谢桥煤矿瓦斯抽放方法抽放系统设计
摘：安徽淮南矿业集团谢桥矿6煤层突出煤层时存瓦斯涌出量瓦斯超限严重等问题通收集瓦斯含量透气性系数百米钻孔瓦斯流量等参数计算煤层瓦斯储量抽放率等瓦斯抽放基础参数采分源预测法预测该矿井瓦斯涌出量分析证谢桥煤矿6煤层回采工作面瓦斯抽放必性行性根矿井瓦斯涌出源构成分析参国家相关规定确定回采工作面采煤层预抽高位钻孔方法掘进工作面采边掘边抽抽采方法采空区埋抽放方法结合谢桥煤矿开采开拓方式选择阻力路绘制抽放瓦斯系统图计算抽放系统网抽放量网阻力确定抽放力相匹配瓦斯抽放泵型号配套电机相关装置
关键词：突出煤层瓦斯抽放分源预测法路阻力计算设备选型
The design of gas drainage methods and system of Xieqiao mine
Abstract：In this paper the rule of the town of Yingshang County Xieqiao coal mining the second one extended the existing coal gas emission volume gas gauge and serious issues through the gas content permeability coefficient gas flow meters of drilling Measurement analysis and appraisal of the Xieqiao Coal Mine Coal Seam Gas Drainage necessity and feasibility According to mine gas emission sources and composition analysis mining working face layer of parallel holes with predrainage shallow hole mining face extraction partition type with driving face extraction advanced extraction and gob buried on the corner Combined drainage tube drainage method Anlin coal face with the layout through the drainage volume drainage pipe network pipeline network resistance calculation optimization of the drainage pipe network layout and drainage capabilities identified Model matching and matching gas drainage pump motor
Keywords：mine gas gas drainage scheme design gas emission quantity equipment selection
目录
1绪 1
11选题目意义 1
12国外瓦斯抽放发展现状 1
13国瓦斯抽放发展现状 3
14设计 7
2矿井概况 8
21井田概况 8
22井田质特征 9
23矿井开拓开采概况 12
24矿井通风系统概况 12
3矿井瓦斯赋存情况 13
31煤层瓦斯基参数 13
32煤层瓦斯含量 16
33煤层透气性系数 17
34百米钻孔瓦斯流量衰减系数 18
35矿井瓦斯储量 19
36矿井抽瓦斯量抽期 20
4瓦斯抽放必性行性证 22
41瓦斯抽放必性 22
42抽采系统选择 26
43瓦斯抽放行性 27
5抽放方法 28
51规定 28
52矿井瓦斯源分析 28
53瓦斯抽采量预计 29
54抽放方法选择 31
55封孔工艺 35
6瓦斯抽放路系统设备选型 39
61抽放路选型阻力计算 39
62瓦斯抽放泵选型 42
63辅助设备 45
7济概算 48
71编制 48
72费概算范围 48
8安全技术措施 49
81抽放系统井移动抽放瓦斯泵站安全措施 49
82面抽放瓦斯站安全措施 50
9结 52
致谢 53
参考文献 54
附图1 56
附图2 57
附图3 58
附图4 59
1绪
煤层瓦斯抽放般指利瓦斯泵抽放设备抽取煤层中高浓度瓦斯通巷道隔离网抽出高浓 度瓦斯排面矿井总回风巷中目前认煤矿瓦斯抽放仅降低矿井瓦斯涌出量防止瓦斯爆炸煤瓦斯突出灾害重措施抽出瓦斯变害利作煤炭伴生资源加开发利
11选题目意义
年三月份指导老师安排谢桥煤矿实月谢桥煤矿煤瓦斯突出鉴定确定煤瓦斯突出矿井次设计根谢桥煤矿实中收集生产图纸资料谢桥煤矿进行瓦斯抽采初步设计
作学生学校次综合性知识技考察次设计考察学生四年基础知识专业知识掌握情况学生学会思考行设计设计程中学理知识实践验综合起应设计程断认识学程温知新时学生产工作程中验
12国外瓦斯抽放发展现状
资料记载早1730年英国Whitehaven煤矿Saltom竖井掘768m深时遇层厚061m煤瓦斯涌出时直径Φ50mm密闭瓦斯引井外供位学者实验室原苏联帝俄时期约1907年尤索夫克中央矿井莫梁宁诺夫层邻层量喷出瓦斯进行引排10年然压力日涌出瓦斯量达4000m³1923年日夕张煤矿部坑道密闭中接然涌出瓦斯排面1934年新幌煤矿开始第次抽放密闭瓦斯粘土封闭该矿四号煤层采空区抽出瓦斯浓度60～70抽出量15～25m³min供发电厂锅炉
表11 世界煤矿抽放瓦斯矿井数抽放瓦斯量变化动态
Tab11 Dynamic changes of coal mine and gas drainage in World
年份
抽放矿井数
年抽放瓦斯量Mm³
年份
抽放矿井数
年抽放瓦斯量Mm³
1951
68
1346
1981
594
45004
1955
142
6907
1982
595
47008
1960
305
13433
1983
610
4950
1965
416
2270
1984
618
5176
1970
476
2997
1985
623
5280
1975
524
36553
1987
619
5431
1980
585
44404
世界国正规抽放瓦斯工作40年代末50年代初开始抽放方法断增加瓦斯抽放技术逐渐提高抽放规模日益扩1987年国外已苏联美国等16国家619矿井实施瓦斯抽放措施抽出5431Mm31951年起煤矿抽放瓦斯蓬勃发展1951～1987年期间抽放矿井数68增619年抽放瓦斯量1346Mm³增5431Mm³（表11）
20世纪50年代起瓦斯抽放苏英德日法波等国煤矿迅速发展关资料统计表明：1951～1987年间世界煤矿瓦斯抽放量基呈线性增加1951年134Mm³增1987年5431Mm³增加39倍根1986～1987年统计国外已16国家进行煤矿瓦斯抽放世界采煤国家开展瓦斯抽放工作中年抽放量超100Mm³国家10部分国家煤矿抽放瓦斯见表12
表12中出：前苏联瓦斯抽放量达2055Mm³a约占世界煤矿抽放总量40左右次德国675Mm³a
表12 国煤矿抽放瓦斯统计
Tab12 National coal mine drainage gas statistics
指标
苏联
德国
美国
英国
捷克斯洛伐克
波兰
日
法国
井工采煤量(Mta)
420
89
275
91
30
198
15
15
矿井瓦斯涌出量（Mm³a）
7500
2810
5200
2650
1100
950
580
510
矿井均相瓦斯涌出量(m³t)
179
315
189
286
366
43
36
34
抽放矿井数
215
32
19
85
18
19
11
12
抽放瓦斯量(Mm³a)
2055
675
560
390
330
260
200
178
13国瓦斯抽放发展现状
1952年国首先龙凤矿开始进行瓦斯抽放研究2002年抽放总量达1146Mm350年发展国煤矿瓦斯抽放技术致历四发展阶段：
第阶段：高透气性煤层瓦斯抽放阶段：
20世纪50年代初期抚高透气性特厚煤层中首次采井钻孔预抽煤层瓦斯获成功解决抚矿区探部发展安全关键问题抽出瓦斯作燃料应
第二阶段：邻层压瓦斯抽放阶段：
20世纪50年代中期开采煤层群矿井中采井穿层钻孔抽放邻层瓦斯试验阳泉矿区获成功解决煤层群开采中首采工作面瓦斯涌出量问题通量抽瓦斯试验认识利煤层开采形成顶底板采动卸压作未开采相邻煤层(包括采煤层)进行边采边抽效抽出瓦斯减少邻层卸压瓦斯开采层工作面量涌出20世纪60年代该方法已煤层赋存条件邻层中应取较效果
第三阶段：低透气性煤层强化抽瓦斯阶段：
国透气性较差高瓦斯煤层突出危险煤层采通常布孔方式预抽瓦斯效果理想难解煤层开采时瓦斯威胁20世纪60年代开始试验研究种强化抽放开采煤层瓦斯方法煤层进行高中压注水水力压裂水力割缝松动爆破直径(扩孔)钻孔网格式密集布孔预裂控制爆破交叉布孔等方法中数方法试验区取提高瓦斯抽放量效果
第四阶段：综合抽瓦斯阶段：
20世纪80年代开始着机采综采综放采煤技术发展应采区巷道布置方式新改变采掘推进速度加快开采强度增工作面绝瓦斯涌出量幅度增加尤存邻层工作面瓦斯涌出量增长幅度更采区瓦斯衡构成发生变化解决高产高效工作面瓦斯涌出源高瓦斯涌出量问题必须结合矿井质条件实施综合抽放瓦斯谓综合抽放瓦斯开采煤层瓦斯采前预抽卸压邻层瓦斯边采边抽采空区瓦斯采抽等种方法采区综合空间时间瓦斯抽放创造更利条件瓦斯抽放量抽放率达高
面两方面介绍国煤矿瓦斯抽放现状：
131瓦斯抽放量
国早记载煤矿排放瓦斯宋应星著天工开物（1637年）中时记载利竹引排瓦斯方法1938年抚龙凤矿进行具工业规模机械抽放瓦斯试验1940年该矿面建立座100m³储瓦斯罐瓦斯泵采空区瓦斯路抽罐供居民1951～1954年该矿先试验成功利煤层巷道钻孔预抽煤层瓦斯方法1957年阳泉矿务局四矿试验成功采穿层钻孔抽放邻层卸压瓦斯国煤矿瓦斯抽放工作迅速发展发展速度规模抽放矿井数年抽放量种反映：20世纪50年代国抚阳泉天府北票局6矿井进行抽放瓦斯50年代末瓦斯抽放量达60Mm³ 60年代相继中梁山焦作淮南包头松藻峰峰等局矿开展抽放瓦斯工作抽放矿井数约20年抽放量约160 Mm³70年代抽放矿井数增83矿井年抽放量达248Mm
³80年代抽放矿井数达111矿井年抽放量达380Mm32000年国141矿井抽放瓦斯年抽放量达867Mm³2001年底全国已185煤矿建立井瓦斯抽放系统面输气系统2002年全国瓦斯抽放量达1146Mm31993年底统计资料抽放瓦斯矿区抽放矿井数抽放瓦斯量表13示
表13 国抽放矿区抽放矿井数抽放瓦斯量
Tab13 Gas drainage mine and drainage volume in China
年抽出瓦斯量≥10Mm³
年抽出瓦斯量≥5Mm³
年抽出瓦斯量≥1Mm³
序号
局名
抽放井数
抽出瓦斯量Mm³a
序号
局名
抽放井数
抽出瓦斯量Mm³a
序号
局名
抽放井数
抽出瓦斯量Mm³a
1
抚
3
11335
1
峰峰
4
989
1
淮北
1
466
2
阳泉
10
9053
2
鹤岗
1
988
2
淮南
5
42
3
松藻
7
7631
3
丰城
3
827
3
固庄
1
375
4
天府
5
251
4
开滦
3
807
4
广旺
1
37
5
中梁山
2
2287
5
北票
3
657
5
荫营
1
35
6
南桐
6
2027
6
鹤壁
5
648
6
鸡西
4
337
7
六枝
5
1842
7
铜川
1
505
7
靖远
1
26
8
铁法
7
1626
8
连绍
1
167
9
盘江
4
15
9
西山
1
147
10
芙蓉
3
141
10
永荣
1
144
11
水城
6
1275
11
萍乡
2
128
12
焦作
7
1227
12
韩城
1
109
13
石炭井
2
1105
13
10
126
合计
67
44828
20
544
30
3392
注：包括顶山（5矿648万m3a）沈阳（1矿224万m3a）窑街（1矿203万m3a）英岗岭（1矿1349万m3a）乐（2矿1万m3a）
抚阳泉两矿区年抽出瓦斯量20388Mm3占全国瓦斯抽出总量40左右见然国抽放矿井较抽出瓦斯量集中型抽放矿井中瓦斯抽出量分布均衡重庆松藻矿瓦斯抽出量仅次抚阳泉抽出量7631Mm3
矿井瓦斯抽放规模决定煤层瓦斯含量煤炭产量（井型）抽放难易程度
矿瓦斯抽出量差异表中出：年抽放量10Mm313矿务局中抚矿务局瓦斯抽放量达113Mm313矿务局年瓦斯抽放量448Mm3占全国总抽出瓦斯量836左右见：国数矿井瓦斯抽放量较抽放效果够理想
外国10年抽放瓦斯发展较快19922002年增长6119Mm3年均增长612Mm3（表14）
表14 国20年瓦斯抽放量
Tab14 The gas drainage volume of recent 20 years in China
年份
抽放量
年份
抽放量
年份
抽放量
年份
抽放量
1980
3000
1986
3231
1992
5341
1998
1981
2988
1987
3277
1993
5300
1999
8350
1982
2990
1988
3578
1994
5640
2000
8666
1983
3092
1989
3816
1995
6000
2001
9840
1984
3477
1990
4339
1996
6300
2002
11460
1985
3291
1991
4584
1997
7287
132瓦斯抽放率
表15 国抽放矿区瓦斯抽放效果分类
Tab15 The gas drainage effect classify in our main drainage mine
瓦斯抽放效果类
矿区数
均瓦斯抽
放率
占瓦斯抽放矿矿区
数例
Ⅰ类
5
6014
2380
Ⅱ类
4
2996
1906
Ⅲ类
12
1393
5714
瓦斯抽放率国瓦斯抽放矿区划分三类：
Ⅰ类矿区：瓦斯抽放率>40抽放效果
Ⅱ类矿区：瓦斯抽放率25～40抽放效果般
Ⅲ类矿区：瓦斯抽放率<25抽放效果差
表15出国瓦斯抽放矿区总体瓦斯抽放效果瓦斯抽放效果Ⅰ类矿区5仅占瓦斯抽放矿区数2380均瓦斯抽放率6014瓦斯抽放效果般Ⅱ类矿区4占瓦斯抽放矿区数1906均瓦斯抽放率2996瓦斯抽放效果差Ⅲ类矿区达12占瓦斯抽放矿区数5714均瓦斯抽放量仅1393果考虑瓦斯抽放矿井瓦斯抽放率低25矿井例会更进步提高瓦斯抽放技术水提高瓦斯抽放率国瓦斯抽放工作目标
导致国瓦斯抽放率低原两方面：方面客观原国95高瓦斯突出矿井开采煤层属低透气性煤层煤层透气性系数0004～004m2(MPa2d)瓦斯抽放（特预抽）难度非常方面观原表现抽放时间短钻孔工程量足封孔质量差抽放系统匹配理位
相国外产煤国家瓦斯抽放情况出国外国家达较高瓦斯抽放率说明瓦斯抽放技术达较高水抽放瓦斯仅煤矿中较普遍应取较效果
总国煤矿瓦斯抽放方面国外相存着较差距种差距集中反映：
（1）抽放瓦斯总量少
（2）矿井瓦斯抽放效率低
（3）吨煤瓦斯抽放量（相瓦斯抽放量）少吨煤钻孔量少
（4）综合抽放工作足装备理水加强提高
国产煤国瓦斯储量丰富矿井瓦斯抽放已50年历史目前科研生产实践中已建立套适应种质条件采掘布置抽放瓦斯方法成套装备应提高国矿井瓦斯抽放总量发展瓦斯抽放技术帮助
14设计
（1）矿井瓦斯抽采理规范（煤安字[1997]第189号）
（2）矿井瓦斯抽采规范（AQ1027—2006）
（3）安徽省煤炭工业理局文件（皖煤安[2007]1号）
（4）矿井抽采瓦斯工程设计规范（GB504712008）
（5）防治煤瓦斯突出规定（2009）
（6）煤矿安全规程（2006）
（7）煤矿瓦斯抽采基指标（AQ1026—2006）
（8）淮南矿业集团限公司谢桥矿矿井质报告（2003）
（9）谢桥矿采掘工程面图（12000）（2008）
（10）煤矿瓦斯抽采达标暂行规定（安监总煤装〔2011〕163号）
2矿井概况
21井田概况
谢桥煤矿位安徽省颖县东北部淮南煤田潘谢矿区西翼距颖县城20km属淮河积原矿区势坦面标高+24~+25m东接张集煤矿北区西接新集集团刘庄煤矿图21示潘谢公路直达井口淮阜铁路矿区南部通西颖~陈桥公路通南颖~风台公路相接交通较方便
Fig21 Traffic locations
图21 交通位置图
谢桥矿井系合肥煤炭设计院设计年产12Mta型现代化矿井设计服务年限50a谢桥煤矿位称谢桥隐伏斜北翼西段井田边界东F209断层张集矿井毗邻（中F22断层东F209断层720m标高线北块段划张北矿）南谢桥斜轴171煤层1000m底板等高线面投影深部边界西F5断层刘庄矿衔接北1煤层露头线东西走长浅部85km深部115km倾斜宽43km面积约382km2目前采6煤层6煤层属易燃～容易燃煤层煤尘爆炸危险6煤层煤尘爆炸性强目前开采煤层6煤层属Ⅱ类燃煤层然发火期3～6月煤尘爆炸性指数2438～3641
22井田质特征
221质构造
谢桥井田位淮南复斜中部陈桥背斜南翼谢桥斜北翼总体呈走东西南倾斜单斜构造层倾角般10°～15°局部段发育褶曲造成层起伏波幅较层产状总体变化单斜构造特征明显井田断层较少般规模煤层影响破坏作较弱规
模较井田边界断层发育井田深部北东北北东斜切正断层偶见走断层逆断层发育较少
井田南部边界F202F206断层两条逆推覆断层属阜风推覆构造前缘叠瓦扇部分两断层间夹块般厚100～200m时合二夹块构造复杂造成井田深部局部段含煤层叠置发育井田深部谢桥斜枢纽东部仰起西倾斜井田东段深部斜轴部煤层走东西转南东
断层发育特征
落差划分： ≤ 10m21条
