēng)方式，主、副斜井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)立井回風(fēng)，風(fēng)機(jī)工作方式為負(fù)壓抽出式。礦井總進(jìn)風(fēng)量為6245m3/min，總回風(fēng)量為6486m3/min。回風(fēng)立井口安裝了兩臺同型號對旋軸流式風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)型號為fbdcz54-8-25，功率為250kw2，電壓為660v，一臺運(yùn)行，一臺備用。礦井反風(fēng)采用風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)反風(fēng)方式。圖1-3 七一煤礦開拓巷道布置圖2 礦井瓦斯涌出量預(yù)測

22、礦井瓦斯涌出量是礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)、瓦斯抽放和瓦斯管理必不可少的基礎(chǔ)參數(shù)，本次采用分源預(yù)測法對礦井瓦斯涌出量進(jìn)行預(yù)測，該方法是根據(jù)煤層瓦斯含量，按礦井瓦斯主要涌出源回采（包括開采層、圍巖和鄰近層）、掘進(jìn)及采空區(qū)瓦斯涌出量進(jìn)行計(jì)算，從而達(dá)到預(yù)測工作面、采區(qū)瓦斯涌出量之目的。七一煤礦開采3#煤層，設(shè)計(jì)布置1個綜采工作面，3個掘進(jìn)工作面，年產(chǎn)煤炭900kt/a。2.1 礦井瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)是礦井瓦斯防治和瓦斯抽放設(shè)計(jì)的依據(jù)，主要基礎(chǔ)參數(shù)有：煤對瓦斯吸附常數(shù)、煤層孔隙率、煤層瓦斯壓力、煤層瓦斯含量、煤中殘存瓦斯含量、煤層透氣性系數(shù)、百米鉆孔瓦斯流量及其衰減系數(shù)、瓦斯放散初速度。本次設(shè)計(jì)所依據(jù)的煤

23、層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)數(shù)據(jù)取自七一煤礦3#煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定及煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)評價（撫順分院2007-03），詳見表2-1、表2-2、表2-3。表2-1 煤樣吸附瓦斯試驗(yàn)與工業(yè)分析結(jié)果地點(diǎn)標(biāo)高吸附常數(shù)灰分aad(%)水份mad( %)揮發(fā)份r(%)真密度(t/m3)視密度(t/m3)孔隙率(%)a(ml/g.r)b(mpa-1)二采區(qū)皮帶下山+60942.1401.14313.730.8611.641.451.338.31005工作面+53340.9071.14612.840.6513.571.441.346.91006工作面 +49041.7241.14412.950.7212.541.441

24、.337.6表2-2 3煤層瓦斯含量實(shí)測結(jié)果表測 定 地 點(diǎn)標(biāo)高（m）解吸量(m3/tr)損失量(m3/tr)殘存量(m3/tr)瓦斯含量(m3/tr)瓦斯成分（%）ch4co2n2二采區(qū)皮帶下山 6093.7081.8603.709.26877.580.3422.081005工作面5335.2312.7474.3112.28891.650.477.88表2-3 煤層瓦斯壓力與含量測定煤層測定地點(diǎn)標(biāo)高（m）瓦斯壓力(mpa)煤層瓦斯原始含量（m3/t）3二采區(qū)皮帶下山6090.337.9161005工作面5330.4810.6301006回風(fēng)順槽4900.6112.466表2-4 煤層瓦斯自然

25、涌出特征及煤層透氣性系數(shù)測定地點(diǎn)標(biāo)高（m）煤層透氣性系數(shù)（m2/mpa2.d）鉆孔自然瓦斯流量率減系數(shù)d-1)1006回風(fēng)順槽5070.5110.0421006回風(fēng)順槽5070.1760.0412.2 礦井瓦斯儲量礦井瓦斯儲量是指在煤田開發(fā)過程中，能夠向開采空間排放瓦斯的煤巖層所賦存的瓦斯總量。瓦斯儲量計(jì)算公式如下： wk=w1+w2+w3 式中 wk礦井瓦斯儲量，萬m3；w1可采層的瓦斯儲量總和，萬m3； w1a1i礦井每一個可采煤層的煤炭儲量，萬t；n礦井可采煤層數(shù)；x1i礦井每一個可采煤層的瓦斯含量，m3/t；w2可采煤層采動影響范圍內(nèi)的不可采鄰近煤層的瓦斯儲量總和，萬m3；w2a2i可

