金沙县新化乡贵源煤矿五号井2092综采工作面瓦斯抽采专项设计
6# 7# 8# 9# 10# 11# 12# 13# 14# 15# 合 计 135 140 144 148 151 153 156 147 159 160 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 1 15 42 47 52 57 62 67 73 78 84 89 817 42 47 52 57 62 67 73 78 84 89 817 15 三、钻孔封孔
顺层钻孔封孔管采用Φ50的PVE管，长度不得小于9米；封孔材料选用马丽散，每孔不少于6袋，封孔长度不得低于8米(见图2-3)。穿层钻孔封孔管采用Φ109的铁管，长度不得小于10米；封孔材料选用马丽散，每孔不少于4袋，封孔长度不得低于5米。
封孔段封孔管钻孔8米1米图2-3 2092综采工作面顺层钻孔封孔示意图
第二节 低负压瓦斯抽放
依据瓦斯涌出的分析，2092综采面回采时，采空区的瓦斯主要来自于2092综采面煤壁的瓦斯、围岩瓦斯及邻近层的瓦斯，如不及时采取措施或采取措施不及时，极易造成回风隅角与回风流瓦斯超
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限，影响矿井安全生产，该部分瓦斯主要采用低负压瓦斯抽放来处理。在瓦斯治理的主要手段上，主要采用回风隅角埋管抽放、高位窝抽放、高位抽放钻孔。
一、回风隅角埋管抽放
回风隅角埋管抽放主要是在回风隅角预埋瓦斯直径为500～800mm的瓦斯抽放管，抽取采空区的瓦斯，减少采空区瓦斯外溢，从而达到降低回风流瓦斯浓度的效果。回风隅角埋管抽放的关键在于如何选择抽放口，若抽放口距离切顶线太近（1～3米），埋管抽放将会抽出大量的空气，抽放浓度低，达到埋管抽放的效果；若抽放口距离切顶线太远（超过50m以上），即便是抽出瓦斯浓度再高，也不会对工作面回风流瓦斯产生多大，故选择好抽放口的位置对埋管抽放影响至关重要。
在2092采面采空区埋管抽采设计为沿回采工作面回风顺槽的上帮敷一趟低负压瓦斯管，随着工作面的推进，瓦斯管的一端逐渐埋入采空区，具体详见图2-4。
采空区瓦斯抽采管直径800mm控制阀控制阀隔离强煤层工作面 采 空 区 图2-4 2092采面采空区预埋管路抽采瓦斯示意图
二、高位抽放仓
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高位抽放仓是抽取采空区顶部的瓦斯。高位仓2092回风巷每隔30米，在回风巷上帮由顶板向上施工5～8米，将瓦斯抽放管延深到高位仓，形成“T”型，T型管长为1～1.5m，管径与抽放管相同，T型管钻直径为10～20mm小孔。当高位仓进入采空区3～5m即可进行抽放，即可进行管路搭茬，并打开抽气阀门进行抽放。高位抽放仓布置见图2-5。
图2-5 2092综采面高位抽放仓布置示意图
2高位抽放窝72092回风巷33022092采面68高位抽放窝60°2092回风巷侧视图平面图
三、高位钻孔抽放
当穿层预抽邻近层瓦斯的钻孔进入煤壁区后，可以停止该钻孔的高负压抽放，采用低负压抽放。抽放钻孔布置见图2-2。
第三节 瓦斯抽放系统的选择
一、高负压瓦斯抽放系统的选择
（一）高负压瓦斯抽放量核定
1、抽采区域控煤量为70.2万吨。 2、抽采控制区域瓦斯储量计算
Q瓦= Q煤×W×K
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式中 Q瓦——瓦斯资源量，万m3。
Q煤——煤层资源储量，万t。 W——瓦斯含量，m3/t。
K——围岩瓦斯涌出系数，取1.1
则 Q瓦=70.2×19.7085×1.1 =1383.54万m3 3、需抽采瓦斯量计算 ⑴、按抽采率计算
Q抽＝ Q瓦×η
式中 Q抽——需抽采的瓦斯量，万m3 Q瓦——瓦斯资源量，万m3 η——瓦斯抽采率，取30%
则Q抽＝1383.54×30%=415.06万 m3 ⑵、按抽采后残余瓦斯储量计算 Q抽＝Q煤×（W－W残）
式中Q抽——需抽采的瓦斯量，万m3
Q煤——煤层资源储量，万t W——瓦斯含量，m3/t
W残——残余瓦斯含量，m3/t，取6 m3/t
则Q抽＝70.2×（19.7085-8）≈821.9367万m3 通过以上计算需抽采的瓦斯量Q抽取821.9367万 m3。 (二)、本煤层瓦斯抽放支管直径计算 1、瓦斯抽采支管纯流量
根据《贵源煤矿五号井瓦斯抽采设计》提供的参数，采煤工作面顺层抽采纯流量为12m3/min。
按采煤工作面运输巷、回风巷安装相同管径的抽采支管、同时进行抽采，那么运输巷、回风巷抽采的瓦斯纯流量为6 m3/min。
2、抽放支管直径计算
⑴、瓦斯抽采浓度和混合瓦斯流量
高负压抽采浓度取10%，混合瓦斯量为6÷12%=50(m3/min) ⑵、瓦斯抽采支管直径
计算公式为：D=0.1457(1.4Q/V)0.5 式中：D——抽采瓦斯管内径，m；
Q——瓦斯管中混合瓦斯的流量， m3/min；
V——瓦斯管中混合瓦斯的平均流速，一般V=5～15m/s，
取V＝10m/s
D=0.1457×（1.4×50÷10）0.5＝0.388 m 选用Dg400×6型PVE管作为瓦斯抽放支管。
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(三)、瓦斯抽放泵能力核定
2092综采面预抽本煤层瓦斯期间，高负压抽放泵负责抽采2092采面瓦斯、两个掘进工作面瓦斯。
2092采面抽放混合量为50m3/min；
掘进工作面抽放混合量为2×25=50 m3/min。
那么矿井高负压抽放混合量Q=50+50=100m3/min。
选用2BEC-67型水环式真空泵2台作为矿井高负压抽放泵，额定抽放量为385m3/min，大于100m3/min，现有高负压抽放泵能满足要求。
二、低负压瓦斯抽放系统的选择
(一) 采空区及临近层瓦斯量计算
根据矿井邻近采面回采时的资料， C9煤层回采时邻近层的相对瓦斯涌出量为24.50 m3/t，按日产量2000t计算则临近层瓦斯涌出绝对量为24.50×2000÷1440=34.02m3/min。
低负压抽放量按采空区及临近层瓦斯涌出量的20%计算，则低负压抽放的混合流量
Q低纯=34.02÷20%=170.1m3/min。 (二) 低负压抽放支管计算
D=0.1457(1.4Q/V)0.5
式中：D——抽采瓦斯管内径，m；
Q——瓦斯管中混合瓦斯的流量， m3/min；
V——瓦斯管中混合瓦斯的平均流速，一般V=5～15m/s，
取V＝10m/s
D=0.1457×（1.4×170.1÷10）0.5＝0.71m
选用φ800的螺旋焊管作为低负压瓦斯抽放支管。 (三)、瓦斯抽放泵能力核定
2092综采面回采期间我矿只有一个采煤工作面作业，通过计算得知低负压抽放混合量为170.1m3/min。
选用2BEC-100型水环式真空泵作为矿井低压抽放泵，额定抽放量为940m3/min，主管直径800mm能满足抽放要求。
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