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1、11041 工作面预抽煤层瓦斯抽放设计设计：赵利国 总工：徐 耀安阳鑫龙煤业（集团）龙山煤业公司11041 工作面预抽煤层瓦斯抽放设计一、工作面概况1 、工作面位置11041 工作面位于 11 采区北翼，南起轨道上山煤柱，北至切眼 。上 部为 11021 工 作面，未回采。下部为 11061 工作面，已回采。其地表位于 南龙山村南，地面无建筑物。2 、煤岩层结构情况本工作面开采为二迭系山西二 1 煤层煤层厚度较为稳定，一般在 4.5 米 左右。在煤层 下部有两层夹矸，厚 0.2 0.4 米。此处二 1 煤无伪顶，直接 顶板为泥岩，厚约 0.8 3.2 米。老顶为中粒砂岩，厚度约 29 米左右。
2、直接 底为泥岩，厚度约 4.5 米左右。老底为细 粒砂岩，厚度约 8 米左右。 本工作面产状 300 度一 350 度 /6 10 度。3 、地质构造本工作面产状变化较大， 断裂构造发育。 11041 上、下顺槽掘进过程中 共揭露断层 条，在工作面里部揭露一断层，落差在 7 米左右，把整个煤层断 开，在 11041 工作面掘 进过程中将会有较多的断层出现。4、水文地质本工作面充水条件简单。无老空水及顶板裂隙水出现。5 、瓦斯 本工作面属于煤与瓦斯突出区，在整个掘进过程中，瓦斯含量都会比较高。因此，通风防突部必须制定 11041 回采工作面防突措施，防止煤与瓦 斯突出事故发生。6 、地质储量本工
3、作面平均走向长 290 米，平均斜长为 135 米，平均厚度为 4.5 米， 容重 1.46 吨 /m 3，其地质储量为 25.72 万吨。二、工作面预抽煤层瓦斯技术1 、工作面预抽煤层瓦斯的目的 采用预抽煤层瓦斯防突技术以消除加回采工作面的突出即在突出危险煤层采掘危险性。预抽煤层瓦斯是一种区域性的防治煤与瓦斯突出的措施,工作之前，进行大面积的预先抽放瓦斯，以降低或消除突出危险。瓦斯压力是造成突出的因素之一，当煤层瓦斯压力降到 0.74Mpa以下时，就有减小和消除发生突出的可能。钻孔预抽煤层瓦斯就是预先抽放煤层中的 瓦斯，卸除瓦斯压力防治突出的一项基本措施。它主要 用于单一煤层或无保护层可采的
4、突出危险煤层。2、预抽煤层瓦斯的作用原理 预抽煤层瓦斯，实质上就是在回采前预先抽放工作面煤层的瓦斯，主要是通过预先抽放瓦斯以减小或消除煤层的突出危险性，其次也可以减少采掘过程中的瓦斯涌出量。预抽煤层瓦斯作用，即是利用均匀布置在突出危险煤层中的大量钻孔，经过一定时间的预先抽放瓦斯，以降低突出危险煤层中的瓦斯含量和瓦斯压力，从而使煤层变形收缩，煤体应力下降，并相应地使煤 体的强度增高，使被抽放煤层减小或消除突出危险 性。3、工作面预抽煤层瓦斯有效性指标 抽放瓦斯的效果如何，能否达到防突目的，要通过 一定的指标和对矿井的实际考察结果来衡量。可先用下列指标之一来确定：（1）、预抽煤层瓦斯后，突出煤层残
5、余瓦斯含量W残应小于该煤层在 此突出区域始突深度的煤层原始瓦斯含量 W始。2）、煤层瓦斯预抽率应大于 30%。煤层瓦斯预抽率应按照钻孔控制 范围内煤层 瓦斯储量、抽出瓦斯量（包括打钻钻孔喷出的瓦斯量、自然排放量和抽放量）来计算，见下式：。喷噺+6扌由n 二*X100 30%式中：Q喷一打钻过程中各个钻孔喷出的瓦斯总量，m3Q涌一各个钻孔在与抽放系统连接前自然涌出的瓦斯总量，m3Q抽一各个钻孔在与抽放系统连接后抽放瓦斯的累计总量，m3Q储一钻孔控制范围内煤层瓦斯储量，m3Q喷、Q涌可根据巷道风流瓦斯增加量来计算确定根据抽放效果检验结果，提出工作面突出危险性鉴定报告，当效果检验 有效时 （n30%
6、 ）, 可以米取安全防护措施进行回米工作，当效果检验n 30%时，则应采取的相应的其它安全技术措施，在回采过程中，对预抽效果 应经常进复检。三、工作面瓦斯储量及抽放瓦斯量计算1、工作面瓦斯储量相邻 11051 工作面经煤炭科学研究总院抚顺分院测定煤层瓦斯含量为 9.8m 3/t 。根据 11051 工作面瓦斯含量、 11041 工作面测定数据和 11041 工作面掘进期间瓦斯涌出量推断 该工作面平均瓦斯含量为10m 3/t。工作面平均走向长290米，倾斜宽135米，煤层平均厚度4.5米，容重1.46吨/ m3。因此该工作 面瓦斯储量为：Q 储=L XH XM Xy X=290 X135 X4.