26、采煤層采動影響范圍內(nèi)的每一個不可采鄰近煤層的煤炭儲量，萬t；x2i可采層采動影響范圍內(nèi)的每一個不可采鄰近煤層的瓦斯含量，m3/t；m可采層采動影響范圍內(nèi)的不可采煤層數(shù)；w3圍巖瓦斯儲量，萬m3。計(jì)算礦井瓦斯儲量時，按以下原則考慮：(1)鄰近層的瓦斯含量視為與其鄰近的開采層相同，各煤層的瓦斯含量均取其間接法測定結(jié)果的平均值；(2)圍巖瓦斯因無實(shí)測值，故根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取w1+w2的10。礦井可抽瓦斯量是指瓦斯儲量中在當(dāng)前技術(shù)水平能被抽出來的最大瓦斯量。它反映著礦井資源的開發(fā)程度，與抽放工藝技術(shù)和抽放能力密切相關(guān)。可抽瓦斯量為開采層的瓦斯儲量與抽放率之積；鄰近層可抽瓦斯量為鄰近層的瓦斯儲量、瓦斯涌出系數(shù)與

27、抽放率三者之積；圍巖瓦斯可抽瓦斯量按巖層瓦斯儲量和涌出系數(shù)計(jì)算。為使計(jì)算的可抽量能較符合實(shí)際，瓦斯涌出系數(shù)，應(yīng)考慮由于層間距、巖性不同而導(dǎo)致鄰近層卸壓程度的差別等因素，抽放率可參照我國的實(shí)際情況與經(jīng)驗(yàn)確定。礦井瓦斯儲量、可開發(fā)瓦斯量的計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與計(jì)算結(jié)果詳見表2-5。表2-5 礦井瓦斯儲量計(jì)算表煤層地質(zhì)儲量(萬t)最大瓦斯含量(m3/t)瓦斯地質(zhì)儲量(萬m3)可抽瓦斯量(萬m3)3324812.46640489.56810122.39215-192912.46611580.9142895.22915-3137412.46617128.2844282.071小計(jì)555169198.766172

28、99.692巖層6919.8771729.969合計(jì)76118.64319029.661七一煤礦瓦斯總儲量761186.43km3，可抽瓦斯量190296.61km3。計(jì)算結(jié)果表明，七一煤礦瓦斯資源較豐富，同時可開發(fā)瓦斯量亦比較可觀，能為瓦斯利用提供充足的氣源，應(yīng)盡快開展礦井瓦斯抽放工作。2.3 礦井瓦斯涌出量預(yù)測礦井瓦斯涌出量預(yù)測的任務(wù)是確定新礦井、新水平、新采區(qū)投產(chǎn)時瓦斯涌出量的大小，為礦井和采區(qū)提供通風(fēng)及瓦斯管理方面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，它是礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)、瓦斯抽放和瓦斯管理必不可少的基礎(chǔ)參數(shù)。目前礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法可概括為兩大類：礦山統(tǒng)計(jì)預(yù)測法和分源預(yù)測法。本次采用分源預(yù)測法，其實(shí)質(zhì)是根據(jù)煤層

29、瓦斯含量，按礦井瓦斯主要涌出源回采（包括開采層、圍巖和鄰近層）、掘進(jìn)及采空區(qū)瓦斯涌出規(guī)律對礦井各回采工作面、掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量進(jìn)行計(jì)算，達(dá)到預(yù)測各采區(qū)及全礦井瓦斯涌出量的目的。2.3.1 回采工作面瓦斯涌出量預(yù)測七一煤礦現(xiàn)回采二采區(qū)：回采工作面瓦斯涌出量包括開采層瓦斯涌出量和鄰近層瓦斯涌出量。式中：回采工作面噸煤瓦斯涌出量，m3/t ； 開采層瓦斯噸煤涌出量，m3/t； 鄰近層瓦斯噸煤涌出量，m3/t。1、開采層噸煤相對瓦斯涌出量（包括圍巖瓦斯涌出量）計(jì)算瓦斯涌出量時按下式計(jì)算：式中：開采煤層（包括圍巖）相對瓦斯涌出量，m3/t；圍巖瓦斯涌出系數(shù)，綜采取k1=1.2；工作面丟煤瓦斯涌出系數(shù)

