小牛煤矿抽采设计(编辑修改稿)

小牛煤矿抽采设计(编辑修改稿)内容摘要：

表 2－ 4－ 3 矿井瓦斯抽采率应达到的指标 矿井绝对瓦斯涌出量 Q（ m3/min） 矿井瓦斯抽采率％ 备注 Q＜ 20 ≥25 20≤Q＜ 40 ≥35 40≤Q＜ 80 ≥40 80≤Q＜ 160 ≥45 160≤Q＜ 300 ≥50 300≤Q＜ 500 ≥55 500≤Q ≥60 3）瓦斯抽采量 本初步设计采用底板专用抽放巷、本煤层顺层抽放以及密闭采空区并埋管的抽放等卸压瓦斯抽放等综合抽放方式，设计配备了高、低负压二套抽放系统。 经本章第一节计算，取高负压抽采（纯量）为 60m3/min，低负压瓦斯抽采（纯量） 30m3/min。 4）预抽时间分析 根据同类矿井抽采经验，目前暂无钻孔瓦斯抽放量衰减系数、 100m钻孔初始瓦斯抽放量等瓦斯抽采方面的资料。 设计参照相邻矿区矿瓦斯预抽工作面的抽采时间（条件类似，预抽 6～ 9 个月 基本上消突）。 因此，暂定本矿高负压合理预抽时间暂定为 个月。 5）预抽效果分析 矿井瓦斯抽采效果，应在取得进一步的瓦斯地质资料（如实测瓦斯压力、瓦斯含量、煤层透气性系数及可抽性指标等）的基础上分析论证，较为符合实际情况。 受条件所限，目前很难做出瓦斯预抽效果分析。 但必须要求抽采效果达到消突标准，即采掘工作面必须在预抽后达到消突后方能进行采掘工作。 （ 3）矿井瓦斯来源分析 1）矿井瓦斯来源及其涌出构成 矿井瓦斯主要来源于回采工作面、掘进工作面、采空区及围岩瓦斯涌出。 小牛煤矿抽放设计 17 ① 回采工作面瓦斯涌出构成：一是来自开采煤 层瓦斯涌出，二是来自开采煤层影响范围之内邻近煤层瓦斯涌出，包括上邻近层和下邻近层，影响范围一般为上邻近层约80m，下邻近层约 60m。 ② 掘进工作面涌出瓦斯构成一是来自掘进巷道煤壁涌出，二是来自掘进落煤的瓦斯涌出。 ③ 采区瓦斯涌出量是指采区内所有回采工作面、掘进工作面及采空区瓦斯涌出量之和。 ④ 矿井瓦斯涌出量为全矿内全部生产采区和已采区（包括其它辅助巷道）瓦斯涌出量之和。 2）回采工作面瓦斯来源及其涌出构成 矿井开采 C C14 煤层期间，瓦斯涌出来自开采层、围岩、邻近层等。 其瓦斯涌出量构成见表 2－ 4－ 表 2－ 4－ 5。 表 2－ 4－ 4 开采 C1 煤层回采面 （预抽前） 瓦斯涌出量预测表 煤层 水平 瓦斯涌出量（ m3/t） 绝对涌出量（按每个采区 /a）（ m3/min） 本煤层 邻近层 合计 本煤层占百分比（ %） 邻近层占百分比（ %） C1 +1190m水平 0 100 0 +970m水平 100 0 表 2－ 4－ 5 开采 C14 煤层回采面 （预抽前） 瓦斯涌出量预测表 煤层 水平 瓦斯涌出量（ m3/t） 绝对涌出量（按每个采区 /a）（ m3/min） 本煤层 邻近层 合计 本煤层占百分比（ %） 邻近层占百分比（ %） C14 +1190m水平 25 75 +970m水平 24 76 （ 4）抽采瓦斯方法 根据贵州省人民政府办公厅文件（黔府办发 [20xx]111 号）《省人民政府办公厅转发省安全监管局贵州煤监局关于进一步加强煤矿瓦斯综合治理和利用意见的通知》要求，“煤矿瓦斯抽采 工作应切实做到先抽后采、抽采达标。 煤层瓦斯抽采工程必须与采掘工小牛煤矿抽放设计 18 程同步设计、优先施工，确保瓦斯超前抽采，实现抽采达标，采掘生产活动始终要在抽采达标的区域内进行。 突出矿井所有新投入生产的采煤工作面和煤巷、半煤岩巷掘进工作面瓦斯抽采量、矿井瓦斯抽采率、矿井抽采瓦斯浓度、突出煤层残余瓦斯含量和瓦斯压力等参数，必须达到《煤矿瓦斯抽采基本指标》（ AQ102620xx）中规定的指标。 煤与瓦斯突出和高瓦斯矿井建设项目井筒揭煤前必须建成永久瓦斯抽采系统并进行预抽，低瓦斯矿井的高瓦斯区域必须建立移动瓦斯抽采系统。 各煤矿企业要 加强抽放钻孔和抽放管道管理，采取大孔径、密集孔、大管径、高负压措施，有效释放、抽放瓦斯 ”。 1）选择抽放方法的原则 矿井瓦斯抽放的类型和方法，可按下列因素考虑确定： ① 为了提高瓦斯抽采率，宜选用多种抽采方法相结合的综合抽采方式。 ② 当矿井采掘工作遇到的瓦斯主要来自开采层本身，只有抽采开采层本身的瓦斯才能解决问题时，应采用开采层抽采。 ③ 在煤层群条件下首采层开采时，来自邻近层的瓦斯占有很大比例威协工作面安全生产，应采用邻近层抽采。 ④ 工作面后方采空区瓦斯涌出大，危害工作面安全生产或老采空区瓦斯积聚存量大，向邻 近的回采工作面涌出瓦斯量多以及增大采区和矿井总排瓦斯量，应采取采空区瓦斯抽采。 ⑤ 对于瓦斯含量大的煤层，在煤巷掘进时，难以用加大风量稀释瓦斯，可在掘进工作开始前对煤层进行大面积预抽或采取边抽边掘的方法加以解决。 ⑥ 对于煤层透气性较低，采用预抽方法不易直接抽出瓦斯，掘进时瓦斯涌出不很大而回采时有大量瓦斯涌出的煤层，可采用边采边抽或采用水力割缝、松动爆破和水力压裂煤体注酸等措施人为卸压后抽放瓦斯的方法。 ⑦ 若煤层赋存较浅（一般 600m以内），煤层较厚，或煤层层数较多，煤层瓦斯含量较高，地面施工钻孔条件较好，可采 用地面钻孔抽采。 ⑧ 若围岩瓦斯涌出量大，以及溶洞、裂缝带储存有高压瓦斯并喷出时，应采取围岩瓦斯抽采措施。 2）矿井瓦斯抽采总体方案 根据鉴定， C1 煤层 +1285m以上鉴定为无突出危险，按突出矿井无突出煤层设计；C1 煤层 +1285m以下及其它可采煤层均未进行煤与瓦斯突出危险性鉴定，按黔安监管办小牛煤矿抽放设计 19 字 [20xx]345 号文要求，在鉴定之前，按煤与瓦斯突出矿井、突出煤层设计和管理。 根据以上抽放方法选择原则，并结合矿井开采的实际情况、地质构造条件及煤层瓦斯鉴定情况，设计矿井配备高、低负压二套抽采系统，其中，高负压瓦斯 抽采系统主要用于预抽，可采用顺层钻孔预抽、底（顶）板抽采巷穿层钻孔、石门穿层钻孔预抽等相结合的综合抽采方法；低负压瓦斯抽采系统主要用于采空区抽采，即采用在采面回风巷向采空区冒落带上方的裂隙带施工大直径钻孔抽放、上顺槽埋管抽放、采空区密闭抽放等。 设计 +1285m以上 C1 煤层高负压抽采采取本煤层顺层抽采，以降低采掘工作面的瓦斯涌出量； +1285m以下 C1 煤层及其它可采煤层高负压抽采采用底（顶）板专用抽采巷、实施穿层预抽钻孔为主，辅以本煤层顺层抽采方法，以降低煤层瓦斯含量、消除煤层突出危险以及降低采掘工作面的瓦斯 涌出量。 低负压抽采采用在开采层采面的回风顺槽中向采面采空区冒落带上方的裂隙带施工大直径钻孔抽采开采层采面及邻近层、围岩涌入开采层采面瓦斯。 底（顶）板瓦斯抽采巷位置应视煤层间距分组布置， C1 煤层单独布置在 C1 煤层底板（距 C1 煤层底板 20m处）； C1 C15a、 C1 C1 C20 、 C2 C2 C34 煤层布置在 C20煤层底板（距 C20 煤层底板 20m处）； C4 C52 煤层布置在 C43 煤层顶板（距 C43 煤层顶板 20m处）； C60、 C6 C6 C6 C6 C6 C69煤层布置在 C69煤层底板（ 距 C69 煤层底板 20m处）。 每组底（顶）板瓦斯抽采巷上、下各布置 1 条，分别在钻场内打穿层钻孔抽采瓦斯。 通过区域穿层钻孔预抽，经检验，抽采达标后，才允许掘进和回采。 在突出煤层顶、底板掘进的巷道，特别是距突出煤层法线距离小于 20m的掘进巷道必须严格控制突出煤层层位和地质构造，防止误穿煤层或瓦斯异常涌出。 底（顶）板瓦斯抽采巷布置见图 241。 矿井移交生产时，设计 1 12 采区均首采 C1 煤层，由于 C1 煤层距下邻近层 C10 煤层 65～ 70m， C10 煤层距下邻近层 C14 煤层 39m， C10 煤层为高硫煤，属国家禁采范围，设计 C14 煤层为第二层开采煤层， C1 煤层开采时，对 C14 煤层基本无保护效果，为使 C14煤层瓦斯超前抽采，在 C1 煤层 +1285m以上开采期间，必须同时预抽 C14 煤层，并实现抽采达标，因此，设计矿井移交生产前，必须完成 11 采区及 12 采区 C20 煤层底板抽采巷的巷道工程、抽采钻孔布置及抽采设备安装，确保预抽时间，实现 “掘、抽、采 ”平衡。 另外，由于未鉴定 +1285m以 下 C1 煤层 突出危险性， C1 煤层 +1285m以 下采掘作业前，必须超前完成 C1 煤层 底板瓦斯抽采巷道、 抽采钻孔布置及抽采设备安装 ，达到抽采系统治理瓦斯的能力和 条件，使 C1 煤层 抽采达标，达到控制范围，消除突出，并以局部防突措施作补充。 