焦煤集团九里山矿抽采达标工艺方案设计
年度投1月份 2月份 资 投资 投资 投资 瓦斯抽采钻孔 1631.2 142.4 129.6 岩孔 1082.4 104 91.2 15091底抽巷及294.4 19.2 8 切眼底抽巷 16061工作面底137.6 22.4 16 抽巷 16131运输底抽115.2 0 0 巷及切眼底抽巷 16131回风底抽267.2 0 8 巷及钻场 16051工作面底77.6 22.4 19.2 抽巷 15081底抽巷 72 24 24 15101车场揭煤 22.4 0 0 东二底抽巷及车48 8 8 场揭煤 东底板大巷 48 8 8 煤孔 548.8 38.4 38.4 16051工作面 120 0 0 东四工作面 56.8 0 0 15091工作面 68.8 0 0 14煤柱工作面 24 0 0 3月份 4月份 5月份 6月份 7月份 8月份 9月份 10月12月11月份 份 份 投资 投资 投资 投资 投资 投资 投资 投资 投资 投资 153.6 154.4 140.8 140.8 130.4 121.6 136 111.2 131.2 139.2 118.4 119.2 99.2 99.2 75.2 62.4 86.4 54.4 78.4 94.4 12.8 22.4 0 28.8 22.4 16 0 8 8 35.2 0 4 0 0 9.6 22.4 12.8 25.6 13.6 8 11.2 8 8 35.2 0 4 0 0 12.8 24 24 24 0 12.8 25.6 0 0 0 0 0 59.2 12.8 4 12 4 48 0 16 0 40 0 56 0 20.8 20.8 12.8 12.8 12.8 12.8 25.6 25.6 25.6 0 0 11.2 8 0 0 0 8 0 0 0 0 12.8 12.8 12.8 12.8 25.6 25.6 25.6 25.6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8 8 0 41.6 41.6 55.2 0 0 0 4 4 4 6.4 6.4 12 0 0 4 0 0 0 0 49.6 56.8 52.8 44.8 25.6 27.2 27.2 27.2 4 9.6 9.6 9.6 12 12 8 0 4 4 4 4 - 24 -
焦煤集团九里山矿抽采达标工艺方案设计
24 0 0 0 0 255.2 38.4 38.4 31.2 31.2 218.08117.523117.52318.6357封孔材料 17.24499 84 35 135 15 129.17110.379810.37911.0389固特捷（AB袋） 10.21512 84 8 88 2 7.143257.14327.59679固特捷 88.91 7.02987 5 55 5 271.84115.098814.8443835.01115.7876抽采管路 912 96 8 872 04 支管路 78 19.5 支管路 34.8 2.61 2.61 3.132 2.61 连接管 9.12 0.684 0.684 0.8208 0.684 149.92111.804811.5503811.55912.4936封孔管 912 96 8 072 04 16061工作面 15081工作面 0 0 4 4 4 4 4 4 31.2 31.2 31.2 22.4 0 0 0 0 18.07918.63518.07918.357517.52318.9118.91318.635425 715 425 7 135 386 86 715 10.70911.03810.70910.874110.37911.2011.20311.0384 92 4 6 88 368 68 92 7.37007.59677.37007.14327.7107.71017.59677.48341 25 95 25 55 18 8 95 15.42040.20515.73315.919234.86015.9615.96237.033872 648 572 76 828 3288 62 048 19.5 19.5 19.5 2.61 3.393 2.871 2.871 2.871 2.61 2.61 4.002 0.684 0.8892 0.7524 0.7524 0.7524 0.684 0.684 1.0488 12.12616.42312.11012.295811.73712.6612.66812.482872 448 172 76 428 9288 62 248 - 25 -
焦煤集团九里山矿抽采达标工艺方案设计
4.7 抽放瓦斯方法选择的原则
抽放瓦斯方法主要有：开采层瓦斯抽放、邻近层瓦斯抽放、采空区瓦斯抽放。选择具体抽放瓦斯方法时应遵循如下原则：
⑴ 抽放瓦斯方法应适合煤层赋存状况、开采巷道布置、地质和开采条件； ⑵ 应根据瓦斯来源及构成进行，尽量采取综合抽放瓦斯方法，以提高抽放瓦斯效果；
⑶ 有利于减少井巷工程量，实现抽放巷道与开采巷道相结合；
⑷ 选择的抽放瓦斯方法应有利于抽放巷道布置与维修、提高瓦斯抽放效果和降低抽放成本；
⑸ 所选择的抽放方法应有利于抽放工程施工、抽放管路敷设以及抽放时间增加。
4.8工作面瓦斯来源构成
