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1、 亭南煤矿局部瓦斯抽放设计前 言言一、任务务来源亭南井田田位于陕陕西省彬彬（县）长长（武）矿矿区中部部，长武武县亭口口乡西南南部矿井井设计生生产能力力为1.2Mt/a。亭南矿矿按高瓦瓦斯矿井井进行初初步设计计，目前前首采面面已贯通通，即将将进行试试生产。根据煤炭炭科学研研究总院院抚顺分分院陕陕西长武武亭南煤煤业有限限责任公公司亭南南煤矿矿矿井瓦斯斯基础参参数测定定与瓦斯斯抽放可可行性及及煤与瓦瓦斯突出出危险性性区域预预测研研究报告告，亭南南投产初初期矿井井瓦斯涌涌出量较较大，回回采工作作面和掘掘进工作作面都必必须进行行瓦斯抽抽放。由由于瓦斯斯抽放系系统的建建立及正正常运转转需要一一个过程程，为
2、此此陕西长长武亭南南煤业有有限责任任公司决决定立即即着手在在亭南煤煤矿开展展瓦斯抽抽放工作作，委托托煤炭科科学研究究总院抚抚顺分院院进行瓦瓦斯抽放放设计，抚抚顺分院院的设计计人员认认真研究究和分析析了亭南南煤矿的的煤层赋赋存、开开拓开采采及瓦斯斯涌出等等情况后后认为：由于亭亭南煤矿矿缺乏瓦瓦斯抽放放的经验验，建立立地面瓦瓦斯抽放放泵站的的时机尚尚不成熟熟，应尽尽快着手手在亭南南煤矿建建立井下下局部瓦瓦斯抽放放系统，由由试验确确定最佳佳抽放方方法和抽抽放参数数，为建建立永久久性地面面泵站抽抽放系统统提供可可靠的依依据，避避免盲目目投资造造成浪费费。经陕陕西长武武亭南煤煤业有限限责任公公司及亭亭南
3、煤矿矿同意，双双方签定定了技术术合同，煤煤炭科学学研究总总院抚顺顺分院承承担了亭亭南煤矿矿井下局局部瓦斯斯抽放设设计任务务。二、设计计的主要要依据1、矿矿井抽放放瓦斯工工程设计计规范 （MMT50018-96）中华人人民共和和国煤炭炭工业部部 119977年1月月；2、矿矿井瓦斯斯抽放管管理规范范 中华人人民共和和国煤炭炭工业部部 119977年4月月；3、煤煤矿安全全规程 煤矿矿安全监监察局 20005年年1月11日；4、陕陕西长武武亭南煤煤业有限限责任公公司亭南南煤矿矿矿井瓦斯斯基础参参数测定定与瓦斯斯抽放可可行性及及煤与瓦瓦斯突出出危险性性区域预预测（以以下简称称抽放放可行性性报告告）
4、煤炭炭科学研研究总院院抚顺分院院 2OOO5年9月；5、亭南南煤矿提提供的通通风、生生产和地地质方面面的资料料。三、设计计的指导导思想1、在符符合规范范要求，满满足使用用的前提提下，尽尽可能降降低成本本，节省省工程投投资；2、设备备、管材材选型留留有余地地，能充充分满足足矿井安安全生产产的需要要；3、采用用的工艺艺技术具具有先进进性，且且符合实实际。四、设计计的主要要内容设计的主主要内容容为：1、矿井井瓦斯赋赋存情况况、抽放放瓦斯的的可行性性及必要要性、抽抽放瓦斯斯量预计计2、瓦斯斯抽放方方法及抽抽放工艺艺设计，抽抽放瓦斯斯钻场与与钻孔参参数设计计；3、井下下移动抽抽放泵站站的位置置选择、供供
5、水、供供电、通通讯等设设计；4、工程程中所需需设备、仪仪器、仪仪表及附附属装置置等选型型及安装装设计；5、井下下抽放泵泵站及井井下管网网的检测测、监控控系统布布置；6、抽放放瓦斯管管理措施施及安全全措施；7、抽放放所需设设备清单单及工程程投资概概算。1 矿矿井概况况1.1交交通位置置亭南井田田位于陕陕西省彬彬（县）长长（武）矿矿区中部部，长武武县亭口口乡西南南部。3312国国道西（安安）兰（州州）段从从井田东东部通过过。以亭亭口镇为为起点，经经西兰公公路东至至彬县县县城200km，距距西安市市1700km；西至长长武县城城20kkm。该该公路与与宝（鸡鸡）庆（阳阳）公路路相交，可可与宝鸡鸡及甘
6、肃肃陇东各各县沟通通。此外外，还有有亭口至至路家的的县乡公公路贯穿穿井田，公公路交通通比较方方便。井田及其其附近目目前尚无无铁路通通达。铁铁道部第第一勘测测设计院院设计的的西安平凉铁铁路从井井田东部部通过，并并在井田田东南设设有大佛佛寺车站站。交通通位置，见见图1-1。图1-11 矿矿区交通通位置图图1.2 自然地地理1.2.1地形形地貌及及河流彬长矿区区地处陇陇东黄土土高原东东南，属属陕北黄黄土高原原南部塬塬梁沟壑壑的一部部分。井井田内地地形属塬塬川地貌貌，总的的趋势为为西南高高，东北北低。东东及东北北部泾河河与黑河河河谷平平坦开阔阔，标高高为8850mm，低于于塬面11502000余米，其
