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1、1/13 金银山煤矿 2012 年抽、掘、采计划 编写：总工：矿长：时间：2/13 一、2012 年抽、掘、采计划 抽采瓦斯 350 万 M3年，总进尺：2100m，生产原煤 10 万 t，钻进进尺 47440 米。1、现状 2011 年底余下可采煤量 110802 工作面、抽采煤量 110803、110804工作面：可采煤量 Q=300M（可采走向长度）*100M（工作面倾向长度）*1.6M（采高）*1.4 吨M3*95%=63840 吨；抽采煤量：110803 工作面：Q=370M*100M*1.6M*1.4=82880T；110804 工作面：Q=300M*100M*1.6M*1.4=6
2、7200T：合计 150080T 掘进煤量：110805 工作面 Q=600M*100M*1.6M*1.4=134400T 掘进煤量：110806 工作面 Q=350M*100M*1.6M*1.4=78400T 合计：212800T 二、抽采能力 1、抽放系统 我矿已安装地面高低负压抽放系统（2BEC400-132、2BEC420-185）3/13 型号 转速（传动方式）r/min 最大轴功率 kW 电机功率 kW 最大抽气速率 极限真空度（绝对压力）mbar 泵头重量（含上置分离器）kg m3/h m3/min 2BEC 400(点击查看性能曲线）340(皮带/减速机）390(皮带/减速机）
3、440(皮带/减速机）490(皮带/减速机）530(皮带/减速机）570(皮带/减速机）610(皮带/减速机）82 95 115 134 148 167 189 110 110 132 160 185 200 220 4850 5650 6250 6900 7470 8000 8600 80.8 94.2 104.2 115.0 124.5 133.3 143.3 160 3275 2BEC 420(点击查看性能曲线）340(皮带/减速机）390(皮带/减速机）440(皮带/减速机）490(皮带/减速机）530(皮带/减速机）570(皮带/减速机）610(皮带/减速机）108 132 157
4、180 204 229 260 132 160 185 200 220 250 315 6650 7650 8550 9400 10150 10700 11600 110.8 127.5 142.5 156.6 169.2 178.3 193.3 160 3720 高负压年抽采能力 Q=330 天*24*6250*0.8*30%=11880000 低负压年抽采能力 Q=330 天*24*8550*0.8*40%=19699200m3年 三、工作面瓦斯储量及抽放瓦斯量计算 1、工作面瓦斯储量 相邻 110801 工作面测定煤层瓦斯含量为 9.8m3/t。根据110801工作面瓦斯含量、11080
5、3、110804 工作面测定数据和110803、110804 工作面掘进期间瓦斯涌出量推断该工作面平均瓦斯含量为 10m3/t。工作面平均走向长 420、350 米，倾斜宽 11004/13 米，煤层平均厚度 1.6 米，容重 1.4 吨m3。因此该工作面瓦斯储量为：Q储=LHMX Q3=420*100*1.6*1.4*10=940800m3 Q4=350*100*1.6*1.4*10=784000m3 合计 1724800m3 式中：L工作面走向长度；m H工作面倾斜宽度；m M煤层平均厚度；m 煤的容重；吨m3 X煤层瓦斯含量；m3吨 2、工作面巷道掘进及打钻过程中瓦斯自然排放量 1108
6、03、110804 工作面自巷道掘进以来，通过采取边掘边抽、超前排放钻孔及风排等措施，使工作面煤层中赋存的瓦斯得到一定的释放，这不但保证了巷道掘进施工工作的顺利进行，而且在一定程度上降低了工作面煤层中的瓦斯含量，对以后工作面回采工作非常有利。因此对工作面巷道掘进及打钻过程中自然排放的瓦斯量进行统计。巷道掘进及打钻过程中瓦斯自然排放量预测：（回风按瓦斯浓度0.5%，掘 进 风 量400M3 MIN，每 天 瓦 斯 自 然 排 放 量Q=24*400*0.5%=48M3，巷道掘进及打钻过程按 4 个月计算，瓦斯自然排放总量统计 48*30*4=5760M3,110803、110804 掘进期5/1
