焦煤集团九里山矿抽采达标工艺方案设计
式中H—预抽期；
W—需抽放量； L—煤孔长度；
qb—煤孔百米钻孔流量。
4.9.5煤巷区域防突措施
九里山矿作为突出矿井，煤巷掘进前需先对掘进区域消突。利用底板抽采巷道施工穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯，控制巷道及其两帮轮廓线以外不少于30m的范围，钻孔水平投影在煤层中不得有间隔，钻孔施工完毕必须全部穿透煤层。钻孔布置方式如图6-2所示。
为了保证煤巷的安全掘进，根据《焦煤集团瓦斯抽采管理技术标准》规定以及九里山矿实际情况，并结合需要钻孔总量的计算结果，设计在底板岩巷每隔6m布置一组钻孔，每组钻孔18个，分两列呈扇形分布，列间距3m，钻孔直径94mm，每个钻孔均要穿透煤层顶底板。
图6-2 底板岩巷穿层抽采示意图
若煤巷设计长度为1200m，则底板巷也需设计1200m，共计200组钻孔，总孔深92800m，岩孔长55800m，煤孔长47000m，该条底板抽采巷控制煤量为44.55万t，瓦斯含量按24.46m3/t计算。百米钻孔流量按0.06m3/min?hm计算，抽采达标到6m3/t时需要抽采822.4万m3，预抽期203d。
H=
wL?qb?60?24100==203d
式中H—预抽期；
W—需抽放量；
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L—煤孔长度； qb—煤孔百米钻孔流量
4.9.6回采工作面区域防突措施
首先，施工两条底板岩巷掩护工作面上、下风道掘进，并开拓切眼底抽巷施工穿层钻孔掩护切眼掘进，基本上是在煤层设计工作面范围内下（上）方圈成一个“岩巷工作面”，向上（下）方煤层施工穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯；经过抽采达标进入煤巷，在形成上、下风道后采用顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯对工作面回采区域煤层瓦斯进行预抽，抽采达标后进行回采。
回采巷道切眼回采巷道
图6-3 回采工作面钻孔布置图
按照上述综合区域瓦斯治理模式，一个工作面按照2条岩巷进行区域瓦斯治理，岩巷开拓时间需要2年时间，底板巷施工穿层钻孔时间需要1年时间，穿层钻孔预抽需要1年时间，掘进2条煤巷时间需要2年左右，在上、下风道施工顺层钻孔需要1年时间，抽采达标时间预计需要1年时间，考虑到部分工程安排可以同时施工的情况，节省1年时间后，一个工作面从预抽开始到抽采达标一共需要5年的区域瓦斯治理周期。 4.9.7 封孔工艺
每个钻孔施工结束要及时封孔连抽，封孔工艺如下： 1、封孔管直径为50mm。 2、
3、注浆及注浆后24小时内不得完全关闭封孔管上的阀门，防止封孔材料在尚未凝固时由于瓦斯压力较大而遭到破坏。注浆材料凝固24小时后方可连抽。。
顺层钻孔封孔深度不小于24m。因此，共用8根封孔管，其中第一根封孔管为
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花管长3m，花管用窗纱包裹，后面7根每根长3m，在花管后即第一根1.5m处封4包聚氨酯，孔口2m处封4袋聚氨酯，共用了8袋聚氨酯，孔口再用黄泥捣实。
当采用穿层钻孔抽放瓦斯时，抽放结束后应全孔封孔。封孔采用“两堵一注”带压封孔工艺，封堵段长度不小于1m，封孔段长度不小于5m，当岩段长度小于15m时，封孔深度应达到煤岩交接处；当岩段长度大于15m时，封孔深度不得小于15m。4.6.5 钻孔连接方式
瓦斯抽采主管采用4m一根，管径为300mm的管子，初步设计在上排钻孔孔口2寸分管上400mm的位置进行安装，离安装侧煤壁间距为160mm，每根主管需用钢丝绳吊紧，整个巷道瓦斯抽采主管的吊挂高度要统一，尽量成一条直线。
单孔瓦斯抽采分管采用直径为50mm封孔管进行封孔，进行连抽时统一向外预留100mm的抽采分管，然后加装125mm的截门，每个单孔抽采分管统一向外伸出300mm，连接后向下接瓦斯抽采支管。四个抽放孔分为一组，每组的四个孔口各个分管安装高度一致并需在一直线上，略微向放水器安装方向倾斜1-2°的角度，便于排水；临近自动放水器侧的孔口分管向放水器方向统一伸出500mm，然后接自动放水器排水。上帮断面的上排孔距顶板1.2m，下帮断面的上排孔距顶板1m，下排钻孔距底板都是1m。
