畢業(yè)設(shè)計(jì)---瓦斯抽采系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　xx有限公司瓦斯抽采系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：xx有限公司位于河南省禹州市西部，屬于煤與瓦斯突出礦井。本文以二1煤層瓦斯基本參數(shù)和xx有限公司實(shí)際地質(zhì)條件和開采、開拓為基礎(chǔ)，對(duì)瓦斯抽采的可行性和必要性進(jìn)行了論證。</p><p>　　隨著煤礦開采深度的增加，礦井瓦斯問題日益嚴(yán)重。特別是對(duì)于高瓦斯礦井和突出礦井，日常生產(chǎn)過程中的最大安全隱患就是瓦斯事故。瓦斯問

2、題不僅直接威脅著礦井工作人員的生命安全，而且間接制約著煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的增長。因此，如何能有效遏制瓦斯事故的頻繁發(fā)生，現(xiàn)已成為制約國家煤炭行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵性問題。</p><p>　　目前，在高瓦斯礦井中應(yīng)用較為普遍的為瓦斯采抽采技術(shù)，根據(jù)《礦井抽采瓦斯工程設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定選擇抽采瓦斯方法，采用本煤層預(yù)抽、邊掘邊抽和采空區(qū)抽采相結(jié)合的綜合瓦斯抽采方法。然后對(duì)整個(gè)瓦斯抽采系統(tǒng)進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)概算，制定了整個(gè)抽采系統(tǒng)

3、的安全技術(shù)措施，論述了抽采瓦斯的綜合利用和抽采泵站的配套設(shè)施。</p><p>　　關(guān)鍵詞：瓦斯抽采；順層平行鉆孔；高位鉆孔；上隅角抽放；設(shè)備選型； </p><p>　　Henan Yuzhou Coal Industry Company Limited Gas Drainage System Design</p><p>　　Abstract: Yuzhou j

4、ujube industry limited company is located in Henan province Yuzhou city western, belong to coal and gas outburst in coal mine. Article two in1 coal seam gas basic parameters and Yuzhou coal industry limited company actua

5、l condition of Geology and mining, development based on gas drainage, the feasibility and necessity undertook argumentation.</p><p>　　With the increase of mining depth, the increasingly serious problem of mi

6、ne gas. Especially for high gassy and outburst mine, in the course of daily production is the biggest security risks of gas accident. Gas not only directly threaten the mine workers' life safety, but also directly re

7、stricts the increase of economic benefit of coal mine enterprise. Therefore, how to effectively contain the gas accidents occur frequently, which has become restricts the sustainable development of national coal</p>

8、;<p>　　At present, in high gas mine, widely used in mining for gas drainage technology, according to the" mine gas drainage engineering design specifications" shall choose and gas drainage method, using

9、the coal seam pre-drainage, driving while pumping and goaf drainage combined with comprehensive gas drainage method. Then the whole gas drainage system of economic estimates, making the whole drainage system of safety te

10、chnical measures, discusses the gas drainage and comprehensive utilization of draina</p><p>　　Key words: gas drainage; bedding parallel drilling; drilling; the upper corner of drainage; equipment selection;&

11、lt;/p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言1</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)1</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想1</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容1</p><p>　　第一章

12、 礦井概況3</p><p>　　1.1 井田概況3</p><p>　　1.1.1 位置與交通3</p><p>　　1.1.2 地形地貌及水系3</p><p>　　1.1.3 氣象及地震4</p><p>　　1.1.4 生產(chǎn)礦井及老窯4</p><p>　　1.1.5 運(yùn)輸、

13、水源及電源4</p><p>　　1.2 井田地質(zhì)特征5</p><p>　　1.2.1 地質(zhì)構(gòu)造5</p><p>　　1.2.2 含煤地層及煤層6</p><p>　　1.2.3 煤層瓦斯、自燃及煤塵爆炸傾向性6</p><p>　　1.2.4 井田水文地質(zhì)7</p><p>　

14、　1.3 礦井開拓、開采概況8</p><p>　　1.4 礦井通風(fēng)系統(tǒng)概況10</p><p>　　第二章 礦井瓦斯賦存情況11</p><p>　　2.1 煤層瓦斯基本參數(shù)11</p><p>　　2.1.1 煤層瓦斯含量11</p><p>　　2.1.2 煤層透氣性系數(shù)12</p>&

15、lt;p>　　2.1.3 鉆孔瓦斯流量和流量衰減系數(shù)12</p><p>　　2.2 礦井瓦斯儲(chǔ)量13</p><p>　　2.3 礦井可抽瓦斯量13</p><p>　　2.3.1 礦井可抽瓦斯量13</p><p>　　2.3.2 瓦斯抽采率14</p><p>　　2.3.3 可抽期14<

16、/p><p>　　第三章 瓦斯抽采的必要性和可行性論證15</p><p>　　3.1 瓦斯抽采的必要性15</p><p>　　3.1.1 規(guī)定15</p><p>　　3.1.2 通風(fēng)處理瓦斯量核定16</p><p>　　3.2 瓦斯抽采的可行性16</p><p>　　第四章 抽采

17、方法17</p><p><b>　　4.1 規(guī)定17</b></p><p>　　4.2 礦井瓦斯來源分析17</p><p>　　4.3 抽采方法選擇17</p><p>　　4.3.1 本煤層瓦斯抽采方法19</p><p>　　4.3.2 采空區(qū)瓦斯抽采方法19</p&g

18、t;<p>　　4.4 鉆孔及鉆場(chǎng)布置20</p><p>　　4.4.1鉆場(chǎng)及鉆孔布置20</p><p>　　4.4.2 抽采設(shè)計(jì)22</p><p>　　4.5 封孔方法25</p><p>　　4.5.1 封孔材料25</p><p>　　4.5.2封孔長度26</p>

19、<p>　　第五章 瓦斯抽采管路系統(tǒng)及設(shè)備選型27</p><p>　　5.1 抽采管路選型及阻力計(jì)算27</p><p>　　5.1.1規(guī)定27</p><p>　　5.1.2 計(jì)算方法28</p><p>　　5.2 瓦斯抽采泵選型31</p><p>　　5.2.1 規(guī)定31</p&g

20、t;<p>　　5.2.2 選型原則32</p><p>　　5.2.3 計(jì)算方法32</p><p>　　5.2.4 瓦斯泵類型33</p><p>　　5.3 輔助設(shè)備33</p><p>　　第六章 經(jīng)濟(jì)概算36</p><p>　　6.1 編制依據(jù)36</p><p

21、>　　6.2 費(fèi)用概算范圍36</p><p>　　第七章 安全技術(shù)措施38</p><p>　　7.1 抽采系統(tǒng)及井下移動(dòng)抽采瓦斯泵站安全措施38</p><p>　　7.2 地面抽采瓦斯站安全措施38</p><p>　　第八章 瓦斯的綜合利用與配套設(shè)施40</p><p>　　8.1 抽采瓦斯的綜

22、合利用及評(píng)價(jià)40</p><p>　　8.2 配套設(shè)施40</p><p>　　8.2.1 給排水、采暖及供熱（地面抽采瓦斯時(shí)）40</p><p>　　8.2.2 供電及通信41</p><p>　　8.3 監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)42</p><p>　　8.4 地面建筑及環(huán)保42</p><p