小牛煤矿抽放设计 20 3）抽采瓦斯方法 ① 本煤层瓦斯抽采方法 a、利用掘进工作面向前方掘进条带实施本煤层顺层瓦斯钻孔抽采 煤巷掘进工作面在掘进作业之前，需进行抽采效果检验。 如果经底板穿层钻孔预抽后，煤层的残存瓦斯压力、瓦斯含量指标仍达不到《煤矿瓦斯抽采基本指标》（ AQ102620xx）要求 ―― 小于 或 8m3/t 以下时，一方面矿井应根据抽采效果及抽采时间，延长预抽时间或对钻孔参数进行优化；另一方面矿井可以在掘进工作 面的前方施工钻孔对前方掘进条带煤层瓦斯加强抽采，以使煤层完图3 4 1 底 （顶）板瓦斯抽采巷布置示意图60 176。 小牛煤矿抽放设计 21 全达到消突要求，防止出现煤层在掘进过程中发生煤与瓦斯突出事故。 煤巷条带煤层瓦斯区域预抽钻孔布置见图 342。 图 242 煤巷条带煤层瓦斯区域预抽钻孔布置图 b、利用采面已施工好的运输顺槽向采面圈定的煤层内实施本煤层顺层瓦斯钻孔抽放 采面在进行回采作业之前，需对采面圈定的煤层进行抽采效果检验。 如果经底板穿层钻孔预抽后，煤层的残存瓦斯压力、瓦斯含量指标仍达不到《煤矿瓦斯抽采基本指标》（ AQ102620xx）要求 ―― 小于 或 8m3/t 以下时，设计利用采面已施工好的两巷向采面已圈定的煤层内施工本煤层顺层钻孔加强预抽。 以使煤层完全达到消突要求，防止出现煤层在开采过程中发生煤与瓦斯突出事故。 利用已施工好的采面运输机巷实施本煤层顺层钻孔瓦斯抽采，设计为不另设钻场，直接在采面已施工好的运输机巷打上向孔，孔间距暂设计为 2～ 3m，钻孔布置见图 343。 煤巷掘进工作面小牛煤矿抽放设计 22 图 243 采面回采区域煤层瓦斯区域顺层预抽钻孔布置图（单位： m） ② 邻近层瓦斯抽采方法 由于本矿采用由上住下 逐层进行开采，回采工作面瓦斯部分来自下邻近层，故本设计邻近层瓦斯抽采方法主要采用设底（顶）板专用瓦斯抽采巷抽邻近层瓦斯，底（顶）板专用瓦斯抽采巷布置见图 341。 本煤层预抽以及采空区抽采的方法，在开采初期可以采用，主要优点是成本低，矿井投产快。 适合于矿井初期开采，但由于矿井煤层开采强度大，瓦斯涌出来源多，分布范围广，采用任何单一的抽采方式其抽采效果均有限。 当采用以上方法尚不能解决瓦斯问题时，还需采取穿层钻孔抽采瓦斯巷预抽邻近层瓦斯的方法。 该抽采方法能较好解决矿井瓦斯问题，其抽采率可达 60%以上。 根据矿 井各可采煤层赋存特点，设计矿井移交生产前，在 11 采区及 12 采区 C20 煤层布置底板专用抽采巷，向 C1 C15a、 C1 C1 C20 煤层施工底板穿层预抽钻孔，在解决对开采层（ C1 C15a、 C1 C1 C20）掘进条带煤层预抽瓦斯的同时，解决开采层采面煤层（ C1 C15a、 C1 C1 C20）瓦斯的预抽。 穿层预抽钻孔呈 “扇形 ”布置，钻孔终孔间距暂设计为 5m，在实际抽采过程中可根据实际抽采效果，对钻孔间距进行适当调整。 钻孔布置见图 244。 小牛煤矿抽放设计 23 图 244 底板瓦斯抽采巷穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域布置示意图 ③ 石门揭煤瓦斯抽采方法 穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施应当在揭煤工作面距煤层的最小法线距离 7m以前实施（在构造破坏带应适当加大距离）。 钻孔的最小控制范围是：石门、斜井揭煤处巷道轮廓线外 12m（急倾斜煤层底部或下帮 6m），同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线（包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线）的最小距离不小于 5m，且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时，应当保持煤孔最小超前距 15m。 矿井井筒已经施工完毕，设计 11 采区、 12 采区均有穿 层运输或回风石门，矿井煤层平均倾角为 60o，石门揭煤区域煤层瓦斯区域穿层钻孔布置平、剖面见图 245。 小牛煤矿抽放设计 24。