九里山矿属单一煤层开采，对工作面瓦斯涌出量结果分析，工作面涌出的瓦斯主要来源于顶分层涌出的瓦斯，其次是下分层和采空区涌出的瓦斯。计算得出工作面的瓦斯涌出构成：
Qd?27.313.3?60% Qx??29.2%
27.3?13.3?4.927.3?13.3?4.94.9?10.8%
27.3?13.3?4.9Qc?由上可得：
顶分层工作面(Qd)瓦斯占60%、掘进工作面(Qx)瓦斯占29.2%、采空区(Qc)瓦斯占10.8%。瓦斯涌出构成中以顶分层回采工作面和下分层涌出的瓦斯为主，占矿井瓦斯涌出量的89.2%，因此，矿井的瓦斯治理重点应放在顶分层回采和掘进工作面上。
4.9工作面瓦斯抽放方法
4.9.1区域防突措施方法选择
区域防突措施是指在突出煤层进行采掘前，对突出煤层较大范围采取的防突措施。区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类。
从九里山矿的地质资料来看，本矿井井田范围内可采煤层为二1煤层，二3煤层
- 26 -
焦煤集团九里山矿抽采达标工艺方案设计
位于二1煤层上部，平均煤厚0.3m，较发育，但不可采，距二1煤层21m，因此二3煤层不可作为保护层开采。综合考虑认为：本矿井二1煤层突出危险区的煤层不具备开采保护层条件；因此认为二1煤层无保护层可以开采。选择预抽煤层瓦斯作为九里山煤矿区域防突措施。
4.9.2预抽煤层瓦斯区域防突措施要求
（1）穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯措施的钻孔应当控制整条煤层巷道及其两侧不少于30m范围的煤层。穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制整个开采块段的煤层。
（2）顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制区段内的整个开采块段、两侧回采巷道及其外侧20m范围内的煤层。
（3）穿层钻孔预抽石门（含斜井等）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向距离7m以前实施。钻孔的最小控制范围是：石门和立井、斜井揭煤处巷道轮廓线外15m，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。
（4）当煤巷掘进和采煤工作面在预抽防突效果有效的区域内作业时，工作面距未预抽或者预抽防突效果无效范围的前方边界不得小于20m。
（5）本区为厚煤层分层开采，预抽钻孔应控制全煤厚。
（6）预抽煤层瓦斯钻孔应当在整个预抽区域内均匀布置，钻孔间距应当根据实际考察的煤层有效抽采半径确定。
（7）预抽瓦斯钻孔封堵必须严密。穿层钻孔的封孔段长度不得小于5m，当岩孔长度小于15m时，封孔深度应达到煤岩交界处，当岩孔长度大于15m时，封孔深度不得小于15m；顺层钻孔的封孔段长度不得小于8m，封孔深度不小于24m。
（8）施工钻孔时，应当做好每个钻孔施工参数的记录及抽采参数的测定。钻孔孔口抽采负压不得小于13kPa。预抽瓦斯浓度低于30%时，应当采取改进封孔的措施，以提高封孔质量。
4.9.3地面井大面积预抽煤层瓦斯措施
为确保矿井生产安全，按照“先抽后采”的原则，除建立瓦斯抽放站对井下煤层瓦斯进行抽放外，还在地面进行了地面井抽采。由于九里山矿不具备开采解放层的条件，2006年开始，焦煤集团与河南省煤层气公司合作，在16地区区域内进行
- 27 -
焦煤集团九里山矿抽采达标工艺方案设计
了地面钻孔压裂抽采试验，共施工抽采钻井8口。前期的试验表明，地面压裂后煤体孔裂隙显著增加，对于井下钻孔的抽采具有显著的增透效果，因此，利用这一结论进行井上下钻孔的联合抽采，必然会取得更为理想的效果。目前，在16采区西翼与河南省煤层气公司合作施工的两口地面钻井已经结束，即将进入地面压裂抽采阶段；在16采区东翼与中石油公司合作施工的另一口地面钻井也已施工结束。在地面抽采到一定阶段后，将从井下进行联合压裂抽采。 4.9.4石门揭煤工作面区域防突措施
严格按照《防治煤与瓦斯突出规定》第四十九条第四款规定要求，揭煤瓦斯抽采钻场钻孔控制范围：车场揭煤处巷道轮廓线外15m，同时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。根据16采区实际考察数据，抽采钻孔的影响半径是3m，为了加大预抽力度，设计在倾向上沿煤层底板层面钻孔每相邻两排垂距为3m，走向上煤层顶板层面钻孔间距为2.5m，共设计108个钻孔，分别布置在左、中、右三个钻场，每个钻场布置五排钻孔，第1排布置4个钻孔，2-5排每排布置8个钻孔，每个钻场共布置36个钻孔，左右两个钻场每排间隔350mm，钻孔间距500mm；中间钻场每排间隔350mm，钻孔间距400mm。
穿层预抽钻孔的布置方式如图6-1。
＞15m＞15m图6-1 石门揭煤穿层钻孔预抽方式及钻孔布置示意图
揭煤钻场设计108个钻孔，钻孔总长度7317.5m，其中岩孔长4341.5m，煤孔长2976m。揭煤钻场控制范围内的煤量1.2万t，原始瓦斯含量24.46m3/t，达标瓦斯含量6m3/t，需抽采瓦斯22.15万m3。百米钻孔流量按0.06m3/min?hm计算（矿井百米钻孔流量参考16采区），抽采达标时间86天。
H=
wL?qb?60?24100=86d
- 28 -