＞10～25m10条
＞25～50m3条
＞100m4条
综合分析区断层特征：
（1）正断层较逆断层较少
（2）断层较规模较断层较少边界断层
（3）走北东北北东断层
222含煤层煤层
区含煤层石炭系统太原组二迭系山西组石盒子组中6煤层属二迭系石盒子组
井田煤层走100°~110°倾南倾角般8°~15°产状稳定全区走呈舒缓波状明显次级褶皱构造
6煤层：区段较稳定部采煤层厚度0~475m均218m变异系数62采系数79七西线西煤层发育良厚度稳定两极值047~475m均260m变异系数41较稳定区段东采尖灭厚度0~312m均048m变异系数163稳定区段煤层结构较简单般含夹矸1~2层局部达3~4层岩性炭质泥岩泥岩顶板泥岩砂质泥岩局部粉砂岩底板砂质泥岩泥岩补勘阶段施工补Ⅶ7孔采增加块采区
223煤物理性质
6煤层半亮型煤局部属半亮~半暗型煤褐色~黑色油酯~弱玻璃光泽条带状结构夹镜煤条带少量丝炭条痕棕黑色参差状断口生裂隙较发育裂隙面常附黄铁矿薄膜性脆易碎成块状粉粒状硬度
224煤层煤质
中国煤炭分类国家标准（GB575186）6煤层煤质稳定煤种单属低~特低硫低~特低磷中~富灰高挥发份高发热量高熔煤灰富焦油气煤（QM13JM）适动力煤炼焦配煤
表21 煤层储量统计表（万吨）
Tab21 Coal reserves the statistics (ten thousand tons)
储量
煤
层
A
B
C
合计
工业
储量
采
储量
工业
储量
采
储量
工业
储量
采
储量
工业
储量
采
储量
6
—
—
462027
337381
426893
260476
888920
597857
225煤层瓦斯然爆炸倾性
6煤层突出煤层根谢桥煤矿补充勘探质报告瓦斯资料6煤层瓦斯含量092～81 m3t
2006年10月安徽兴安矿安全产品检验站谢桥矿开采煤层进行煤燃倾性煤尘爆炸性取样鉴定鉴定结果：
6煤层属Ⅱ类燃煤层燃发火期3～6月煤层爆炸性指数2438
谢桥矿井6煤层均属Ⅱ类燃煤层采取防止燃发火措施6煤层煤尘均爆炸性做防尘抑爆工作
226井田水文质
表水
济河西东横贯矿井中部系工河流接颍河永安闸东汇入西淝河属排泄洪水浇灌农田季节性河流永安闸谢桥闸间水位标高保持+2350m蓄水约400～500万m3历史高洪水位1954年7月实测标高+24422～+24743m济河属矿井表水体矿坑开采充水影响
含隔水层
含水层岩溶裂隙含水层裂隙含水层孔隙含水层三部分组成类含水层矿床开采影响程度分直接充水含水层间接充水含水层含水层间均效隔水层相隔水层间隔特征：
（1）新生界松散层含隔水层（组）
松散层厚度19410～48564m均厚度36326m总体呈南薄北厚趋势南部古形起伏明显根沉积规律区域谢桥井田煤系复第三系红层隔水性评价补勘验证报告重新划分作适调整致分部含水层（组）部隔水层（组）中部含水层（组）中部隔水层（组）底部
红层等五部分
（2）基岩含隔水层
基岩含（隔）水层致分二迭系砂岩裂隙含水层（段）1煤底板隔水层段太原组石灰岩岩溶裂隙含水层（段）溪组隔水层段奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层（段）
断层富水性
区断层38条钻孔穿断点统计破碎带宽度160～1600m般泥质充填钻孔未发现漏水现象水209孔F209断层抽水试验结果水表明泥质岩类组成断层破碎带起阻水作水力均衡失衡时抗压强度正常岩层成高水头含水层溃入矿坑途径系坚硬岩层构成破碎带含水尤切割1煤太原组灰岩断层带时导致底鼓水危害
含水层间水力联系
（1）新生界松散层含水层间水力联系
部含水层组气降水表水补受古河道侧补水垂直循环水运动兼顾水位季节变化
中部含水层组部含水层组间粘土类隔水层间隔二者间局部段存越流补素外般直接水力联系组水缓慢水运动储存量受区域调节25煤露头附南区古形隆起基岩接触存互补关系
底部红层砂岩粘土相间组成水3IXX红层1补Ⅵ红层1补Ⅴ红层3Ⅷ东红层1D8红层1基水水5水6孔流量测井结果证明水红层作相隔水层考虑
（2）二迭系煤层间砂岩裂隙含水层泥质岩类隔水层间隔相互间正常情况水力联系断层切割处层间水力均衡遭破坏时导致水力联系突水危险
煤系砂岩裂隙含水层松散层孔隙含水层组间厚层粘土层覆盖煤系相互间水力联系古形隆起砂层直接覆盖区水文质条件分析二者间水力联系应密切抽水试验资料分析联系太密切松散层中含覆盖区八—九3孔25煤顶板砂岩漏水段抽水结果流量水位均呈单方衰减补水源充足致说明基岩风化壳漫长沉降运动中水溶融沉积物充填泥化形成隔水层厚度般1～3m谓强风化带然条件限制松散层砂层水基岩含水层补作
（3）太原组灰岩含水层距1煤底板均间距1644m正常状态水力联系第水（610）灰岩水头压力约623Mpa超6煤底板岩层抗压强度开采6煤层时太原组灰岩岩溶裂隙水6煤底板直接充水含水层尤煤层灰岩口断层破碎带成灰岩水进入直接通道
矿井水文质类型
综述煤系砂岩裂隙含水层富水性弱储存量6煤层露头范围隔水层覆盖松散层孔隙含水层直接水力联系外基岩强风化带视阻水层
23矿井开拓开采概况
谢桥矿井采立井集中运输巷分区石门山开拓工业场內设井副井矸石井三井筒东西翼6煤露头附设东风井6西风井井副井矸石井进风东西风井回风
全井田划分水山开采回风水标高东翼440m～450m西翼4275 m井底车场位开采煤层顶板卧式车场采环形运输调车方式东西两翼运输巷（皮带巷轨道巷）均布置6煤层底板岩层中分区石门贯穿6煤层采区山般布置3条回风山轨道山皮带山采区投入生产前采区生产系统均次掘进位巷断面17～20m2采区巷道13～15m2
设计针谢桥矿东翼部分矿井东翼划分两采区东采区东二采区采区设回采工作面两掘进工作面
24矿井通风系统概况
矿井通风方式两翼角式工业广场井副井矸石井三井筒全部进风（井辅助进风）东西两翼设风井回风
东风井安设两台英国产ANN31201600B型轴流式抽风机电机功率2400 kW前排风量14935m3min压力2900Pa等积孔550m2西翼风井安设两台英国产ANN31201600B型轴流式抽风机电机功率2400 kW前排风量17655m3min压力2900Pa等积孔650 m2
矿井采区布置专门回风山采区进回风巷贯穿整采区采掘工作面采区机电硐室全部实现独立通风次设计东翼两采区污风分东回风山东二回风山东回风巷东二回风巷终东回风井排井外
3矿井瓦斯赋存情况
31煤层瓦斯基参数
311瓦斯风化带深度
谢桥煤矿勘报告图31中出：CO2带CO2N2带N2CH4带界限明显根N2成分﹥30CH4成分﹤50结合CH4 含量划分两带距基岩顶界面110m(煤层板等高线450m)瓦斯风化带
Fig31 Coal seam gas component zoning map
图31 煤层瓦斯成分分带图
312煤层瓦斯压力
根井实测煤层瓦斯压力剔数回煤层相瓦斯压力煤层底板标高关系图32示相瓦斯压力标高加深增百米相瓦斯压力增加梯度023MPa煤层相瓦斯压力074MPa处应标高764m15煤层瓦斯压力测点标高570m~940m范围表31示
Fig32 6 coal seam gas pressure measurement results and coal floor elevation regression relation graph
图32 6煤层瓦斯压力测定结果煤层底板标高回关系图
表31 6煤层瓦斯压力测定结果
Tab31 6 coal seam gas pressure measurement results
序号
测定点
标高m
瓦斯压力(压)MPa
1
610m西翼B6底板皮带巷1#测压孔
570
034
2
610m西翼B6底板皮带巷7#测压孔
570
042
3
610m西翼B6底板皮带巷9#测压孔
570
032
4
610m西翼B6底板皮带巷13#测压孔
570
035
5
610m东翼B6底板皮带巷东二段2#测压孔
575
019
6
610m新东翼B6底板皮带巷东二段2#测压孔
580
025
7
12328W槽提料斜巷
620
045
8
12418槽机头联巷2#测压孔
660
044
9
东1000~720m6煤回风山段1#测压孔
705
038
10
（720m）东B轨道石门2#测压孔
711
042
11
720m西翼8~4煤轨道石门
720
040
12
21116运提料联络巷8#测压孔
770
080
13
东翼1000m~720m8煤底板胶带机山3#测压孔
830
060
14
副井井底清理斜巷1#测压孔
930
091
15
副井井底车场空车绕道直头1#测压孔
940
051
313煤瓦斯吸附常数工业分析孔隙率
12426槽距皮带外口600m13216槽距切眼1100m东二720m6煤回风山左帮配套测定煤瓦斯吸附常数工业分析孔隙率等参数测定结果表32示6煤层3组煤样测定结果出煤瓦斯吸附常数工业分析变化较
表32 煤瓦斯吸附常数工业分析孔隙率测定结果表
Tab32 Coal gas adsorption constants of industry analysis and porosity determination result table
测试点
吸附常数
灰分()
水分()
真密度(tm3)
视密度(tm3)
孔隙率(m3m3)
a(m3t)
b(Mpa1)
12426槽距皮带外600m
2738
025
2424
205
153
139
00915
13216槽距切眼1100m
2566
033
1115
228
141
130
00780
东二720m 6煤回风山左帮
30427
025
3817
178
169
152
01006
瓦斯抽放说煤层瓦斯基参数包括：瓦斯风化带深度煤层瓦斯压力煤层瓦斯含量煤残存瓦斯含量煤孔隙率瓦斯含量分布梯度煤层透气性系数抽放钻孔影响半径百米钻孔瓦斯流量衰减系数等详见表33
表33 煤层瓦斯基参数值表
Tab33 seam gas basic parameter values table
参数名称
参数值
煤层瓦斯压力
019～091MPa
煤层瓦斯含量
646m3t
煤孔隙率
009
煤透气性系数
3624m2(MPa2﹒d)
钻孔瓦斯流量衰减系数
0025 d1
煤层瓦斯放散初速度
15～12
坚固性系数
032～074
煤瓦斯吸附常数
a2783b028
煤残存瓦斯含量
2m3t
32煤层瓦斯含量
GBT 232502009煤层瓦斯含量井直接测定方法求东二610~1000m 6煤回风山距开口123米处迎头11426槽4号钻场21116槽10号钻场21116运提料联络巷东二720m 6煤回风山左帮908m东翼回风巷5号钻场5#测压孔二副井井底车场空车绕道直头2#测压孔处测定7原煤瓦斯含量表34示标高范围630~940m值域460~769m3t瓦斯成分基80反映标高630m深位甲烷带
表34 6煤层瓦斯含量结果表
Tab34 Results of 6 # coal gas assay
测定点
标高
(m)
瓦斯成分()
工业分析()
瓦斯含量(m3t)
CH4
N2
CO2
水分
灰分
CH4含量
全组份
燃基
原煤
东二610~1000m 6煤回风山距开口123米处迎头
630
8842
708
450
116
1418
541
458
618
11426槽4号钻场
670
8664
1071
265
105
1606
594
492
668
21116槽10号钻场
727
8838
785
377
139
1650
678
557
730
21116运提料联络巷
770
8573
687
740
133
1630
563
464
641
东二720m 6煤回风山左帮
770
7948
1128
924
187
1610
647
532
769
908m东翼回风巷5号钻场5#测压孔
903
8167
1041
792
130
1578
528
438
636
副井井底车场空车绕道直头2#测压孔
940
8455
1279
266
174
1600
438
280
460
测结果：瓦斯含量460~769m3t间均646m3t现场测试瓦斯含量数出谢桥矿瓦斯赋存浅深逐渐增趋势
33煤层透气性系数
煤种孔隙介质定压力梯度气体液体煤体流动煤渗透率流流体性质关煤结构渗透性关瓦斯煤中流动状态取决孔隙结构直径01～1μm中孔构成瓦斯缓慢流动层流渗透区直径1～100μm孔隙构成速度较快层流渗透区直径001cm更肉眼见孔隙裂隙构成层流紊流混合渗透区部分孔隙构成渗透容积煤中总孔隙重愈渗透性愈
煤层透气性指瓦斯煤体流动难易程度实际条件煤沼气吸附力沼气煤中流动粘性流动定差透气性计算中引入吸附瓦斯影响视稳定径流动次测定采中国矿院法直接测定煤层透气性系数计算基础径稳定流动煤层瓦斯压力测定完毕卸掉压力表测定钻孔瓦斯然涌出量测定结果见表35根 煤层径流动理结合瓦斯原始瓦斯压力煤层瓦斯含量计算透气性系数计算式：
（31）
（32）
（33）
（34）
式中：
——煤层原始绝瓦斯压力表压加01MPa取084MPa
——钻孔中瓦斯压力般01MPa
——排放时间t时钻孔壁单位面积瓦斯流量m3m2·d
（35）
——时间时钻孔总流量13075m3d
——钻孔半径00375m
——钻孔见煤长度4m
——开始排放瓦斯测量瓦斯流量时间间隔d
——瓦斯含量系数506m3m2·MPa12
——煤层瓦斯含量464m3m3
——透气性系数m2MPa2·d
计算程先计算AB然选择F值根相应公式计算λ根λB计算FF值原选定范围λ计算透气性系数F符合重新选计算直符合止
q13075（2×314×00375×4）
q1388A0748B173111λ3624
根表313233测定结果述公式计算原煤层透气性系数计算结果：6煤层透气性系数3624（m2Mpa2•d）
表35 6煤层透气性系数测定钻孔流量表
Tab35 6 coal seam gas permeability coefficient determination drilling flow
日期
6煤
备注
孔号
5#
6#
单位(m3d)
122
7963
0
123
0881
3986
124
0641
2975
125
0608
3372
126
0455
2742
34百米钻孔瓦斯流量衰减系数
钻孔瓦斯流量衰减系数测定计算方法
受采动影响条件煤层钻孔瓦斯流量时间呈衰减变化特性系数称钻孔瓦斯流量衰减系数作评价煤层预抽瓦斯难易程度指标计算公式：
（36）
（37）
式中——百米钻孔日排放时瓦斯流量m3(min•100m)
——百米钻孔成孔初始时瓦斯流量m3(min•100m)
——钻孔涌出瓦斯历时间d
β——钻孔瓦斯流量衰减系数d1
选择具代表性区完钻孔测定日测定代入公式β值
数代入述公式计算分出β：值0025（d1）
开采层抽放瓦斯性指煤层天然透气性条件进行预抽性衡量抽性指标煤层透气性系数（λ）钻孔瓦斯流量衰减系数（β）百米钻孔瓦斯极限抽放量（Qj）指标煤层预抽瓦斯难易程度进行分类表36示
表36 煤层抽放瓦斯难易程度分类表
Tab36 Coal seam gas drainage to the classification of degree of difficulty
抽放难易
程度指标
钻孔瓦斯流量衰减 系数 (d1)
百米钻孔瓦斯极限抽放量Qj(m3)
煤层透气性系数 λ(m2MPa2·d)
容易抽放
＜0003
＞14400
＞10
抽放
0003～005
14400～2880
10～01
较难抽放
＞005
＜2880
＜01
测定表明：
6煤层透气性系数3624（m2Mpa2•d）钻孔百米流量衰减系数0025（d1）综合评价6煤层属抽放煤层
35矿井瓦斯储量
根MT501896矿井瓦斯抽放工程设计规范第301条规定矿井瓦斯储量应矿井采煤层瓦斯储量受采动影响够开采空间排放采煤层围岩
瓦斯储量式计算：
（38）
式中 —矿井瓦斯储量Mm3
W1——采煤层瓦斯储量Mm3
（39）
Ali—矿井采煤层i质储量Mt
X1i—矿井采煤层i瓦斯含量m3t
—受采动影响够开采空间排放采煤层瓦斯储量Mm3
（310）
A2i—受采动影响够开采空间排放采煤层质储量Mt
X2i—受采动影响够开采空间排放采煤层瓦斯含量m3t
W3—受采动影响够开采空间排放围岩瓦斯储量Mm3实测式计算：
（311）
K—围岩瓦斯储量系数般取K＝005~020
谢桥煤矿6煤层均厚度218m矿井总质储量888920万吨煤层均瓦斯含量646m3t：
W1888920×64657424Mm3
W20Mm3
36矿井抽瓦斯量抽期
361瓦斯抽放率
根MT501896矿井瓦斯抽放工程设计规范第303条规定：设计瓦斯抽放率根煤层瓦斯抽放难易程度瓦斯涌出情况采抽放瓦斯方法等素综合确定参邻生产矿井条件类似矿井数值选取抽放率指标应符合现行矿井瓦斯抽放理规范关规定
根AQ10272006煤矿瓦斯抽放规范第863条规定：
瓦斯抽出率：
——预抽煤层瓦斯矿井：矿井抽出率应20回采工作面抽出率应25
——邻层卸压瓦斯抽放矿井：矿井抽出率应35回采工作面抽出率应45
——采综合抽放方法矿井：矿井抽出率应30
——煤瓦斯突出矿井：预抽煤层瓦斯突出煤层瓦斯含量应该煤层始突深度原始煤层瓦斯含量煤层瓦斯压力降074MPa
矿井瓦斯抽采率应满足表37规定
表37 矿井瓦斯抽采率应达指标
Tab37 Mine gas drainage rate should reach indicators
矿井绝瓦斯涌出量Q（m3min）
矿井瓦斯抽采率（）
Q＜20
≥25
20≤Q＜40
≥35
40≤Q＜80
≥40
80≤Q＜160
≥45
160≤Q＜300
≥50
300≤Q＜500
≥55