7、5 X1.46 X10=257.2 万 m3式中：L工作面走向长度；m H 工作面倾斜宽度； mM 煤层平均厚度； m丫一煤的容重；吨 / m3X 煤层瓦斯含量；m3/吨2、工作面巷道掘进及打钻过程中瓦斯自然排放量11041 工作面自巷道掘进以来，通过采取边掘边抽、超前排放钻孔及风 排等措施，使 工作面煤层中赋存的瓦斯得到一定的释放，这不但保证了巷道 掘进施工工作的顺利进行，而 且在一定程度上降低了工作面煤层中的瓦斯含 量，对以后工作面回采工作非常有利。因此对 工作面巷道掘进及打钻过程中 自然排放的瓦斯量进行统计。巷道掘进及打钻过程中瓦斯自然排放量统计见下表:巷道掘进及打钻过程中瓦斯自然排放量
8、统计结果年份月份月瓦斯涌出总量m3备注11041上顺槽11041下顺槽2006 年5月243786月317327月372098月479779月46360894710月576582712511月495492608612月49094364072007 年1月39179261492月9303359913月39240481824月43545372375月47799481286月49982436107月51629478558月41719434529月509764100410月390313669811月532444173012月47427388722008 年1月37944387682月240762588
9、53月4419511620合计963246663744总计162.699上表所统计的瓦斯量，既包括工作面储量内的煤层瓦斯涌出量和工作面储量外的煤层瓦斯涌出量，要将它们严格分开非常困难，因此取涌出总量的1/3既54.233万m3作为工作面储量内的瓦斯涌出量。3、边掘边抽钻孔抽放量11041上、下顺槽掘进过程中共施工边掘边抽钻场18个，左右两侧各 9个，每个钻场内布孔10个。抽放量见下表:年份月份11041上顺槽11041下顺槽在抽孔 数孔长（m月抽放量（万 m3）累计抽放量（万 m3）在抽孔 数孔长（m）月抽放量（万 m3）累计抽放量（万 m3）2006 年7月14)6369.279.278月3
10、012302.3411.619月3012300.712.3110月4216570.6112.9211月5421290.5413.4612月5421291.3414.82007 年1月5421290.3715.172月6927340.3415.513月6927340.3615.8714月8334093.3119.185月9840944.5223.706月9840941.5125.217月9840942.0927.3207800.320.328月11247842.7630.06207800.280.69月12754742.7932.853614180.731.3310月13960183.0435.
11、893614180.651.9811月14864083.7439.635621660.732.7112月16973692.2241.856624140.653.362008 年1月20389403.2945.146624140.884.242月21192343.0448.188832210.574.81合计52.99掘进期问所开钻场为两帮挂耳抽放钻场，因此上表所统计的瓦斯抽放量只有1/2既26.5万m3为工作面储量内的瓦斯抽放量。4、工作面需要抽放的瓦斯量煤矿安全规程第190条规定煤层瓦斯预抽率应大于 30%，根据该条规定和上述统计计算结果，11041工作面预抽应抽出的瓦斯量（Qy）为:Q丫
12、AQ.3 （Q 储-Q 抽-Q 排）式中：Qy工作面需要抽放的瓦斯量，万 m3;Q 储工作面瓦斯储量， 257.22 万 m3；Q 抽工作面边掘边抽钻孔抽放量，26.5 万 m3；Q 排掘进期间风排瓦斯量， 54.233 万 m3。代入上式得 11041 工作面预抽率为 30% 时需要抽放的瓦斯量为52.95 万 m3四、工作面瓦斯抽放钻孔参数设计1、抽放方案目前我公司11采区有两台 YD-V型移动泵站，额定抽放能力为30m 3/min 。地面永久抽放系统装备瓦斯抽放泵 3 台， 2 台 2BEC-42 型抽放泵，额 定抽放能力为 120m 3/min 。1 台 2BEA-303-0 型抽放泵
13、，额定抽放能力为 50m 3/min 。拟采用 2BEA-303-0 型抽放泵进行抽放。2、抽放钻孔的布置(1 )、抽放钻孔布置方式 平行布置、扇形布置，水平钻孔平行布置和混合钻孔布置 等几种方式。 钻孔布置方式要根据矿井的具体生产条件选择， 对于以防突为目的的煤 层瓦 斯抽放，无论采用哪种布置方式， 都要求在预抽煤层的范围内均匀布孔， 使整个开采区域 尽可能都在钻孔控制范围之内。根据龙山煤业公司工作面长度和打钻能力， 拟采用混合钻孔单排平行布 置方式，从上、 下顺槽同时打钻， 贯穿整个工作面。 钻孔布置方式如图所示。 、要做到抽放钻孔“抽而有源”。即必须保证钻孔有充足的瓦斯源，以利于提高煤层瓦斯抽放率。 、布置的钻孔要达到“吸而不漏”。即钻孔孔口必须位置适当，加强封孔质量，保证严密不漏气。故要求抽放钻孔的封孔段至少为5? 7m。（3）、钻孔布置注意事项 、孔口位置应避开地质构造破坏带或采动裂隙区，以免漏气。 、钻孔必须均匀布置，并且必须到位。 、钻孔应做到抽出的瓦斯量大，服务
