红岭煤矿瓦斯抽放设计(3)

3.2.2 抽放系统参数满足《矿井瓦斯抽放管理规范》第10条

《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。 红岭煤矿正在进行井下局部抽放试验，抽放系统浓度27%，纯瓦斯流量达到了4m3/min以上。从瓦斯储量和服务年限看，红岭煤矿二

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煤层瓦斯储量

46561.2m3，预计瓦斯抽放服务年限可达30年。因此，红岭煤矿抽放系统参数满足《矿井瓦斯抽放管理规范》第10条。

4 抽放方法

4.1 抽放方法选择依据

选择抽放瓦斯方法，应根据煤层赋存条件、瓦斯来源、巷道布置、瓦斯基础参数、瓦斯利用要求等因素经技术经济比较确定。并应符合下列要求：

（1）尽可能利用开采巷道抽放瓦斯，必要时可设专用抽放瓦斯巷道。 （2）适应煤层的赋存条件及开采技术条件。 （3）有利于提高瓦斯抽放率。

（4）抽放效果好，抽放的瓦斯量和浓度尽可能满足利用要求。 （5）尽量采用综合抽放。

（6）抽放瓦斯工程系统简单，有利于维护和安全生产，建设投资省，抽放成本低。

红岭煤矿二1煤层为可以抽放的单一厚煤层，是矿井瓦斯的主要来源，且具有突出危险性，据此选择本煤层预抽方法作为红岭煤矿的主要抽放方法。

本煤层抽放瓦斯方法可按下列要求选择：

（1）煤层透气性较好，宜采用本煤层预抽方法，一般优先考虑沿层布孔方式；当突出危险性大时，可选择穿层布孔方式。

（2）透气性较差，有一定倾角的分层开采煤层，宜采用边采边抽的卸压抽放方法。

（3）单一低透气性高瓦斯煤层，可选用密集网格钻孔、水力割缝、水力压裂、松动爆破、深孔控制卸压爆破、物理化学等方法强化抽放。

（4）煤巷掘进瓦斯涌出量较大的煤层，可采用边掘边抽或先抽后掘的卸压抽放方法。

根据红岭煤矿二1煤层赋存条件、瓦斯来源、瓦斯基础参数及巷道布置方式，对采掘工作面采用本煤层预抽和采空区抽放相结合的抽放方式。 4.2 回采工作面预抽方法设计 4.2.1 回采工作面预抽方法

目前，回采工作面预抽方法主要有顺煤层扇形布孔预抽、顺煤层平行布孔预抽、顺煤层交叉钻孔预抽、顺煤层迎向钻孔预抽、煤层湿润抽放等。

（1）顺煤层扇形布孔预抽

在回采工作面机风两巷做钻场，钻场间距15～30m，每个钻场施工3～10个钻孔，钻孔顺煤层布置。钻孔布置方式如图4-1所示。

（2）顺煤层平行布孔预抽

这是近几年回采工作面瓦斯预抽的主要方法，通常在采煤工作面机、风两巷向回采区域施工钻孔，钻孔间距根据煤层透气性和预抽时间而定，8～10 m或2～3 m，孔径75 mm，孔深60～70 m。对于低透气性煤层，预抽率较低。钻孔布置方式如图4-2所示。

（3）顺煤层交叉钻孔预抽

在高瓦斯和突出危险煤层中采用交叉钻孔抽放，两种布孔方式如图4-3所示。钻孔直径76 mm，迎向钻孔夹角50°～65°，钻孔间距Lc根据煤层必须的抽放率而定。

钻孔进入采动影响带之前，预抽时间不得低于6个月。煤层抽放率（瓦斯涌出量降低水平）在钻孔间距16 m时为30～40%，在钻孔间距为12 m时为40～50%。

（4）顺煤层迎向钻孔预抽

在煤质较硬的含瓦斯煤层中采用迎向钻孔抽放。两种布孔方式如图4-4所示，在目前的打钻技术水平条件下，这种方法建议在斜长150 m以下的采面应用。如果分层开采采空区中丢有煤炭，需对采空区瓦斯进行抽放，在上下山处向采空区冒落拱打高位钻孔。

钻孔夹角50°～65°，最小超前抽放距离L0不低于150 m，高位钻孔距离

L=1.5～2Lc。

当Lc=8 m，预抽时间不低于6个月时，煤层抽放率30～40%。在超前距离为150 m时，采动影响带内抽放率20%。

（5）煤层湿润抽放

此法用在透气性大于10-3毫达西的高透气性煤层。首先用平行钻孔进行预抽，当平行钻孔距工作面90～100 m时开始用该孔注水湿润煤体，随后用风巷打的迎向钻孔进行卸压带抽放。注水工作完成后，平行钻孔继续抽放。

迎向钻孔的

孔底沿采面距风巷的距离不小于采面斜长的三分之一。如图4-5所示。

迎向钻孔倾角50°～60°，钻孔间距Lc=1.52Ln。

4.2.2 红岭煤矿回采工作面预抽方法设计

根据红岭煤矿瓦斯地质条件和回采工作面生产布置方式，回采工作面预抽采用顺煤层迎向布孔方式。 4.2.2.1 工作面概况

红岭煤矿回采工作面走向长度设计500m，倾斜长度100m，可采面积50000m2，平均煤层厚度6.2m，可回采煤量406.1Kt，可采期15个月。

回采工作面采用走向长壁后退式简易放顶煤采煤法，采用金属支架，

回采工

红岭煤矿矿井瓦斯抽放系统设计初步方案

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艺为打眼爆破落煤，全部陷落法管理顶板。回采工作面两巷采用木柱支护，支护规格为2.4m×2.4m。 4.2.2.2 回采工作面瓦斯储量

回采工作面煤炭储量406.1Kt，二1煤煤层瓦斯含量x 9.16m3，则回采工作面的瓦斯储量为3719.876Km3。

红岭煤矿为高瓦斯矿井，根据《矿井瓦斯抽放管理规范》第28条、《煤矿瓦斯抽放技术规范》第4.3条，预抽煤层瓦斯的矿井，回采工作面抽出率不小于25％，则回采工作面的需抽瓦斯量为929.969Km3。 4.2.2.3 抽放钻孔布置 （1）钻孔布置方式

根据回采工作面的煤层地质条件和机风两巷的断面大小，决定采用顺煤层平行布孔方式，由工作面机巷施工上行钻孔，钻孔轴线平行于回采工作面煤壁。

（2）钻孔布置参数

钻孔为上行钻孔，由回采工作面机巷施工，钻孔间距2m，。自距离工作面切眼5m起，沿机巷每2m布置一个钻孔，直至工作面停采线为止，如图4-6所示。

（3）钻孔参数

钻孔直径75mm，设计长度90m。 （4）吨煤钻孔长度

回采工作面共布置钻孔250个，累计钻孔总长度22500m，吨煤钻孔长度为0.055m/t。

按照《矿井瓦斯抽放管理规范》第28条，当采用顺层孔抽放时，吨煤钻孔量如表4-1所示。

红岭煤矿二1煤层属于可以抽放煤层，煤层平均厚度6.2m左右，设计吨煤钻孔长度为0.055m/t，根据表4-1的规定，达到了对可以抽放的厚煤层规定的吨煤钻孔量0.03～0.05m/t的标准。

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