500≤Q
≥60
谢桥煤矿6煤层绝瓦斯涌出量3331m3min应规定综合考虑谢桥矿6煤层瓦斯抽放率应取35
362矿井抽瓦斯量
矿井抽瓦斯量指矿井瓦斯储量中前技术水抽出瓦斯量概算法：
抽瓦斯量瓦斯储量×抽放率66038×3523113Mm3
设计针矿井东翼矿井东翼部分质储量占全矿井65设计矿井东翼抽瓦斯量：
363抽期
根MT501896矿井瓦斯抽放工程设计规范第304条AQ10272006煤矿瓦斯抽放规范第535规定：矿井水抽放年限应抽放瓦斯区域开采年限相适应谢桥矿6煤层东翼部分设计服务年限30年该矿东翼抽期定30年
矿井东翼总抽瓦斯量矿井东翼抽期出矿井年抽放量：
4瓦斯抽放必性行性证
41瓦斯抽放必性
411规定
瓦斯抽放旨保障矿井安全生产时解决瓦斯问题基手段众周知加强通风处理瓦斯效方法瓦斯涌出量通风解决瓦斯涌出量时应采取抽放瓦斯措施局部区域瓦斯超限（隅角等）采通风方法法解决瓦斯问题采通风方法合理时必须采取瓦斯抽放措施
根煤矿安全规程第145条AQ10272006煤矿瓦斯抽放规范第411~413条规定：
列情况矿井必须建立面永久抽放瓦斯系统井时抽放瓦斯系统：
（1）1采煤工作面瓦斯涌出量5m3min1掘进工作面瓦斯涌出量3m3min通风方法解决瓦斯问题合理
（2）矿井绝瓦斯涌出量达条件：
①等40m3min
②年产量10～15Mt矿井30m3min
③年产量06～10Mt矿井25m3min
④年产量04～06Mt矿井20m3min
⑤年产量等04Mt矿井15m3min
（3）开采煤瓦斯突出危险煤层
412矿井瓦斯涌出量预测
瓦斯涌出量预测根某已知数定科学计算方法预先测算出未生产区域巷道瓦斯涌出量数值瓦斯涌出量矿井水采区设计矿井采区采掘工作面风量计算重基础数准确预测瓦斯涌出量矿井瓦斯治理工作通风风量理具十分重意义瓦斯涌出量包括绝涌出量相涌出量目前预测相瓦斯涌出量方法两类：(1)瓦斯含量法(2)矿山统计法前者新建矿井者生产矿井
次设计采分源预测法矿井瓦斯涌出量进行预测该方法实质根煤层瓦斯含量矿井瓦斯涌出源——回采（包括开采层围岩层）掘进采空区瓦斯涌出规律矿井回采面掘进工作面瓦斯涌出量进行计算达预测采区全矿井瓦斯涌出量目
4131回采工作面预测公式
回采工作面瓦斯涌出源包括开采层邻层回采工作面瓦斯涌出量预测相瓦斯涌出量表示24h预测圆班开采层（包括围岩）邻层瓦斯涌出量两部分组成计算公式：
q采q1+q2 （41）
式中
——回采工作面相瓦斯涌出量m3t
——开采层相瓦斯涌出量m3t
——邻层相瓦斯涌出量m3t
表41 巷道预排瓦斯带宽度值
Tab41 Width of the roadway predischarge gas value
巷道煤壁暴露时间Td
煤种巷道预排瓦斯带宽度h（m）
烟煤
瘦煤焦煤
肥煤气煤长焰煤
25
65
90
115
50
74
105
130
100
90
124
160
160
105
142
180
200
110
154
197
250
120
169
215
300
130
180
230
值采式计算：低变质煤：
高变质煤：
（1）开采层瓦斯涌出量
薄中厚煤层分层开采时开采层瓦斯涌出量式计算：
式中：
（42）
（43）
——开采层（包括围岩）相瓦斯涌出量m3t
K1——围岩瓦斯涌出系数K1值选取范围11~13全部陷落法理顶板碳质组分较围岩K1取13局部充填法理顶板K1取12全部充填法理顶板K1取11砂质泥岩等致密性围岩K1取值偏取值12矿取值11设计中取13
K2——工作面丢煤瓦斯涌出系数回采率倒数计算回采率取值90k2值11
K3——采区准备巷道预排瓦斯开采层瓦斯涌出影响系数采长壁退式回采时K3式计算：
（44）
L——工作面长度m取值150m
h——掘进巷道预排等值宽度m实测值表41选取取值115
m0——开采层厚度m取值22m
M——工作面采高m取值22m
W0——煤层原始瓦斯含量m3t取值646 m3t
WC——运出矿井煤残存瓦斯含量20m3t
代入数542m3t
（2）邻层瓦斯涌出量
设计中邻层瓦斯涌出量零 0 m3t
回采工作面相瓦斯涌出量542 m3t
4132掘进工作面预测公式
掘进工作面瓦斯涌出源两类：掘进巷道煤壁瓦斯涌出量掘进巷道落煤瓦斯涌出量掘进工作面瓦斯涌出量预测绝瓦斯涌出量表示式计算：
（45）
式中：
——掘进工作面绝瓦斯涌出量m3min
——掘进工作面巷道煤壁绝瓦斯涌出量m3min
——掘进工作面落煤绝瓦斯涌出量m3min
（1）掘进巷道煤壁瓦斯涌出量
掘进巷道煤壁瓦斯
D2h+b （46）
式中：
——掘进巷道煤壁瓦斯涌出量m3min
D——巷道断面暴露煤壁面周边长度m薄中厚煤层开采层厚度厚煤层hb分巷道高度宽度设计中D44m
D——巷道均掘进速度mmin取值00028
——巷道长度m取值1300
q0——煤壁瓦斯涌出强度m3m2min实测值参考式计算：
（47）
式中：
——煤中挥发分含量取值4025
——煤层原始瓦斯含量m3t取值646
代入数：228 m3min
（2）掘进巷道落煤瓦斯涌出量
掘进巷道落煤瓦斯涌出量式计算：
（48）
式中：
——掘进巷道落煤瓦斯涌出量m3min
s——掘进巷道断面积m2取值 7
——巷道均掘进速度mmin取值00028
——煤视相密度tm3取值140
W0——煤层原始瓦斯含量m3t取值646
Wc——运出矿井煤残存瓦斯含量m3t取值2
代入数：012m3min
掘进工作面瓦斯绝涌出量240m3min
4133生产采区瓦斯涌出量
生产盘区瓦斯涌出量指盘区回采工作面掘进工作面盘空区瓦斯涌出量式计算：
（49）
式中：
—— 生产采区相瓦斯涌出量m3t
—— 生产采区采空区瓦斯涌出系数单煤层距离煤层群取值13
——第i回采工作面相瓦斯涌出量m3t取值542
——第i回采工作面日产量t取值1800
——第i掘进工作面绝瓦斯涌出量m3min取值240
——生产采区均日产量t取值1817
谢桥矿采区布置工作面两条掘进巷道代入数q区 917 m3t
4134矿井瓦斯涌出量
矿井瓦斯涌出量时期矿井配采安排异确定矿井时期瓦斯涌出量矿井瓦斯涌出量预测方法（AQ10182006）预测矿井瓦斯涌出量计算式：
(410)
式中：
q矿——矿井瓦斯涌出量m3t
q采区i——第i采区瓦斯涌出量m3t取值917
A i——第i采区日均煤炭产量t取值1817
k矿——矿井老空区瓦斯涌出系数般115～125取120
考虑区域瓦斯涌出均衡性利分源预测法预测区域瓦斯涌出量需瓦斯涌出均衡系数K瓦斯涌出均衡系数取12谢桥矿矿井相瓦斯涌出量1320m3t绝瓦斯涌出量3331m3 min
根煤矿瓦斯抽放规范求年产量12～15Mt矿井矿井绝瓦斯涌出量30m3min时必须建立面永久抽放瓦斯系统该矿设计年产量12Mt矿井绝瓦斯涌出量3331 m3min符合抽放求需建立抽放系统
42抽采系统选择
GB504712008煤矿瓦斯抽采工程设计规范中条规定：
符合列情况时应建立面固定瓦斯抽采系统：
（1）开采煤瓦斯突出危险煤层矿井
（2）瓦斯抽采系统设计抽采量等2 m3min矿井
面固定瓦斯抽采系统宜根列具体情况分布置高负压低负压瓦斯抽采系统：
（1）采采空区抽采等抽采方法矿井宜采低负压抽采系统
（2）采煤层预抽边采边抽边采边掘邻层卸压抽采等抽采方法矿井宜采高负压抽采系统
（3）条第12款抽采方法均采矿井矿井设计抽采量等10m3min时宜采两套路分建立高低负压抽采瓦斯系统
面抽采泵产生负压满足求时井安设瓦斯抽采系统面瓦斯抽采系统串联工作时应瓦斯抽采系统网络进行分析计算应做井井瓦斯抽采系统匹配选择
谢桥煤矿突出危险性矿井设计中瓦斯抽采量
3331 m3min×351166m3min
谢桥矿适宜建立面固定瓦斯抽采系统
43瓦斯抽放行性
开采层瓦斯抽放行性指原始透气性条件进行预抽性般说衡量指标两：煤层透气性系数λ二钻孔瓦斯流量衰减系数αλα判定开采层瓦斯抽放行性标准表43示
表42 煤层瓦斯抽放难易程度分类表
Tab42 Coal seam gas drainage to the classification of degree of difficulty
抽放难易程度
钻孔瓦斯流量衰减系数（α）(d1)
煤层透气性系数（λ）
(m2MPa2d)
容易抽放
<0003
>10
抽放
0003～005
01～10
较难抽放
>005
<01
谢桥矿瓦斯基础参数知α0025 d1λ3624m2MPa2d 表知6煤层属抽放煤层
5抽放方法
51规定
根MT501896矿井瓦斯抽放工程设计规范第411条规定：选择抽放瓦斯方法应根煤层赋存条件瓦斯源巷道布置瓦斯基础参数瓦斯利求等素技术济较确定应符合列求：
（1）利开采巷道抽放瓦斯必时设专抽放瓦斯巷道
（2）适应煤层赋存条件开采技术条件
（3）利提高瓦斯抽放率
（4）抽放效果抽放瓦斯量浓度满足利求
（5）量采综合抽放
抽放瓦斯工程系统简单利维护安全生产建设投资省抽放成低
根AQ10272006煤矿瓦斯抽放规范第712条规定：矿井瓦斯源实施开采煤层瓦斯抽放邻层瓦斯抽放采空区瓦斯抽放围岩瓦斯抽放第713条规定：瓦斯源矿井应采综合瓦斯抽放方法
瓦斯抽放系统选择应注意问题：
（1）分期建设分期投产矿井抽放瓦斯工程次设计分期建设分期投抽
（2）抽放瓦斯站建设方式应技术济较确定般情况宜采集中建站方式列情况时采分散建站方式：
——分区开拓分期建设型矿井集中建站技术济合理
——矿井抽放瓦斯量较瓦斯利点分散
——套抽放瓦斯系统难满足求
52矿井瓦斯源分析
521矿井瓦斯涌出构成
谢桥矿6煤层开采期间瓦斯源三部分组成：回采工作面瓦斯涌出量掘进工作面瓦斯涌出量采空区(包括围岩)瓦斯涌出量瓦斯源涌出瓦斯占矿井瓦斯涌出例矿井开采深度矿井生产接续布局采掘强度等关根矿井瓦斯涌出量预测结果计算谢桥矿6煤层生产期间瓦斯涌出构成：
回采工作面涌出瓦斯占例：
Q回5429175910
掘进工作面涌出瓦斯占例：
Q掘24011572074
生产采空区涌出瓦斯占例：
Q空2261376164
瓦斯涌出构成中回采工作面掘进工作面占矿井瓦斯涌出量80左右中回采工作面占5910掘进工作面占2074老空区瓦斯涌出量占例376矿井瓦斯治理应放回采面掘进工作面
53瓦斯抽采量预计
531瓦斯抽采率计算
谢桥6煤突出煤层预抽煤层瓦斯突出煤层瓦斯含量应该煤层始突深度原始煤层瓦斯含量煤层瓦斯压力降074MPa
假设煤层瓦斯压力074MPa面利煤层瓦斯含量瓦斯压力验公式计算时煤层瓦斯含量验计算公式：
式中：
──煤层瓦斯含量m3t
──吸附常数
──煤层绝瓦斯压力MPa
──煤灰分
──煤水分
──煤孔隙率m3m3
──煤容重(假重)tm3
界状态瓦斯压力计算瓦斯含量
谢桥矿6煤层瓦斯参数代入式出煤层瓦斯压力074MPa时应6煤层瓦斯含量26m3t需抽出386 m3t瓦斯时应取瓦斯抽采率60
选取回采工作面掘进工作面瓦斯抽采率60
532回采工作面预抽瓦斯量预计
（1）通风排瓦斯量计算预抽量
回采工作面瓦斯涌出量115m3min根煤矿安全规程求巷道中瓦斯浓度超1采煤工作面高允许风速4ms采煤工作面通风效断面积15m2风量Q15×4×603600m3min计算风排瓦斯够满足安全求需预抽考虑矿井突出矿井重点防治突出非治理瓦斯综合考虑需抽放
（2）通抽放率计算预抽量
通瓦斯涌出量预测知回采工作面瓦斯涌出量115m3min根531节计算知预抽抽放率60回采工作面瓦斯抽放量69m3min条支抽放量38 m3min
（3）通消突计算预抽量
东采区东二采区布置回采面回采该矿井突出矿井通预抽应达消突效果前面证知煤层瓦斯压力降074MPa（消突出危险性）时煤层瓦斯含量q界26 m3t已知6煤原始瓦斯含量646m3t6煤容重14tm3预抽时间6月工作面基参数：
走长度1400米宽度150米均煤厚218米储量641万吨
计算工作面预抽瓦斯量
工作面条支预抽瓦斯纯量
综合考虑面三种计算回采工作面瓦斯预抽量方法满足消突前提选择第三种抽放瓦斯浓度25时计算出采区工作面支抽放系统混合气体流量1908 m3min
533掘进工作面瓦斯预抽量预计
（1）通风排瓦斯计算预抽量
通瓦斯涌出量预测采区条掘进巷道绝瓦斯涌出量达24m3min根煤矿安全工程知巷道中瓦斯浓度超1高允许风速4ms掘进工作面通风效断面积13m2风量Q13×4×603120m3min计算风排瓦斯够满足安全求考虑该矿井突出矿井抽放重点防治突出非治理瓦斯需抽放
（2）通抽放率计算预抽量
通瓦斯涌出量预测知采区条掘进巷道绝瓦斯涌出量达24m3min前面计算出预抽率60计算采区条掘进巷道瓦斯抽放量144 m3min
（3）通消突计算预抽量
东采区东二采区布置两掘进工作面该矿井突出矿井通边掘边抽应达消突效果前面计算知煤层瓦斯压力降074MP（消突出危险性）时煤层瓦斯含量q界26m3t已知6煤原始瓦斯含量646m3t6煤容重14tm3掘进巷道边掘边抽时钻场抽放瓦斯消突出危险性煤层区域需抽放瓦斯量60×﹙2×15﹢45﹚×218×14×﹙646－26﹚2438609m3抽放时间15天15×24×6021600min瓦斯抽放量2438609／21600113 m3min
综合考虑面三种计算掘进工作面瓦斯预抽量方法满足消突前提选择采区条掘进巷道条支瓦斯抽放纯量144m3min抽放瓦斯浓度25时计算该矿井南二采区条掘进巷道支抽放系统混合气体流量576m3min
534采空区瓦斯预抽量预计
前章节计算知生产采空区瓦斯涌出量226m3min根煤矿瓦斯抽放规范采空区采采空区附巷道采空区方钻抽放瓦斯时抽放率宜选择30采区采空区瓦斯抽放量068m3min抽放瓦斯浓度20时计算采空区支混合气体流量34m3min
54抽放方法选择
541抽放方法选择
瓦斯抽采方法选择应兼顾合法性合理性济性根煤层赋存条件瓦斯源巷道布置时间配合瓦斯基础参数瓦斯利求等素技术济较确定应符合列求：
(1)利开采巷道抽采瓦斯必时设专布置钻场钻孔瓦斯抽采巷道
(2)适应煤层赋存条件开采技术条件
(3)利提高瓦斯抽采率
(4)抽采效果抽采浓度满足利求
(5)量采综合瓦斯抽采方法
(6)抽采瓦斯工程系统简单利维护安全生产建设投资省抽采成低
开采层瓦斯抽采方法列求选择：
(1)容易抽采抽采煤层宜采层预先抽采方法采层穿层布孔方式
(2)抽采较难抽采煤层宜采边采边抽方法
(3)单较难抽采高瓦斯煤层选密集网格穿层钻孔交叉钻孔水力割缝水力压裂松动爆破深孔控制预裂爆破高压水射流扩孔等方法强化抽采煤瓦斯突出严重煤层宜选择穿层网格布孔方式
(4)煤巷掘进瓦斯涌出量较煤层采边掘边抽先抽掘抽采方法
AQ10272006煤矿瓦斯抽放规范第74条钻场钻孔布置应求：
(1)量利现开拓准备回采巷道布置钻场
(2)开采层未卸压抽放钻孔抽放半径确定合理孔间距外应量增钻孔见煤长度
(3)邻层卸压抽放应钻孔采煤工作面顶板落形成裂隙带避开落带
(4)强化抽放布孔方式考虑应取抽放效果外应考虑措施施工方便
(5)边采边抽钻孔方应开采推进方相迎避免采动首先破坏孔口钻场
(6)钻孔方应正交斜交煤层层理
(7)穿层钻孔终孔位置应穿煤层顶(底)板05m处
(8)钻场布置应免受采动影响避开质构造带便维护利封孔保证抽放效果
根AQ10272006煤矿瓦斯抽放规范第864条预抽煤层瓦斯钻孔量：
（1）采层孔抽放时钻孔量见表51
（2）采穿层钻孔抽放时钻孔见煤点间距参列数：容易抽放煤层1520m抽放煤层1015m较难抽放煤层8l0m
表51 吨煤钻孔量表单位：mt
Tab51 Tons of coal drilling Scale
煤层类
薄煤层
中厚煤层
厚煤层
容易抽放
005
003
001
抽放
005~01
003~005
001~003
较难抽放
>01
>005
>003
谢桥矿煤瓦斯突出矿井首先求满足采突出面掘突出头区域性瓦斯治理措施必须回采工作面进行高位抽放煤层预抽数掘进工作面进行瓦斯预抽放
542瓦斯抽放方法钻场布置
未卸压煤层进行预抽煤层瓦斯抽放难易程度划分三类
（1）煤层透气性较容易抽放煤层宜采层预抽方法采层穿层布孔方式
（2）煤层透气性较差采分层开采厚煤层利先采分层卸压作抽放未采分层瓦斯
（3）单低透气性高瓦斯煤层选加密钻孔交叉钻孔水力割缝水力压裂松动爆破深孔控制预裂爆破等方法强化抽放煤瓦斯突出危险严重煤层应选择穿层网格布孔方式
6煤层属抽放煤层采预抽边采边抽相结合抽放方法：利工作面进风巷道回风巷道煤层迎交叉钻孔预抽煤层瓦斯根谢桥矿6煤层赋存条件瓦斯源煤层瓦斯含量等瓦斯抽采基础参数巷道布置方式回采工作面采煤层交叉钻孔预抽掘进工作面边掘边抽高位钻孔抽采相结合抽采方式
5421工作面交叉钻孔预抽钻场布置
（1）钻孔布置方式
根回采工作面煤层质条件槽断面采煤层交叉布孔方式图51示工作面进回风巷施工钻孔钻孔轴线行回采工作面煤壁
Fig51 Layout diagram of the coal seam gas drill holes working face
图5－1 回采工作面煤层瓦斯抽放钻孔布置示意图
（2）钻孔布置参数
倾斜钻孔间距10m垂直钻孔间距10m倾斜钻孔垂直钻孔水间距5m垂直间距08m钻孔直径89mm设计长度垂直钻孔100m倾斜钻孔110m条巷道中倾斜钻孔垂直钻孔数量140封孔长度8m
5422采空区高位抽放钻场布置
（1）钻孔布置方式
采高位抽放回采工作面部煤层中部分采空区中瓦斯通钻孔瓦斯抽放道排放表井回风巷中图52回采工作面高位钻孔布置示意图生产实际中 应根现场实际监测参数抽放钻孔布置进行调整 达抽放效果
Fig52 Face Layout of high drilling
图52 工作面高位钻孔布置图
（2）钻孔布置参数
钻场间距50m钻孔长度90m保证少40米压差距钻孔直径∮89mm钻场6钻孔封孔长度8m