7、其余冲沟沟均系“V”字型，呈呈树枝状状发育于于泾河与与黑河两两侧。彬长矿区区属泾河河水系。泾泾河由北北向南流流经井田田东部，其其年均流流量577.7mm3/s，枯枯水期最最小流量量1.00 m33/s，洪洪水期最最大流量量81550 mm3/s。泾泾河的最最大支流流黑河由由西北向向东南流流经井田田东北隅隅，在亭亭口东侧侧汇入泾泾河，其其平均流流量2.28mm3/s，最最大流量量1166.0mm3/s。另另有支流流磨子沟沟，其流流量很小小。1.2.2 气气象及地地震情况况本井田地地处中纬纬带高塬塬区，属属暖温带带半干旱旱大陆性性气候，根根据气象象局与长长武县气气象局一一九八六六年至一一九九年统计
8、计资料，两两县气象象资料如如下:彬县：年年平均气气温111.2，一月月份最低低，平均均2.16，极端端最低气气温115.44，极端端最高气气温377。霜期期一般在在10月月上旬至至次年44月下旬旬，年无无霜期平平均1880天左左右。冰冰冻期一一般在112月上上旬至次次年2月月下旬，冻冻土最大大厚度为为36。年平平均降雨雨量5116.44，年年平均蒸蒸发量112722.2，7、88、9三三个月为为雨季，占占全年降降雨量的的60左右。年年平均风风速1.14mm/s，最最大风速速14.0m/s，主主导风向向SE。长武县：年平均均气温99.1，一月月份最低低，平均均4.06，极端端最低气气温115.4
9、4，极端端最高气气温333.9。霜期期一般在在10月月上旬至至次年44月下旬旬，年无无霜期平平均1776天。冻冻土最大大厚度为为68。年平平均降雨雨量6004.77，年年平均蒸蒸发量112466，雨雨季多集集中在77100月。年年平均风风速2.0m/s，最最大风速速14.0m/s，主主导风向向SE。根据中中国地震震烈度区区划图，本本井田工工业场地地地震烈烈度为66度。1.3 地质构构造与煤煤层赋存存1.3.1 地地层彬长矿区区位于黄黄陇煤田田中段，自自东南向向西北沿沿泾河及及各支流流由老到到新依次次出露地地层有：中生界界三叠系系上统铜铜川组、胡胡家村组组；侏罗罗系下统统富县组组；中下下统延安安
10、组；中中统直罗罗组；白白垩系下下统宜君君组、洛洛河组、华华池环河河组。第第三系及及第四系系广泛覆覆盖其上上。本区含煤煤地层为为侏罗系系中下统统延安组组。三叠叠系地层层为含煤煤岩系基基底。以以上地层层依次为为侏罗系系富县组组、延安安组、直直罗组、安安定组、白白垩系宜宜君组、洛洛河组、华华池环河河组，第第三、第第四系。1.3.2地质质构造亭南井田田位于彬彬长矿区区中部的的路家小灵台台背斜中中断，北北跨孟村村向斜轴轴进入向向斜北翼翼，南入入大佛寺寺向斜北北翼。路路家小小灵台背背斜轴通通过井田田南部，轴轴部地层层近水平平，南翼翼倾角平平缓，北北翼倾角角46；井田田北部为为孟村向向斜，地地层走向向N20
11、0E，倾倾角23，与路路家小小灵台背背斜北翼翼连接。精精查勘探探区位于于孟村向向斜轴以以南，总总体呈现现近似单单斜的构构造形态态；大佛佛寺向斜斜北翼以以北凸出出，伸入入勘探区区东南角角，使地地层产状状发生变变化。构造对煤煤系、煤煤层的控控制作用用主要表表现为背背斜轴部部煤系、煤煤层较薄薄，从背背斜轴部部向两翼翼及向斜斜区，煤煤系、煤煤层逐渐渐变厚。井田勘探探中未发发现断层层，但矿矿区浅部部的水帘帘、火石石咀两矿矿在生产产中均发发现有小小的张性性断裂构构造，预预计本井井田有小小断层存存在的可可能。1.3.3 煤煤层矿区含煤煤地层为为延安组组，中分分上、中中、下三三个含煤煤段，中中、上含含煤段含含
