矿井瓦斯抽采设计

矿井瓦斯抽采设计

一、矿井概况

1、矿井位置及资源储量

河南地方永安煤业有限公司位于禹州市文殊镇陈南村，由原文殊镇顺利煤矿和兴发煤矿两个煤矿整合而成。系股份制企业，隶属于河南省煤层气开发利用有限公司。为“四证”齐全矿井。

矿井开采二1煤层，资源储量526.61万吨，累计动用资源储量74.22万吨，保有资源储量452.39万吨，可采储量206.46万吨。设计生产能力21万吨/年。

2、矿井瓦斯等级

根据河南省工业和信息化厅《关于省煤层气公司所属煤矿2010年度矿井瓦斯等级及二氧化碳涌出量鉴定结果的批复》（豫工信煤〔2010〕200号），永安煤业相对瓦斯涌出量为12.66m3/t，绝对瓦斯涌出量8.12m3/min，矿井为高瓦斯矿井。

3、煤尘爆炸性和煤层自燃倾向性

根据《国家安全生产洛阳矿山机械检测检验中心》于2009年10月26日所做的煤尘爆炸性和煤层自燃倾向性鉴定：永安煤业有煤尘爆炸性。二1煤层为Ⅲ类，即不易自燃煤层。

4、矿井开拓

矿井采用“三立井单水平上下山”开拓方式。其中主立井承担提升煤炭，辅助进风任务;副井承担提升人员、升降物料及主进风等任

务;回风立井作为矿井专用回风井。

矿井开拓水平为-134m，全矿划分为11采区和12采区，其中11采区为上山采区，12采区为下山采区（因瓦斯高，治理难度大，予以密闭）。11采区为矿井首采区，老副井煤柱工作面目前为隐患整改工作面。

5、瓦斯参数测定情况

为合理开采11采区，河南地方永安煤业有限公司首先于2015年8月委托中国矿业大学对11采区-100m标高已浅二1煤层瓦斯含量及瓦斯压力进行测定，编制了《河南地方永安煤业有限公司11采区-100m标高已浅二1煤层瓦斯含量及瓦斯压力测定报告》，结果如下：二1煤层瓦斯含量为3.67～4.35m3/t，平均值为4.02 m3/t；瓦斯压力为0.075～0.090MPa，平均值为0.083 MPa。两个指标均小于“双六”，符合《强化煤矿瓦斯防治十条规定》。

其次，于2017年9月河南地方永安煤业有限公司委托中国矿业大学对11采区二1煤层顺层钻孔抽采半径进行测定，编制了《河南地方永安煤业有限公司11采区二1煤层顺层钻孔抽采半径测定报告》，结果如下：

1、当抽采40天,顺层钻孔抽采半径为1.0m,钻孔间距2m;

2、当抽采60天,顺层钻孔抽采半径为1.5m,钻孔间距3m;

3、当抽采90天,顺层钻孔抽采半径为2.0m,钻孔间距4m。

二、矿井瓦斯来源分析

根据对瓦斯涌出量的预测，本矿井在生产时瓦斯来源由

以下三部分组成：回采工作面的瓦斯涌出、掘进工作面的瓦斯涌出和采空区的瓦斯涌出。各瓦斯来源涌出的瓦斯占矿井瓦斯的涌出比例与矿井的开采深度和矿井的生产接续布局、采掘强度等有关。

根据矿井二1煤层赋存情况、矿井开拓开采技术条件以及预测的瓦斯涌出情况，永安煤业采取本煤层抽放的瓦斯抽放方法。

三、抽放瓦斯方法选择

（一）、抽放瓦斯方法的选择原则

选择矿井瓦斯抽采方法应根据矿井煤层赋予条件、瓦斯基本参数、瓦斯来源、巷道布置、抽采瓦斯的目的及瓦斯利用等因素来确定，并应遵守以下原则：

1、抽放瓦斯方法应适合煤层赋存状况、开采巷道布置、地质和开采条件；

2、应根据瓦斯来源及涌出构成进行，尽量采取综合抽放瓦斯方法，以提高抽放瓦斯效果；

3、有利于减少井巷工程量，实现抽放巷道与开采巷道相结合；

4、选择的抽放瓦斯方法应有利于抽放巷道布置与维修、提高瓦斯抽放效果和降低抽放成本；

5、所选择的抽放方法应有利于抽放工程施工、抽放管路敷设以及抽放时间增加。

（二）、瓦斯抽放方案的确定

表1-1 瓦斯抽放方案选择

永安煤业现采煤层二1煤层平均厚度7m，且现开采的上部采区为复采区，现

根据抽放方法的选择原则，结合永安煤业实际情况，制定了新丰煤矿瓦斯抽放方案。

1、回采工作面预抽

对于矿井主采煤层二1煤层进行本煤层抽放。可供选择的本煤层瓦斯抽放方式包括钻场平面扇形钻孔、底板岩巷穿层钻孔、正向平行钻孔和迎面平行钻孔四种方式。结合工作面的巷道布置特点，并充分考虑预抽钻孔的边采边抽效率，选择迎面平行钻孔方式进行本煤层瓦斯抽放。迎面平行钻孔方

式的优点在于：既可保证瓦斯预抽的均衡性，还可充分利用工作面超前采动卸压效应，实行边采边抽，提高本煤层瓦斯抽放率。

具体布孔方法：利用工作面上、下副巷，向回采工作面切眼方向打迎面平行钻孔，如图1-2所示。

图1-2 回采工作面瓦斯预抽方式示意图设计的本煤层预抽钻孔布置参数如下：

钻孔长度工作面倾斜长度的一半；

钻孔直径∮75mm；

钻孔与工作面夹角 3°～4°；

钻孔间距 2.4m；

封孔深度 6～7m；

封孔长度 2m；

封孔方式聚氨酯封孔。

（1）施工方法

由于受煤层赋存条件影响，施工长钻孔存在困难，迎面平行钻孔；由于钻孔的有效抽放半径为2ｍ，钻孔开孔水平间距根据经验值取２.４m，为了能使钻孔布置更加合理，我矿在预抽工作开始以后进行实际测量；工作面开采前进行瓦斯预抽，开采时进行边采边抽。

（2）封孔及连接工艺

钻孔采用聚氨脂封孔，封孔管为直径25mm的铁管，再用高压管或与之配套的埋线波纹管管连接到抽放支管上，再连接到干管上，最后到达地面泵房。

（3）预抽时间确定

考虑到本设计本煤层使用平行钻孔对煤层进行瓦斯进

行预抽，因保护层开采引起煤体变形使煤层透气性有所增加，抽放时间可以适当延长，结合工作面巷道掘进速度综合考虑，本矿井二1煤层预抽时间应为１８０天以上，实际的有效抽放时间我矿应在实际抽放过程中进行考察确定。

（4）抽放管路管理

工作面开采后，随着工作面的推进，靠近切眼的抽放钻孔不断报废，当钻孔距工作面切眼60m时，预计抽放钻孔进

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。由于工作面在回采时，回风巷需进行超前支护大约20m，为了不影响生产，需提前拆除管路，给瓦斯管路的管理造成一定困难，在靠近