钻孔布置原保证钻孔布置煤层钻孔倾角巷道底板行根煤层厚度倾斜掘进工作面抽放钻孔数量较时扩钻孔覆盖范围抽放钻孔应巷道中线基准周围煤体呈放散状排列提高抽放效果
5423掘进工作面瓦斯抽放钻场布置
（1）钻孔布置方式
瓦斯涌出量推进速度快掘进工作面实施边掘边抽措施效隔断巷道两侧卸压带瓦斯巷道空间涌出减少巷道两侧卸压带瓦斯涌出量时前方煤体起预抽作消工作面前方突出危险性减少工作面前方破坏煤体工作面空间涌出边掘边抽钻孔布置图53示
Fig53 While Excavation Excavation Face layout diagram of pumping gas drilling
图53 掘进工作面边掘边抽瓦斯钻孔布置示意图
（2）钻场布置参数
钻场间距60m钻孔长度80m保证少20m压差距钻孔直径73mm钻场10钻孔封孔长度6m
钻孔施工程中严格执行防尘防瓦斯防突防机械电气伤安全技术措施保证钻孔施工安全
55封孔工艺
设计选择测压法封闭抽放钻孔钻孔封孔材料胶囊—密封黏液封孔测压法注浆封孔测压法
551测压方法选择
测压松软岩层煤巷中测定煤层瓦斯压力时钻孔长度超15m时应采胶囊—密封黏液封孔测压法钻孔长度15m时应采注浆封孔测压法测定邻煤层瓦斯压力煤层群分层测压应采注浆封孔测压法测压时间充足时应采动测压法测压时间短应采动测压法
钻孔施工完毕应24h完成封孔工作封孔前先做准备工作选封孔方法准备封孔材料仪表工具等检查测压否畅通压力表连接气密性钻孔孔时应钻孔水排出封孔深度取决封孔段岩性裂隙岩石硬裂隙时缩短应超钻孔施工点巷道影响范围满足求：胶囊
—密封黏液封孔测压法封孔深度应6m注浆封孔深度8m煤层群分层测压时应封堵测煤层钻孔侧顶板底板应加长测压钻孔封孔深度
设计中根谢桥矿情况选择胶囊—密封黏液封孔测压法
552胶囊—密封黏液封孔测压法封孔步骤
（1）测压点先封孔器组装放入预计封孔深度钻孔孔口安装阻退楔连接封孔器密封黏液罐压力水罐装种控制阀安装压力表
（2）启动压力水罐开关胶囊充压力水胶囊膨胀封住钻孔开启密封黏液罐钻孔密封段注入密封黏液密封黏液压力应略高煤层预计瓦斯压力05倍
1—压力表2—密封黏液罐3—阻退楔4—输液5—胶囊16—密封黏液7—胶囊28—压水罐9—钻孔
Fig54 Capsules sealed mucus sealing pressure measurement schematic
图54 胶囊—密封黏液封孔测压示意图
553封孔原
封孔深度超孔口裂隙带深度完整致密岩孔般3m煤系层钻孔般5~7m煤孔般7~10m防突规定规定封孔段长度：岩孔5m煤孔8m
554封孔材料
目前常封孔材料快速封孔器水泥砂浆速凝膨胀水泥聚氨酯马丽散赛瑞高分子封孔材料高水材料PD封孔材料等
水泥砂浆采标号400硅酸盐水泥水泥砂配1（24～25）沙粒直径05～15mm水泥砂浆凝固定收缩降低钻孔封孔质量降低抽放负压水泥砂浆加定量膨胀化石膏利石膏膨胀充填水泥浆固化收缩空间起完全密封钻孔作实际应中水泥石膏水泥石膏浆稠度影响封孔效果通常情况水泥石膏水配取7112较适宜屯矿井试验硅酸盐水泥封孔：水灰114～2
速凝膨胀水泥采硅酸盐水泥76矾土水泥12石膏12配速凝水泥浆中水水泥质量1（24～25）
聚氨酯（马丽散）聚氨酯封孔具密封性硬化快膨胀性强优点两组药液混合成甲组药液占总重50乙组占总重50封孔时例两种药液混合搅拌快硬化成聚氨酯泡沫塑料空间约膨胀458倍钻孔膨胀性钻孔密封种方法缺点适宜封孔求较深钻孔
高水材料高水材料种新型特种水泥混合物水灰高达31甲组分硫铝酸盐水泥熟料悬浮剂组成乙组分石膏生石灰悬浮剂速凝剂等组成甲乙两种组分粉状物料分加水配制成浆液然混合均匀定物理化学反应便快速凝结固化成固体材料
555封孔方法
5551封孔器封孔
封孔器岩石钻孔密封求岩石致密优点重复钻孔周围裂隙发育处密封性较差封孔器结构基异目前两种封孔器：YQ1型ZYS503型封孔器
1—堵头螺母2—前挡圈3—胶圈4—挡圈5—外6—
7—固定螺钉8—短9—丝杠10—顶压盘
Fig55 Sealing device diagram
图55 封孔器示意图
5552水泥砂浆封孔（适岩孔煤孔）
（1）力封孔：该方式封孔前需水压风孔残存煤岩钻屑清洗干净然放入筛孔筛孔直径25～40mm封孔长度穿层5m层钻孔8m避开卸压区
1—钻孔2—铁挡盘3—木塞4—水泥沙柱5—抽放
Fig56 Human sealing schematic
图56力封孔示意图
（2）压气封孔：目前采压气封孔先水泥砂浆装入混浆罐达容积23左右关闭罐盖开压风闸阀孔压入浆液直钻孔注满止
1—注浆罐2—压风3—水4—胶5—抽放6—砂浆7—钻孔8—木塞（挡板）
Fig57 Pressure gas sealing schematic
图57 压气封孔示意图
6瓦斯抽放路系统设备选型
61抽放路选型阻力计算
611规定
根AQ10272006煤矿瓦斯抽放规范瓦斯抽放路求：
第541条：抽放路系统应根井巷道布置抽放点分布瓦斯利求矿井发展规划等素确定避免减少干路系统频繁改动确保道运输安装维护方便应符合列求：
(1)抽放路通巷道曲线段少距离短路安装应直转弯时角度应50°
(2)抽放路系统宜回风巷道矿车常通巷道布置设运输巷行道侧架设高度应18m固定巷道壁巷道壁距离应满足检修求抽放瓦斯件外缘距巷道壁宜01m
(3)抽放设备路发生障时路瓦斯流入采掘工作面机电硐室
(4)避免布置车辆通行频繁干道旁
(5)径统变径时必须设渡节
第542条：抽放瓦斯路径应流量分段计算抽放设备力相适应抽放路安全流速5~15ms通流量计算径抽放系统材备量取10％
第543条：采专钻孔敷设抽放路时专钻孔直径应道外形尺寸100mm竖井敷设抽放路时应道固定罐道梁专架
第544条：抽放路总阻力包括摩擦阻力局部阻力摩擦阻力低负压瓦斯路阻力公式计算局部阻力估算法计算般取摩擦阻力10~20
第545条：面路布置：
(1)抽放路水暖气水道动力电缆明电缆通讯电缆等敷设条沟
(2)干应城市矿区发展规划建筑布置相结合
(3)抽放道建(构)筑物设施间距应符合工业企业总面设计规范关规定
(4)瓦斯道穿房屋建(构)筑物般情况穿网必须穿网时应关规定采取措施
612计算方法
（1）瓦斯抽放径选择
选择瓦斯径式计算：
（61）
式中
D—瓦斯径m
Q—瓦斯流量m3min
V—瓦斯路中济流速ms般取V＝10~15ms取v10 ms
谢桥矿瓦斯抽放设计建立二掘进工作面二回采工作面约定：
(1)回风井面瓦斯抽放干
(2)回风巷回风山瓦斯抽放分
(3)工作面回风巷瓦斯抽放支1
(4)掘进巷道瓦斯抽放支2
(5)采空区瓦斯抽放支3
表6 1径选择表
Tab61 Tables of diameter selecting
抽采类
纯瓦斯抽采量
（m3min）
瓦斯浓度
（）
混合瓦斯抽采量
（m3min）
计算径（m）
选择径
（mm）
干
1166
21
5552
0336
450×9
分
723
21
3443
0260
325×8
支1
477
25
1908
0209
275×7
支2
144
25
576
0160
203×6
支3
068
20
34
0074
150×6
次谢桥矿设计选择安装干采φ450mm热轧缝钢壁厚9mm分φ325mm热轧缝钢壁厚8mm支1径φ275mm热轧缝钢壁厚7mm支2径φ203mm热轧缝钢壁厚6mm支3径φ150mm壁厚6m
瓦斯涌出量预计
（2）路摩擦阻力计算
计算直摩擦阻力式计算：
（62）
式中 H—阻力损失Pa
L—直长度m
Q—瓦斯流量m3h
D—道径cm
k0—系数见表62
D—混合瓦斯空气相密度
表62 径系数K0值
Tab62 The coefficient of different diameters K0 value
通称径(mm)
15
20
25
22
40
50
K0值
046
047
048
049
050
052
通称径(mm)
70
80
100
125
150
>150
K0值
055
057
062
067
070
071
局部阻力估算法计算般取摩擦阻力10~20路系统长网络复杂径较者限取值反限取值
表63 0℃105 Pa气压时值
Tab63 At 0℃ and 105 Pa air pressure when values
瓦斯浓度
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
1
0996
0991
0987
0982
0978
0973
0969
0964
0960
10
0955
0951
0947
0942
0938
0933
0929
0924
0920
0915
20
0911
0906
0902
0898
0893
0889
0884
0880
0875
0871
30
0866
0862
0857
0853
0848
0844
0840
0835
0831
0826
40
0822
0817
0813
0808
0804
0799
0795
0791
0786
0782
50
0777
0773
0768
0764
0759
0755
0750
0746
0742
0737
60
0733
0728
0724
0719
0715
0710
0706
0701
0697
0693
70
0688
0684
0679
0675
0670
0 666
0661
0657
0652
0648
80
0644
0639
0635
0630
0626
0621
0617
06 12
0608
0603
90
0599
0595
0590
0586
0581
0577
0572
0568
0563
0559
100
0554
—
—
—
—
—
—
—
—
—
抽放路总阻力Hz：
HzHm +Hj （63）
式中：
Hm—直摩擦阻力Pa
Hj—局部摩擦阻力Pa取Hm15
表64 抽放路阻力计算表
Table 64 drainage pipeline resistance computation
路类
Q（m3h）
γ
L（m）
k0
D（cm）
Hm
Hj
干
55518
0902
480
071
530
44046
6607
分
19164
0902
3490
071
325
440104
66016
支1
1230
0911
1400
071
275
169341
25401
支2
720
0911
1300
071
203
245818
36873
支3
699
0911
200
071
203
35644
5347
表64知抽放路总阻力
HzHm +Hj115Hm1075197Pa
62瓦斯抽放泵选型
621规定
根AQ10272006煤矿瓦斯抽放规范瓦斯抽放设备求：
551条：矿井抽放瓦斯设备力应满足矿井抽放瓦斯期间抽放瓦斯设备服务年限达开采范围抽放量抽放阻力求应15％富裕力矿井抽放系统总阻力必须网阻力计算抽放瓦斯系统应出现正压状态
622选型原
根规定瓦斯泵选型原：
⑴瓦斯泵流量必须满足矿井抽放期间预计瓦斯抽出量需求
⑵瓦斯泵负压克服路系统阻力
⑶具良真空度
⑷抽放设备配备电机必须防爆
623计算方法
（1）瓦斯泵流量计算
抽放瓦斯泵流量必须满足抽放系统服务年限抽放量需
（64）
式中
—抽放瓦斯泵额定流量m3min
—矿井瓦斯抽放总量（纯量）m3min取值1998
x—矿井抽放瓦斯浓度％取值216
η—瓦斯抽放泵机械效率般取08
K—备系数K12
抽放瓦斯泵额定流量：
抽采泵工况流量列公式计算：
(65)
PPd－Hr (66)
T273+t (67)
式中：Qg——工况状态抽采泵流量（m3min）
Qb——标准状态抽采泵计算流量（m3min）设计取值13875
P——抽采泵入口绝压力（Pa）
Pd——矿井气压设计取标准气压101325pa
P0——标准气压101325pa
T0——界温度273k
T——抽采泵入口瓦斯绝温度（K）
t——抽采泵入口瓦斯温度（℃）设计取值26
代入数值出：p7557303paQg20396 m3min
（2）瓦斯泵压力计算
标准状态抽采系统压力列公式计算：
H（Hr+Hc）·K (68)
Hr hrm+hrj+ hk (69)
Hc hcm+hcj+ hz (610)
式中
H ——抽采系统压力（Pa）
Hr——抽采设备出口侧（负压段）10～15年路阻力损失（Pa）
Hc——抽采设备出口侧（正压段）路阻力损失（Pa）
K——抽采系统压力富余系数取12～18设计取12
hrm——入口侧（负压段）路摩擦阻力（Pa）取值参考表64
hrj——入口侧（负压段）路局部阻力（Pa）取值参考表64
hk——井抽采钻孔设计孔口负压（Pa）设计取值15000pa
hcm——出口侧（正压段）路摩擦阻力（Pa）设计取值0
hrj——出口侧（正压段）路局部阻力（Pa）设计取值0
hz——出口侧（正压段）出口正压（Pa）出口进入瓦斯储气罐3500～5000 Pa设计取值5000pa
数值代入式子中出：
Hr2575197paHc5000paH3690236pa
抽采泵工况压力式计算：
PgPd－H （611）
Pg——抽采泵工况压力（Pa）
Pd——抽采泵站气压力（Pa）设计取标准气压101325pa
代入数值出：Pg6442264pa
⑶瓦斯抽放泵真空度计算
（612）
式中
——瓦斯抽放泵真空度
—瓦斯抽放泵提供负压Pa值通式68进行计算
代入数i3641
624瓦斯泵类型
目前国瓦斯泵类型：
（1）离心式鼓风机
（2）回转式鼓风机(包括罗茨鼓风机叶式鼓风机滑板式压气机等)
（3）水环真空压缩机
（4）复式压气机(面正压输送瓦斯)
瓦斯抽放泵应满足采区抽放瓦斯期间抽放瓦斯设备服务年限达开采范围抽放量抽放阻力求应15％富裕力采区抽放系统总阻力必须网阻力计算抽放瓦斯系统应出现正压状态
水环式真空泵真空度高工作轮充满水防爆阻焰作运行安全尤适煤层透气性低路系统阻力需高负压抽放选水环式真空泵知道谢桥矿瓦斯抽放泵需满足工况流量122376m3h工况压力6442264pa根厂家提供瓦斯抽放泵工况曲线图61示
Fig61 2BE3 series water ring vacuum pumps working condition graph
图61 2BE3系列水环式真空泵工况曲线图
计算谢桥矿抽采泵工况压力工况流量结合图确定选择抽放泵型号2BE3500472型转速472rmin配套电机型号YKK40054型电机额定功率400kw额定电压6kv整系统购买两套套备
63辅助设备
掌握抽放点瓦斯涌出量瓦斯浓度变化情况 便调节路系统负压流量 路应安装阀门流量计放水器等附件
（1）阀门
瓦斯抽放路钻场连接均应安装阀门调节控制抽放点抽放量抽放浓度抽放负压等
（2）放水器
抽放路系统低点安装工动放水器时放空抽放路中积水提高系统抽放效率排气端低凹处安装正压放水器
减少瓦斯抽放成建议采工放水器(图62)负压动放水器
1钢 2闸阀
Fig62 Artificial negative pressure drainage device
图62 工负压放水器(作正压放水器)
(a)卧式 (b)立式
1–瓦斯路2–放水器阀门3–空器入口阀门4–放水阀门5–放水器6法兰盘
Fig63 High negative pressure drainage installation diagram manual
图63 高负压工放水器安装示意图
（3）渣器
抽放源头附回采工作面掘进工作面入口处应安装渣器清高负带入道粉尘杂物等残渣
（4）计量装置
钻场必须规定安装孔板流量计孔板流量计应抽放路行孔板瓦斯抽放必须心装偏孔板口长段侧钻孔方喇叭口短段侧泵站方孔板安装点应量选择直段受条件限制直段应径20倍连接完毕必须钻场吊挂钻场理牌（施工日期施工负责钻场浓度单孔浓度封孔负责）中孔板流量计结构图64
1— 孔板2—测压嘴3—抽放路图
Fig64 The structure chart of orifice flowmeter
64 孔板流量计结构图
7济概算
71编制
1（1）采煤炭建设面建筑井巷工程综合预算定额指标关规定计算
2安装工程采煤炭工业机电安装工程概算指标
3设备材料价格：设备采新价格煤炭工业常设备价格汇编工程建设全国机电设备汇编材料选矿井实际价格
72费概算范围
表7－1矿井瓦斯抽放工程投资估算
Table 71 Estimation of mine gas drainage project investment
项目名称
单位
数量
单 价
费
（万元）
备注
抽放泵站
㎡
220
600元㎡
132
2BE3500型水环式真空泵
台
2
40万元台
8000
含防爆电机减速机
泵站监测系统
套
1
12万元套
1200
放水器三防安全装置
套
1
8万元套
800
钻机钻杆钻头等
225
抽采路配件
80
抽采站配电明避雷针
10
泵站网安装
398
设备总价15计算
合计
2655
8安全技术措施
81抽放系统井移动抽放瓦斯泵站安全措施
811防瓦斯措施
（1）瓦斯抽放钻场必须保持良通风状态避免瓦斯积聚超限便施工理钻场设计必须满足扩散通风求钻孔布置钻机操作求布置钻场位置岩层应完整破碎断面符合施工求支护空邦空顶布孔岩壁应直利钻孔施工封孔安设瓦斯
（2）钻场投入受采动影响会钻场状态瓦斯流量瓦斯浓度负压等发生变化影响抽放效果定期检查抽放负压瓦斯流量温度气体成分时掌握钻场抽放状态保证抽放浓度20设置调节阀门时调节抽放负压抽放流量采空区抽放负压温度气体成分严格控制温度超50ºCCO浓度超0005时时采取措施