30、，其值為工作面回采率的倒數(shù)，綜采取k2=1.25；準(zhǔn)備巷道預(yù)排瓦斯對工作面煤體瓦斯涌出影響系數(shù)，按下式計(jì)算：k3=l工作面長度，取150m；h巷道預(yù)排瓦斯寬度，取9m；煤層厚度，m；煤層開采厚度，m；煤層原始瓦斯含量， m3/t；煤的殘存瓦斯含量， m3/t。2、鄰近層相對瓦斯涌出量 式中：鄰近層噸煤瓦斯涌出量，m3/t； 第個鄰近層厚度，m；開采層的開采厚度，m；第 鄰近層的原始瓦斯含量，m3/t；第 鄰近層的殘存瓦斯含量，m3/t；第鄰近層瓦斯排放系數(shù)，根據(jù)開采煤層與鄰近層之間距離、開采層頂?shù)装鍘r性等關(guān)系選取。 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 圖2-1 鄰近層

31、瓦斯排放率與層間距的關(guān)系曲線開采層的瓦斯涌出量預(yù)測結(jié)果為： 開采3#煤層工作面瓦斯涌出量：鄰近層瓦斯涌出量計(jì)算結(jié)果：2煤層向3煤層涌出： 3上煤層向3煤層涌出：5煤層向3煤層涌出：工作面相對瓦斯涌出量 工作面絕對瓦斯涌出量根據(jù)相對瓦斯涌出量預(yù)測結(jié)果，得出3#煤層回采工作面絕對瓦斯涌出量預(yù)測結(jié)果，見表2-6。表2-6 回采工作面瓦斯涌出量計(jì)算表煤層日產(chǎn)量(t/d)相對涌出量(m3/t)絕對涌出量(m3/min)3272714.9128.24工作面瓦斯來源及構(gòu)成七一煤礦開采3#煤層時，工作面瓦斯一部分來源于開采層的煤壁和落煤解吸，另一部分來源于采空區(qū)丟煤解吸和圍巖（煤）涌出的瓦斯，其上鄰近層3上、

32、2煤層和下鄰近層5煤層均處在卸壓范圍內(nèi)，這些煤層的卸壓瓦斯也向工作面采空區(qū)涌出。根據(jù)前面的3#煤層回采工作面瓦斯涌出預(yù)測結(jié)果，預(yù)測工作面的瓦斯涌出量構(gòu)成結(jié)果見表2-7。表2-7 工作面瓦斯涌出量構(gòu)成預(yù)測結(jié)果開采煤層日產(chǎn)(t/d)采面瓦斯總涌出量(m3/min)本層瓦斯涌出量(m3/min)采空區(qū)瓦斯涌出量(m3/min)本層瓦斯占比例（%）采空區(qū)瓦斯占比例（%）3272728.2418.1710.0764.335.7注：采空區(qū)瓦斯包括圍巖與鄰近層瓦斯。 2.3.2 掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量預(yù)測七一煤礦三采區(qū)現(xiàn)布置一個掘進(jìn)工作面掘進(jìn)。掘進(jìn)工作面的瓦斯主要來源于煤壁和落煤兩部分，其計(jì)算公式為： 式中：

33、煤壁瓦斯涌出量，m3/min；落煤瓦斯涌出量，m3/min。(1)掘進(jìn)工作面煤壁瓦斯涌量在巷道掘進(jìn)過程中，巷道周圍煤層中的瓦斯壓力平衡狀態(tài)遭到破壞，煤體內(nèi)部到煤壁間存在著瓦斯壓差，內(nèi)部的瓦斯就會沿煤體裂隙及孔隙向煤壁泄出。單位時間單位面積暴露煤壁泄出的瓦斯量（煤壁瓦斯涌出速度）隨著煤壁暴露時間的延長而降低。通常暴露6個月后，煤壁瓦斯涌出已基本穩(wěn)定。其計(jì)算式為： 式中：掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量，m3/min；巷道斷面內(nèi)暴露煤面的周邊長度，m。對于厚煤層，d=2h+b，h及b分別為巷道的高度及寬度；巷道平均掘進(jìn)速度，m/min；巷道長度，m；（綜采取1600m）暴露煤壁初始瓦斯涌出強(qiáng)度，m3/m2m