瓦斯抽采支管孔径不小于150mm，在下排瓦斯抽采分管下方200mm的位置进行安装，主要作用为排除积水。支管经过放水器放水后连接到瓦斯抽采主管，有利于瓦斯排放；每组需加设一个孔板流量计，加在放水器后面，便于瓦斯抽放参数的准确测定。
4.7矿井预计瓦斯抽采量及抽采效果
4.7.1 瓦斯抽放率
根据《MT5018-96矿井瓦斯抽放工程设计规范》第3.0.3条规定：设计瓦斯抽放率，可根据煤层瓦斯抽放难易程度、瓦斯涌出情况、采用的抽放瓦斯方法等因素综合确定；也可参照邻近生产矿井或条件类似矿井的数值选取。抽放率指标应符合现行的《矿井瓦斯抽放管理规范》的有关规定。
根据《AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放规范》第8.6.3条规定： 瓦斯抽出率：
——预抽煤层瓦斯的矿井：矿井抽出率应不小于20%，回采工作面抽出率应不
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小于25%；
——邻近层卸压瓦斯抽放的矿井：矿井抽出率应不小于35%，回采工作面抽出率应不小于45%；
——采用综合抽放方法的矿井：矿井抽出率应不小于30%；
——煤与瓦斯突出矿井：预抽煤层瓦斯后，突出煤层的瓦斯含量应小于该煤层始突深度的原始煤层瓦斯含量。
矿井（或采区）瓦斯抽放率的测定与计算：
在瓦斯抽采站的抽采主管上安装瓦斯计量装置，测定矿井每天的瓦斯抽采量。矿井瓦斯抽采量包括井田范围内地面钻井抽采、井下抽采（含移动抽采）的瓦斯量。每月底按下式计算矿井月平均瓦斯抽采率。
?k?100Qkc
Qkc?Qkf式中 ?k—矿井月平均瓦斯抽采率，%；
Qkc—矿井月平均瓦斯抽采量，m3/min；
Qkf—矿井月平均风排瓦斯量，m3/min Qkc=23.07 m3/min
Qkf=22.74 m3/min
?k?100Qkc=49.64%
Qkc?Qkf4.7.2 预计瓦斯抽采量
矿井预计瓦斯抽采量是指矿井瓦斯储量中在当前技术水平下能被抽出来的最大瓦斯量。其概算法是：
预计瓦斯抽采量=瓦斯储量×抽放率
由于瓦斯储量可由式计算，因此，要得到一个矿井的预计瓦斯抽采量，关键是要确定瓦斯抽放率。可抽瓦斯量=瓦斯储量×抽放率=1370.6Mm3×49.64%=680.37 Mm3 4.7.3 预抽期
根据《MT5018-96矿井瓦斯抽放工程设计规范》第3.0.4条及《AQ1027-2006
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煤矿瓦斯抽放规范》第5.3.5都规定：矿井或水平的抽放年限应与其抽放瓦斯区域的开采年限相适应。九里山矿矿井的服务年限约为40年，矿井的抽放年限也为40年。
4.7.4 建立地面永久瓦斯抽放系统的必要性及可行性
依据《矿井瓦斯抽放管理规范》第9条的规定，九里山煤矿满足建立抽放系统的必要条件，前面已经论述过，这里就不再重复。因此，从矿井长远的发展，有必要建立地面瓦斯永久抽放系统。
根据《矿井瓦斯抽放管理规范》第10条规定：“建立永久瓦斯抽放系统的矿井，应同时具备下列2个条件：（1）瓦斯抽放系统的抽放量可稳定在2m3/min以上；（2）瓦斯资源可靠、储量丰富，预计瓦斯抽放服务年限在10年以上。”从对九里山煤矿的瓦斯抽放量预计及瓦斯储量计算结果可以看出，抽放量远远大于2m3/min，同时瓦斯资源可靠、储量丰富，瓦斯抽放服务年限与矿井的服务年限相当，大于10年，所以建立地面永久瓦斯抽放系统是完全可行的。 4.7.5预计抽采效果
回采工作面生产班的绝对瓦斯涌出量为5.2m3/min，抽放瓦斯量为3.12m3/min，工作面瓦斯抽放率为3.12/5.2×100%=60%，符合《煤矿瓦斯抽放规范》的要求，也同时满足《煤矿瓦斯抽放达标暂行规定》中关于采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯量应达到的指标（工作面产量小于1500t，可解吸瓦斯量wj＜7m3/t）。经过预抽后工作面回风巷瓦斯含量最高为0.4%，符合要求。
掘进工作面绝对瓦斯涌出量为2.7m3/min，掘进工作面瓦斯抽放量为1.5m3/min。瓦斯抽放率1.5/2.7×100%=55.5%，符合《煤矿瓦斯抽放规范》的要求。经过抽放后，掘进工作面回风流中瓦斯含量最高为0.28%，符合要求。
整个矿井单位时间抽放量为41.6m3/min。矿井绝对瓦斯涌出量为61.01m3/min，瓦斯抽放率为68.2%，符合《煤矿瓦斯抽放达标暂行规定》的要求。
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