（3）钻场钻孔进行巡回检查巡回检查时应指定专携带测试仪器 负责区域进行检查时钻场必须设置测量牌板检查牌板等测量牌板填写抽放瓦斯浓度抽放负压测定时间抽放量温度检查员姓名等信息检查板填写钻场外瓦斯检查情况检查时间温度等钻场钻场支留观测孔便进行瓦斯浓度检测
（4）班队长班组长携带便携式瓦斯报警仪施工时施工点风侧3m范围必须悬挂瓦斯便携式防止瓦斯超限
812防灭火措施
（1）钻孔施工点附必须配备2台干粉灭火器消防水灭火器放施工钻孔外5m范围时应配备足够黄泥施工钻孔前必须钻孔附10m范围巷道水洗湿润该范围燃性杂物清理干净施工钻孔时产生煤粉必须时清理运走
（2）施工钻孔时工作点必须悬挂CO便携仪施工钻孔点必须设置三通头接风头接水出现钻孔着火现象时必须时压风路阀门倒水
（3）钻孔施工程中发现顶钻排粉困难等异常现象时应采取低速慢进边退边进措施准强行进压险施工果钻程中明显突出预兆必须撤安全点稳定恢复工作
（4）钻孔施工点必须增设压风救加强施工抽放钻孔防火灭火工作预防钻孔着火旦出现时火源扑灭时进行救互救时撤离事现场施工结束起钻速度快避免钻杆摩擦造成火花引起着火现象
813路防漏气防砸坏防带电防腐措施
（1）抽放系统必须设置负压测定装置截止阀门新敷设路进行气密性检查1000m漏气量超3m3min负压低30000Pa正常抽放路应定期进行气密性检查敷设抽放路巷道非运输巷道路悬挂警示牌路外部涂红色示区提醒车辆注意天巡回检查发现问题时更换道巷道分叉处跨越吊挂吊挂高度18m防止底鼓折损路道墩垛垫起垫起高度03m井应量避免通讯动力电缆敷设起防路带电敷设瓦斯抽放路巷道必须定期检查保证支护完整防止路砸瓦斯抽放路必须接装置防止静电积聚
（2）斜巷立巷布置道时应半圆形铁卡子道固定巷道支架免瓦斯路滑固定巷道支撑物支撑物卧底安置牢固井路敷设采巷道侧邦敷设路支架垫起墩高03m路铡帮02m回风斜井隔4m设支架半圆卡固定防止路滑巷4m设支架预留1‰流水坡度
（3）面井路外表均涂刷层红色防锈漆防路锈蚀
82面抽放瓦斯站安全措施
821瓦斯泵安全措施
（1）瓦斯抽放系统运行前必须瓦斯抽放泵路系统进行全面细致检查包括水电闭锁风电闭锁供水排水系统等
（2）瓦斯抽放泵运行前应负压侧低洼点安装负压放水器
（3）路前压风刷安装滤网
（4）瓦斯抽放泵运行程中抽放泵司机应认真观察运行情况做记录发现异常处理调度室汇报
（5）应确保取合格证专门瓦斯抽放泵司机值班
（6）抽放点设立专门记录牌记录瓦斯抽放数
（7）加强瓦斯抽放泵路检查维修
（8）加强瓦斯抽放泵室检查理须配备：抽放泵司机岗位责抽放泵司机操作规程瓦斯抽放理制度抽放系统图设备运行记录
（9）瓦斯抽放泵操作程序：
开启：检查→供水 →启动泵站 → 检查运行方→检查水位→启动电机 → 开阀门
停泵：关闭闸门→停电机→停水
822抽放泵站防雷电防火灾措施
抽放泵房泵房附放空均设单针避雷装置避雷装置高度应超泵房放空5m避雷导线埋入表3m
泵房必须设置干粉灭火器砂箱等灭火器材矿井必须定期检查消防设施保证消防设施完率达100
823安全理措施
（1）泵房非防爆电器杜绝明火
（2）建立抽放设备检修制度定期抽放设备进行检查维修发现问题时处理关情况时部门领导汇报
（3）建立抽放设备停运联系制度未关部门领导研究私停开抽放设备私调整抽放系统抽放负压
（4）建立抽放参数定期检查制度抽放系统测点三天必须进行次全面观测条件应天测定次次观测时填写抽放日报瓦斯泵房瓦斯浓度正压负压流量水温轴温必须隔30～60分钟测定记录次建立记录台账
（5）建立泵站值班员交接班制度
9结
次毕业设计根淮南矿业集团谢桥矿6煤层瓦斯赋存情况瓦斯含量瓦斯压力瓦斯储量煤层透气性系数等基础参数刘彦伟老师指导谢桥矿东翼采区做瓦斯抽放设计面次设计做简回顾总结
（1）第1章叙述介绍设计选题意义国外瓦斯抽采方面发展现状表述瓦斯抽放宏观意义设计
（2）第2章第4章分介绍谢桥矿理位置井田现状瓦斯赋存情况等重点计算谢桥矿瓦斯储量抽瓦斯量抽率等述谢桥矿进行瓦斯抽放行性必性
（3）第5章设计重点部分根前面章节结国家规定准确定谢桥矿进行抽放方法钻孔布置方式数量长度封孔工艺
（4）第6章设计重点部分章节确定瓦斯抽放路布置路线计算路阻力道直径辅助装置等
（5）第7章第8章设计进行完善致估算设计济需施工运行程中样保证设备安全运行
设计根煤矿安全规程(2010版)防治煤瓦斯突出规定（09版）煤矿瓦斯抽放规范（AQ10272006）等参考文献该矿井该工作面情况刘老师心指导进行
次设计熟悉矿井瓦斯抽放设计思路方法学会瓦斯抽放设备选型计算矿井瓦斯抽放方法选择建立较明确概念外增强动手查资料力解决设计程中遇问题力数处理力毕业进步深造进行瓦斯抽放设计坚实基础
致谢
次毕业设计已接尾声设计程中发现足验缺乏思考问题时难免考虑周处果没老师悉心指导学热心帮助支持独立完成篇文难想象时程中学前未学东西毕业设计题目选定资料收集绘制草图详细设计馔写说明书步设计程前学知识总结考验新学开始知识仅专业技进步学生活工作生活帮助谨四年教育帮助关心老师学表示衷心感谢
文选题资料收集开题提纲制定文撰写终定稿全程俊老师悉心指导细致点拔设计整体框架原性问题提出关键性指导难题克服凝结着导师智慧心血毕业设计利完成铺垫里衷心感谢刘彦伟老师百忙中抽出时间予细心辅导篇文撰写中老师悉心指导身边学予较帮助指导正帮助文够利进展时感谢身边学勤奋认真时常感染影响着学生活中遇问题予极帮助学提供设计鉴资料学角度提出提出分析问题宝贵意见起学生活非常快乐美时光真诚感谢
参考文献
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[24] 国家安全生产监督理总局httpwwwchinasafetygovcnnewpage
附图1
附图2
附图3
附图4
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摘：安徽淮南矿业集团谢桥矿6煤层突出煤层时存瓦斯涌出量瓦斯超限严重等问题通收集瓦斯含量透气性系数百米钻孔瓦斯流量等参数计算煤层瓦斯储量抽放率等瓦斯抽放基础参数采分源预测法预测该矿井瓦斯涌出量分析证谢桥煤矿6煤层回采工作面瓦斯抽放必性行性根矿井瓦斯涌出源构成分析参国家相关规定确定回采工作面采煤层预抽高位钻孔方法掘进工作面采边掘边抽抽采方法采空区埋抽放方法结合谢桥煤矿开采开拓方式选择阻力路绘制抽放瓦斯系统图计算抽放系统网抽放量网阻力确定抽放力相匹配瓦斯抽放泵型号配套电机相关装置
关键词：突出煤层瓦斯抽放分源预测法路阻力计算设备选型
The design of gas drainage methods and system of Xieqiao mine
Abstract：In this paper the rule of the town of Yingshang County Xieqiao coal mining the second one extended the existing coal gas emission volume gas gauge and serious issues through the gas content permeability coefficient gas flow meters of drilling Measurement analysis and appraisal of the Xieqiao Coal Mine Coal Seam Gas Drainage necessity and feasibility According to mine gas emission sources and composition analysis mining working face layer of parallel holes with predrainage shallow hole mining face extraction partition type with driving face extraction advanced extraction and gob buried on the corner Combined drainage tube drainage method Anlin coal face with the layout through the drainage volume drainage pipe network pipeline network resistance calculation optimization of the drainage pipe network layout and drainage capabilities identified Model matching and matching gas drainage pump motor
Keywords：mine gas gas drainage scheme design gas emission quantity equipment selection
目录
1绪 1
11选题目意义 1
12国外瓦斯抽放发展现状 1
13国瓦斯抽放发展现状 3
14设计 7
2矿井概况 8
21井田概况 8
22井田质特征 9
23矿井开拓开采概况 12
24矿井通风系统概况 12
3矿井瓦斯赋存情况 13
31煤层瓦斯基参数 13
32煤层瓦斯含量 16
33煤层透气性系数 17
34百米钻孔瓦斯流量衰减系数 18
35矿井瓦斯储量 19
36矿井抽瓦斯量抽期 20
4瓦斯抽放必性行性证 22
41瓦斯抽放必性 22
42抽采系统选择 26
43瓦斯抽放行性 27
5抽放方法 28
51规定 28
52矿井瓦斯源分析 28
53瓦斯抽采量预计 29
54抽放方法选择 31
55封孔工艺 35
6瓦斯抽放路系统设备选型 39
61抽放路选型阻力计算 39
62瓦斯抽放泵选型 42
63辅助设备 45
7济概算 48
71编制 48
72费概算范围 48
8安全技术措施 49
81抽放系统井移动抽放瓦斯泵站安全措施 49
82面抽放瓦斯站安全措施 50
9结 52
致谢 53
参考文献 54
附图1 56
附图2 57
附图3 58
附图4 59
1绪
煤层瓦斯抽放般指利瓦斯泵抽放设备抽取煤层中高浓度瓦斯通巷道隔离网抽出高浓 度瓦斯排面矿井总回风巷中目前认煤矿瓦斯抽放仅降低矿井瓦斯涌出量防止瓦斯爆炸煤瓦斯突出灾害重措施抽出瓦斯变害利作煤炭伴生资源加开发利
11选题目意义
年三月份指导老师安排谢桥煤矿实月谢桥煤矿煤瓦斯突出鉴定确定煤瓦斯突出矿井次设计根谢桥煤矿实中收集生产图纸资料谢桥煤矿进行瓦斯抽采初步设计
作学生学校次综合性知识技考察次设计考察学生四年基础知识专业知识掌握情况学生学会思考行设计设计程中学理知识实践验综合起应设计程断认识学程温知新时学生产工作程中验
12国外瓦斯抽放发展现状
资料记载早1730年英国Whitehaven煤矿Saltom竖井掘768m深时遇层厚061m煤瓦斯涌出时直径Φ50mm密闭瓦斯引井外供位学者实验室原苏联帝俄时期约1907年尤索夫克中央矿井莫梁宁诺夫层邻层量喷出瓦斯进行引排10年然压力日涌出瓦斯量达4000m³1923年日夕张煤矿部坑道密闭中接然涌出瓦斯排面1934年新幌煤矿开始第次抽放密闭瓦斯粘土封闭该矿四号煤层采空区抽出瓦斯浓度60～70抽出量15～25m³min供发电厂锅炉
表11 世界煤矿抽放瓦斯矿井数抽放瓦斯量变化动态
Tab11 Dynamic changes of coal mine and gas drainage in World
年份
抽放矿井数
年抽放瓦斯量Mm³
年份
抽放矿井数
年抽放瓦斯量Mm³
1951
68
1346
1981
594
45004
1955
142
6907
1982
595
47008
1960
305
13433
1983
610
4950
1965
416
2270
1984
618
5176
1970
476
2997
1985
623
5280
1975
524
36553
1987
619
5431
1980
585
44404
世界国正规抽放瓦斯工作40年代末50年代初开始抽放方法断增加瓦斯抽放技术逐渐提高抽放规模日益扩1987年国外已苏联美国等16国家619矿井实施瓦斯抽放措施抽出5431Mm31951年起煤矿抽放瓦斯蓬勃发展1951～1987年期间抽放矿井数68增619年抽放瓦斯量1346Mm³增5431Mm³（表11）
20世纪50年代起瓦斯抽放苏英德日法波等国煤矿迅速发展关资料统计表明：1951～1987年间世界煤矿瓦斯抽放量基呈线性增加1951年134Mm³增1987年5431Mm³增加39倍根1986～1987年统计国外已16国家进行煤矿瓦斯抽放世界采煤国家开展瓦斯抽放工作中年抽放量超100Mm³国家10部分国家煤矿抽放瓦斯见表12
表12中出：前苏联瓦斯抽放量达2055Mm³a约占世界煤矿抽放总量40左右次德国675Mm³a
表12 国煤矿抽放瓦斯统计
Tab12 National coal mine drainage gas statistics
指标
苏联
德国
美国
英国
捷克斯洛伐克
波兰
日
法国
井工采煤量(Mta)
420
89
275
91
30
198
15
15
矿井瓦斯涌出量（Mm³a）
7500
2810
5200
2650
1100
950
580
510
矿井均相瓦斯涌出量(m³t)
179
315
189
286
366
43
36
34
抽放矿井数
215
32
19
85
18
19
11
12
抽放瓦斯量(Mm³a)
2055
675
560
390
330
260
200
178
13国瓦斯抽放发展现状
1952年国首先龙凤矿开始进行瓦斯抽放研究2002年抽放总量达1146Mm350年发展国煤矿瓦斯抽放技术致历四发展阶段：
第阶段：高透气性煤层瓦斯抽放阶段：
20世纪50年代初期抚高透气性特厚煤层中首次采井钻孔预抽煤层瓦斯获成功解决抚矿区探部发展安全关键问题抽出瓦斯作燃料应
第二阶段：邻层压瓦斯抽放阶段：
20世纪50年代中期开采煤层群矿井中采井穿层钻孔抽放邻层瓦斯试验阳泉矿区获成功解决煤层群开采中首采工作面瓦斯涌出量问题通量抽瓦斯试验认识利煤层开采形成顶底板采动卸压作未开采相邻煤层(包括采煤层)进行边采边抽效抽出瓦斯减少邻层卸压瓦斯开采层工作面量涌出20世纪60年代该方法已煤层赋存条件邻层中应取较效果
第三阶段：低透气性煤层强化抽瓦斯阶段：
国透气性较差高瓦斯煤层突出危险煤层采通常布孔方式预抽瓦斯效果理想难解煤层开采时瓦斯威胁20世纪60年代开始试验研究种强化抽放开采煤层瓦斯方法煤层进行高中压注水水力压裂水力割缝松动爆破直径(扩孔)钻孔网格式密集布孔预裂控制爆破交叉布孔等方法中数方法试验区取提高瓦斯抽放量效果
第四阶段：综合抽瓦斯阶段：
20世纪80年代开始着机采综采综放采煤技术发展应采区巷道布置方式新改变采掘推进速度加快开采强度增工作面绝瓦斯涌出量幅度增加尤存邻层工作面瓦斯涌出量增长幅度更采区瓦斯衡构成发生变化解决高产高效工作面瓦斯涌出源高瓦斯涌出量问题必须结合矿井质条件实施综合抽放瓦斯谓综合抽放瓦斯开采煤层瓦斯采前预抽卸压邻层瓦斯边采边抽采空区瓦斯采抽等种方法采区综合空间时间瓦斯抽放创造更利条件瓦斯抽放量抽放率达高
面两方面介绍国煤矿瓦斯抽放现状：
131瓦斯抽放量
国早记载煤矿排放瓦斯宋应星著天工开物（1637年）中时记载利竹引排瓦斯方法1938年抚龙凤矿进行具工业规模机械抽放瓦斯试验1940年该矿面建立座100m³储瓦斯罐瓦斯泵采空区瓦斯路抽罐供居民1951～1954年该矿先试验成功利煤层巷道钻孔预抽煤层瓦斯方法1957年阳泉矿务局四矿试验成功采穿层钻孔抽放邻层卸压瓦斯国煤矿瓦斯抽放工作迅速发展发展速度规模抽放矿井数年抽放量种反映：20世纪50年代国抚阳泉天府北票局6矿井进行抽放瓦斯50年代末瓦斯抽放量达60Mm³ 60年代相继中梁山焦作淮南包头松藻峰峰等局矿开展抽放瓦斯工作抽放矿井数约20年抽放量约160 Mm³70年代抽放矿井数增83矿井年抽放量达248Mm
³80年代抽放矿井数达111矿井年抽放量达380Mm32000年国141矿井抽放瓦斯年抽放量达867Mm³2001年底全国已185煤矿建立井瓦斯抽放系统面输气系统2002年全国瓦斯抽放量达1146Mm31993年底统计资料抽放瓦斯矿区抽放矿井数抽放瓦斯量表13示
表13 国抽放矿区抽放矿井数抽放瓦斯量
Tab13 Gas drainage mine and drainage volume in China
年抽出瓦斯量≥10Mm³
年抽出瓦斯量≥5Mm³
年抽出瓦斯量≥1Mm³
序号
局名
抽放井数
抽出瓦斯量Mm³a
序号
局名
抽放井数
抽出瓦斯量Mm³a
序号
局名
抽放井数
抽出瓦斯量Mm³a
1
抚
3
11335
1
峰峰
4
989
1
淮北
1
466
2
阳泉
10
9053
2
鹤岗
1
988
2
淮南
5
42
3
松藻
7
7631
3
丰城
3
827
3
固庄
1
375
4
天府
5
251
4
开滦
3
807
4
广旺
1
37
5
中梁山
2
2287
5
北票
3
657
5
荫营
1
35
6
南桐
6
2027
6
鹤壁
5
648
6
鸡西
4
337
7
六枝
5
1842
7
铜川
1
505
7
靖远
1
26
8
铁法
7
1626
8
连绍
1
167
9
盘江
4
15
9
西山
1
147
10
芙蓉
3
141
10
永荣
1
144
11
水城
6
1275
11
萍乡
2
128
12
焦作
7
1227
12
韩城
1
109
13
石炭井
2
1105