23、>　　第九章 抽采瓦斯管理44</p><p>　　9.1 瓦斯抽采管理及規(guī)章制度44</p><p>　　9.2 瓦斯抽采人員配備45</p><p>　　9.3 瓦斯抽采技術(shù)資料45</p><p><b>　　致謝47</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)

24、48</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　xx有限公司位于河南省禹州市西25km，礦井始建于1973年1月，2005年通過礦井生產(chǎn)能力核定為45萬噸/年。2009年12月，禹州中鋒棗園煤礦與河南永煤集團(tuán)公司又進(jìn)行了整合重組，企業(yè)更名為“xx有限公司”。礦井采用兩立兩斜開拓方式，主采井田內(nèi)的二1煤層。2008年礦井瓦斯等級(jí)鑒

25、定結(jié)果：絕對(duì)涌出量為2.10m3/min，相對(duì)涌出量為1.78m3/t，屬低瓦斯礦井。2009年發(fā)生煤與瓦斯突出2次，為煤與瓦斯突出礦井。</p><p>　　根據(jù)《煤礦瓦斯抽采規(guī)范》和《煤礦安全規(guī)程》要求，突出礦井必須建立地面永久抽采瓦斯系統(tǒng)。</p><p><b>　　1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p>　?。?）《礦井抽采瓦斯工程

26、設(shè)計(jì)規(guī)范》（MT5074-2008）（1997），中華人民共和國煤炭工業(yè)部；</p><p>　?。?）《瓦斯抽采基本指標(biāo)》（AQ1026-2008），國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局；</p><p>　　（3）《煤礦瓦斯抽采規(guī)范》（AQ1027-2008），國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局；</p><p>　　（4）《煤礦安全規(guī)程》，國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局，2011年1月1

27、日實(shí)施；</p><p>　　（5） 國家煤礦安全監(jiān)督管理總局，《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》（AQ1026-2008），2008年； </p><p>　?。?）xx有限公司提供的通風(fēng)、生產(chǎn)和地質(zhì)方面的資料；</p><p>　　（7）xx有限公司提供的礦井初步設(shè)計(jì)說明書；</p><p>　?。?）xx有限公司提供的地面抽采系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書。&l

28、t;/p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想</p><p>　?。?）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；</p><p>　?。?）設(shè)備、管材選型留有余地，能充分滿足工作面安全生產(chǎn)的需要；</p><p>　　（3）采用的工藝技術(shù)具有先進(jìn)性，且符合實(shí)際。</p><p>　?。?）根據(jù)瓦斯來

29、源不同，優(yōu)先采用分源抽放。</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容</p><p>　?。?）礦井瓦斯賦存情況、抽采瓦斯的必要性及可行性、抽采瓦斯量預(yù)計(jì)；</p><p>　?。?）抽采瓦斯方法及抽放工藝設(shè)計(jì)，抽采瓦斯鉆場(chǎng)與鉆孔參數(shù)設(shè)計(jì)；</p><p>　?。?）井下移動(dòng)抽采泵站的位置選擇、供水、供電、通訊等設(shè)計(jì)；</p>

30、<p>　?。?）工程中所需設(shè)備、儀器、儀表及附屬裝置等選型及安裝設(shè)計(jì)；</p><p>　?。?）井下抽采泵站及井下管網(wǎng)的檢測(cè)、監(jiān)控系統(tǒng)布置；</p><p>　?。?）抽采瓦斯管理措施及安全措施；</p><p>　　（7）抽采所需設(shè)備清單及工程投資概算。</p><p><b>　　第一章 礦井概況</b&g

31、t;</p><p><b>　　1.1 井田概況</b></p><p>　　1.1.1 位置與交通</p><p>　　xx有限公司井田是云蓋山井田北東部的一部分，井田面積7.26km2，位于河南省禹州市城西25km處，行政區(qū)劃隸屬磨街鄉(xiāng)、文殊鎮(zhèn)管轄。該礦新井工業(yè)廣場(chǎng)位于陳莊村的陳莊大樓東約300m處，禹（州）一磨（街）公路南側(cè)，東距文殊鎮(zhèn)

32、5km，西距磨街鄉(xiāng)5km。禹州市至鄭州、洛陽、許昌、平頂山、登封、郟縣、臨汝、新鄭等市縣的公路都已連網(wǎng)，四通八達(dá)，交通方便。（見圖1-l）。</p><p>　　圖1-l 交通位置圖示意圖</p><p>　　Figure 1-L location sketch map</p><p>　　1.1.2 地形地貌及水系</p><p>　　棗園

33、煤礦位于穎河、汝河分水嶺地帶，屬于山區(qū)與平原接壤地段。西部、中部為構(gòu)造剝蝕類型的低山丘陵區(qū)，東北部文殊一帶為沖、洪積山前崗地。全區(qū)地勢(shì)西南高，東北低，標(biāo)高+258.63(1236孔)～+456.90m(云蓋山)，相對(duì)高差約200m。西北側(cè)灰?guī)r裸露，山坡坡度大、溝谷發(fā)育、形成狹窄的“V”字型谷；南東牛頸山、跑馬嶺、云蓋山構(gòu)成單面山地形，其南坡坡角4～13°，由平頂山砂巖組成順傾向的平緩構(gòu)造坡，北坡坡角20°左右，為坡度

34、陡峻的剝蝕坡。</p><p>　　本區(qū)屬淮河流域汝河水系，區(qū)內(nèi)地表水體不發(fā)育。烏江河為唯一的季節(jié)性河流，經(jīng)陳莊、文殊店注入汝河，流量0.00163～0.803m3/s，洪峰期間每秒可達(dá)數(shù)立方米，河曲比較發(fā)育，并具有河谷坡降大、流速快、地表水下滲不易的特點(diǎn)。</p><p>　　1.1.3 氣象及地震</p><p>　　本區(qū)屬于暖溫帶、半干旱大陸性氣候，年蒸發(fā)量大

35、于降水量，夏季炎熱，冬季寒冷，四季分明。最高氣溫42.9℃（1972年6月11日），最低氣溫–13.9℃（197l年1 2月27日），歷年平均氣溫14.3℃，月平均最高氣溫28.6℃（1971年7月），最低氣溫–2.5℃（1977年1月）。年最大降水量907.8mm（1977年），最小430.0mm（1981年），平均635.4mm；月最大降水量496.9mm（1977年7月）；日最大降水量110.2mm（1977年7月4日）；最長連續(xù)

36、降水日數(shù)9天（1982年8月）。雨季主要集中在6～9月份。年最大蒸發(fā)量1947.8mm（1970年），最小蒸發(fā)量1353.2mm（1980年），年平均蒸發(fā)量1675.1mm；年平均濕度68.7%。</p><p>　　夏季多西南和東南風(fēng)，冬季多西北、北和東北風(fēng)，年平均風(fēng)速10m/s。月平均最大風(fēng)速15m/s（1972年4月）。冰凍期一般為11月至次年3月初，最大凍結(jié)深度約18cm。</p><

