抽采达标工艺方案设计(5)

快，综合认为：回采工作面应采取以采空区、邻近层瓦斯抽放为主，针对工作面瓦斯涌出特征，提出如下抽放方法。

方案一：内错高位瓦斯巷抽放采空区瓦斯

由于我矿是煤层群开采，由表4-1可知其开采层上下邻近层和采空区瓦斯涌出较大，因此治理八连城煤矿开采层煤瓦斯的关键在于治理起邻近层和采空区瓦斯，根据以往在国内其它矿井治理邻近层和采空区瓦斯的成功经验，结合开采煤层的赋存条件和工作面巷道布置情况，分析研究拟采用内错高位瓦斯巷治理邻近层和采空区瓦斯。该方法是在综采工作面回风巷内侧15m处，沿18#煤层开掘一条瓦斯巷，密闭进行抽放，通过开采层的采动影响所形成裂隙在抽放负压作用下截流上邻近层涌出的瓦斯，同时将工作面采空区内高顶区瓦斯抽走，降低采空区和邻近层向工作面瓦斯涌出，有效地解决上隅角瓦斯积聚和回风瓦斯超限问题。其抽放方法见图4-1。

卸压带运 巷采区皮带巷采区材料巷专用回风巷瓦斯巷风巷

图4-1内错高位瓦斯巷引排采空区瓦斯示意图

方案二：高位钻孔抽放采空区瓦斯

高位钻孔是提高开控点标高，增加钻孔在裂隙带的有效长度，利用顺层钻孔抽放采空区高处的高浓度瓦斯，提高抽放效率，现将高位顺层钻孔施工方法叙述如下：

⑴ 抽放方法：沿煤层顶板向采空区方向呈扇形打10个孔深为150～200m钻孔，钻孔终孔点距回风巷的最远距离在80m以上，封孔后抽放采空区及邻近层瓦斯。

⑵ 钻场施工：在工作面回风巷，沿回风巷走向每隔120m开掘一条垂直回风巷的上山，上山宽3m，高2.5m，坡度为30°，掘6m后返平，再沿煤层顶板掘2～3m平巷作为钻场，上山总长度7~8m，钻场采用工字钢支护。

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⑶ 钻孔布置：每个钻场内布置10个钻孔，呈扇形布置，详见图4-2。煤层走向没有变化的情况下，各钻孔参数见表4-2。

工作面运输巷道54321工作面5432B1AA钻场 抽放管采空区埋管B工作面回风巷道A-A剖面钻孔B-B剖面

图4-2 高位顺层钻孔＋采空区埋管抽放采空区瓦斯

表4-2 高位顺层钻孔技术参数表

孔号 1 2 3 4 5 孔径φ 94 94 94 94 94 方位 5 15 25 35 45 倾角 4～5 4～5 距顶板4～5 4～5 4～5 0.5m 0.5 0.5 0.5 120～150 120～150 120～150 开孔 钻孔间距 0.5 0.5 孔深 120～150 120～150 ⑷ 封孔工艺：钻孔采用聚氨脂封孔，封孔深度5m，封孔段长度2m，封孔管为Φ60mm的铁管（或抗静电塑料管），再用钢丝骨架胶管连接到DN400mm抽放管上，再连接到主管路上。

⑸ 抽放管路管理：随着工作面的推进，靠近切眼的抽放钻孔不断报废，当钻孔距工

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作面切眼一定距离时，该钻孔进入卸压区，进行卸压抽放。随着抽放管路不断变短，靠近切眼的管路要逐段卸下来，端头用法兰片密封。为了不影响工作面的正常回采，需提前拆除距切眼20m以内管路，这给瓦斯管路的管理造成一定困难，所以可以考虑在靠近工作面切眼30m内的钻孔用软胶管与抽放管未端相连，抽放管未端特制一段2～3m长的短管，短管上做几个变径三通，与靠近工作面的钻孔用软管相连，钻孔报废后再向前移动短管，保持短管始终在抽放管路的未端，见图4-3。这样一来，工作面的预抽钻孔可以抽取大量的卸压瓦斯，来弥补难以抽放这一缺陷。 抽放支管软管

图4-3抽放管路末端连接示意图

方案三：仰角钻孔抽放瓦斯

仰角钻孔和高位钻孔相差不多，仰角钻孔省去高位钻孔掘进小上山的费用，加快钻孔施工，但是钻孔在裂隙带的有效长度减少，钻孔密封效果和钻孔有效寿命降低。

仰角钻孔施工方法叙述如下：

⑴ 抽放方法：在回风巷布置的钻场内向采空区方向呈扇形打10个孔深为120～150m仰角钻孔，钻孔终孔点距回风巷的最远距离在80m以上，封孔后抽放采空区及邻近层瓦斯。