34、in；式中：煤中揮發(fā)份含量，%；煤層原始瓦斯含量，m3/t。(2)掘進(jìn)工作面落煤瓦斯涌出量式中：掘進(jìn)巷道落煤瓦斯涌出量，m3/min；巷道平均掘進(jìn)速度，m/min； 掘進(jìn)巷道斷面積，m2；煤的密度， t/m3；煤層原始瓦斯含量，m3/t；煤層殘存瓦斯含量，m3/t。3#煤層掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量 從以上各式可看出，掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量在煤層瓦斯含量不變的情況下，與巷道掘進(jìn)速度有關(guān)，掘進(jìn)速度越快，其瓦斯涌出量越大；在煤巷掘進(jìn)速度相同的情況下，所掘進(jìn)煤層的瓦斯含量越大，巷道絕對瓦斯涌出量越大。按七一煤礦各煤層巷道的瓦斯含量及掘進(jìn)速度情況，預(yù)計(jì)各煤層瓦斯涌出量計(jì)算結(jié)果見表2-8。表2-8 煤巷掘進(jìn)工作

35、面瓦斯涌出量煤層月掘進(jìn)量(m)巷道斷面(m2)瓦斯含量(m3/t)瓦斯涌出量(m3/min)3綜掘4501012.4667.032.3.3 采區(qū)瓦斯涌出量預(yù)測生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量系采區(qū)內(nèi)所有回采工作面、掘進(jìn)工作面（巷道）和生產(chǎn)采空區(qū)瓦斯涌出量之和，按下式計(jì)算：式中：生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量，m3/t； 生產(chǎn)采區(qū)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)； 第i個回采工作面的瓦斯涌出量，m3/t； 第i個回采工作面的平均日產(chǎn)量，t/d；第i個掘進(jìn)工作面（巷道）的瓦斯涌出量，m3/min； 生產(chǎn)采區(qū)回采煤量和掘進(jìn)煤量的總和，t/d。2.3.4 礦井瓦斯涌出量預(yù)測七一煤礦目前布置一個采掘工作面、一個準(zhǔn)備工作面和一個掘進(jìn)工作面，目前

36、回采2003工作面，2005工作面作為準(zhǔn)備工作面，掘進(jìn)3001工作面運(yùn)輸順槽。礦井瓦斯涌出量預(yù)測以三采區(qū)的回采、掘進(jìn)計(jì)算。礦井瓦斯涌出量是礦井內(nèi)全部生產(chǎn)采區(qū)和已采采空區(qū)瓦斯涌出量之和，按下式計(jì)算：式中：礦井瓦斯涌出量，m3/t； 已采采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，根據(jù)本礦實(shí)際取1.30； 第i個生產(chǎn) 采區(qū)的瓦斯涌出量，m3/t； 第i個生產(chǎn)采區(qū)的產(chǎn)煤量，t/d。則礦井的絕對瓦斯涌出量為55.81 m3/min。3 礦井瓦斯抽放必要性及可行性3.1礦井瓦斯來源分析根據(jù)前面的3 號煤層回采工作面瓦斯涌出預(yù)測結(jié)果，礦井、工作面的瓦斯涌出量構(gòu)成結(jié)果見表3-1、3-2。表3-1 礦井瓦斯涌出量構(gòu)成預(yù)測結(jié)果礦井總涌

37、出量(m3/min)掘進(jìn)面涌出量(m3/min)采空區(qū)涌出量(m3/min)回采面涌出量(m3/min)掘進(jìn)面所占比例（%）采空區(qū)所占比例（%）回采面所占比例（%）55.817.0320.5428.2412.636.850.6表3-2 工作面瓦斯涌出量構(gòu)成預(yù)測結(jié)果工作面采面總涌出量(m3/min)本層涌出量(m3/min)采空區(qū)及鄰近層涌出量(m3/min)本層占比例（%）采空區(qū)及鄰近層占比例（%）2003工作面28.2418.1710.0764.335.7注：采空區(qū)瓦斯包括圍巖與鄰近層瓦斯。煤礦抽放瓦斯是減少礦井和采區(qū)瓦斯涌出量的有效途徑，抽放瓦斯不僅為井下安全生產(chǎn)和更好地發(fā)揮采掘機(jī)械效能提