37、p>　　據(jù)禹州縣志記載，自公元前五年到1949年止，共發(fā)生地震13次，其中有大震3次。解放后，禹州成立了地震觀測(cè)臺(tái)。據(jù)觀測(cè)，自1966～1980年共發(fā)生地震10次。其中2級(jí)以上地震6次。</p><p>　　根據(jù)國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB18306～2001《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（河南省部分），煤礦區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，相應(yīng)的基本烈度為Ⅵ度，其地震設(shè)防應(yīng)為Ⅵ。</p

38、><p>　　1.1.4 生產(chǎn)礦井及老窯</p><p>　　河南永錦能源有限公司云蓋山煤礦一礦、二礦、棗園煤礦原屬禹州中鋒云蓋山煤業(yè)有限責(zé)任公司，采礦許可證范圍內(nèi)有3個(gè)開采二1煤層的煤礦，即：永錦能源有限公司云蓋山煤礦二礦、永錦能源有限公司云蓋山煤礦一礦、禹州中鋒棗園煤礦，相對(duì)位置關(guān)系見下圖（1-1-2）。</p><p>　　圖1-1-2 相鄰礦井位置示意圖<

39、;/p><p>　　Figure 1-1-2mine adjacent location sketch map</p><p>　　1.1.5 運(yùn)輸、水源及電源</p><p><b>　　1、運(yùn)輸條件</b></p><p>　　棗園煤礦位于河南省禹州市西25km，有禹州市通向文殊鄉(xiāng)及磨街鄉(xiāng)的柏油公路縱貫全區(qū)，并與四通八達(dá)

40、的公路網(wǎng)相連；東南部新峰五礦尚有762型窄軌鐵路經(jīng)禹州市至許昌市與京廣鐵路相接，交通便利，運(yùn)輸條件較好。</p><p><b>　　2、電源條件</b></p><p>　　棗園礦35kV變電所新建，位于礦井工業(yè)場(chǎng)地西側(cè)，雙回電源分別引自文殊110kV變電站和云蓋山35kV變電所。</p><p>　　雙回35kV輸電線路的導(dǎo)線截面均為LGJ

41、-120，全線架設(shè)避雷線，避雷線規(guī)格為GJ-35。兩回線路長度分別為8.3km及3.65km。</p><p><b>　　3、水源條件</b></p><p>　　根據(jù)水文地質(zhì)資料，地表水流量小，水質(zhì)差，季節(jié)性不均，不適合做為礦井給水水源。地下水寒武系上統(tǒng)白云質(zhì)灰?guī)r含水層(Ⅰ)富水性強(qiáng)，可做為礦井生活用水水源。根據(jù)業(yè)主提供資料，生活用水水源取自距工業(yè)廣場(chǎng)400m的寒

42、灰水水源井，該井井深348m，井內(nèi)靜水位+268m，涌水量50~60m3/h，可滿足礦井生活用水量要求。</p><p>　　1.2 井田地質(zhì)特征</p><p>　　1.2.1 地質(zhì)構(gòu)造</p><p>　　本煤礦位于禹州礦區(qū)西緣，總體為一走向北東、傾向南東的單斜構(gòu)造形態(tài)。東北部巖層走向NE40～50°，西南部巖層走向NE 20～30°。地層傾

43、角一般15～25°，井田兩端和深部邊緣有所增大，局部可達(dá)35°左右。</p><p>　　區(qū)內(nèi)主要是斷裂構(gòu)造，褶曲不甚發(fā)育。斷裂構(gòu)造以走向正斷層為主，次為斜交正斷層。發(fā)育NW向、NE向和EW向三組斷裂構(gòu)造，其中以NE向最為發(fā)育，其次為NW向和東西向斷層。在NE向斷裂中，下白峪斷層和祖師廟斷層規(guī)模較大。北東向斷層相互平行，具有相當(dāng)級(jí)別的斷層等間距出現(xiàn)的特征。斷層走向穩(wěn)定，一般在40°～

44、50°之間，斷層性質(zhì)均系正斷層，一般傾向NW，NW盤下降。斷裂沿走向呈舒緩波狀，具多期活動(dòng)特征，一般以左行壓扭性活動(dòng)蹤跡表現(xiàn)最強(qiáng)。斷層在平面分布上并非簡單的一條直線，既有分岔，又有合并，并派生一系列低序次小斷層，形成斷層組；在剖面上也不是一條簡單的直線，常有波狀起伏，破碎帶并非一個(gè)，往往有數(shù)個(gè)，并有主破碎帶和次要破碎帶之分，斷裂面之間可以夾著規(guī)模不等、形態(tài)不同的斷片，每一條斷裂的產(chǎn)狀、斷距和落差常有變化，有時(shí)甚至不同部位傾角、

45、落差變化很大。見圖1-2-1。</p><p>　　圖1-2-1 本井田構(gòu)造綱要圖</p><p>　　Figure 1-2-1Honi Da structure outline map</p><p>　　1.2.2 含煤地層及煤層</p><p>　　含煤地層：本井田發(fā)育的地層有寒武系上統(tǒng)崮山組，石炭系上統(tǒng)太原組，二疊系山西組、上石盒子

46、組、下石盒子組、石千峰組，三疊系劉家溝組以及第四系。含煤地層為上石炭統(tǒng)太原組、二疊系山西組、下石盒子組和上石盒子組，其中二疊系山西組為主要含煤地層。</p><p>　　煤層：據(jù)生產(chǎn)礦井開采和鉆孔揭露資料，該礦區(qū)含煤地層為石炭—二疊系，主要含煤地層厚約700m，含煤50余層，煤層總厚約10.77m，含煤系數(shù)為1.5%左右。本區(qū)主要可采煤層為山西組二1煤層，局部可采煤層為下石盒子組四2煤層、六2煤層和上石盒子組七煤

47、段七4煤層，其余各煤層均不可采或偶爾見可采點(diǎn)?？刹珊途植靠刹擅簩佣?、四2、六2、七4煤四層，平均總厚度5.45m，可采含煤系數(shù)為0.78%。</p><p>　　1.2.3 煤層瓦斯、自燃及煤塵爆炸傾向性</p><p>　　煤層瓦斯：根據(jù)河南省工業(yè)信息化廳文件“豫工信煤[2010]202號(hào)”文《關(guān)于對(duì)河南煤業(yè)化工集團(tuán)所屬煤礦2010年度礦井瓦斯等級(jí)和二氧化碳涌出量鑒定結(jié)果的批復(fù)》，棗園

48、煤礦絕對(duì)瓦斯涌出量為2.5m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量為3.30m3/t，鑒定為低瓦斯礦井。</p><p>　　鄰近的白廟煤礦2002年11月28日～30日，副暗斜井掘至-207.1m，曾發(fā)生2次瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象，2002年12月18日主暗斜井掘至-221.7m時(shí)，發(fā)生一次瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象，拋出煤巖體117.8m3，排出瓦斯8672m3。對(duì)比鄰近的白廟煤礦，棗園煤礦二水平即云蓋山斷層以南按煤與瓦斯突出管理，采掘工作面施