13
10
126
合计
67
44828
20
544
30
3392
注：包括顶山（5矿648万m3a）沈阳（1矿224万m3a）窑街（1矿203万m3a）英岗岭（1矿1349万m3a）乐（2矿1万m3a）
抚阳泉两矿区年抽出瓦斯量20388Mm3占全国瓦斯抽出总量40左右见然国抽放矿井较抽出瓦斯量集中型抽放矿井中瓦斯抽出量分布均衡重庆松藻矿瓦斯抽出量仅次抚阳泉抽出量7631Mm3
矿井瓦斯抽放规模决定煤层瓦斯含量煤炭产量（井型）抽放难易程度
矿瓦斯抽出量差异表中出：年抽放量10Mm313矿务局中抚矿务局瓦斯抽放量达113Mm313矿务局年瓦斯抽放量448Mm3占全国总抽出瓦斯量836左右见：国数矿井瓦斯抽放量较抽放效果够理想
外国10年抽放瓦斯发展较快19922002年增长6119Mm3年均增长612Mm3（表14）
表14 国20年瓦斯抽放量
Tab14 The gas drainage volume of recent 20 years in China
年份
抽放量
年份
抽放量
年份
抽放量
年份
抽放量
1980
3000
1986
3231
1992
5341
1998
1981
2988
1987
3277
1993
5300
1999
8350
1982
2990
1988
3578
1994
5640
2000
8666
1983
3092
1989
3816
1995
6000
2001
9840
1984
3477
1990
4339
1996
6300
2002
11460
1985
3291
1991
4584
1997
7287
132瓦斯抽放率
表15 国抽放矿区瓦斯抽放效果分类
Tab15 The gas drainage effect classify in our main drainage mine
瓦斯抽放效果类
矿区数
均瓦斯抽
放率
占瓦斯抽放矿矿区
数例
Ⅰ类
5
6014
2380
Ⅱ类
4
2996
1906
Ⅲ类
12
1393
5714
瓦斯抽放率国瓦斯抽放矿区划分三类：
Ⅰ类矿区：瓦斯抽放率>40抽放效果
Ⅱ类矿区：瓦斯抽放率25～40抽放效果般
Ⅲ类矿区：瓦斯抽放率<25抽放效果差
表15出国瓦斯抽放矿区总体瓦斯抽放效果瓦斯抽放效果Ⅰ类矿区5仅占瓦斯抽放矿区数2380均瓦斯抽放率6014瓦斯抽放效果般Ⅱ类矿区4占瓦斯抽放矿区数1906均瓦斯抽放率2996瓦斯抽放效果差Ⅲ类矿区达12占瓦斯抽放矿区数5714均瓦斯抽放量仅1393果考虑瓦斯抽放矿井瓦斯抽放率低25矿井例会更进步提高瓦斯抽放技术水提高瓦斯抽放率国瓦斯抽放工作目标
导致国瓦斯抽放率低原两方面：方面客观原国95高瓦斯突出矿井开采煤层属低透气性煤层煤层透气性系数0004～004m2(MPa2d)瓦斯抽放（特预抽）难度非常方面观原表现抽放时间短钻孔工程量足封孔质量差抽放系统匹配理位
相国外产煤国家瓦斯抽放情况出国外国家达较高瓦斯抽放率说明瓦斯抽放技术达较高水抽放瓦斯仅煤矿中较普遍应取较效果
总国煤矿瓦斯抽放方面国外相存着较差距种差距集中反映：
（1）抽放瓦斯总量少
（2）矿井瓦斯抽放效率低
（3）吨煤瓦斯抽放量（相瓦斯抽放量）少吨煤钻孔量少
（4）综合抽放工作足装备理水加强提高
国产煤国瓦斯储量丰富矿井瓦斯抽放已50年历史目前科研生产实践中已建立套适应种质条件采掘布置抽放瓦斯方法成套装备应提高国矿井瓦斯抽放总量发展瓦斯抽放技术帮助
14设计
（1）矿井瓦斯抽采理规范（煤安字[1997]第189号）
（2）矿井瓦斯抽采规范（AQ1027—2006）
（3）安徽省煤炭工业理局文件（皖煤安[2007]1号）
（4）矿井抽采瓦斯工程设计规范（GB504712008）
（5）防治煤瓦斯突出规定（2009）
（6）煤矿安全规程（2006）
（7）煤矿瓦斯抽采基指标（AQ1026—2006）
（8）淮南矿业集团限公司谢桥矿矿井质报告（2003）
（9）谢桥矿采掘工程面图（12000）（2008）
（10）煤矿瓦斯抽采达标暂行规定（安监总煤装〔2011〕163号）
2矿井概况
21井田概况
谢桥煤矿位安徽省颖县东北部淮南煤田潘谢矿区西翼距颖县城20km属淮河积原矿区势坦面标高+24~+25m东接张集煤矿北区西接新集集团刘庄煤矿图21示潘谢公路直达井口淮阜铁路矿区南部通西颖~陈桥公路通南颖~风台公路相接交通较方便
Fig21 Traffic locations
图21 交通位置图
谢桥矿井系合肥煤炭设计院设计年产12Mta型现代化矿井设计服务年限50a谢桥煤矿位称谢桥隐伏斜北翼西段井田边界东F209断层张集矿井毗邻（中F22断层东F209断层720m标高线北块段划张北矿）南谢桥斜轴171煤层1000m底板等高线面投影深部边界西F5断层刘庄矿衔接北1煤层露头线东西走长浅部85km深部115km倾斜宽43km面积约382km2目前采6煤层6煤层属易燃～容易燃煤层煤尘爆炸危险6煤层煤尘爆炸性强目前开采煤层6煤层属Ⅱ类燃煤层然发火期3～6月煤尘爆炸性指数2438～3641
22井田质特征
221质构造
谢桥井田位淮南复斜中部陈桥背斜南翼谢桥斜北翼总体呈走东西南倾斜单斜构造层倾角般10°～15°局部段发育褶曲造成层起伏波幅较层产状总体变化单斜构造特征明显井田断层较少般规模煤层影响破坏作较弱规
模较井田边界断层发育井田深部北东北北东斜切正断层偶见走断层逆断层发育较少
井田南部边界F202F206断层两条逆推覆断层属阜风推覆构造前缘叠瓦扇部分两断层间夹块般厚100～200m时合二夹块构造复杂造成井田深部局部段含煤层叠置发育井田深部谢桥斜枢纽东部仰起西倾斜井田东段深部斜轴部煤层走东西转南东
断层发育特征
落差划分： ≤ 10m21条
＞10～25m10条
＞25～50m3条
＞100m4条
综合分析区断层特征：
（1）正断层较逆断层较少
（2）断层较规模较断层较少边界断层
（3）走北东北北东断层
222含煤层煤层
区含煤层石炭系统太原组二迭系山西组石盒子组中6煤层属二迭系石盒子组
井田煤层走100°~110°倾南倾角般8°~15°产状稳定全区走呈舒缓波状明显次级褶皱构造
6煤层：区段较稳定部采煤层厚度0~475m均218m变异系数62采系数79七西线西煤层发育良厚度稳定两极值047~475m均260m变异系数41较稳定区段东采尖灭厚度0~312m均048m变异系数163稳定区段煤层结构较简单般含夹矸1~2层局部达3~4层岩性炭质泥岩泥岩顶板泥岩砂质泥岩局部粉砂岩底板砂质泥岩泥岩补勘阶段施工补Ⅶ7孔采增加块采区
223煤物理性质
6煤层半亮型煤局部属半亮~半暗型煤褐色~黑色油酯~弱玻璃光泽条带状结构夹镜煤条带少量丝炭条痕棕黑色参差状断口生裂隙较发育裂隙面常附黄铁矿薄膜性脆易碎成块状粉粒状硬度
224煤层煤质
中国煤炭分类国家标准（GB575186）6煤层煤质稳定煤种单属低~特低硫低~特低磷中~富灰高挥发份高发热量高熔煤灰富焦油气煤（QM13JM）适动力煤炼焦配煤
表21 煤层储量统计表（万吨）
Tab21 Coal reserves the statistics (ten thousand tons)
储量
煤
层
A
B
C
合计
工业
储量
采
储量
工业
储量
采
储量
工业
储量
采
储量
工业
储量
采
储量
6
—
—
462027
337381
426893
260476
888920
597857
225煤层瓦斯然爆炸倾性
6煤层突出煤层根谢桥煤矿补充勘探质报告瓦斯资料6煤层瓦斯含量092～81 m3t
2006年10月安徽兴安矿安全产品检验站谢桥矿开采煤层进行煤燃倾性煤尘爆炸性取样鉴定鉴定结果：
6煤层属Ⅱ类燃煤层燃发火期3～6月煤层爆炸性指数2438
谢桥矿井6煤层均属Ⅱ类燃煤层采取防止燃发火措施6煤层煤尘均爆炸性做防尘抑爆工作
226井田水文质
表水
济河西东横贯矿井中部系工河流接颍河永安闸东汇入西淝河属排泄洪水浇灌农田季节性河流永安闸谢桥闸间水位标高保持+2350m蓄水约400～500万m3历史高洪水位1954年7月实测标高+24422～+24743m济河属矿井表水体矿坑开采充水影响
含隔水层
含水层岩溶裂隙含水层裂隙含水层孔隙含水层三部分组成类含水层矿床开采影响程度分直接充水含水层间接充水含水层含水层间均效隔水层相隔水层间隔特征：
（1）新生界松散层含隔水层（组）
松散层厚度19410～48564m均厚度36326m总体呈南薄北厚趋势南部古形起伏明显根沉积规律区域谢桥井田煤系复第三系红层隔水性评价补勘验证报告重新划分作适调整致分部含水层（组）部隔水层（组）中部含水层（组）中部隔水层（组）底部
红层等五部分
（2）基岩含隔水层
基岩含（隔）水层致分二迭系砂岩裂隙含水层（段）1煤底板隔水层段太原组石灰岩岩溶裂隙含水层（段）溪组隔水层段奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层（段）
断层富水性
区断层38条钻孔穿断点统计破碎带宽度160～1600m般泥质充填钻孔未发现漏水现象水209孔F209断层抽水试验结果水表明泥质岩类组成断层破碎带起阻水作水力均衡失衡时抗压强度正常岩层成高水头含水层溃入矿坑途径系坚硬岩层构成破碎带含水尤切割1煤太原组灰岩断层带时导致底鼓水危害
含水层间水力联系
（1）新生界松散层含水层间水力联系
部含水层组气降水表水补受古河道侧补水垂直循环水运动兼顾水位季节变化
中部含水层组部含水层组间粘土类隔水层间隔二者间局部段存越流补素外般直接水力联系组水缓慢水运动储存量受区域调节25煤露头附南区古形隆起基岩接触存互补关系
底部红层砂岩粘土相间组成水3IXX红层1补Ⅵ红层1补Ⅴ红层3Ⅷ东红层1D8红层1基水水5水6孔流量测井结果证明水红层作相隔水层考虑
（2）二迭系煤层间砂岩裂隙含水层泥质岩类隔水层间隔相互间正常情况水力联系断层切割处层间水力均衡遭破坏时导致水力联系突水危险
煤系砂岩裂隙含水层松散层孔隙含水层组间厚层粘土层覆盖煤系相互间水力联系古形隆起砂层直接覆盖区水文质条件分析二者间水力联系应密切抽水试验资料分析联系太密切松散层中含覆盖区八—九3孔25煤顶板砂岩漏水段抽水结果流量水位均呈单方衰减补水源充足致说明基岩风化壳漫长沉降运动中水溶融沉积物充填泥化形成隔水层厚度般1～3m谓强风化带然条件限制松散层砂层水基岩含水层补作
（3）太原组灰岩含水层距1煤底板均间距1644m正常状态水力联系第水（610）灰岩水头压力约623Mpa超6煤底板岩层抗压强度开采6煤层时太原组灰岩岩溶裂隙水6煤底板直接充水含水层尤煤层灰岩口断层破碎带成灰岩水进入直接通道
矿井水文质类型
综述煤系砂岩裂隙含水层富水性弱储存量6煤层露头范围隔水层覆盖松散层孔隙含水层直接水力联系外基岩强风化带视阻水层
23矿井开拓开采概况
谢桥矿井采立井集中运输巷分区石门山开拓工业场內设井副井矸石井三井筒东西翼6煤露头附设东风井6西风井井副井矸石井进风东西风井回风
全井田划分水山开采回风水标高东翼440m～450m西翼4275 m井底车场位开采煤层顶板卧式车场采环形运输调车方式东西两翼运输巷（皮带巷轨道巷）均布置6煤层底板岩层中分区石门贯穿6煤层采区山般布置3条回风山轨道山皮带山采区投入生产前采区生产系统均次掘进位巷断面17～20m2采区巷道13～15m2
设计针谢桥矿东翼部分矿井东翼划分两采区东采区东二采区采区设回采工作面两掘进工作面
24矿井通风系统概况
矿井通风方式两翼角式工业广场井副井矸石井三井筒全部进风（井辅助进风）东西两翼设风井回风
东风井安设两台英国产ANN31201600B型轴流式抽风机电机功率2400 kW前排风量14935m3min压力2900Pa等积孔550m2西翼风井安设两台英国产ANN31201600B型轴流式抽风机电机功率2400 kW前排风量17655m3min压力2900Pa等积孔650 m2
矿井采区布置专门回风山采区进回风巷贯穿整采区采掘工作面采区机电硐室全部实现独立通风次设计东翼两采区污风分东回风山东二回风山东回风巷东二回风巷终东回风井排井外
3矿井瓦斯赋存情况
31煤层瓦斯基参数
311瓦斯风化带深度
谢桥煤矿勘报告图31中出：CO2带CO2N2带N2CH4带界限明显根N2成分﹥30CH4成分﹤50结合CH4 含量划分两带距基岩顶界面110m(煤层板等高线450m)瓦斯风化带
Fig31 Coal seam gas component zoning map
图31 煤层瓦斯成分分带图
312煤层瓦斯压力
根井实测煤层瓦斯压力剔数回煤层相瓦斯压力煤层底板标高关系图32示相瓦斯压力标高加深增百米相瓦斯压力增加梯度023MPa煤层相瓦斯压力074MPa处应标高764m15煤层瓦斯压力测点标高570m~940m范围表31示
Fig32 6 coal seam gas pressure measurement results and coal floor elevation regression relation graph
图32 6煤层瓦斯压力测定结果煤层底板标高回关系图
表31 6煤层瓦斯压力测定结果
Tab31 6 coal seam gas pressure measurement results
序号
测定点
标高m
瓦斯压力(压)MPa
1
610m西翼B6底板皮带巷1#测压孔
570
034
2
610m西翼B6底板皮带巷7#测压孔
570
042
3
610m西翼B6底板皮带巷9#测压孔
570
032
4
610m西翼B6底板皮带巷13#测压孔
570
035
5
610m东翼B6底板皮带巷东二段2#测压孔
575
019
6
610m新东翼B6底板皮带巷东二段2#测压孔
580
025
7
12328W槽提料斜巷
620
045
8
12418槽机头联巷2#测压孔
660
044
9
东1000~720m6煤回风山段1#测压孔
705
038
10
（720m）东B轨道石门2#测压孔
711
042
11
720m西翼8~4煤轨道石门
720
040
12
21116运提料联络巷8#测压孔
770
080
13
东翼1000m~720m8煤底板胶带机山3#测压孔
830
060
14
副井井底清理斜巷1#测压孔
930
091
15
副井井底车场空车绕道直头1#测压孔
940
051
313煤瓦斯吸附常数工业分析孔隙率
12426槽距皮带外口600m13216槽距切眼1100m东二720m6煤回风山左帮配套测定煤瓦斯吸附常数工业分析孔隙率等参数测定结果表32示6煤层3组煤样测定结果出煤瓦斯吸附常数工业分析变化较
表32 煤瓦斯吸附常数工业分析孔隙率测定结果表
Tab32 Coal gas adsorption constants of industry analysis and porosity determination result table
测试点
吸附常数
灰分()
水分()
真密度(tm3)
视密度(tm3)
孔隙率(m3m3)
a(m3t)
b(Mpa1)
12426槽距皮带外600m
2738
025
2424
205
153
139
00915
13216槽距切眼1100m
2566
033
1115
228
141
130
00780
东二720m 6煤回风山左帮
30427
025
3817
178
169
152
01006
瓦斯抽放说煤层瓦斯基参数包括：瓦斯风化带深度煤层瓦斯压力煤层瓦斯含量煤残存瓦斯含量煤孔隙率瓦斯含量分布梯度煤层透气性系数抽放钻孔影响半径百米钻孔瓦斯流量衰减系数等详见表33
表33 煤层瓦斯基参数值表
Tab33 seam gas basic parameter values table
参数名称
参数值
煤层瓦斯压力
019～091MPa
煤层瓦斯含量
646m3t
煤孔隙率
009
煤透气性系数
3624m2(MPa2﹒d)
钻孔瓦斯流量衰减系数
0025 d1
煤层瓦斯放散初速度
15～12
坚固性系数
032～074
煤瓦斯吸附常数
a2783b028
煤残存瓦斯含量
2m3t
32煤层瓦斯含量
GBT 232502009煤层瓦斯含量井直接测定方法求东二610~1000m 6煤回风山距开口123米处迎头11426槽4号钻场21116槽10号钻场21116运提料联络巷东二720m 6煤回风山左帮908m东翼回风巷5号钻场5#测压孔二副井井底车场空车绕道直头2#测压孔处测定7原煤瓦斯含量表34示标高范围630~940m值域460~769m3t瓦斯成分基80反映标高630m深位甲烷带
表34 6煤层瓦斯含量结果表
Tab34 Results of 6 # coal gas assay
测定点
标高
(m)
瓦斯成分()
工业分析()
瓦斯含量(m3t)
CH4
N2
CO2
水分
灰分
CH4含量
全组份
燃基
原煤
东二610~1000m 6煤回风山距开口123米处迎头
630
8842
708
450
116
1418
541
458
618
11426槽4号钻场
670
8664
1071
265
105
1606
594
492
668
21116槽10号钻场
727
8838
785
377
139
1650
678
557
730
21116运提料联络巷
770
8573
687
740
133
1630
563
464
641
东二720m 6煤回风山左帮
770
7948
1128
924
187
1610
647
532
769
908m东翼回风巷5号钻场5#测压孔
903
8167
1041
792
130
1578
528
438
636
副井井底车场空车绕道直头2#测压孔
940