12、煤性差差，煤层层薄，结结构复杂杂，煤层层不稳定定或极不不稳定；下含煤煤段含煤煤最好，含含煤系数数为400855，一一般600。井井田精查查区211个见煤煤孔，仅仅见5、7、8共三层层煤，含含煤系数数为211。上上含煤段段不含煤煤；中含含煤段局局部地段段仅见55煤层层与7煤层，无无工业价价值；下下含煤段段仅有88煤层层，含煤煤系数一一般为550以以上，最最大799.3，8煤最大大可采厚厚度200.466m是井井田内唯唯一的可可采煤层层。井田内唯唯一可采采煤层88煤层层，位于于含煤岩岩系的最最下部，精精查区煤煤层厚度度0220.446m,平均厚厚度8.29mm，其厚厚度变化化规律是是井田南南部路家
13、家小灵灵台背斜斜轴部沉沉积薄，向向两侧沉沉积加厚厚，亭南南村至史史家峪一一线以北北及磨子子沟东南南为特厚厚煤层区区；详查查区煤层层厚度00222.344m，平平均厚度度11.81mm，除西西北及西西南边界界处煤层层较薄外外，其余余区域全全为特厚厚煤层。88煤层层一般为为单一煤煤层，但但常在上上部或底底部含002层层夹矸，最最多4层层，夹矸矸厚度小小，仅占占煤厚的的0.00100.066，最最大占煤煤厚的113.00。夹夹矸岩性性为炭质质泥岩、泥泥岩与泥泥质粉砂砂岩，属属构造简简单煤层层。8煤层顶顶板为深深灰色泥泥岩、砂砂质泥岩岩，有时时见炭质质泥岩伪伪顶，个个别地段段上与中中含煤段段底部砂砂岩
14、直接接接触；底板为为灰灰灰褐色含含鲕状结结构铝土土质泥岩岩，多有有炭质泥泥岩伪底底，伪底底最大厚厚度0.65mm。精查查区可采采煤层特特征见，表表1-11表1-11 精查查区可采采煤层特特征煤层编号号煤层厚度度夹 矸顶板岩性性底板岩性性煤层稳定定程度最小最最大平均层数厚度（mm）80200.4668.299040.10.775泥岩、砂砂质泥岩岩铝土质泥泥岩较稳定全井田可可采1.3.4 煤煤质8煤层层为中灰灰、低特低硫硫、低磷磷、中高高发热量量的低变变质烟煤煤，属不不粘结煤煤31（BNN31），煤煤种单一一，仅局局部层段段出现弱弱粘结煤煤，精查查勘探区区煤质资资料如下下：灰分：原原煤灰分分11.
15、8226.23，平均均17.01，属中中灰煤。井井田内灰灰分变化化较小，规规律明显显，表现现为煤层层顶底灰灰分高，中中部灰分分低；厚厚煤层灰灰分低，薄薄煤层灰灰分高。硫分：全全硫含量量0.11322.900，平平均0.96。磷分： 0.00090.0016，平均均0.0013。发热量：原煤发发热量：22.8127.86MMJ/kkg，平平均255.633MJ/kg。挥发分：原煤挥挥发分331.004336.442，平平均333.333。根据煤的的化学性性质，工工艺性能能及煤岩岩组分的的特征，可可作为动动力用煤煤、气化化用煤和和民用煤煤。1.3.5 煤煤尘及煤煤的自燃燃倾向性性亭南煤矿矿2000
16、5年采采样对88煤层层进行了了自燃倾倾向性及及煤尘爆爆炸性鉴鉴定，根根据煤科科总院抚抚顺分院院的鉴定定结果，亭亭南煤矿矿8煤煤层煤尘尘有爆炸炸危险性性，其火火焰长度度为3000mmm，最低低岩粉量量为500。88煤层层属类自燃燃煤层。1.4 矿井开开拓与开开采1.4.1 煤煤炭储量量及矿井井生产能能力亭南井田田境界为为：东以以点A（XX388833390，YY36649665800），点点D（XX388876600，YY36649336300）的连连线与小小庄井田田为界；南以点点A（XX388833390，YY36649665800），点点B（XX388835540，YY36649114400
17、）的与与大佛寺寺井田相相邻；西西以1666钻钻孔与点点C（XX388870000，YY36648770000）的连连线及88煤层层零点边边界线为为界；北北以100、1776钻钻孔连线线及8煤层零零点边界界线为界界。井田田东西长长约5.7kmm ，南南北宽约约4.44km，井井田面积积24.9kmm2 。矿井地质质储量为为39888300kt。其其中A级级储量2261660ktt，B级级储量11890050kkt，CC级储量量12115900kt，AAB级级储量占占ABBC级级储量的的63.9，DD级储量量328880kkt；暂暂不能利利用储量量291150kkt，系系指设计计范围内内东北隅隅的