49、工前，應(yīng)進(jìn)行煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作。石門揭煤及采掘工作面生產(chǎn)均應(yīng)采取綜合防治煤與瓦斯突出措施。</p><p>　　自燃：據(jù)國家安全生產(chǎn)洛陽礦山機(jī)械檢測(cè)檢驗(yàn)中心于2009年3月對(duì)本礦二1煤層自燃傾向性鑒定Mad=1.57%，Vdaf=17.5%，吸氧量為0.79cm3/g.干煤，鑒定結(jié)論為Ⅲ類，屬不易自燃煤層。</p><p>　　煤塵爆炸傾向性：棗園煤礦所采二1煤層受滑動(dòng)地質(zhì)構(gòu)造

50、影響，煤質(zhì)松軟破碎，采掘生產(chǎn)中易產(chǎn)生大量煤塵。據(jù)國家安全生產(chǎn)洛陽礦山機(jī)械檢測(cè)檢驗(yàn)中心于2009年3月2日所做的煤塵爆炸性鑒定，火焰長度20mm，抑制煤塵爆炸巖粉摻入量為65%，鑒定結(jié)論為有煤塵爆炸性。</p><p>　　1.2.4 井田水文地質(zhì)</p><p>　　本區(qū)各含水層組之間賦存有良好的相對(duì)隔水層，從下而上依次有寒武系饅頭組及毛莊組頁巖和砂質(zhì)泥巖、石炭系太原組底部鋁土泥巖及中部砂

51、泥巖、二疊系層數(shù)眾多的泥巖和砂質(zhì)泥巖、第四系的粘土和亞粘土。正常地質(zhì)條件下這些相對(duì)隔水層可以隔斷各個(gè)含水層組的水力聯(lián)系。</p><p>　　本區(qū)主要開采煤層為山西組二1煤，煤層底部沉積有薄層及厚層碳酸鹽類巖石，其中個(gè)別地段賦存水頭較高、水量較大的巖溶裂隙承壓水，從而對(duì)煤層開采局部具有潛在的威脅。由于斷裂構(gòu)造的影響，造成含水巖層和相對(duì)隔水層的對(duì)接，禹州礦區(qū)西部可以明顯地劃分成五個(gè)構(gòu)造控水區(qū)段，各有獨(dú)立的補(bǔ)給，徑流

52、和排泄途徑，構(gòu)成了不同的水文地質(zhì)單元，見圖1-2-2。</p><p>　　圖1-2-2 區(qū)域水文地質(zhì)略圖</p><p>　　Figure 1-2-2regional hydrogeological map</p><p>　　1.3 礦井開拓、開采概況</p><p>　　棗園煤礦的井田境界按2009年采礦許可證（41000020090

53、81120032557），礦井井田境界二1煤層以1～12個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)連線為界；四2煤層以1～6個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)連線為界；六2煤層以1～4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)連線為界；七4煤層以1～6個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)連線為界。其各坐標(biāo)點(diǎn)列表如下。</p><p>　　表2-1-1 井田境界拐點(diǎn)坐標(biāo)表</p><p>　　Table 2-1-1Ida boundary inflection point coordinate table&l

54、t;/p><p>　　該井田二1煤層走向長2.3～3.7km，傾斜寬2.25～2.7km，面積約7.2575km2。傾角：云蓋山斷層以淺16～19°，云蓋山斷層以深20～25°，標(biāo)高+200～-560m。</p><p>　　井田內(nèi)二1煤層資源儲(chǔ)量計(jì)算面積4.627km2，獲得查明資源儲(chǔ)量（111b）+（122b）+（333）類2420萬t，其中動(dòng)用313萬t；保有資源儲(chǔ)量

55、（111b）+（122b）+（333）類2107萬t。</p><p>　　礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量=（設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量-工業(yè)場(chǎng)地和主要井巷保護(hù)煤柱）×采區(qū)回采率</p><p>　　1、井筒及工業(yè)場(chǎng)地煤柱</p><p>　　原主立井和副立井在本次設(shè)計(jì)投產(chǎn)時(shí)已報(bào)廢，故不再留設(shè)工業(yè)場(chǎng)地煤柱。</p><p>　　本礦井兩條斜井經(jīng)過處根據(jù)儲(chǔ)量核查

56、報(bào)告為無煤地帶，故不再計(jì)算保護(hù)煤柱，主、副暗斜井及回風(fēng)暗斜井、膠帶輸送機(jī)暗斜井均沿煤層布置，其保護(hù)煤柱計(jì)算根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》第83條第一款方法計(jì)算：</p><p><b>　　S=2S1+2a</b></p><p>　　式中 S——斜井保護(hù)煤柱寬度，m</p><p>　　S1——斜井保護(hù)煤柱的水平

57、寬度，m；可按下式計(jì)算：</p><p><b>　　S1= </b></p><p>　　a——受護(hù)斜井或巷道寬度的一半，m；</p><p>　　H——斜井或巷道的最大垂深，暗斜井最大垂深取400m；</p><p>　　M——煤厚，取3.72m；</p><p>　　f——煤的強(qiáng)度系數(shù)，f=

58、0.1=2.05</p><p>　　Rc——煤的單向抗壓強(qiáng)度，二煤組底板取平均值為42.2MPa。</p><p>　　經(jīng)計(jì)算，暗斜井保護(hù)煤柱的水平寬度S1為30.4m，該值即為暗斜井一側(cè)的煤柱寬度。</p><p>　　經(jīng)計(jì)算，二1煤層共留設(shè)井筒保護(hù)煤柱80.4萬t。四2、六2、七4這三組煤層的可采邊界范圍內(nèi)無工業(yè)場(chǎng)地煤柱和主要大巷煤柱。</p>

59、<p>　　2、礦井各個(gè)煤層的采區(qū)回采率</p><p>　　二1煤平均厚4.39m，采區(qū)回收率按75%計(jì)算。</p><p>　　四2煤平均厚1.00m，采區(qū)回收率按85%計(jì)算。</p><p>　　六2煤平均厚1.35m，采區(qū)回收率按80%計(jì)算。</p><p>　　七4煤平均厚0.99m，采區(qū)回收率按85%計(jì)算。</p&

60、gt;<p>　　3、礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量</p><p>　　礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為礦井設(shè)計(jì)資源量減去工業(yè)場(chǎng)地和主要井巷煤柱的煤量后乘以采區(qū)回采率所得儲(chǔ)量。</p><p>　　根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，本礦井共獲得設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量1220.97萬t。</p><p>　　生產(chǎn)能力：礦井原設(shè)計(jì)為0.45Mt/a，根據(jù)國能煤炭[2010]241號(hào)文，國家能源局關(guān)于下達(dá)20

61、10年煤炭產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造項(xiàng)目的通知，本礦井生產(chǎn)能力由0.45 Mt/a升級(jí)至0.60 Mt/a。故本礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為0.60 Mt/a。</p><p>　　礦井的服務(wù)年限：本井田目前保有地質(zhì)資源/儲(chǔ)量為2331萬t，設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為1220.97萬t，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力0.60 Mt/a。</p><p>　　礦井服務(wù)年限按下式計(jì)算：</p><p>　　式中：T—礦井

62、服務(wù)年限，a；</p><p>　　Z—礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，1220.97萬t；</p><p>　　A—礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，0.60Mt/a；</p><p>　　K—儲(chǔ)量備用系數(shù)。設(shè)計(jì)取K=1.4；</p><p>　　根據(jù)上式計(jì)算，本礦井服務(wù)年限為14.5a。</p><p>　　1.4 礦井通風(fēng)系統(tǒng)概況</p