7、3 间瓦斯自然排放总量统计 5760M3*4=23040M3,4、工作面需要抽放的瓦斯量 煤矿安全规程第 190 条规定煤层瓦斯预抽率应大于 30%，根据该条规定和上述统计计算结果，110803、110804 工作面预抽应抽出的瓦斯量（QY）为：QY0.3(Q储-Q抽-Q排)式中：QY工作面需要抽放的瓦斯量，万 m3；Q储工作面瓦斯储量，1724800m3；Q抽工作面边掘边抽钻孔抽放量，m3；Q排掘进期间风排瓦斯量，23040 万 m3。代入上式得工作面预抽率为 30%时需要抽放的瓦斯量为1701760m3 四、低负压系统抽放率计算 高负压抽釆 4 个月，抽采率 30%，剩余瓦斯含量为 10（
8、1-30%）7m3/min.d=式中：d工作面抽放率 m3/min Qy 抽放期间工作面涌出瓦斯量 Qy=QC=6500.5%=3.25m3/min Qc工作面抽放瓦斯量，即 Qc=7-Qy=3.75m3/min 则 d=53.57%1、抽放钻孔的布置 6/13（1）、抽放钻孔布置方式 平行布置、扇形布置，水平钻孔平行布置和混合钻孔布置等几种方式。钻孔布置方式要根据矿井的具体生产条件选择，对于以防突为目的的煤层瓦斯抽放，无论采用哪种布置方式，都要求在预抽煤层的 X围内均匀布孔，使整个开采区域尽可能都在钻孔控制 X 围之内。根据金银山煤矿工作面长度和打钻能力，拟采用混合钻孔单排平行布置方式，从上
9、、下顺槽同时打钻，贯穿整个工作面。钻孔布置方式如图所示。（2）、钻孔布置原则、要做到抽放钻孔“抽而有源”。即必须保证钻孔有充足的瓦斯源，以利于提高煤层瓦斯抽放率。、布置的钻孔要达到“吸而不漏”。即钻孔孔口必须位置适当，加强封孔质量，保证严密不漏气。故要求抽放钻孔的封孔段至少为57m。7/13（3）、钻孔布置注意事项、孔口位置应避开地质构造破坏带或采动裂隙区，以免漏气。、钻孔必须均匀布置，并且必须到位。、钻孔应做到抽出的瓦斯量大，服务期限长。、开采层回采工作面初次卸压时，往往发生瓦斯大量涌出，因此，开切眼附近的钻孔应适当布置密集一些。3、工作面预抽时间及单孔抽放量的确定 表征钻孔自然瓦斯涌出特征
10、的参数有两个，它们是钻孔自然初始瓦斯涌出强度（qo）和钻孔自然瓦斯流量衰减系数（a），其中钻孔瓦斯流量衰减系数 a 是评价煤层瓦斯预抽难易程度的一个重要指标。（qo）和（a）值是通过测定不同时间的钻孔自然瓦斯涌出量并按式（3-4）回归分析求得：qt=qoe-at（3-4）式中：qt自排时间 t 时的钻孔自然瓦斯流量，m3/min；qo自排时间 t=0 时的钻孔自然瓦斯流量，m3/min；a钻孔自然瓦斯流量衰减系数，d-1；t钻孔自排瓦斯时间，d。对（3-4）式积分，可以得到任意时间 t 内钻孔自然瓦斯涌出总量 Qt；Qt=otqtdt=otqo.e-atdt=qo(1-e-at)/a 即：Qt
11、=QJ(1-e-at)(3-5)式中：Qt时间 t 内钻孔自然瓦斯涌出总量,m3;8/13 QJ钻孔极限瓦斯涌出量，m3 其余符号意义同前.具体测定步骤为：（1）、在 110803 上顺槽距三叉口 195 米处右侧钻场内沿煤层打两个直径 75mm 试验钻孔，其参数见下表。孔号 孔深(m)成孔时间 封孔深度(m)有效孔深(m)1 44 2010 年 7 月 28 号 0点 2 42 2 22 2010 年 7 月 28 号 8点 2 20（2）、采用多级流量计定期测定钻孔自然瓦斯流量 q，并记录流量测定时的钻孔在排瓦斯时间 t。测定参数见下表：编号 排放时间 (d)瓦斯自然涌出量 (L/min)
12、1 1 91.7 2 2 88.37 3 3 82.56 4 4 73.9 5 5 66.6 6 6 58.7 7 7 57.3 8 8 68 9/13 9 10 76.33 10 11 64.2 11 12 68.1 12 13 65.1 13 14 51.5 14 15 61.11 15 16 62.2 16 17 58.1 17 19 57.6 18 21 56.4 19 23 43.1 20 28 44.9 21 31 43 22 34 41.12 23 37 36.5 24 40 33.91 25 44 33.4 26 49 32.7 27 54 30.2 28 59 28 29 6