18、泾河河与黑河河交汇处处及亭口口镇下的的压煤。井井田工业业储量（AABC级）33368800kkt，扣扣除永久久煤柱和和矿井开开采损失失（采区区回采率率按755计算算）后，可可采储量量为18842990 kkt。亭亭南煤矿矿地质储储量和可可采储量量，见表表1-22和表11-3。表1-22 矿矿井地质质储量汇汇总表单位：kkt煤层分区能利用储储量暂难利用用储量ABCABC A ABCDABC+DD8精查区261660431550614110130772053.00%2965501603380291550详查区1459900601880206008070.88%323002093300合 计计261
19、66018900501215590336880063.99%3288803696680291550表1-33 矿矿井可采采储量汇汇总表单位：kkt煤层号工业储量永久煤柱柱损失开采损失可采储量井筒及工工业场地地煤柱后期风井井公路、村村庄、大大佛寺洗洗煤厂水库大坝坝井田境界界小计8336880070500391003944401409901550009108806143301842290矿井设计计生产能能力为11.2MMt/aa，储量量备用系系数按11.4考考虑，服服务年限限为1110年。1.4.2 矿矿井开拓拓及开采采本矿井采采用一对对立井、单单水平的的开拓方方式开发发全井田田，水平平标高在在4
20、555m左左右。主主、副立立井布置置在T22孔附近近，工业业场地采采用台阶阶式布置置，主井井井口标标高8856.30mm，副井井井口标标高8856.35mm。井筒筒到设计计标高后后沿经线线偏北44 ，向西西在煤层层中布置置三条开开拓巷道道（胶带带输送机机运输大大巷，轨轨道运输输大巷和和回风大大巷），井井底车场场为卧式式车场，全全井田划划分为四四个盘区区，各盘盘区均采采用大巷巷条带开开采，首首采盘区区位于井井筒南部部。初期期开凿一一对立井井，主井井净直径径5.00m，装装备一对对JD系系列122t立井井多绳钢钢罐道箕箕斗；副副井净直直径6.0m，装装备一对对1t矿矿车单层层双车钢钢罐道多多绳罐笼
21、笼（一宽宽一窄）。主主井承担担矿井煤煤炭的提提升任务务，兼初初期回风风井及作作安全出出口，副副井承担担矿井辅辅助提升升任务兼兼进风井井及作安安全出口口。后期期在井田田西部华华子塬附附近设一一专用回回风井。矿井目前前在井筒筒南部布布置一个个工作面面，采用用走向长长壁后退退式采煤煤法。综综合机械械化放顶顶采煤，全全部垮落落法管理理顶板。一一般工作作面长1120mm左右。井下现施施工5个个掘进工工作面，101轨道巷；一盘区轨道巷；一盘区皮带巷；煤仓检修斜巷；泵房通道。均为局部扇风机供风。1.5 矿井井通风及及瓦斯涌涌出亭南为基基建矿井井，初期期采用通通风系统统采用中中央并列列式，通通风方式式为负压压
22、抽出式式通风。初初期一盘盘区通风风系统为为：副立立井井底车车场、井井底车场场绕道轨道运运输大巷巷工作面面运输巷巷工作面面工作面面回风巷巷工作面面辅助运运输联络络巷回风大大巷主（回回风）立立井风硐。亭亭南煤矿矿通风系系统示意意图，见见图1-2。矿井初期期为副立立井进风风，主立立井回风风；20008年年开凿史史家峪回回风立井井承担全全矿回风风，主副副立井进进风；矿矿井通风风机选用用两台GGAF223.77-111.8-1轴流流风机,配套电电机为YY4000-8型型，功率率为2550kWW，额定定风量44800090000mm3/miin。矿井现正正处在建建设阶段段，还没没有形成成正规的的通风系系统
23、，由由于自然然风压的的影响，现为主井进风，副井回风，矿井总风量为2560m3/min。在井下安设两台FBCZ-13B型55KW轴流通风机，作为矿井临时供风机备用。亭南煤矿矿为基建建矿井，未未进行过过矿井瓦瓦斯等级级鉴定，亭亭南煤矿矿采用综综放采煤煤法，88煤层层平均厚厚度8.29mm，目前前首采面面已贯通通，即将将进行试试生产。662 矿井井瓦斯2.1 煤层层瓦斯基基础参数数煤层瓦斯斯赋存基基础参数数是矿井井瓦斯防防治和瓦瓦斯抽放放设计的的依据，根根据抽抽放可行行性报报告，亭亭南煤矿矿8煤煤层瓦斯斯基础参参数值如如下：8煤层层原始瓦瓦斯含量量 22.299 33.155m3/t煤的孔隙隙度 5