⑵ 钻场施工：在工作面回风巷，沿回风巷走向每隔100m开掘一个垂直回风巷的钻场，长度4m，宽3m，高2.5m，钻场采用工字钢支护。

⑶ 钻孔布置：每个钻场内布置10个钻孔，呈扇形布置，详见图4-4。若煤层倾角为2～7°，煤层走向没有变化的情况下，各钻孔参数见表4-3。

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工作面运输巷道10987654A321工作面BA钻场 抽放管B工作面回风巷道A-A剖面钻孔B-B剖面

图4-4 仰角钻孔＋采空区埋管抽放采空区瓦斯

表4-3 仰角钻孔技术参数表

孔号 1 3 5 7 孔径φ 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 方位 0 10 20 30 40 5 15 25 35 45 倾角 7～9 7～9 7～9 7～9 7～9 7～9 7～9 开孔 钻孔间距 0.5 0.5 孔深 120～150 120～150 120～150 120～150 120～150 120～150 120～150 120～150 120～150 120～150 开孔点距钻场顶板0.5m 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 9 2 4 6 8 10 开孔点距钻7～9 7～9 7～9 场顶板1.0m 0.5 0.5 0.5 ⑷ 封孔工艺： 同方案二。 ⑸ 抽放管路管理：同方案二。

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4.3 矿井抽放瓦斯量预计

⑴ 开采煤层抽放量预计

根据19#、20#和26#煤层的赋存条件、开采布置方式和现行开采方法，工作面的瓦斯主要来源于邻近层和围岩。根据前面对工作面瓦斯涌出特点的分析，回采工作面日产为2000t/d

时，在回采开采煤层瓦斯涌出量为7.53~7.97 m/min。但是由于19、20和26煤层百米钻

3

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孔极限瓦斯涌出量不稳定，较难进行本煤层抽放，若采用强化抽放，预计抽放本煤层卸压瓦斯量为开采层总瓦斯涌出量的25%左右，故开采煤层预抽瓦斯量为2 m3/min。

⑵ 采空区（含邻近层及围岩）抽放量预计

近年来，我国采空区瓦斯抽放发展较快，采空区抽放瓦斯量所占抽放瓦斯量的比重愈来愈大，单工作面抽放瓦斯量最高达100m3/min。采空区抽放瓦斯量的多少，主要取决于采空区内瓦斯资源的多寡和矿井的抽放瓦斯能力。对我矿采煤方法和工作面瓦斯涌出情况统计，在回采工作面达到设计生产能力2000t/a时，回采工作面采空区（含邻近层）瓦斯涌出量为15.41~19.93m3/min，考虑到工作面瓦斯涌出不均衡性，工作面瓦斯涌出不均衡系数取1.5，工作面最大瓦斯涌出量为22.82~29.9m3/min。根据国内相同条件矿井的抽放经验，结合我矿开采煤层工作面抽放结果分析认为，采用内错高位尾巷、高位钻孔或仰角钻孔抽放采空区涌出的瓦斯方法，按采空区抽放瓦斯涌出量的65%计算，故预计工作面抽放采空区瓦斯量为21m3/min。

⑶掘进工作面抽放瓦斯量预计

通过对开采煤层掘进工作面瓦斯涌出统计和掘进工作面瓦斯涌出预测结果分析，掘进工作面瓦斯涌出量不大，目前靠通风完全可以瓦斯问题，正常情况下不需进行抽放。但考虑到八连城煤矿地质构造较复杂，开采煤层裂隙较发育，局部地区存在高瓦斯富集区，需进行局部抽放，可采用井下移动抽放瓦斯系统对掘进工作面前方煤体瓦斯进行抽放，地面系统不预留掘进工作面抽放瓦斯量。

⑸矿井抽放瓦斯量预计

西采区一般情况下井下有2个综采工作面开采，根据前面各项预计结果，西采区按2个综采工作面同时开采，西采区建立抽放瓦斯系统需具备抽放46m3/min纯瓦斯的能力，故八连城煤矿西采区抽放瓦斯系统设备选型按系统抽放瓦斯能力46m3/min进行设计。

中央采区一般情况下井下有1个综采工作面开采，根据前面各项预计结果，中央采区按1个综采工作面同时开采，中央采区建立抽放瓦斯系统需具备抽放23m3/min纯瓦斯的能

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