63、><p>　　礦井通風(fēng)方式：通風(fēng)方式為中央分列式，即主斜井、副斜井和行人斜井進(jìn)風(fēng)，以副斜井進(jìn)風(fēng)為主。新風(fēng)井（專用回風(fēng)井）回風(fēng)。</p><p>　　表5-2-1 各用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量分配</p><p>　　Table 5-2-1the wind place air distribution</p><p>　　經(jīng)驗(yàn)算，各用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)量和風(fēng)速均滿足《煤

64、礦安全規(guī)程》要求，能保證井下各處瓦斯?jié)舛?、有害氣體濃度不超過《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。需要說明的是：設(shè)計(jì)風(fēng)量分配數(shù)據(jù)僅為理論數(shù)值，生產(chǎn)中還應(yīng)根據(jù)井下的情況變化和瓦斯涌出量數(shù)值，相應(yīng)調(diào)整風(fēng)量分配。</p><p>　　瓦斯抽采濃度：根據(jù)對(duì)本礦瓦斯涌出量的預(yù)測(cè)，礦井瓦斯涌出量為22.01m3/min，抽采率為35%，瓦斯抽采純量為7.7m3/min，其中：</p><p>　　回采工作面抽采量3

65、.45m3/min (高負(fù)壓)</p><p>　　掘進(jìn)工作面抽采量1.61m3/min (高負(fù)壓)</p><p>　　采空區(qū)抽采量2.64m3/min (低負(fù)壓)</p><p>　　高負(fù)壓抽采系統(tǒng)取20%，低負(fù)壓抽采系統(tǒng)取5%。</p><p>　　第二章 礦井瓦斯賦存情況</p><p>　　2.1 煤層瓦斯基

66、本參數(shù)</p><p>　　2.1.1 煤層瓦斯含量</p><p>　　地勘解吸法是煤田地質(zhì)勘探和煤層瓦斯地面開發(fā)時(shí)最常用的煤層瓦斯含量測(cè)定方法。測(cè)定步驟如下：</p><p>　　(1)采樣：用普通巖芯管采取煤芯(煤樣)，當(dāng)煤芯(煤樣)提升至地表之后選取300～400g立即裝入密封罐中，在采樣過程中，注意記錄開始提芯、煤芯提至地表和裝罐前在空氣中暴露的時(shí)間。&l

67、t;/p><p>　　(2)瓦斯解吸速率測(cè)定：采用瓦斯解吸儀現(xiàn)場(chǎng)解吸瓦斯，并記錄瓦斯解吸量和時(shí)間的關(guān)系。</p><p>　　(3)損失瓦斯含量計(jì)算：</p><p>　　通過大量地勘鉆孔采樣試驗(yàn)測(cè)定，煤樣在最初暴露的一段時(shí)間內(nèi)，累計(jì)解吸瓦斯量與煤樣解吸時(shí)間的平根成正比，即：</p><p><b>　　(1)</b><

68、;/p><p>　　式中：——煤層自開始暴漏起至?xí)r總的瓦斯解吸量，mL；</p><p>　　——煤樣在解吸測(cè)定前暴漏時(shí)間，min，；</p><p>　　——提鉆時(shí)間，min；</p><p>　　——解吸測(cè)定前在地面暴漏時(shí)間，min；</p><p>　　——煤樣瓦斯解吸測(cè)定時(shí)間，min；</p><

69、;p>　　——瓦斯解吸速率，；</p><p>　　由上式可知，在解吸量測(cè)定前，煤樣在暴漏時(shí)間為時(shí)的瓦斯解吸量為：；</p><p>　　由此，可知在時(shí)間t時(shí)解吸量為：；</p><p>　　將不同解吸時(shí)間下測(cè)得數(shù)據(jù)按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積Voi：</p><p><b>　　(2)</b></p>

70、<p>　　式中 V0i－－換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的解吸瓦斯體積，ml； </p><p>　　Vi――不同時(shí)間解吸瓦斯測(cè)定值，ml；</p><p>　　Po――大氣壓力，Pa；</p><p>　　hw――量管內(nèi)水柱高度，mm；</p><p>　　Ps――hw下飽和水蒸汽壓力，Pa；</p><p>　

71、　tw――量管內(nèi)水溫，℃。</p><p>　　不同時(shí)間t下測(cè)得的Voi值所對(duì)應(yīng)的解吸時(shí)間為t0+t；將測(cè)點(diǎn)[，Voi]繪在圖1中，將直線延長與縱坐標(biāo)軸相交，截距即為瓦斯損失量。</p><p>　　(4)殘存瓦斯量：將解吸測(cè)定后的煤樣送實(shí)驗(yàn)室測(cè)定煤樣中的殘存瓦斯量、水分、灰分和煤樣重量。</p><p>　　(5)求算煤樣的瓦斯含量：</p><

72、;p>　　X=(V0+V1+V2)/G0 (3)</p><p>　　式中 Vo--換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煤樣在井下測(cè)得的瓦斯解吸總量，ml；</p><p>　　V1-- 換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煤樣取樣過程損失瓦斯量，ml；</p><p>　　V2-- 換算成標(biāo)準(zhǔn)

73、狀態(tài)下的煤樣殘存瓦斯量，ml；</p><p>　　G0-- 煤樣可燃質(zhì)重量，g；</p><p>　　X-- 煤樣瓦斯含量，ml/g.r。</p><p>　　表3-1 xx有限公司二1煤層瓦斯含量</p><p>　　Table 3-1Yuzhou coal limited company two1 coal seam gas cont

74、ent</p><p>　　2.1.2 煤層透氣性系數(shù)</p><p>　　煤層透氣性系數(shù)是煤層瓦斯流動(dòng)難易程度的標(biāo)志，是煤層對(duì)于瓦斯流動(dòng)的阻力，通常用透氣性系數(shù)表示。透氣性系數(shù)越大，瓦斯在煤層中流動(dòng)越容易，透氣性系數(shù)在我國普遍用地單位m2/MPa2·d。其物理意義是1m長的煤體，當(dāng)壓力平方差是1MPa2時(shí)，通過1m2的煤層斷面，每日流過的瓦斯立方米數(shù)。1m2/MPa2·

75、;d相當(dāng)于0.025毫達(dá)西。</p><p>　　煤層透氣性系數(shù)測(cè)定以中國礦大法周世寧院士提出的徑向不穩(wěn)定流動(dòng)法較為簡便，應(yīng)用也最多。</p><p>　　二1煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)如下：</p><p>　　煤層透氣性系數(shù) λ＝0.021~0.395m2/MPa2·d</p><p>　　2.1.3 鉆孔瓦斯流量和流量衰減

76、系數(shù)</p><p>　　鉆孔自然初始瓦斯涌出強(qiáng)度和鉆孔自然瓦斯流量衰減系數(shù)α是表征鉆孔自然瓦斯涌出特征的參數(shù)。和α值要通過測(cè)定不同時(shí)間的鉆孔自然瓦斯涌出量并按下式回歸分析求得的，具體測(cè)定方法為：選擇新鮮暴露煤壁，沿煤層打一個(gè)孔徑50～89mm，長30～40m的鉆孔，封孔后定期測(cè)量鉆孔自然瓦斯流量，根據(jù)不同自排時(shí)間下的鉆孔自然瓦斯流量測(cè)定數(shù)組（ti, ）,按公式回歸分析求出和α。</p><p