24、.888.6煤层透气气性系数数 2.59mm2/MPPa2.d百米钻孔孔瓦斯流流量衰减减系数 00.011380.001788 d-1百米钻孔孔初始瓦瓦斯流量量 0.0100m3/miin1000m2.2 矿井瓦瓦斯储量量2.2.1 储储量计算算范围参与瓦斯斯储量计计算的除除开采层层8煤煤层外，还还包括围围岩所含含的瓦斯斯储量。88煤层层瓦斯含含量3.15mm3/t。煤煤层中的的瓦斯资资源储量量以矿井井煤炭地地质储量量为依据据。2.2.2 矿矿井瓦斯斯储量及及可抽量量矿井瓦斯斯储量系系指煤层层开采过过程中，能能够向开开采空间间排放瓦瓦斯的煤煤、岩层层赋存的的瓦斯总总量。瓦瓦斯储量量的大小小标志
25、着着瓦斯资资源多寡寡，同时时亦是衡衡量有无无开发利利用价值值的重要要指标。瓦瓦斯储量量计算公公式为：W煤=AA4X煤 =33703.115=111655.500 Mmm3式中 W煤8煤层瓦瓦斯储量量，Mmm3；A4 8煤煤层地质质储量，MMt；X煤88煤层层的瓦斯斯含量，m3/t。由于8煤层无无邻近层层因此不不考虑邻邻近层瓦瓦斯，在在我国一一般围岩岩瓦斯储储量都按按开采层层的155估算算。W岩= 11665.55015=1774.883Mmm3矿井瓦斯斯储量合合计W矿= W煤+ WW岩=11165.50+1744.833=13340.33 Mm3矿井可开开发瓦斯斯量（或或称可抽抽放量）是是指在
26、既既定的开开采地质质条件下下，按照照目前的的抽放技技术水平平所能抽抽出的最最大瓦斯斯量。它它反映着着矿井资资源的开开发程度度，其与与抽放工工艺技术术和抽放放能力密密切相关关。开采煤层层的可抽抽瓦斯量量为开采采层的瓦瓦斯储量量与抽放放率之积积。围岩岩（或邻邻近层）可可抽瓦斯斯量为围围岩（或或邻近层层）的瓦瓦斯储量量、瓦斯斯涌出系系数与抽抽放率三三者之积积，由此此可计算算矿井的的可抽放放量为：Wkc=W煤 =13440.3330.255=3335.008 MMm3；式中：WWkc矿井可可抽放瓦瓦斯量，MMm3；矿井井开采层层瓦斯抽抽放率，按按我国目目前抽放放瓦斯的的实际水水平，结结合本矿矿所采用用
27、方法（煤煤层预抽抽、边采采（掘）边边抽、采采空区抽抽放），取25。3 矿井井瓦斯抽抽放可行行性论证证3.1 瓦斯抽抽放的必必要性3.1.1 建建立瓦斯斯抽放系系统的必必要条件件根据国家家煤矿安安全监察察局20005年年颁布的的煤矿矿安全规规程第第一百四四十五条条规定，凡凡有下列列情况之之一的矿矿井，必必须建立立地面永永久瓦斯斯抽放系系统或井井下临时时抽放系系统：（一）一一个采煤煤工作面面绝对瓦瓦斯涌出出量大于于5m33/miin，或或一个掘掘进工作作面绝对对瓦斯涌涌出量大大于3mm3/miin，采采用通风风方法解解决不合合理的。（二）矿矿井绝对对瓦斯涌涌出量达达到以下下条件的的：1.大于于或等
28、于于40mm3/miin；2.年产产量1.011.5MMt的矿矿井，大大于300m3/miin；3.年产产量0.611.0MMt的矿矿井，大大于255m3/miin；4.年产产量0.400.6MMt的矿矿井，大大于200m3/miin；5.年产产量小于于或等于于0.44Mt的的矿井，大大于155m3/miin。（三）开开采有煤煤与瓦斯斯突出危危险煤层层的。以下从两两个方面面来分析析亭南煤煤矿8煤层是是否具有有瓦斯抽抽放的必必要性。3.1.2 从从矿井目目前的瓦瓦斯涌出出现状来来看瓦斯斯抽放的的必要性性从目前煤煤巷掘进进情况看看，单巷巷的最大大瓦斯涌涌出量为为3.663m33/miin，大大于3