38、供了條件，同時對抽出的瓦斯加以利用，也會取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。根據(jù)表3-1、3-2，工作面瓦斯一部分來源于開采層的煤壁和落煤解吸的瓦斯，另一部分來源于采空區(qū)和上鄰近層，采空區(qū)瓦斯涌出包括丟煤解吸的瓦斯、圍巖涌出的瓦斯，為此工作面瓦斯主要來源于開采落煤、上鄰近層和采空區(qū)（含圍巖）涌出的瓦斯。三采區(qū)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量也較大，掘進(jìn)工作面瓦斯主要來源于掘進(jìn)工作面的煤壁及落煤。3.2 瓦斯抽放必要性根據(jù)國家煤礦安全監(jiān)察局2007年頒布的煤礦安全規(guī)程第145條規(guī)定：有下列情況之一的礦井，必須建立地面永久抽放瓦斯系統(tǒng)或井下臨時抽放瓦斯系統(tǒng)：(一) 1個采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或1個

39、掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量大于3m3/min，用通風(fēng)方法解決瓦斯問題不合理的。(二)礦井絕對瓦斯涌出量達(dá)到下列條件的： 大于或等于40m3/min； 年產(chǎn)量1.0mt1.5mt的礦井，大于30m3/min； 產(chǎn)量0.60mt1.0mt的礦井，大于25m3/min； 年產(chǎn)量0.4mt0.6mt的礦井，大于20m3/min； 年產(chǎn)量小于或等于0.4mt的礦井，大于15m3/min；（三）開采具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層的。3.2.1 從瓦斯涌出現(xiàn)狀及預(yù)測情況看抽放瓦斯的必要性從生產(chǎn)現(xiàn)狀看，如前所述2008年度礦井絕對瓦斯涌出量為23.41m3/min，相對瓦斯涌出量為13.49 m3/t左右。從預(yù)測瓦斯涌

40、出狀況看，七一煤礦3#煤層三采區(qū)工作面相對瓦斯涌出量為29.47m3/t，日產(chǎn)2727t/d時工作面絕對瓦斯涌出量為55.81m3/min。三采區(qū)作為準(zhǔn)備采區(qū)，在掘進(jìn)工作和以后的回采工作中靠通風(fēng)方法稀釋工作面瓦斯比較困難且不合理，按照“先抽后采”的方針，應(yīng)采用抽放。故從礦井瓦斯涌出情況看，建立抽放瓦斯系統(tǒng)是非常必要。3.2.2 從通風(fēng)能力看抽放瓦斯的必要性采掘工作面實(shí)行瓦斯抽放的必要性判斷標(biāo)準(zhǔn)是：采掘工作面設(shè)計(jì)風(fēng)量小于稀釋瓦斯所需要的風(fēng)量，即下式成立時，抽放瓦斯才是必要的。q0 (3-1) 式中 q0采掘工作面供風(fēng)量，m3/min； q采掘工作面瓦斯涌出量，m3/min； k瓦斯涌出不均衡系數(shù)

41、，取1.5； c采掘工作面允許的瓦斯?jié)舛龋?。掘進(jìn)工作面通風(fēng)量在820m3/min左右，根據(jù)上式計(jì)算通風(fēng)所能解決的瓦斯量在5.47m3/min左右，而根據(jù)涌出量預(yù)測3001運(yùn)輸順槽掘進(jìn)工作面最大瓦斯涌出量在7.03m3/min左右，單獨(dú)依靠通風(fēng)不能解決瓦斯問題。所以需要建立瓦斯抽放系統(tǒng)來抽放通風(fēng)無法解決剩余瓦斯。3.2.3 從資源利用和環(huán)保角度看抽放瓦斯的必要性瓦斯是一種優(yōu)質(zhì)潔凈能源，將抽出的瓦斯加以利用，可變害為利，改善能源結(jié)構(gòu)，保護(hù)環(huán)境，取得顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。根據(jù)前面的計(jì)算，七一煤礦瓦斯總儲量761186.43km3，可開發(fā)瓦斯量190296.61km3。表明七一煤礦瓦斯資源較豐富，同時