77、>　　表3-2 xx有限公司二1煤層透氣性及鉆孔流量衰減系數(shù)</p><p>　　Table 3-2Yuzhou coal limited company two1coal seam permeability and drilling flow attenuation coefficient</p><p>　　2.2 礦井瓦斯儲(chǔ)量</p><p>　　勘探報(bào)

78、告未提供全礦井瓦斯儲(chǔ)量，建議進(jìn)行專門勘查。根據(jù)《煤礦瓦斯抽采規(guī)范》（AQ1027-2008）的規(guī)定，礦井瓦斯儲(chǔ)量按下式計(jì)算：</p><p>　　W= W1 +W2 +W3</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　W—礦井瓦斯儲(chǔ)量，Mm3；</p><p>　　W1—可采煤層的瓦斯儲(chǔ)量總和，Mm3

79、，</p><p>　　式中：A1i—礦井每一個(gè)可采煤層的煤炭儲(chǔ)量，Mt；</p><p>　　n—礦井可采煤層數(shù)；</p><p>　　X1i—礦井每一個(gè)可采煤層的瓦斯含量，m3/t；</p><p>　　W2—可采煤層采動(dòng)影響范圍內(nèi)的不可采鄰近煤層的瓦斯儲(chǔ)量總和，Mm3，</p><p>　　式中：A2i—可采煤層

80、采動(dòng)影響范圍內(nèi)每一個(gè)不可采煤層的煤炭儲(chǔ)量，Mt。</p><p>　　采動(dòng)影響范圍：上鄰近層取50～60m，下鄰近層取20～30m；</p><p>　　n—礦井可采煤層采動(dòng)影響范圍內(nèi)的不可采煤層數(shù)；</p><p>　　X1i—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；</p><p>　　W3—圍巖瓦斯儲(chǔ)量，Mm3；按下

81、式計(jì)算：</p><p>　　W3=K(W1+W2)</p><p>　　式中：K—圍巖瓦斯儲(chǔ)量系數(shù)，一般取K=0.05～0.20，本設(shè)計(jì)取0.15。</p><p>　　經(jīng)計(jì)算，全井田范圍內(nèi)瓦斯儲(chǔ)量約為97.38Mm3。</p><p>　　2.3 礦井可抽瓦斯量</p><p>　　2.3.1 礦井可抽瓦斯量<

82、;/p><p>　　根據(jù)《煤礦瓦斯抽采規(guī)范》（AQ 1027-2008）可抽瓦斯量概算按下列公式計(jì)算：</p><p>　　可抽瓦斯量=瓦斯儲(chǔ)量×抽采率</p><p>　　礦井瓦斯儲(chǔ)量為97.38Mm3，抽采率為35% ，經(jīng)過計(jì)算，全井田瓦斯可抽量為34.08Mm³。</p><p>　　2.3.2 瓦斯抽采率</p&

83、gt;<p>　　根據(jù)《煤礦瓦斯抽采規(guī)范》（AQ 1027-2008），煤與瓦斯突出礦井必須建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)或井下移動(dòng)泵站瓦斯抽放系統(tǒng)。本礦井按煤與瓦斯突出礦井管理，但瓦斯含量最大不超過8 m3/t.r，經(jīng)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)，本礦井回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量為9.87m3/t，礦井相對(duì)瓦斯涌出量為16.34 m3/t，絕對(duì)瓦斯涌出量為22.01m3/min。根據(jù)《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》（AQ 1026-2008）表1和表

84、3，并考慮適當(dāng)富余系數(shù)，設(shè)計(jì)工作面瓦斯抽采率為30%，礦井瓦斯抽采率應(yīng)≥35％，設(shè)計(jì)取35%。</p><p><b>　　2.3.3 可抽期</b></p><p><b>　　（1）年瓦斯抽采量</b></p><p>　　礦井瓦斯抽采純量22.01×35%=7.70m3/min，按330d計(jì)算，則年抽采瓦斯

85、量為：</p><p>　　QN=1440×330×7.70/106=3.66Mm3。</p><p>　?。?）抽采系統(tǒng)服務(wù)年限</p><p>　　根據(jù)瓦斯可抽量及年瓦斯抽采量，考慮1.4的儲(chǔ)量備用系數(shù)，經(jīng)計(jì)算，全井田瓦斯抽采年限為6.7a。</p><p>　　第三章 瓦斯抽采的必要性和可行性論證</p>

86、<p>　　3.1 瓦斯抽采的必要性</p><p><b>　　3.1.1 規(guī)定</b></p><p>　　根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第145條及《AQ1027-2008煤礦瓦斯抽采規(guī)范》第4.1.1—4.1.3條規(guī)定：</p><p>　　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(shí)抽放瓦斯系統(tǒng)：</p>

87、;<p>　?。ㄒ唬?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。</p><p>　?。ǘ┑V井絕對(duì)瓦斯涌出量達(dá)到以下條件的：</p><p>　?、俅笥诨虻扔?0m3/min；</p><p>　?、谀戤a(chǎn)量1.0～1.5Mt的礦井，大于30m3/min；</p>

88、<p>　?、勰戤a(chǎn)量0.6～1.0Mt的礦井，大于25m3/min；</p><p>　?、苣戤a(chǎn)量0.4～0.6Mt的礦井，大于20m3/min；</p><p>　?、菽戤a(chǎn)量小于或等于0.4Mt的礦井，大于15m3/min。</p><p>　　（三）開采有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層的。</p><p>　　下面從三個(gè)方面來詳細(xì)分析

89、xx有限公司井下瓦斯抽放的必要性。</p><p>　?、購牡V井瓦斯涌出情況來看瓦斯抽放的必要性</p><p>　　根據(jù)礦井瓦斯涌出量的預(yù)測(cè)結(jié)果，礦井開采-450煤層時(shí)，礦井年產(chǎn)量60萬t、瓦斯涌出量25.5m3/min。從礦井瓦斯涌出的情況分析，礦井符合建立瓦斯抽放系統(tǒng)的條件。</p><p>　?、趶牡V井云蓋山斷層淺部開采發(fā)生瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象看瓦斯抽放的必要性&l

90、t;/p><p>　　2009年5月7日和6月28日23032上順槽掘進(jìn)期間發(fā)生兩起瓦斯異常動(dòng)力現(xiàn)象，礦井嚴(yán)格按照煤與瓦斯突出礦井進(jìn)行管理，從防治煤與瓦斯突出角度必須實(shí)施井下瓦斯抽放。</p><p>　?、蹚馁Y源和環(huán)保的角度來看瓦斯抽放的必要性</p><p>　　瓦斯是一種優(yōu)質(zhì)的能源，與人工制氣相比，利用瓦斯具有成本低，質(zhì)量高、清潔安全，使用方便等顯著的優(yōu)點(diǎn)。如果將

