礦井瓦斯抽放方案一、瓦斯來源分析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)丟煤解吸的瓦斯和圍巖涌出的瓦斯。而掘進工作面的瓦斯涌出量也比較大。所以大量瓦斯來自開采層本身和采空區(qū)（含采空區(qū)丟煤、鄰近層和圍巖）及煤層中的掘進面涌出的瓦斯。二、抽放瓦斯方案選擇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，也是防止煤與瓦斯突出的主要措施之一。抽放瓦斯不僅為井下安全生產和更好地發(fā)揮采掘機械效能提供了條件，同時對抽出的瓦斯加以利用，也會取得較好的經濟效益和社會效益。抽放瓦斯方法的選擇，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條件等因素進行綜合考慮。目前抽放瓦斯方法主要有：開采層瓦斯抽放、鄰近層瓦斯抽放、采空區(qū)瓦斯抽放，選擇具體抽放瓦斯方法時應遵循如下原則：1、選擇的抽放瓦斯方法應適合煤層賦存狀況、開采巷道布置、地質條件和開采技術條件；2、應根據(jù)瓦斯來源及涌出構成進行，盡量采取綜合抽放瓦斯方法，以提高抽放瓦斯效果；3、有利于減少井巷工程量，實現(xiàn)抽放巷道與開采巷道相結合；4、選擇的抽放瓦斯方法應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有利于抽放工程施工、抽放管路敷設以及抽放時間增加。（1）瓦斯抽放方法概述1、開采層瓦斯抽放開采層抽放包括預抽、邊采邊抽和強化抽放等方式，預抽主要采用鉆孔預抽，是在工作面開采前預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抽條件較好的煤層，預抽會取得較好效果。邊采邊抽利用工作面開采時的卸壓效應抽放本層瓦斯，當工作面推進時，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，采用斜向孔或交叉鉆孔，抽放工作面前方煤體的卸壓瓦斯?！熬盼濉逼陂g，撫順分院進行交叉鉆孔方法試驗，取得很好的抽放效果。交叉鉆孔除具有斜交鉆孔的優(yōu)點以外，還可以增加煤層裂隙與鉆孔的氣體動力學聯(lián)系，有利于煤層瓦斯向鉆孔流動，故其抽放效果將會更好些。1.煤礦適合本煤層瓦斯抽放的條件，采用斜向或交叉鉆孔抽放本煤層瓦斯會取得較好的效果。2、采空區(qū)瓦斯抽放采空區(qū)瓦斯抽放具有抽放量大、來源穩(wěn)定等特點，由于采煤工作面采用U型通風方式，上隅角積聚大量的瓦斯，再加上鄰近層、圍巖瓦斯的涌出，使采空區(qū)瓦斯涌出量較大，具備進行采空區(qū)瓦斯抽放的條件。（2）瓦斯抽放方法根據(jù)抽放方法的選擇原則，結合1.煤礦煤層的賦存、瓦斯來源等特點，考慮到工作面所需的抽放量，提出1.煤礦較合理的抽放方法。抽放方法見表4-2-1：表4-2-1抽放方案選擇煤層抽放方式理由備注本煤層抽放采煤工作面順層打鉆采煤工作面瓦斯涌出量大影響正常生產邊采邊抽或先抽后采掘進面打鉆掘進工作面瓦斯涌出量大影響正常生產邊掘邊抽或先抽后掘采空區(qū)抽放埋管或插管采空區(qū)瓦斯涌出量大。采空區(qū)內埋管或插管三、抽放瓦斯參數(shù)設計1、預抽開采層瓦斯（一）、回采工作面預抽抽放方式結合回采工作面的巷道布置特點，推薦采用沿煤層傾斜方向平行鉆孔方式進行本煤層瓦斯抽放。具體布孔方法：利用工作面進風巷，向回采工作面切眼方向打沿煤層傾斜方向的平行鉆孔，如圖1所示。回采工作面預抽鉆孔布置參數(shù)如下：鉆孔長度：70～75m；鉆頭直徑：開孔Φ89mm，終孔Φ75mm；鉆孔與回風順槽夾角：84°～86°；鉆孔傾角：與煤層傾角相同；鉆孔間距：由于礦井沒有透氣性系數(shù)等資料，因此暫定5m，生產過程中加強收集瓦斯相關參數(shù)，以確定最佳抽放半徑；封孔深度：5－8m；封孔方式：聚胺酯封孔或水泥砂漿封孔。2、采空區(qū)瓦斯抽放上隅角插管抽放瓦斯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壓區(qū)，使該區(qū)域內瓦斯由抽放管路抽走，這可以避免因工作面上隅角處局部位置因風流不暢（或微風）引起的瓦斯超限，還可解決因漏風使采空區(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，上隅角處應采用擋風簾或其他擋風設施，提高抽放效果。隨著工作的推進，拆下前端一段主管路，移動抽放軟管，如此反復。抽放工藝如圖4-3-2所示。軟管可采用14吋管。抽放管伸入上隅角長度及位置應根據(jù)實際抽放效果，不斷調整，得到合理的參數(shù)。