42、可開發(fā)瓦斯量亦比較可觀，為瓦斯利用提供充足的氣源。因此，從資源利用和環(huán)保角度看建立瓦斯抽放系統(tǒng)是必要的。3.3 抽放瓦斯的可行性煤層預(yù)抽瓦斯難易程度分類見表3-3。表3-3 煤層預(yù)抽瓦斯難易程度分類指標(biāo)難易程度 鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù) （d-1）煤層透氣性系數(shù)（m2/mpa2d）容易抽放0.00310可以抽放0.0030.05100.1較難抽放0.050.1七一煤礦實(shí)測的2號煤層的參數(shù)分別為:百米鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)為0.0410.042d-1左右。煤層透氣性系數(shù)為0.1760.511m2/mpa2d左右。根據(jù)上面的數(shù)據(jù)綜合分析可知七一煤礦開采煤層屬于可以抽放煤層。通過以上分析，七一煤礦具備建立

43、地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)的條件。3.4 建立礦井地面永久抽放瓦斯系統(tǒng)的結(jié)論如前所述，七一煤礦瓦斯資源可靠、儲量豐富，滿足煤礦瓦斯抽放規(guī)范中4.2的規(guī)定，即：建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)的礦井，應(yīng)同時具備下列2個條件：1、 瓦斯抽放系統(tǒng)的抽放量可穩(wěn)定在2m3/min以上。2、 瓦斯資源可靠、儲量豐富，預(yù)計(jì)瓦斯抽放服務(wù)年限在5年以上。所以結(jié)論是：七一煤礦符合建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)的條件。4 瓦斯抽放方法的選擇4.1 瓦斯抽放方法的選擇瓦斯抽放方法的選擇，主要是根據(jù)礦井（或采區(qū)、工作面）瓦斯來源、煤層賦存狀況、采掘布置、開采程序以及開采地質(zhì)條件等因素進(jìn)行綜合考慮。目前瓦斯抽放方法主要有：開采層瓦斯抽放、鄰

44、近層瓦斯抽放、采空區(qū)瓦斯抽放，選擇具體瓦斯抽放方法時應(yīng)遵循如下原則：1、選擇的瓦斯抽放方法應(yīng)適合煤層賦存狀況、開采巷道布置、地質(zhì)條件和開采技術(shù)條件；2、應(yīng)根據(jù)瓦斯來源及涌出構(gòu)成進(jìn)行，盡量采取綜合瓦斯抽放方法，以提高瓦斯抽放效果； 3、有利于減少井巷工程量，實(shí)現(xiàn)抽放巷道與開采巷道相結(jié)合；4、選擇的瓦斯抽放方法應(yīng)有利于抽放巷道布置與維修、提高瓦斯抽放效果和降低抽放成本； 5、所選擇的抽放方法應(yīng)有利于抽放工程施工、抽放管路敷設(shè)以及抽放時間增加。 4.1.1 瓦斯抽放方法概述1、回采工作面瓦斯來源及構(gòu)成根據(jù)工作面瓦斯涌出量構(gòu)成預(yù)測結(jié)果（詳見，表3-2），工作面瓦斯一部分來源于開采層的煤壁和落煤解吸的瓦

45、斯，另一部分來源于采空區(qū)丟煤解吸的瓦斯和圍巖、鄰近層涌出的瓦斯。工作面瓦斯主要來源于采空區(qū)（含采空區(qū)丟煤、圍巖及鄰近層）和開采層涌出的瓦斯。2、開采層瓦斯抽放開采層抽放包括預(yù)抽、邊采邊抽和強(qiáng)化抽放等方式，預(yù)抽主要采用鉆孔預(yù)抽，是在工作面開采前預(yù)先抽放煤體中的瓦斯，屬于未卸壓煤層的瓦斯抽放，對于透氣性及其它預(yù)抽條件較好的煤層，預(yù)抽會取得較好效果。邊采邊抽利用工作面開采時的卸壓效應(yīng)抽放本層瓦斯，當(dāng)工作面推進(jìn)時，工作面前方煤體由于卸壓，透氣性大大增加，抽放效率大幅度提高，采用斜向鉆孔，抽放工作面前方煤體的卸壓瓦斯。七一煤礦為高瓦斯礦井，3#煤層透氣性系數(shù)為0.1760.511m2/mpa2d左右，為