91、抽出的瓦斯加以利用，可以變害為寶，不僅改善能源結(jié)構(gòu)，而且減少了對(duì)環(huán)境的污染，保護(hù)人類生存環(huán)境?？梢匀〉蔑@著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前，我國許多瓦斯抽放礦井都進(jìn)行了利用，利用瓦斯進(jìn)行發(fā)電及民用，可為礦井創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　3.1.2 通風(fēng)處理瓦斯量核定</p><p>　　當(dāng)一個(gè)礦井、采區(qū)或工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量大于通風(fēng)所能允許的瓦斯涌出量時(shí)，就要抽放瓦斯，即：<

92、/p><p><b>　　（12）</b></p><p>　　式中 q—礦井（采區(qū)或工作面）的瓦斯涌出量，m3/min；</p><p>　　qf—通風(fēng)所能承擔(dān)的最大瓦斯涌出量，m3/min；</p><p>　　v—通風(fēng)巷道（或工作面）允許的最大風(fēng)速，m/s；</p><p>　　S—通風(fēng)巷道（

93、或工作面）斷面積，m2；</p><p>　　C—《煤礦安全規(guī)程》允許的風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛龋?；</p><p>　　K—瓦斯涌出不均衡系數(shù)，取值為1.2—1.7。</p><p>　　3.2 瓦斯抽采的可行性</p><p>　?、鸥鶕?jù)勘探報(bào)告和河南理工大學(xué)瓦斯地質(zhì)研究所編制的《棗園煤業(yè)有限公司二1煤層瓦斯參數(shù)測(cè)試》，本井田二1煤層瓦斯基礎(chǔ)參

94、數(shù)如下：</p><p>　　煤層透氣性系數(shù) λ＝0.021~0.395m2/MPa2·d</p><p>　　鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù) α=0.2~0.51d-1</p><p>　　國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局2006年頒布的《礦井瓦斯抽采規(guī)范》（AQ1027-2008）7.2.1款規(guī)定的未卸壓煤層瓦斯抽采難易程度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表5-3-1。<

95、;/p><p>　　表5-3-1煤層瓦斯抽采難易程度表</p><p>　　Table 5-3-1seam gas drainage difficulty level table</p><p>　　對(duì)照表5-5-1可知，本礦井開采的二1煤層從鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)和煤層透氣性系數(shù)來判定屬于勉強(qiáng)可以抽放煤層。</p><p>　　⑵ 估算全井田瓦斯

96、可抽量為97.38Mm3。礦井瓦斯抽采量為34.08m3/min，年瓦斯抽采量為3.66Mm3。礦井瓦斯抽采率為35%。滿足《設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，是可行的。</p><p>　?、?鄰近的云煤一礦、云煤二礦和永煤集團(tuán)其他生產(chǎn)礦井瓦斯抽采成功的經(jīng)驗(yàn)和成熟的隊(duì)伍為本礦建立瓦斯抽采系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件。</p><p>　　綜上所述，本礦井瓦斯資源條件及鄰近生產(chǎn)礦井抽采效果說明本礦建立瓦斯抽采系統(tǒng)是可

97、行的。</p><p><b>　　第四章 抽采方法</b></p><p><b>　　4.1 規(guī)定</b></p><p>　　根據(jù)《MT5018-96礦井瓦斯抽采工程設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.1.1條規(guī)定：選擇抽采瓦斯方法，應(yīng)根據(jù)煤層賦存條件、瓦斯來源、巷道布置、瓦斯基礎(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

98、要求：</p><p>　　a)盡可能利用開采巷道抽放瓦斯，必要時(shí)可設(shè)專用抽采瓦斯巷道；</p><p>　　b)適應(yīng)煤層的賦存條件及開采技術(shù)條件；</p><p>　　c)有利于提高瓦斯抽采率；</p><p>　　d)抽采效果好，抽采的瓦斯量和濃度盡可能滿足利用要求；</p><p>　　e)盡量采用綜合抽采；&l

99、t;/p><p>　　f)抽采瓦斯工程系統(tǒng)簡單，有利于維護(hù)和安全生產(chǎn)，建設(shè)投資省，抽采成本低。</p><p>　　根據(jù)《AQ1027-2008煤礦瓦斯抽采規(guī)范》第7.1.2條規(guī)定：按礦井瓦斯來源實(shí)施開采煤層瓦斯抽采、鄰近層瓦斯抽采、采空區(qū)瓦斯抽采和圍巖瓦斯抽采；第7.1.3條規(guī)定：多瓦斯來源的礦井，應(yīng)采用綜合瓦斯抽采方法。</p><p>　　瓦斯抽采系統(tǒng)選擇還應(yīng)注意

100、以下問題：</p><p>　?、欧制诮ㄔO(shè)、分期投產(chǎn)的礦井，抽采瓦斯工程可一次設(shè)計(jì)，分期建設(shè)、分期投抽。</p><p>　　⑵抽采瓦斯站的建設(shè)方式，應(yīng)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。一般情況下，宜采用集中建站方式。當(dāng)有下列情況之一時(shí)，可采用分散建站方式：</p><p>　　——分區(qū)開拓或分期建設(shè)的大型礦井，集中建站技術(shù)經(jīng)濟(jì)不合理。</p><p>　

101、　——礦井抽采瓦斯量較大且瓦斯利用點(diǎn)分散。</p><p>　　——一套抽采瓦斯系統(tǒng)難以滿足要求。</p><p>　　4.2 礦井瓦斯來源分析</p><p>　　礦井在開采二1煤層期間的瓦斯來源由以下三部分組成：回采工作面的瓦斯涌出、掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出和采空區(qū)（包括圍巖）的瓦斯涌出。各瓦斯源涌出的瓦斯占礦井瓦斯的涌出比例與礦井的開采深度和礦井的生產(chǎn)接續(xù)布局、采

102、掘強(qiáng)度等有關(guān)。根據(jù)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，本礦瓦斯涌出構(gòu)成中以回采工作面和采空區(qū)瓦斯涌出為主，礦井的瓦斯治理重點(diǎn)應(yīng)放在回采工作面和采空區(qū)上。</p><p>　　4.3 抽采方法選擇</p><p>　　抽采瓦斯方法、方式的選擇，應(yīng)根據(jù)瓦斯及煤層賦存情況、瓦斯來源、巷道布置方式、礦井開采技術(shù)條件、瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)等綜合分析比較后確定。</p><p>　　① 為提高瓦斯抽采

103、率應(yīng)采用開采層、采空區(qū)相結(jié)合的綜合抽采方法。</p><p>　?、?當(dāng)井下采掘工作面所遇到的瓦斯主要來自開采層本身，只有抽采開采層本身的瓦斯才能解決問題時(shí)，應(yīng)采用開采層瓦斯抽采。</p><p>　?、?工作面后方采空區(qū)瓦斯涌出量大，危害工作面安全生產(chǎn)或老采空區(qū)瓦斯積存量大，向鄰近的回采工作面涌出瓦斯量多，應(yīng)采取采空區(qū)瓦斯抽采。</p><p>　　④ 對(duì)于瓦斯含