8455
1279
266
174
1600
438
280
460
测结果：瓦斯含量460~769m3t间均646m3t现场测试瓦斯含量数出谢桥矿瓦斯赋存浅深逐渐增趋势
33煤层透气性系数
煤种孔隙介质定压力梯度气体液体煤体流动煤渗透率流流体性质关煤结构渗透性关瓦斯煤中流动状态取决孔隙结构直径01～1μm中孔构成瓦斯缓慢流动层流渗透区直径1～100μm孔隙构成速度较快层流渗透区直径001cm更肉眼见孔隙裂隙构成层流紊流混合渗透区部分孔隙构成渗透容积煤中总孔隙重愈渗透性愈
煤层透气性指瓦斯煤体流动难易程度实际条件煤沼气吸附力沼气煤中流动粘性流动定差透气性计算中引入吸附瓦斯影响视稳定径流动次测定采中国矿院法直接测定煤层透气性系数计算基础径稳定流动煤层瓦斯压力测定完毕卸掉压力表测定钻孔瓦斯然涌出量测定结果见表35根 煤层径流动理结合瓦斯原始瓦斯压力煤层瓦斯含量计算透气性系数计算式：
（31）
（32）
（33）
（34）
式中：
——煤层原始绝瓦斯压力表压加01MPa取084MPa
——钻孔中瓦斯压力般01MPa
——排放时间t时钻孔壁单位面积瓦斯流量m3m2·d
（35）
——时间时钻孔总流量13075m3d
——钻孔半径00375m
——钻孔见煤长度4m
——开始排放瓦斯测量瓦斯流量时间间隔d
——瓦斯含量系数506m3m2·MPa12
——煤层瓦斯含量464m3m3
——透气性系数m2MPa2·d
计算程先计算AB然选择F值根相应公式计算λ根λB计算FF值原选定范围λ计算透气性系数F符合重新选计算直符合止
q13075（2×314×00375×4）
q1388A0748B173111λ3624
根表313233测定结果述公式计算原煤层透气性系数计算结果：6煤层透气性系数3624（m2Mpa2•d）
表35 6煤层透气性系数测定钻孔流量表
Tab35 6 coal seam gas permeability coefficient determination drilling flow
日期
6煤
备注
孔号
5#
6#
单位(m3d)
122
7963
0
123
0881
3986
124
0641
2975
125
0608
3372
126
0455
2742
34百米钻孔瓦斯流量衰减系数
钻孔瓦斯流量衰减系数测定计算方法
受采动影响条件煤层钻孔瓦斯流量时间呈衰减变化特性系数称钻孔瓦斯流量衰减系数作评价煤层预抽瓦斯难易程度指标计算公式：
（36）
（37）
式中——百米钻孔日排放时瓦斯流量m3(min•100m)
——百米钻孔成孔初始时瓦斯流量m3(min•100m)
——钻孔涌出瓦斯历时间d
β——钻孔瓦斯流量衰减系数d1
选择具代表性区完钻孔测定日测定代入公式β值
数代入述公式计算分出β：值0025（d1）
开采层抽放瓦斯性指煤层天然透气性条件进行预抽性衡量抽性指标煤层透气性系数（λ）钻孔瓦斯流量衰减系数（β）百米钻孔瓦斯极限抽放量（Qj）指标煤层预抽瓦斯难易程度进行分类表36示
表36 煤层抽放瓦斯难易程度分类表
Tab36 Coal seam gas drainage to the classification of degree of difficulty
抽放难易
程度指标
钻孔瓦斯流量衰减 系数 (d1)
百米钻孔瓦斯极限抽放量Qj(m3)
煤层透气性系数 λ(m2MPa2·d)
容易抽放
＜0003
＞14400
＞10
抽放
0003～005
14400～2880
10～01
较难抽放
＞005
＜2880
＜01
测定表明：
6煤层透气性系数3624（m2Mpa2•d）钻孔百米流量衰减系数0025（d1）综合评价6煤层属抽放煤层
35矿井瓦斯储量
根MT501896矿井瓦斯抽放工程设计规范第301条规定矿井瓦斯储量应矿井采煤层瓦斯储量受采动影响够开采空间排放采煤层围岩
瓦斯储量式计算：
（38）
式中 —矿井瓦斯储量Mm3
W1——采煤层瓦斯储量Mm3
（39）
Ali—矿井采煤层i质储量Mt
X1i—矿井采煤层i瓦斯含量m3t
—受采动影响够开采空间排放采煤层瓦斯储量Mm3
（310）
A2i—受采动影响够开采空间排放采煤层质储量Mt
X2i—受采动影响够开采空间排放采煤层瓦斯含量m3t
W3—受采动影响够开采空间排放围岩瓦斯储量Mm3实测式计算：
（311）
K—围岩瓦斯储量系数般取K＝005~020
谢桥煤矿6煤层均厚度218m矿井总质储量888920万吨煤层均瓦斯含量646m3t：
W1888920×64657424Mm3
W20Mm3
36矿井抽瓦斯量抽期
361瓦斯抽放率
根MT501896矿井瓦斯抽放工程设计规范第303条规定：设计瓦斯抽放率根煤层瓦斯抽放难易程度瓦斯涌出情况采抽放瓦斯方法等素综合确定参邻生产矿井条件类似矿井数值选取抽放率指标应符合现行矿井瓦斯抽放理规范关规定
根AQ10272006煤矿瓦斯抽放规范第863条规定：
瓦斯抽出率：
——预抽煤层瓦斯矿井：矿井抽出率应20回采工作面抽出率应25
——邻层卸压瓦斯抽放矿井：矿井抽出率应35回采工作面抽出率应45
——采综合抽放方法矿井：矿井抽出率应30
——煤瓦斯突出矿井：预抽煤层瓦斯突出煤层瓦斯含量应该煤层始突深度原始煤层瓦斯含量煤层瓦斯压力降074MPa
矿井瓦斯抽采率应满足表37规定
表37 矿井瓦斯抽采率应达指标
Tab37 Mine gas drainage rate should reach indicators
矿井绝瓦斯涌出量Q（m3min）
矿井瓦斯抽采率（）
Q＜20
≥25
20≤Q＜40
≥35
40≤Q＜80
≥40
80≤Q＜160
≥45
160≤Q＜300
≥50
300≤Q＜500
≥55
500≤Q
≥60
谢桥煤矿6煤层绝瓦斯涌出量3331m3min应规定综合考虑谢桥矿6煤层瓦斯抽放率应取35
362矿井抽瓦斯量
矿井抽瓦斯量指矿井瓦斯储量中前技术水抽出瓦斯量概算法：
抽瓦斯量瓦斯储量×抽放率66038×3523113Mm3
设计针矿井东翼矿井东翼部分质储量占全矿井65设计矿井东翼抽瓦斯量：
363抽期
根MT501896矿井瓦斯抽放工程设计规范第304条AQ10272006煤矿瓦斯抽放规范第535规定：矿井水抽放年限应抽放瓦斯区域开采年限相适应谢桥矿6煤层东翼部分设计服务年限30年该矿东翼抽期定30年
矿井东翼总抽瓦斯量矿井东翼抽期出矿井年抽放量：
4瓦斯抽放必性行性证
41瓦斯抽放必性
411规定
瓦斯抽放旨保障矿井安全生产时解决瓦斯问题基手段众周知加强通风处理瓦斯效方法瓦斯涌出量通风解决瓦斯涌出量时应采取抽放瓦斯措施局部区域瓦斯超限（隅角等）采通风方法法解决瓦斯问题采通风方法合理时必须采取瓦斯抽放措施
根煤矿安全规程第145条AQ10272006煤矿瓦斯抽放规范第411~413条规定：
列情况矿井必须建立面永久抽放瓦斯系统井时抽放瓦斯系统：
（1）1采煤工作面瓦斯涌出量5m3min1掘进工作面瓦斯涌出量3m3min通风方法解决瓦斯问题合理
（2）矿井绝瓦斯涌出量达条件：
①等40m3min
②年产量10～15Mt矿井30m3min
③年产量06～10Mt矿井25m3min
④年产量04～06Mt矿井20m3min
⑤年产量等04Mt矿井15m3min
（3）开采煤瓦斯突出危险煤层
412矿井瓦斯涌出量预测
瓦斯涌出量预测根某已知数定科学计算方法预先测算出未生产区域巷道瓦斯涌出量数值瓦斯涌出量矿井水采区设计矿井采区采掘工作面风量计算重基础数准确预测瓦斯涌出量矿井瓦斯治理工作通风风量理具十分重意义瓦斯涌出量包括绝涌出量相涌出量目前预测相瓦斯涌出量方法两类：(1)瓦斯含量法(2)矿山统计法前者新建矿井者生产矿井
次设计采分源预测法矿井瓦斯涌出量进行预测该方法实质根煤层瓦斯含量矿井瓦斯涌出源——回采（包括开采层围岩层）掘进采空区瓦斯涌出规律矿井回采面掘进工作面瓦斯涌出量进行计算达预测采区全矿井瓦斯涌出量目
4131回采工作面预测公式
回采工作面瓦斯涌出源包括开采层邻层回采工作面瓦斯涌出量预测相瓦斯涌出量表示24h预测圆班开采层（包括围岩）邻层瓦斯涌出量两部分组成计算公式：
q采q1+q2 （41）
式中
——回采工作面相瓦斯涌出量m3t
——开采层相瓦斯涌出量m3t
——邻层相瓦斯涌出量m3t
表41 巷道预排瓦斯带宽度值
Tab41 Width of the roadway predischarge gas value
巷道煤壁暴露时间Td
煤种巷道预排瓦斯带宽度h（m）
烟煤
瘦煤焦煤
肥煤气煤长焰煤
25
65
90
115
50
74
105
130
100
90
124
160
160
105
142
180
200
110
154
197
250
120
169
215
300
130
180
230
值采式计算：低变质煤：
高变质煤：
（1）开采层瓦斯涌出量
薄中厚煤层分层开采时开采层瓦斯涌出量式计算：
式中：
（42）
（43）
——开采层（包括围岩）相瓦斯涌出量m3t
K1——围岩瓦斯涌出系数K1值选取范围11~13全部陷落法理顶板碳质组分较围岩K1取13局部充填法理顶板K1取12全部充填法理顶板K1取11砂质泥岩等致密性围岩K1取值偏取值12矿取值11设计中取13
K2——工作面丢煤瓦斯涌出系数回采率倒数计算回采率取值90k2值11
K3——采区准备巷道预排瓦斯开采层瓦斯涌出影响系数采长壁退式回采时K3式计算：
（44）
L——工作面长度m取值150m
h——掘进巷道预排等值宽度m实测值表41选取取值115
m0——开采层厚度m取值22m
M——工作面采高m取值22m
W0——煤层原始瓦斯含量m3t取值646 m3t
WC——运出矿井煤残存瓦斯含量20m3t
代入数542m3t
（2）邻层瓦斯涌出量
设计中邻层瓦斯涌出量零 0 m3t
回采工作面相瓦斯涌出量542 m3t
4132掘进工作面预测公式
掘进工作面瓦斯涌出源两类：掘进巷道煤壁瓦斯涌出量掘进巷道落煤瓦斯涌出量掘进工作面瓦斯涌出量预测绝瓦斯涌出量表示式计算：
（45）
式中：
——掘进工作面绝瓦斯涌出量m3min
——掘进工作面巷道煤壁绝瓦斯涌出量m3min
——掘进工作面落煤绝瓦斯涌出量m3min
（1）掘进巷道煤壁瓦斯涌出量
掘进巷道煤壁瓦斯
D2h+b （46）
式中：
——掘进巷道煤壁瓦斯涌出量m3min
D——巷道断面暴露煤壁面周边长度m薄中厚煤层开采层厚度厚煤层hb分巷道高度宽度设计中D44m
D——巷道均掘进速度mmin取值00028
——巷道长度m取值1300
q0——煤壁瓦斯涌出强度m3m2min实测值参考式计算：
（47）
式中：
——煤中挥发分含量取值4025
——煤层原始瓦斯含量m3t取值646
代入数：228 m3min
（2）掘进巷道落煤瓦斯涌出量
掘进巷道落煤瓦斯涌出量式计算：
（48）
式中：
——掘进巷道落煤瓦斯涌出量m3min
s——掘进巷道断面积m2取值 7
——巷道均掘进速度mmin取值00028
——煤视相密度tm3取值140
W0——煤层原始瓦斯含量m3t取值646
Wc——运出矿井煤残存瓦斯含量m3t取值2
代入数：012m3min
掘进工作面瓦斯绝涌出量240m3min
4133生产采区瓦斯涌出量
生产盘区瓦斯涌出量指盘区回采工作面掘进工作面盘空区瓦斯涌出量式计算：
（49）
式中：
—— 生产采区相瓦斯涌出量m3t
—— 生产采区采空区瓦斯涌出系数单煤层距离煤层群取值13
——第i回采工作面相瓦斯涌出量m3t取值542
——第i回采工作面日产量t取值1800
——第i掘进工作面绝瓦斯涌出量m3min取值240
——生产采区均日产量t取值1817
谢桥矿采区布置工作面两条掘进巷道代入数q区 917 m3t
4134矿井瓦斯涌出量
矿井瓦斯涌出量时期矿井配采安排异确定矿井时期瓦斯涌出量矿井瓦斯涌出量预测方法（AQ10182006）预测矿井瓦斯涌出量计算式：
(410)
式中：
q矿——矿井瓦斯涌出量m3t
q采区i——第i采区瓦斯涌出量m3t取值917
A i——第i采区日均煤炭产量t取值1817
k矿——矿井老空区瓦斯涌出系数般115～125取120
考虑区域瓦斯涌出均衡性利分源预测法预测区域瓦斯涌出量需瓦斯涌出均衡系数K瓦斯涌出均衡系数取12谢桥矿矿井相瓦斯涌出量1320m3t绝瓦斯涌出量3331m3 min
根煤矿瓦斯抽放规范求年产量12～15Mt矿井矿井绝瓦斯涌出量30m3min时必须建立面永久抽放瓦斯系统该矿设计年产量12Mt矿井绝瓦斯涌出量3331 m3min符合抽放求需建立抽放系统
42抽采系统选择
GB504712008煤矿瓦斯抽采工程设计规范中条规定：
符合列情况时应建立面固定瓦斯抽采系统：
（1）开采煤瓦斯突出危险煤层矿井
（2）瓦斯抽采系统设计抽采量等2 m3min矿井
面固定瓦斯抽采系统宜根列具体情况分布置高负压低负压瓦斯抽采系统：
（1）采采空区抽采等抽采方法矿井宜采低负压抽采系统
（2）采煤层预抽边采边抽边采边掘邻层卸压抽采等抽采方法矿井宜采高负压抽采系统
（3）条第12款抽采方法均采矿井矿井设计抽采量等10m3min时宜采两套路分建立高低负压抽采瓦斯系统
面抽采泵产生负压满足求时井安设瓦斯抽采系统面瓦斯抽采系统串联工作时应瓦斯抽采系统网络进行分析计算应做井井瓦斯抽采系统匹配选择
谢桥煤矿突出危险性矿井设计中瓦斯抽采量
3331 m3min×351166m3min
谢桥矿适宜建立面固定瓦斯抽采系统
43瓦斯抽放行性
开采层瓦斯抽放行性指原始透气性条件进行预抽性般说衡量指标两：煤层透气性系数λ二钻孔瓦斯流量衰减系数αλα判定开采层瓦斯抽放行性标准表43示
表42 煤层瓦斯抽放难易程度分类表
Tab42 Coal seam gas drainage to the classification of degree of difficulty
抽放难易程度
钻孔瓦斯流量衰减系数（α）(d1)
煤层透气性系数（λ）
(m2MPa2d)
容易抽放
<0003
>10
抽放
0003～005
01～10
较难抽放
>005
<01
谢桥矿瓦斯基础参数知α0025 d1λ3624m2MPa2d 表知6煤层属抽放煤层
5抽放方法
51规定
根MT501896矿井瓦斯抽放工程设计规范第411条规定：选择抽放瓦斯方法应根煤层赋存条件瓦斯源巷道布置瓦斯基础参数瓦斯利求等素技术济较确定应符合列求：
（1）利开采巷道抽放瓦斯必时设专抽放瓦斯巷道
（2）适应煤层赋存条件开采技术条件
（3）利提高瓦斯抽放率
（4）抽放效果抽放瓦斯量浓度满足利求
（5）量采综合抽放
抽放瓦斯工程系统简单利维护安全生产建设投资省抽放成低
根AQ10272006煤矿瓦斯抽放规范第712条规定：矿井瓦斯源实施开采煤层瓦斯抽放邻层瓦斯抽放采空区瓦斯抽放围岩瓦斯抽放第713条规定：瓦斯源矿井应采综合瓦斯抽放方法
瓦斯抽放系统选择应注意问题：
（1）分期建设分期投产矿井抽放瓦斯工程次设计分期建设分期投抽
（2）抽放瓦斯站建设方式应技术济较确定般情况宜采集中建站方式列情况时采分散建站方式：
——分区开拓分期建设型矿井集中建站技术济合理
——矿井抽放瓦斯量较瓦斯利点分散
——套抽放瓦斯系统难满足求
52矿井瓦斯源分析
521矿井瓦斯涌出构成
谢桥矿6煤层开采期间瓦斯源三部分组成：回采工作面瓦斯涌出量掘进工作面瓦斯涌出量采空区(包括围岩)瓦斯涌出量瓦斯源涌出瓦斯占矿井瓦斯涌出例矿井开采深度矿井生产接续布局采掘强度等关根矿井瓦斯涌出量预测结果计算谢桥矿6煤层生产期间瓦斯涌出构成：
回采工作面涌出瓦斯占例：
Q回5429175910
掘进工作面涌出瓦斯占例：
Q掘24011572074
生产采空区涌出瓦斯占例：
Q空2261376164
瓦斯涌出构成中回采工作面掘进工作面占矿井瓦斯涌出量80左右中回采工作面占5910掘进工作面占2074老空区瓦斯涌出量占例376矿井瓦斯治理应放回采面掘进工作面
53瓦斯抽采量预计
531瓦斯抽采率计算
谢桥6煤突出煤层预抽煤层瓦斯突出煤层瓦斯含量应该煤层始突深度原始煤层瓦斯含量煤层瓦斯压力降074MPa
假设煤层瓦斯压力074MPa面利煤层瓦斯含量瓦斯压力验公式计算时煤层瓦斯含量验计算公式：
式中：
──煤层瓦斯含量m3t
──吸附常数
──煤层绝瓦斯压力MPa
──煤灰分
──煤水分
──煤孔隙率m3m3
──煤容重(假重)tm3
界状态瓦斯压力计算瓦斯含量
谢桥矿6煤层瓦斯参数代入式出煤层瓦斯压力074MPa时应6煤层瓦斯含量26m3t需抽出386 m3t瓦斯时应取瓦斯抽采率60
选取回采工作面掘进工作面瓦斯抽采率60
532回采工作面预抽瓦斯量预计
（1）通风排瓦斯量计算预抽量
回采工作面瓦斯涌出量115m3min根煤矿安全规程求巷道中瓦斯浓度超1采煤工作面高允许风速4ms采煤工作面通风效断面积15m2风量Q15×4×603600m3min计算风排瓦斯够满足安全求需预抽考虑矿井突出矿井重点防治突出非治理瓦斯综合考虑需抽放
（2）通抽放率计算预抽量
通瓦斯涌出量预测知回采工作面瓦斯涌出量115m3min根531节计算知预抽抽放率60回采工作面瓦斯抽放量69m3min条支抽放量38 m3min
（3）通消突计算预抽量
东采区东二采区布置回采面回采该矿井突出矿井通预抽应达消突效果前面证知煤层瓦斯压力降074MPa（消突出危险性）时煤层瓦斯含量q界26 m3t已知6煤原始瓦斯含量646m3t6煤容重14tm3预抽时间6月工作面基参数：
走长度1400米宽度150米均煤厚218米储量641万吨
计算工作面预抽瓦斯量
工作面条支预抽瓦斯纯量