46、可以抽放煤層，并且七一煤礦開采層瓦斯涌出量占回采工作瓦斯涌出量的60%左右，開采層是工作面瓦斯涌出的最主要來源，為了保證礦井安全高效開采，應(yīng)進(jìn)行采前預(yù)抽。同時，為了保證抽放效果，七一煤礦應(yīng)加強(qiáng)邊采邊抽，并適當(dāng)加大布孔密度和增加抽放時間的方式來提高預(yù)抽效果，也可采用預(yù)裂爆破等強(qiáng)化抽放的方式來提高預(yù)抽效果。七一煤礦掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量較大，可采用邊掘邊抽的抽放方法治理工作面瓦斯。3、鄰近層瓦斯抽放鄰近層瓦斯抽放就是通常所說的卸壓層瓦斯抽放。在煤層群條件下，受開采層的采動影響，其上部或下部的鄰近層煤層得到卸壓，而產(chǎn)生膨脹變形，煤層透氣性大幅度提高。此時煤層與巖層之間形成的空隙與裂縫，不僅可儲存卸壓瓦

47、斯，而且也是良好的瓦斯流動通道，為防止鄰近層瓦斯向開采層工作面涌出就應(yīng)當(dāng)用抽放的辦法來處理這部分瓦斯。實(shí)踐證明，鄰近層瓦斯抽放效果好，如果抽放參數(shù)選取得當(dāng)，抽放率可達(dá)到7080%，甚至更高。根據(jù)工作面瓦斯涌出量預(yù)測結(jié)果，七一煤礦鄰近層瓦斯涌出量占回采工作瓦斯涌出量的30%左右，鄰近層是工作面瓦斯涌出的主要來源之一，據(jù)七一煤礦的煤層賦存與開采條件，可采用由開采層層內(nèi)鉆場向鄰近層打穿層鉆孔抽放鄰近層瓦斯。4、采空區(qū)瓦斯抽放鄰近層及圍巖瓦斯的大量涌出，使回采工作面采空區(qū)瓦斯涌出量較大；井下老采空區(qū)內(nèi)存在大量瓦斯，老采空區(qū)瓦斯大量涌出會增加采區(qū)及礦井的通風(fēng)壓力。采空區(qū)瓦斯抽放屬于卸壓抽放，采空區(qū)瓦斯抽

48、放具有抽放量大、來源穩(wěn)定等特點(diǎn)。七一煤礦老采空區(qū)瓦斯涌出量占礦井總涌出量的36.8%，現(xiàn)采空區(qū)瓦斯涌出量占回采工作面瓦斯涌出量的40%左右，采空區(qū)瓦斯抽放尤為重要。根據(jù)3#煤層煤層賦存條件和巷道布置情況，七一煤礦可采用頂板高位鉆孔、斜交鉆孔法、采空區(qū)埋管法等抽放方法治理現(xiàn)采空區(qū)及鄰近層瓦斯。抽放過程中應(yīng)根據(jù)抽放效果不斷調(diào)整抽放參數(shù)，提高瓦斯抽放效果。七一煤礦老采空區(qū)瓦斯涌出量較大，應(yīng)選用全封閉式抽放方法。在抽放過程中必須經(jīng)常檢測抽放管路中co濃度和氣體溫度等相關(guān)參數(shù)的變化。發(fā)現(xiàn)有自然發(fā)火征兆時，必須采取防止煤自燃的措施。4.1.2 可選瓦斯抽放方法及參數(shù)設(shè)計(jì)根據(jù)抽放方法的選擇原則，結(jié)合七一煤礦

49、各煤層的賦存、瓦斯來源等特點(diǎn)，考慮到工作面所需的抽放量，提出七一煤礦較合理的抽放方法。1、斜向鉆孔抽放（1）抽放方法：在工作面回風(fēng)側(cè)打順層斜向鉆孔，工作面開采前進(jìn)行煤層瓦斯預(yù)抽，開采時進(jìn)行采動卸壓抽放。（2）抽放鉆孔布置：鉆孔技術(shù)參數(shù)見表4-1，抽放鉆孔布置見圖4-1。表4-1 斜向鉆孔技術(shù)參數(shù)表鉆孔類別鉆孔與巷道夾角（ ）鉆孔與水平面夾角（ ）孔深（m）鉆孔直徑（mm）孔間距（m）斜向鉆孔60與煤層傾角相同120945注：以上技術(shù)參數(shù)供工作面試驗(yàn)用，須根據(jù)實(shí)際效果考察來確定合適的參數(shù)。圖4-1 斜向鉆孔布置圖（3）封孔工藝鉆孔采用聚氨酯封孔，封孔深度59m，封孔段長度1m，封孔管為直徑50m