29、 m3/miin。亭亭南煤矿矿为基建建矿井，首首采面已已贯通，还还未开始始生产，矿矿井现在在没有生生产工作作面，根根据抽抽放可行行性报报告对工工作面瓦瓦斯涌出出量的预预测，工工作面绝绝对瓦斯斯涌出量量预计为为9.000m33/miin，大大于5 m3/miin。矿矿井的绝绝对瓦斯斯涌出量量预计为为 211.466m3/miin，小小于300m3/miin。如如采用通通风方法法解决有有困难则则需考虑虑建立瓦瓦斯抽放放系统。3.1.3 从从矿井通通风能力力来看瓦瓦斯抽放放的必要要性采掘工作作面实行行瓦斯抽抽放的必必要性判判断标准准是：采采掘工作作面设计计风量小小于稀释释瓦斯所所需要的的风量，即即（
30、3-7）式式成立时时，抽放放瓦斯才才是必要要的。 (3-77)式中：QQ0采掘工工作面设设计风量量，m33/miin； QQ采掘工工作面的的瓦斯涌涌出量，mm3/miin； KK瓦斯涌涌出不均均衡系数数，取kk=1.5； CC煤矿矿安全规规程允允许的采采掘工作作面瓦斯斯浓度，C1.00。根据对矿矿井1001回采采工作面面瓦斯涌涌出量的的预测，回回采工作作面绝对对瓦斯涌涌出量一一般为99.000m3/minn，工作作面需风风量13350mm3/miin左右右，亭南南煤矿1101工工作面设设计风量量为13320mm3/minn。根据据对矿井井掘进工工作面瓦瓦斯涌出出量的预预测，综综掘工作作面绝对对
31、瓦斯涌涌出量一一般为33.633m3/minn，工作作面需风风量5445m33/miin左右右，炮掘掘工作面面绝对瓦瓦斯涌出出量一般般为0.81mm3/minn，工作作面需风风量1222m33/miin左右右。亭南南煤矿综综掘工作作面设计计风量为为4800m3/minn，炮掘掘工作面面设计风风量为2240mm3/minn。由于回采采面、综综掘面瓦瓦斯涌出出量大于于5m33/miin和33m3/miin，且且回采工工作面和和综掘工工作面设设计风量量小于稀稀释瓦斯斯所需风风量，亭亭南煤矿矿有必要要建立瓦瓦斯抽放放系统。3.1.4 瓦瓦斯抽放放的必要要性综上所述述，亭南南矿的瓦瓦斯抽放放必要性性如下
32、：1）1001工作作面为矿矿井首采采工作面面，投产产后产量量较高，瓦瓦斯涌出出量将达达到9.00 m3/miin，用用通风方方法解决决比较困困难；综综掘工作作面掘进进速度较较快，瓦瓦斯涌出出量为33.633 m3/miin，用用通风方方法解决决瓦斯问问题比较较困难。2）亭南南煤矿采采用综放放采煤法法，落煤煤强度较较大，工工作面后后方采空空区瓦斯斯将大量量涌出，上上隅角附附近可能能出现瓦瓦斯积聚聚，特别别是遇到到顶板破破碎带，工作面冒顶后高顶内也将有高浓度瓦斯积聚，给工作面瓦斯管理工作带来一定的隐患。3）亭南南煤矿的的邻近矿矿井下沟沟煤矿，其其四采区区的首采采工作面面404401工工作面，由由于
33、遇到到地质构构造带，出出现瓦斯斯异常涌涌出，掘掘进期间间瓦斯经经常超限限，对掘掘进影响响很大。在在形成工工作面后后由于瓦瓦斯影响响，近一一个月无无法生产产，在建建立瓦斯斯抽放系系统以后后，才恢恢复正常常回采。亭亭南煤矿矿的地质质条件与与工作面面布置与与下沟煤煤矿相似似，很可可能存在在瓦斯富富集区，而而且亭南南煤矿220088年开始始开凿史史家峪回回风立井井，在回回风立井井投入使使用前没没有专用用回风巷巷，如遇遇到地质质构造带带，出现现瓦斯异异常涌出出，将严严重影响响矿井的的正常生生产。3.2 瓦斯抽抽放的可可行性开采层瓦瓦斯抽放放的可行行性是指指在原始始透气性性条件下下进行预预抽的可可能性,一
34、般来来说,其其衡量指指标有两两个：一一为煤层层的透气气性系数数；二为为钻孔瓦瓦斯流量量衰减系系数,按和判定开开采层瓦瓦斯抽放放可行性性的标准准如表33-1所所示。表3-11 开采层层预抽瓦瓦斯难易易程度分分类表 抽放难易易程度钻孔瓦斯斯流量衰衰减系数数（）(dd-1)煤层透气气性系数数（）(m2/MPaa2.d)容易抽放放10可以抽放放0.000300.0551000.1较难抽放放0.0050.11亭南煤矿矿实测88#煤层层的透气气性系数数为2.59335m22/MPPa2.d，钻钻孔瓦斯斯流量衰衰减系数数为0.0133800.01178 d-11,，对对比表33-2可可以看出出8#煤煤层属于