圖4-3-24上隅角插管抽放瓦斯示意圖上隅角插管瓦斯抽放是制造一個負壓區(qū)，讓周圍瓦斯向負壓區(qū)流動，然后通過排放管路，抽出工作面，負壓區(qū)在什么地方最合適，頂板巖性不同，頂板的冒落程度不同，對負壓區(qū)的選擇都將有較大影響，為確保抽放點的合適位置（使吸入口瓦斯?jié)舛容^高），在抽放管路負壓始端接一個帶4～8個分支的一段管路，分出幾個支管，支管出口接4吋或6吋膠皮軟管，軟管插入上隅角后呈發(fā)散排列，可提高抽放效果，如圖4-3-3所示。圖4-3-3上隅角分支插管抽放瓦斯示意圖對于采空區(qū)瓦斯涌出量較大的工作面，也可以采取采空區(qū)埋管抽放的方式，隨著工作面不斷向前推進，沿回風巷將管路埋入采空區(qū)。采空區(qū)埋管抽放，見圖4-3-4。圖4-3-4采空區(qū)埋管抽放瓦斯示意圖3、已采的老采空區(qū)瓦斯抽放圖3-5圖3-5對于剛采完的工作面，為防止采空區(qū)向外涌出瓦斯，打密閉墻時，向采空區(qū)密閉墻內插管，進行瓦斯抽放，見圖4-3-5。圖4-3-5全封閉插管抽放采空區(qū)瓦斯示意圖4、掘進工作面瓦斯抽放（1）掘進工作面先抽后掘抽放方法：在掘進工作面向迎頭打順層鉆孔，在工作面掘進前進行預抽，降低或消除掘進工作面瓦斯突出的危險。抽放鉆孔布置：抽放鉆孔布置，見圖4-3-6，鉆孔技術參數(shù)，見表4-3-2。圖4-3-6掘進面先抽后掘鉆孔布置示意圖注：上圖僅供參考，鉆孔開孔位置應避開破碎處，鉆孔的個數(shù)可以根據(jù)瓦斯及斷面情況布置，可根據(jù)抽放情況增減。掘進面鉆孔封孔工藝與回采面封孔類似，封孔深度及封孔長度適當減小。掘進面先抽后掘鉆孔技術參數(shù)表表4-3-2鉆孔類別鉆孔與巷道中心線夾角（°）鉆孔與水平面夾角（°）孔深（m）鉆孔直徑（mm）開孔間距（m）先抽后掘5～15同煤層傾角15-30750.2～0.5注：鉆孔深度可根據(jù)煤層情況確定，條件允許情況下，深度越大效果越好。（2）掘進工作面邊掘邊抽1.煤礦掘進工作面瓦斯涌出量較大，若采取迎頭打鉆孔抽放不合適時可采用掘進工作面邊掘邊抽的瓦斯抽放方法。詳見圖4-3-7，參數(shù)見表4-3-3。鉆場規(guī)格尺寸為：寬3.5m，長4m，高2.5m，鉆場掘成后，在開口處架設一架抬棚進行支護。封孔工藝與前面的鉆孔封孔方法相同。圖4-3-7掘進工作面邊掘邊抽示意圖邊掘邊抽鉆孔技術參數(shù)表表4-3-3鉆孔類別鉆孔與巷道中心線夾角（°）鉆孔仰角（°）孔深（m）鉆孔直徑（mm）邊掘邊抽β10°β25°β310°β415大致同煤層傾角10075注：兩條巷道之間的鉆孔長45m左右。四、抽放方法確定根據(jù)上面提出的抽放方法結合1.煤礦的實際情況來確定合理的抽放方法。根據(jù)礦井瓦斯涌出量預測采面瓦斯主要來自于本煤層的采掘工作面及采空區(qū)，而鄰近層瓦斯涌出對工作面影響不大。所以合理的抽放方法為本煤層預抽瓦斯結合采空區(qū)和掘進面瓦斯抽放。1、抽放瓦斯量預計（1）瓦斯抽放量預計掘進工作面采用每隔50m掘一個鉆場，每個鉆場中布置5個鉆孔。共,16個鉆場，80個鉆孔。采煤工作面每隔5米打一個鉆孔，合計80個，鉆孔煤層中的長度大約50-100m，根據(jù)百米鉆孔瓦斯初始涌出量0.175m3/min﹒100m可得每個鉆孔的最大抽放量為0.0875m3/min。所以160個鉆孔的抽放總量約為14m3/min。所以預計抽放純瓦斯量為14m3/min。計算中鉆孔瓦斯流量按初始流量，在考慮鉆孔瓦斯流量衰減的情況下，抽放鉆孔在衰減到一定程度時應在下水平布置鉆孔補充瓦斯流量爭取達到設計抽放量。（2）礦井瓦斯抽放率礦井瓦斯抽放率可根據(jù)礦井在某一開采時期，將井下采、掘工作面及其它地點的總瓦斯涌出量被礦井抽放總瓦斯量的比值即為礦井瓦斯抽放率。式中η—礦井瓦斯抽放率，%；qc—礦井瓦斯抽放量，m3/min，取14；qf—礦井風排出瓦斯量，m3/min，取7.9。按上式計算煤層的瓦斯抽放率為64%。五、抽放施工設備、檢測儀表及施工量抽放初期1.煤礦采用本煤層預抽，抽放瓦斯主要工程是鉆場和鉆孔布置，打鉆工程所需的設備為：1、鉆機煤礦抽放瓦斯鉆機應符合下列要求：（1）電動機及附屬電器設備必須是防爆的；（2）鉆機要體積小，輕便或解體方便，以利于搬遷；（3）鉆機應能打水平、上向、下向任意角度的鉆孔。在綜合分析我國煤礦常用鉆機性能和現(xiàn)場實際使用情況的基礎上，考慮1.煤礦的煤、巖硬度以及設計抽放鉆孔的長度，設計選擇150型全液壓鉆機。根據(jù)鉆孔數(shù)量和鉆孔長度，配備三臺150型鉆機，其中二臺工作，一臺檢修備用。配套