50、m的pe管（阻燃、抗靜電），再用鎧裝膠管連接到支管上，再連接到主管上，最后到達(dá)地面泵房。抽放鉆孔間距應(yīng)進(jìn)一步考察，確定合理鉆孔間距，預(yù)抽時間預(yù)計(jì)為7個月。聚氨酯是聚氨荃甲酸酯的簡稱。它的種類繁多，根據(jù)原料配方不同，可以制成多種不同產(chǎn)品。對于井下封孔而言，主要要求聚氨酯在發(fā)泡后，其內(nèi)所形成的孔為封閉孔，不漏氣，另外對發(fā)泡時間、發(fā)泡倍數(shù)、固化后的強(qiáng)度，可塑性等均有一定的要求。聚氨酯封孔采用卷纏藥液法及鉆孔內(nèi)封孔管結(jié)構(gòu)，見圖4-2。圖4-2 聚氨酯纏藥方法及封孔管結(jié)構(gòu)示意圖（4）抽放管路管理工作面開采后，隨著工作面的推進(jìn)，靠近切眼的抽放鉆孔不斷報(bào)廢，當(dāng)鉆孔距工作面切眼60m時，預(yù)計(jì)抽放鉆孔進(jìn)入卸壓區(qū)

51、，進(jìn)行卸壓抽放，隨著抽放管路不斷變短，靠近切眼的管路要逐段卸下來，端頭用法蘭片密封。由于工作面在回采時，回風(fēng)巷需進(jìn)行超前支護(hù)大約20m，為了不影響生產(chǎn)，需提前拆除管路，給瓦斯管路的管理造成一定困難，所以可以考慮在靠近工作面切眼30m內(nèi)的鉆孔用軟膠管與抽放管相連，抽放管未端特制一段23m長的短管，短管上做幾個變徑三通，與靠近工作面的鉆孔用軟管相連，鉆孔報(bào)廢后再向前移動短管，保持短管始終在抽放管路的末端，這樣一來，工作面的預(yù)抽鉆孔可以抽取大量的卸壓瓦斯，使本煤層預(yù)抽取得較好的抽放效果。3、采空區(qū)（上隅角）插管抽放上隅角瓦斯抽放的主要原理是在工作面上隅角形成一個負(fù)壓區(qū)，使該區(qū)域內(nèi)瓦斯由抽放管路抽走，

52、這可以避免因工作面上隅角處局部位置因風(fēng)流不暢（或微風(fēng)）引起的瓦斯超限，還可解決因漏風(fēng)使采空區(qū)向上隅角涌出瓦斯而造成的瓦斯超限。為操作方便，靠近采面上隅角段管路可采用6m長的鎧裝軟管與主抽放管路連接，將鎧裝軟管插入上隅角，為保證軟管吸入口處于上隅角的上部（上部瓦斯?jié)舛容^高），抽放軟管與木棒綁在一起，用鐵絲吊掛在支架上，為提高抽放濃度，上隅角處應(yīng)采用擋風(fēng)簾，提高抽放效果。隨著工作的推進(jìn)，拆下前端一段主管路，移動抽放軟管，如此反復(fù)。抽放工藝如圖4-3所示。軟管可采用8吋管。抽放管伸入上隅角長度及位置應(yīng)根據(jù)實(shí)際抽放效果，不斷調(diào)整，得到合理的參數(shù)。如前所述，上隅角插管瓦斯抽放是制造一個負(fù)壓區(qū)，讓周圍瓦斯向負(fù)壓區(qū)流動，然后通過排放管路，抽出工作面，負(fù)壓區(qū)在什么地方最合適，頂板巖性不同，頂板的冒落程度不同，對負(fù)壓區(qū)的選擇都將有較大影響，為確保抽放點(diǎn)的合適位置（使吸入口瓦斯?jié)舛容^高），在抽放