13、2 24.8 根据最小二乘法原理，用一元线性回归分析法将上表数据得出10/13 110803 工作面煤层钻孔百米自然涌出规律为：qt=0.1281e-0.0191t 以上测定结果表明：110803 工作面百米钻孔初始瓦斯涌出量为0.1281m3/min100m，钻孔瓦斯流量衰减系数为 0.0191d-1。从而，百米钻孔在不同时间（t）内可抽放总量（Qt）和钻孔抽放有效系数（K）按下式计算。Qt=(1-e-at)K=(1-e-at)100 式中：Qt百米钻孔在有效抽放时间（t）内累计抽出的瓦斯量，m3；qo钻孔的初始瓦斯涌出量，m3/min；a钻孔自然瓦斯流量衰减系数，d-1；t钻孔自排瓦斯时间
14、，d；k钻孔抽放有效性系数。计算结果列于下表：排放时间(d)60 90 120 150 180 270 360 排放总量 Qt(m3)6587.59 7927.12 8681.40 9107.31 9347.78 9601.78 9561.22 9657.8 钻孔抽放有 效系数(kc%)68.21 82.08 89.89 94.30 96.79 99.42 99.90 100 由表中可以看出，当排放时间为 90 天时，排放总量已经达到极11/13 限排放量的 82.08%；当排放 120 天时，排放总量以达到极限排放量的 89.89%。虽然再又延长排放时间全抽放量增加，但实际意义并不大。因此根
15、据 110803 工作面接替时间，本着尽量减少钻孔工程量又保证抽放效果的原则，设计钻孔预抽时间为 120 天，百米钻孔抽放量为 8681.4m3。4、钻孔数量与钻孔间距 钻孔间距是重要的抽放参数，它不仅决定着钻孔总量和打钻时间，而且在预抽时间已定时，还决定着预抽率。即钻孔瓦斯流量衰减系数（a）和钻孔有效抽放时间（t），以及所需要抽放的瓦斯量（QY），然后，就可按下式计算钻孔数量和钻孔间距。n R 式中：n钻孔数量，个；K备用系数，取 1.2；QY工作面需要抽放的瓦斯量，m3；Qt百米钻孔在有效抽放时间（t）内累计抽出的瓦斯量，m3；R钻孔间距，m；L工作面走向长度，m。经计算抽放时间 4 个月
16、达到预抽率 30%，需要百米钻孔 235 个，钻孔总长 23500 米，钻孔间距 3m。12/13 5、钻孔直径 钻孔直径大，暴露煤壁面积也大，瓦斯涌出量就大。钻孔直径应根据打钻技术、抽放瓦斯量和抽放半径等因素综合考虑，按我公司现有打钻设备选用直径 75mm 的钻头，有条件时可打大直径钻孔抽放瓦斯。6、钻孔长度 钻孔的抽放瓦斯量随着钻孔长度的增大而增加，沿层钻孔的长度，一般为工作面长度的 70%90%。考虑到工作面长在 100 米左右，沿层打长钻孔有困难，可分别从工作面的上、下顺槽布置钻孔，以加大工作面的瓦斯抽放量，钻孔长度上向孔为 6570m，下向孔为 5055m。7、抽放负压 抽放负压对未
17、卸压煤层抽放瓦斯效果的影响，当前尚无统一的认识。但预抽负压不宜过高，否则容易漏气，对封孔器的选择、封孔质量等要求较高，给管理带来一定困难。一般选用 13.3326.66kpa的负压抽放。8、钻孔封孔长度 封孔应保证不漏气，以提高抽放量。在煤壁开孔，一般封孔深度为 57m。封孔材料可用聚氨脂。综上所述，回采工作面预抽钻孔参数初步确定如下：布孔方式：上、下向钻孔平行单排布置方式；钻孔平均间距：3.0m；13/13 钻孔直径：75mm；钻孔深度：120m 钻孔总长：28200m 抽放负压：13.3326.66kpa；封孔长度：5m；封孔材料：聚氨脂。考虑到工作面的接替安排和瓦斯抽放钻孔服务时间的长短
18、不同，靠近切眼处钻孔的抽放时间相对较短，因此实际打钻时钻孔间距可适当调整。具体布置如下：距切眼 100mX 围内钻孔间距定为 1.5m；100200mX 围内钻孔间距定为 2m；200m 以外 X 围内钻孔间距定为 3.5m。五、打钻能力 我矿目前有 ZY-750 全液压钻机 4 台，每台每班（8 小时）可以钻进80米、4台齐全年总钻进进度L=4*330天*2*80=211200米；2011年计划钻进进尺 47440 米，满足要求。六、生产煤量 每天采面推进 2 米，采煤工作面斜长 100 米，采高 1.6 米，每月推进 50 米，月产量 Q=100*1.6*1.4*50*95%=10640T，年产量 Q=10640*11=117040T 通过分析 2012 年我矿抽、掘、采平衡 2012 年 1 月 2 日