35、于可以抽抽放煤层层，具备备本煤层层瓦斯抽抽放的条条件，我我国除抚抚顺、晋晋城等少少数矿区区煤层透透气性较较好外，其其它矿区区煤层透透气性都都比较差差，亭南南煤矿的的抽放条条件还是是相对较较好的。采空区瓦瓦斯抽放放属卸压压抽放，只只要抽放放工艺合合理，一一般都会会取得较较好的抽抽放效果果。3.3 建立瓦瓦斯抽放放系统的的类型瓦斯抽放放系统分分地面永永久抽放放系统和和井下局局部瓦斯斯抽放系系统两类类，根据据原煤炭炭工业部部19997年颁颁布的矿矿井瓦斯斯抽放管管理规范范第110条规规定：建建立永久久瓦斯抽抽放系统统的矿井井，应同同时具备备下列22个条件件：（1）瓦瓦斯抽放放系统的的抽放量量可稳定定
36、在2 m3/miin以上上； （2）瓦瓦斯资源源可靠、储储量丰富富，预计计瓦斯抽抽放服务务年限在在10年年以上。根据亭南南煤矿的的抽放条条件，预预计可满满足上述述2 个个条件，但但亭南煤煤矿属首首次进行行瓦斯抽抽放，建建立地面面永久抽抽放系统统的条件件尚未成成熟，因因此首先先考虑建建立井下下局部瓦瓦斯抽放放系统。主主要理由由如下：1）亭南南煤矿初初期瓦斯斯涌出量量相对较较小，抽抽放量要要求不大大，适合合进行井井下移动动抽放；2）矿井井首次进进行瓦斯斯抽放，经经验不足足；3）建设设地面永永久瓦斯斯抽放系系统投资资较大，在建立地面抽放瓦斯泵站之前，用移动泵站进行井下试抽，由试验确定最佳抽放方法和抽
37、放参数，为建立永久性地面泵站抽放系统提供可靠的依据，避免盲目投资造成浪费。因此亭南南煤矿应应首先开开展井下下移动抽抽放工作作，积累累抽放经经验，如如今后瓦瓦斯涌出出量增大大，局部部瓦斯抽抽放系统统不能满满足要求求时，再再考虑建建立永久久瓦斯抽抽放系统统。因此此亭南煤煤矿首先先建立井井下移动动瓦斯抽抽放系统统。建议议亭南煤煤矿在井井筒预敷敷设瓦斯斯抽放管管路为建建立地面面固定瓦瓦斯抽放放系统做做准备。4 抽放放瓦斯方方法与工工艺4.1 矿井瓦瓦斯来源源分析亭南煤矿矿1011工作面面属厚煤煤层一次次采全高高，采用用综放采采煤法。工工作面瓦瓦斯一部部分来源源于开采采层的煤煤壁和落落煤解吸吸的瓦斯斯，
38、另一一部分来来源于采采空区和和邻近层层，采空空区瓦斯斯涌出包包括丢煤煤解吸的的瓦斯、围围岩涌出出的瓦斯斯，为此此工作面面瓦斯主主要来源源于开采采落煤、邻邻近层和和采空区区（含围围岩）涌涌出的瓦瓦斯。因因此1001工作作面瓦斯斯抽放的的重点应应放在预预抽本煤煤层和抽抽放采空空区瓦斯斯上。4.2 抽放瓦瓦斯方法法抽放瓦斯斯方法的的选择，主主要是根根据矿井井（或采采区、工工作面）瓦瓦斯来源源、煤层层赋存状状况、采采掘布置置、开采采程序以以及开采采地质条条件等因因素进行行综合考考虑。目目前抽放放瓦斯方方法主要要有：开开采层瓦瓦斯抽放放、邻近近层瓦斯斯抽放、采采空区瓦瓦斯抽放放，选择择具体抽抽放瓦斯斯方
39、法时时应遵循循如下原原则：1、选择择的抽放放瓦斯方方法应适适合煤层层赋存状状况、开开采巷道道布置、地地质条件件和开采采技术条条件；2、应根根据瓦斯斯来源及及涌出构构成进行行，尽量量采取综综合治理理瓦斯方方法，以以提高抽抽放瓦斯斯效果；3、有利利于减少少井巷工工程量，实实现抽放放巷道与与开采巷巷道相结结合；4、选择择的抽放放瓦斯方方法应有有利于抽抽放巷道道布置与与维修、提提高瓦斯斯抽放效效果和降降低抽放放成本；5、所选选择的抽抽放法应应有利于于抽放工工程施工工、抽放放管路敷敷设以及及抽放时时间增加加。4.3 抽放瓦瓦斯方法法的确定定根据抽放放方法的的选择原原则，结结合亭南南煤矿各各煤层的的赋存、
40、瓦瓦斯来源源等特点点，考虑虑到工作作面所需需的抽放放量，提提出亭南南煤矿较较合理的的抽放方方法。抽抽放方法法，见表表4-1： 表4-11 抽放放方案选选择类别抽排放方方式理 由由抽排放工工艺建议本煤层抽抽放采煤工作作面预抽抽及边采采边抽煤层瓦斯斯含量较较大，透透气性系系数及钻钻孔瓦斯斯涌出衰衰减系数数满足预预抽条件件在回风巷巷内打斜斜交钻孔孔、交叉叉钻孔或或垂直钻钻孔。首先采用用采空区抽抽放采空区（上上隅角）埋埋管抽放放采空区内内瓦斯涌涌出量较较大上隅角浅浅部或深深部插管管抽放首先采用用高位钻孔孔（钻场场不爬坡坡，钻孔孔沿底板板）及边边孔采空区瓦瓦斯涌出出量较大大高位钻孔孔沿回顺顺掘钻场场，向