104、量大的煤層，在煤巷掘進(jìn)時(shí)，難以用加大風(fēng)量稀釋瓦斯，可在掘進(jìn)工作開始前對(duì)煤層進(jìn)行大面積預(yù)抽或采取邊掘邊抽的方法。</p><p>　?、?對(duì)于煤層透氣性較低，采用預(yù)抽方法不易直接抽出瓦斯，掘進(jìn)時(shí)瓦斯涌出量不很大而回采有大量瓦斯涌出的煤層，可采用邊采邊抽或增大孔徑和加密鉆孔等方法。</p><p>　?、?若圍巖瓦斯涌出量大，以及溶洞、裂縫帶儲(chǔ)存有高壓瓦斯時(shí)，應(yīng)采取圍巖瓦斯抽采措施。</

105、p><p>　　總之，確定瓦斯抽采的方法應(yīng)先摸清瓦斯來源，采空區(qū)瓦斯及頂板瓦斯含量情況，結(jié)合情況選用適合本礦井的抽采瓦斯方法。抽采方法，見表3-6。</p><p>　　表3-6 抽采方案選擇</p><p>　　Table 3-6drainage scheme selection</p><p>　　4.3.1 本煤層瓦斯抽采方法<

106、/p><p>　　根據(jù)抽采方法的選擇原則，結(jié)合二1煤層的賦存、瓦斯來源等特點(diǎn)，考慮到工作面所需的抽采量，并參考抽采試驗(yàn)結(jié)果，提出xx有限公司較合理的抽采方法,初期回采工作面預(yù)抽采用順層平行或交叉鉆孔抽采，進(jìn)入云蓋山斷層-200m水平以深采用底板巖巷穿層鉆孔預(yù)抽機(jī)巷和工作面瓦斯，煤巷掘進(jìn)期間采用深孔截流抽放、工作面兩幫布置順層鉆孔預(yù)抽，工作面回采期間采用工作面煤壁淺孔抽采、采空區(qū)優(yōu)先采用高位鉆孔抽放并輔助上隅角埋管或插

107、管抽采防止采空區(qū)和上隅角瓦斯積聚。</p><p>　　4.3.2 采空區(qū)瓦斯抽采方法</p><p>　　頂板高位鉆孔抽放鄰近層瓦斯技術(shù)就是針對(duì)高瓦斯無煤柱（無尾巷），綜采或綜放工作面的特點(diǎn)，為解決瓦斯超限問題，采用沿開采層頂板巖層走向布置迎面定向水平長鉆孔代替頂板瓦斯巷抽采上鄰近層瓦斯或采空區(qū)瓦斯。</p><p>　　抽采方法：采用頂板高位鉆孔抽采采空區(qū)或鄰近

108、層及圍巖的瓦斯。</p><p>　　——老采空區(qū)應(yīng)選用全封閉式抽采方法。</p><p>　　——現(xiàn)采空區(qū)可根據(jù)煤層賦存條件和巷道布置情況，采用頂(底)板鉆孔法，有煤柱及無煤柱垂直及斜交鉆孔法，插(埋)管法等抽采方法，并應(yīng)采取措施，提高抽放瓦斯?jié)舛取?lt;/p><p>　　——開采容易自燃或自燃煤層的采空區(qū)，必須經(jīng)常檢測(cè)抽放管路中C0濃度和氣體溫度等有關(guān)參數(shù)的變化。

109、發(fā)現(xiàn)有自然發(fā)火征兆時(shí)，必須采取防止煤自燃的措施（采空區(qū)瓦斯抽采方法圖5-7）。</p><p>　　圖5-7 煤層高位鉆孔抽放采空區(qū)或鄰近層示意圖</p><p>　　Figure 5-7coal seam gas drainage by high level borehole gob or the adjacent layer diagram</p><p>　　

110、4.4 鉆孔及鉆場(chǎng)布置</p><p>　　4.4.1鉆場(chǎng)及鉆孔布置</p><p>　　設(shè)計(jì)的抽采方法中，在掘進(jìn)工作面邊掘邊抽時(shí)需開設(shè)鉆場(chǎng)，巖石預(yù)抽巷鉆場(chǎng)間距為20m，煤巷掘進(jìn)工作面鉆場(chǎng)間距為40m，經(jīng)估算，全礦井需要布置鉆場(chǎng)約93處，鉆場(chǎng)長度共計(jì)約372m。</p><p>　　巖石預(yù)抽巷中每個(gè)鉆場(chǎng)施工27個(gè)鉆孔，孔深平均38m；煤巷掘進(jìn)工作面每個(gè)鉆場(chǎng)施工5個(gè)鉆

111、孔，孔深平均60m，回采工作面鉆孔間距2～5m，綜采面孔深80m左右，經(jīng)估算并考慮到建井過程中井筒及石門揭煤和探煤層層位工程量，全礦井鉆孔長度共計(jì)約12.6萬m。</p><p>　　鉆場(chǎng)施工：在工作面回風(fēng)巷，沿回風(fēng)巷走向每隔50m處開掘一條垂直回風(fēng)巷的上山，上山寬3m，高2m，坡度約為30°，掘進(jìn)至距煤層頂板2m左右后反平，再沿煤層頂板掘2～3m平巷作為鉆場(chǎng)。</p><p>

112、　　鉆孔布置：每個(gè)鉆場(chǎng)內(nèi)布置4個(gè)鉆孔，呈扇形布置。鉆孔及鉆場(chǎng)布置，見圖5-5；鉆孔參數(shù)，見表5-3。</p><p>　　圖5-1 工作面順層鉆孔布置</p><p>　　Figure 5-1working face smooth layer of borehole layout</p><p>　　表5-3 鉆孔技術(shù)參數(shù)表</p><p&

113、gt;　　Table5-3 drilling technical parameters table</p><p>　　注：以上技術(shù)參數(shù)只供試驗(yàn)參考，須根據(jù)效果考察來確定最適合的參數(shù)。</p><p>　　根據(jù)《AQ1027-2008煤礦瓦斯抽放規(guī)范》第7.4條，鉆場(chǎng)鉆孔布置應(yīng)按照以下要求：</p><p>　　——鉆場(chǎng)的布置應(yīng)免受采動(dòng)影響，避開地質(zhì)構(gòu)造帶，便于維護(hù)

114、，利于封孔，保證抽放效果；</p><p>　　——盡量利用現(xiàn)有的開拓、準(zhǔn)備和回采巷道布置鉆場(chǎng)；</p><p>　　——對(duì)開采層未卸壓抽放，除按鉆孔抽放半徑確定合理的孔間距外，應(yīng)盡量增大鉆孔的見煤長度；</p><p>　　——鄰近層卸壓抽放，應(yīng)將鉆孔打在采煤工作面頂板冒落后所形成的裂隙帶內(nèi)，并避開冒落帶；</p><p>　　——強(qiáng)化抽采

115、布孔方式除考慮應(yīng)取得好的抽放效果外，還應(yīng)考慮措施施工方便；</p><p>　　——邊采邊抽鉆孔的方向應(yīng)與開采推進(jìn)方向相迎，避免采動(dòng)首先破壞孔口或鉆場(chǎng)；</p><p>　　——鉆孔方向應(yīng)盡可能正交或斜交煤層層理；</p><p>　　——穿層鉆孔終孔位置，應(yīng)在穿過煤層頂(底)板0.5m處。</p><p>　　根據(jù)《AQ1027-2008煤