41、采采空区上上方打扇扇形孔。边边孔不设设钻场，从从回风巷巷冒落拱拱上方打打钻孔如上隅角角浅部的的抽效果果不好，再再考虑采采用。高位钻孔孔抽放（钻场设设在煤层层顶板内内）采空区瓦瓦斯涌出出量较大大在回风巷巷内向煤煤层顶板板掘一条条小上山山，然后后返平做做钻场，向向采空区区上方打打扇形孔孔。今后考虑虑试验应应用由于亭南南煤矿首首次进行行瓦斯抽抽放，缺缺乏经验验，抽放放方法需需通过试试验来确确定，因因此首先先在1001工作作面采取取本层钻钻孔抽放放与上隅隅角瓦斯斯抽放相相结合的的方法。本本层钻孔孔抽放采采取边采采边抽与与预抽相相结合的的方式。4.4 抽放瓦瓦斯工艺艺设计4.4.1 抽抽放钻孔孔抽放方法
42、法：在工工作面回回风侧打打顺层斜斜向钻孔孔，工作作面开采采前进行行煤层瓦瓦斯预抽抽，预抽抽时间最最好6个个月以上上，开采采时进行行采动卸卸压抽放放。抽放钻孔孔布置：钻孔技技术参数数，见表表4-22；抽放放钻孔布布置，见见图4-1。表4-22 钻孔技技术参数数表钻孔类别钻孔与巷巷道夹角角（ ）钻孔与水水平面夹夹角（ ）孔深（m）钻孔直径径（mm）孔间距（m）回顺下向向孔45191509110运顺上向向孔45691509110亭南煤矿矿煤层属属于可抽抽放煤层层，透气气性较好好，根据据邻近矿矿井（下下沟煤矿矿）的抽抽放经验验钻孔间间距先取取10mm左右，如如没有达达到预期期的抽放放效果则则必须减减小
43、钻孔孔间距，采采用较密密集钻孔孔抽放。图4-11 抽抽放钻孔孔布置图图封孔工艺艺：钻孔孔采用聚聚氨酯封封孔，聚聚氨酯是是聚氨荃荃甲酸酯酯的简称称。它的的种类繁繁多，根根据原料料配方不不同，可可以制成成多种不不同产品品。对于于井下封封孔而言言，主要要要求聚聚氨酯在在发泡后后，其内内所形成成的孔为为封闭孔孔，即孔孔口不漏漏气，另另外对发发泡时间间、发泡泡倍数、固固化后的的强度，可可塑性等等均有一一定的要要求。聚氨酯封封孔采用用卷缠药药液法及及钻孔内内封孔管管结构，如如图4-2所示示。抽放管为为外径550mmm的抗静静电塑料料管，长长为56m，在管管前端固固定上铁铁档板，套套上木塞塞和橡胶胶垫圈，距
44、距前端橡橡胶垫圈圈1m处，再再套上木木塞和橡橡胶垫圈圈，并用用铁线缠缠紧固定定，在11m间距内内的抽放放管上固固定一块块毛巾布布（1mm0.77m）。卷卷缠药液液法封孔孔操作程程序为：先称出出封一个个孔的甲甲、乙组组成药液液，分别别装入两两个容器器，再将将药液同同时倒入入混合桶桶，立即即用棒快快速搅拌拌均匀，当当药液由由黄褐色色变为乳乳白色时时，停止止搅拌，将将药液均均匀倒在在毛巾布布上，边边倒药液液边向抽抽放管上上卷缠毛毛巾布，并并把卷缠缠好药液液的封孔孔管迅速速插入钻钻孔，大大约5分分钟后，药药液开始始发泡膨膨胀，220分钟钟后停止止发泡，逐逐渐硬化化固结。为为了避免免封孔管管晃动影影响封
45、孔孔质量，孔孔口处用用木塞楔楔紧。封封一个钻钻孔的聚聚氨酯用用量约为为1kgg左右。 钻孔与与管路的的连接聚氨脂封封孔1小小时后，便便可与抽抽放管路路连接，而而水泥砂砂浆封孔孔需经225小时时后才可可与抽放放管路连连接。钻钻孔与管管路连接接处应设设置流量量计和放放水装置置。钻孔孔封孔器器与抽放放管路的的连接，如如图4-3所示示。图4-33 钻钻孔与抽抽放瓦斯斯管路连连接示意意图开掘钻场场抽放：工作面面正常回回采以后后，如皮皮带输送送机影响响钻机正正常施工工，这时时可沿运运输顺槽槽每隔770m开开掘一钻钻场，在在钻场内内向工作作面布置置扇形钻钻孔进行行抽放，钻钻场规格格长3.5m，深深4m，高高度与运运输顺槽槽相同，115孔与运运输顺槽槽巷道夹夹角分别别为100、200、300、400、500，其它它参数，同同表4-2运输输顺槽上上向孔。钻钻场钻孔孔布置，见见图4-4。