综合考虑面三种计算回采工作面瓦斯预抽量方法满足消突前提选择第三种抽放瓦斯浓度25时计算出采区工作面支抽放系统混合气体流量1908 m3min
533掘进工作面瓦斯预抽量预计
（1）通风排瓦斯计算预抽量
通瓦斯涌出量预测采区条掘进巷道绝瓦斯涌出量达24m3min根煤矿安全工程知巷道中瓦斯浓度超1高允许风速4ms掘进工作面通风效断面积13m2风量Q13×4×603120m3min计算风排瓦斯够满足安全求考虑该矿井突出矿井抽放重点防治突出非治理瓦斯需抽放
（2）通抽放率计算预抽量
通瓦斯涌出量预测知采区条掘进巷道绝瓦斯涌出量达24m3min前面计算出预抽率60计算采区条掘进巷道瓦斯抽放量144 m3min
（3）通消突计算预抽量
东采区东二采区布置两掘进工作面该矿井突出矿井通边掘边抽应达消突效果前面计算知煤层瓦斯压力降074MP（消突出危险性）时煤层瓦斯含量q界26m3t已知6煤原始瓦斯含量646m3t6煤容重14tm3掘进巷道边掘边抽时钻场抽放瓦斯消突出危险性煤层区域需抽放瓦斯量60×﹙2×15﹢45﹚×218×14×﹙646－26﹚2438609m3抽放时间15天15×24×6021600min瓦斯抽放量2438609／21600113 m3min
综合考虑面三种计算掘进工作面瓦斯预抽量方法满足消突前提选择采区条掘进巷道条支瓦斯抽放纯量144m3min抽放瓦斯浓度25时计算该矿井南二采区条掘进巷道支抽放系统混合气体流量576m3min
534采空区瓦斯预抽量预计
前章节计算知生产采空区瓦斯涌出量226m3min根煤矿瓦斯抽放规范采空区采采空区附巷道采空区方钻抽放瓦斯时抽放率宜选择30采区采空区瓦斯抽放量068m3min抽放瓦斯浓度20时计算采空区支混合气体流量34m3min
54抽放方法选择
541抽放方法选择
瓦斯抽采方法选择应兼顾合法性合理性济性根煤层赋存条件瓦斯源巷道布置时间配合瓦斯基础参数瓦斯利求等素技术济较确定应符合列求：
(1)利开采巷道抽采瓦斯必时设专布置钻场钻孔瓦斯抽采巷道
(2)适应煤层赋存条件开采技术条件
(3)利提高瓦斯抽采率
(4)抽采效果抽采浓度满足利求
(5)量采综合瓦斯抽采方法
(6)抽采瓦斯工程系统简单利维护安全生产建设投资省抽采成低
开采层瓦斯抽采方法列求选择：
(1)容易抽采抽采煤层宜采层预先抽采方法采层穿层布孔方式
(2)抽采较难抽采煤层宜采边采边抽方法
(3)单较难抽采高瓦斯煤层选密集网格穿层钻孔交叉钻孔水力割缝水力压裂松动爆破深孔控制预裂爆破高压水射流扩孔等方法强化抽采煤瓦斯突出严重煤层宜选择穿层网格布孔方式
(4)煤巷掘进瓦斯涌出量较煤层采边掘边抽先抽掘抽采方法
AQ10272006煤矿瓦斯抽放规范第74条钻场钻孔布置应求：
(1)量利现开拓准备回采巷道布置钻场
(2)开采层未卸压抽放钻孔抽放半径确定合理孔间距外应量增钻孔见煤长度
(3)邻层卸压抽放应钻孔采煤工作面顶板落形成裂隙带避开落带
(4)强化抽放布孔方式考虑应取抽放效果外应考虑措施施工方便
(5)边采边抽钻孔方应开采推进方相迎避免采动首先破坏孔口钻场
(6)钻孔方应正交斜交煤层层理
(7)穿层钻孔终孔位置应穿煤层顶(底)板05m处
(8)钻场布置应免受采动影响避开质构造带便维护利封孔保证抽放效果
根AQ10272006煤矿瓦斯抽放规范第864条预抽煤层瓦斯钻孔量：
（1）采层孔抽放时钻孔量见表51
（2）采穿层钻孔抽放时钻孔见煤点间距参列数：容易抽放煤层1520m抽放煤层1015m较难抽放煤层8l0m
表51 吨煤钻孔量表单位：mt
Tab51 Tons of coal drilling Scale
煤层类
薄煤层
中厚煤层
厚煤层
容易抽放
005
003
001
抽放
005~01
003~005
001~003
较难抽放
>01
>005
>003
谢桥矿煤瓦斯突出矿井首先求满足采突出面掘突出头区域性瓦斯治理措施必须回采工作面进行高位抽放煤层预抽数掘进工作面进行瓦斯预抽放
542瓦斯抽放方法钻场布置
未卸压煤层进行预抽煤层瓦斯抽放难易程度划分三类
（1）煤层透气性较容易抽放煤层宜采层预抽方法采层穿层布孔方式
（2）煤层透气性较差采分层开采厚煤层利先采分层卸压作抽放未采分层瓦斯
（3）单低透气性高瓦斯煤层选加密钻孔交叉钻孔水力割缝水力压裂松动爆破深孔控制预裂爆破等方法强化抽放煤瓦斯突出危险严重煤层应选择穿层网格布孔方式
6煤层属抽放煤层采预抽边采边抽相结合抽放方法：利工作面进风巷道回风巷道煤层迎交叉钻孔预抽煤层瓦斯根谢桥矿6煤层赋存条件瓦斯源煤层瓦斯含量等瓦斯抽采基础参数巷道布置方式回采工作面采煤层交叉钻孔预抽掘进工作面边掘边抽高位钻孔抽采相结合抽采方式
5421工作面交叉钻孔预抽钻场布置
（1）钻孔布置方式
根回采工作面煤层质条件槽断面采煤层交叉布孔方式图51示工作面进回风巷施工钻孔钻孔轴线行回采工作面煤壁
Fig51 Layout diagram of the coal seam gas drill holes working face
图5－1 回采工作面煤层瓦斯抽放钻孔布置示意图
（2）钻孔布置参数
倾斜钻孔间距10m垂直钻孔间距10m倾斜钻孔垂直钻孔水间距5m垂直间距08m钻孔直径89mm设计长度垂直钻孔100m倾斜钻孔110m条巷道中倾斜钻孔垂直钻孔数量140封孔长度8m
5422采空区高位抽放钻场布置
（1）钻孔布置方式
采高位抽放回采工作面部煤层中部分采空区中瓦斯通钻孔瓦斯抽放道排放表井回风巷中图52回采工作面高位钻孔布置示意图生产实际中 应根现场实际监测参数抽放钻孔布置进行调整 达抽放效果
Fig52 Face Layout of high drilling
图52 工作面高位钻孔布置图
（2）钻孔布置参数
钻场间距50m钻孔长度90m保证少40米压差距钻孔直径∮89mm钻场6钻孔封孔长度8m
钻孔布置原保证钻孔布置煤层钻孔倾角巷道底板行根煤层厚度倾斜掘进工作面抽放钻孔数量较时扩钻孔覆盖范围抽放钻孔应巷道中线基准周围煤体呈放散状排列提高抽放效果
5423掘进工作面瓦斯抽放钻场布置
（1）钻孔布置方式
瓦斯涌出量推进速度快掘进工作面实施边掘边抽措施效隔断巷道两侧卸压带瓦斯巷道空间涌出减少巷道两侧卸压带瓦斯涌出量时前方煤体起预抽作消工作面前方突出危险性减少工作面前方破坏煤体工作面空间涌出边掘边抽钻孔布置图53示
Fig53 While Excavation Excavation Face layout diagram of pumping gas drilling
图53 掘进工作面边掘边抽瓦斯钻孔布置示意图
（2）钻场布置参数
钻场间距60m钻孔长度80m保证少20m压差距钻孔直径73mm钻场10钻孔封孔长度6m
钻孔施工程中严格执行防尘防瓦斯防突防机械电气伤安全技术措施保证钻孔施工安全
55封孔工艺
设计选择测压法封闭抽放钻孔钻孔封孔材料胶囊—密封黏液封孔测压法注浆封孔测压法
551测压方法选择
测压松软岩层煤巷中测定煤层瓦斯压力时钻孔长度超15m时应采胶囊—密封黏液封孔测压法钻孔长度15m时应采注浆封孔测压法测定邻煤层瓦斯压力煤层群分层测压应采注浆封孔测压法测压时间充足时应采动测压法测压时间短应采动测压法
钻孔施工完毕应24h完成封孔工作封孔前先做准备工作选封孔方法准备封孔材料仪表工具等检查测压否畅通压力表连接气密性钻孔孔时应钻孔水排出封孔深度取决封孔段岩性裂隙岩石硬裂隙时缩短应超钻孔施工点巷道影响范围满足求：胶囊
—密封黏液封孔测压法封孔深度应6m注浆封孔深度8m煤层群分层测压时应封堵测煤层钻孔侧顶板底板应加长测压钻孔封孔深度
设计中根谢桥矿情况选择胶囊—密封黏液封孔测压法
552胶囊—密封黏液封孔测压法封孔步骤
（1）测压点先封孔器组装放入预计封孔深度钻孔孔口安装阻退楔连接封孔器密封黏液罐压力水罐装种控制阀安装压力表
（2）启动压力水罐开关胶囊充压力水胶囊膨胀封住钻孔开启密封黏液罐钻孔密封段注入密封黏液密封黏液压力应略高煤层预计瓦斯压力05倍
1—压力表2—密封黏液罐3—阻退楔4—输液5—胶囊16—密封黏液7—胶囊28—压水罐9—钻孔
Fig54 Capsules sealed mucus sealing pressure measurement schematic
图54 胶囊—密封黏液封孔测压示意图
553封孔原
封孔深度超孔口裂隙带深度完整致密岩孔般3m煤系层钻孔般5~7m煤孔般7~10m防突规定规定封孔段长度：岩孔5m煤孔8m
554封孔材料
目前常封孔材料快速封孔器水泥砂浆速凝膨胀水泥聚氨酯马丽散赛瑞高分子封孔材料高水材料PD封孔材料等
水泥砂浆采标号400硅酸盐水泥水泥砂配1（24～25）沙粒直径05～15mm水泥砂浆凝固定收缩降低钻孔封孔质量降低抽放负压水泥砂浆加定量膨胀化石膏利石膏膨胀充填水泥浆固化收缩空间起完全密封钻孔作实际应中水泥石膏水泥石膏浆稠度影响封孔效果通常情况水泥石膏水配取7112较适宜屯矿井试验硅酸盐水泥封孔：水灰114～2
速凝膨胀水泥采硅酸盐水泥76矾土水泥12石膏12配速凝水泥浆中水水泥质量1（24～25）
聚氨酯（马丽散）聚氨酯封孔具密封性硬化快膨胀性强优点两组药液混合成甲组药液占总重50乙组占总重50封孔时例两种药液混合搅拌快硬化成聚氨酯泡沫塑料空间约膨胀458倍钻孔膨胀性钻孔密封种方法缺点适宜封孔求较深钻孔
高水材料高水材料种新型特种水泥混合物水灰高达31甲组分硫铝酸盐水泥熟料悬浮剂组成乙组分石膏生石灰悬浮剂速凝剂等组成甲乙两种组分粉状物料分加水配制成浆液然混合均匀定物理化学反应便快速凝结固化成固体材料
555封孔方法
5551封孔器封孔
封孔器岩石钻孔密封求岩石致密优点重复钻孔周围裂隙发育处密封性较差封孔器结构基异目前两种封孔器：YQ1型ZYS503型封孔器
1—堵头螺母2—前挡圈3—胶圈4—挡圈5—外6—
7—固定螺钉8—短9—丝杠10—顶压盘
Fig55 Sealing device diagram
图55 封孔器示意图
5552水泥砂浆封孔（适岩孔煤孔）
（1）力封孔：该方式封孔前需水压风孔残存煤岩钻屑清洗干净然放入筛孔筛孔直径25～40mm封孔长度穿层5m层钻孔8m避开卸压区
1—钻孔2—铁挡盘3—木塞4—水泥沙柱5—抽放
Fig56 Human sealing schematic
图56力封孔示意图
（2）压气封孔：目前采压气封孔先水泥砂浆装入混浆罐达容积23左右关闭罐盖开压风闸阀孔压入浆液直钻孔注满止
1—注浆罐2—压风3—水4—胶5—抽放6—砂浆7—钻孔8—木塞（挡板）
Fig57 Pressure gas sealing schematic
图57 压气封孔示意图
6瓦斯抽放路系统设备选型
61抽放路选型阻力计算
611规定
根AQ10272006煤矿瓦斯抽放规范瓦斯抽放路求：
第541条：抽放路系统应根井巷道布置抽放点分布瓦斯利求矿井发展规划等素确定避免减少干路系统频繁改动确保道运输安装维护方便应符合列求：
(1)抽放路通巷道曲线段少距离短路安装应直转弯时角度应50°
(2)抽放路系统宜回风巷道矿车常通巷道布置设运输巷行道侧架设高度应18m固定巷道壁巷道壁距离应满足检修求抽放瓦斯件外缘距巷道壁宜01m
(3)抽放设备路发生障时路瓦斯流入采掘工作面机电硐室
(4)避免布置车辆通行频繁干道旁
(5)径统变径时必须设渡节
第542条：抽放瓦斯路径应流量分段计算抽放设备力相适应抽放路安全流速5~15ms通流量计算径抽放系统材备量取10％
第543条：采专钻孔敷设抽放路时专钻孔直径应道外形尺寸100mm竖井敷设抽放路时应道固定罐道梁专架
第544条：抽放路总阻力包括摩擦阻力局部阻力摩擦阻力低负压瓦斯路阻力公式计算局部阻力估算法计算般取摩擦阻力10~20
第545条：面路布置：
(1)抽放路水暖气水道动力电缆明电缆通讯电缆等敷设条沟
(2)干应城市矿区发展规划建筑布置相结合
(3)抽放道建(构)筑物设施间距应符合工业企业总面设计规范关规定
(4)瓦斯道穿房屋建(构)筑物般情况穿网必须穿网时应关规定采取措施
612计算方法
（1）瓦斯抽放径选择
选择瓦斯径式计算：
（61）
式中
D—瓦斯径m
Q—瓦斯流量m3min
V—瓦斯路中济流速ms般取V＝10~15ms取v10 ms
谢桥矿瓦斯抽放设计建立二掘进工作面二回采工作面约定：
(1)回风井面瓦斯抽放干
(2)回风巷回风山瓦斯抽放分
(3)工作面回风巷瓦斯抽放支1
(4)掘进巷道瓦斯抽放支2
(5)采空区瓦斯抽放支3
表6 1径选择表
Tab61 Tables of diameter selecting
抽采类
纯瓦斯抽采量
（m3min）
瓦斯浓度
（）
混合瓦斯抽采量
（m3min）
计算径（m）
选择径
（mm）
干
1166
21
5552
0336
450×9
分
723
21
3443
0260
325×8
支1
477
25
1908
0209
275×7
支2
144
25
576
0160
203×6
支3
068
20
34
0074
150×6
次谢桥矿设计选择安装干采φ450mm热轧缝钢壁厚9mm分φ325mm热轧缝钢壁厚8mm支1径φ275mm热轧缝钢壁厚7mm支2径φ203mm热轧缝钢壁厚6mm支3径φ150mm壁厚6m
瓦斯涌出量预计
（2）路摩擦阻力计算
计算直摩擦阻力式计算：
（62）
式中 H—阻力损失Pa
L—直长度m
Q—瓦斯流量m3h
D—道径cm
k0—系数见表62
D—混合瓦斯空气相密度
表62 径系数K0值
Tab62 The coefficient of different diameters K0 value
通称径(mm)
15
20
25
22
40
50
K0值
046
047
048
049
050
052
通称径(mm)
70
80
100
125
150
>150
K0值
055
057
062
067
070
071
局部阻力估算法计算般取摩擦阻力10~20路系统长网络复杂径较者限取值反限取值
表63 0℃105 Pa气压时值
Tab63 At 0℃ and 105 Pa air pressure when values
瓦斯浓度
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
1
0996
0991
0987
0982
0978
0973
0969
0964
0960
10
0955
0951
0947
0942
0938
0933
0929
0924
0920
0915
20
0911
0906
0902
0898
0893
0889
0884
0880
0875
0871
30
0866
0862
0857
0853
0848
0844
0840
0835
0831
0826
40
0822
0817
0813
0808
0804
0799
0795
0791
0786
0782
50
0777
0773
0768
0764
0759
0755
0750
0746
0742
0737
60
0733
0728
0724
0719
0715
0710
0706
0701
0697
0693
70
0688
0684
0679
0675
0670
0 666
0661
0657
0652
0648
80
0644
0639
0635
0630
0626
0621
0617
06 12
0608
0603
90
0599
0595
0590
0586
0581
0577
0572
0568
0563
0559
100
0554
—
—
—
—
—
—
—
—
—
抽放路总阻力Hz：
HzHm +Hj （63）
式中：
Hm—直摩擦阻力Pa
Hj—局部摩擦阻力Pa取Hm15
表64 抽放路阻力计算表
Table 64 drainage pipeline resistance computation
路类
Q（m3h）
γ
L（m）
k0
D（cm）
Hm
Hj
干
55518
0902
480
071
530
44046
6607
分
19164
0902
3490
071
325
440104
66016
支1
1230
0911
1400
071
275
169341
25401
支2
720
0911
1300
071
203
245818
36873
支3
699
0911
200
071
203
35644
5347
表64知抽放路总阻力
HzHm +Hj115Hm1075197Pa
62瓦斯抽放泵选型
621规定
根AQ10272006煤矿瓦斯抽放规范瓦斯抽放设备求：
551条：矿井抽放瓦斯设备力应满足矿井抽放瓦斯期间抽放瓦斯设备服务年限达开采范围抽放量抽放阻力求应15％富裕力矿井抽放系统总阻力必须网阻力计算抽放瓦斯系统应出现正压状态
622选型原
根规定瓦斯泵选型原：
⑴瓦斯泵流量必须满足矿井抽放期间预计瓦斯抽出量需求
⑵瓦斯泵负压克服路系统阻力
⑶具良真空度
⑷抽放设备配备电机必须防爆
623计算方法
（1）瓦斯泵流量计算
抽放瓦斯泵流量必须满足抽放系统服务年限抽放量需
（64）
式中
—抽放瓦斯泵额定流量m3min
—矿井瓦斯抽放总量（纯量）m3min取值1998
x—矿井抽放瓦斯浓度％取值216
η—瓦斯抽放泵机械效率般取08
K—备系数K12
抽放瓦斯泵额定流量：
抽采泵工况流量列公式计算：
(65)
PPd－Hr (66)
T273+t (67)
式中：Qg——工况状态抽采泵流量（m3min）
Qb——标准状态抽采泵计算流量（m3min）设计取值13875
P——抽采泵入口绝压力（Pa）
Pd——矿井气压设计取标准气压101325pa
P0——标准气压101325pa
T0——界温度273k
T——抽采泵入口瓦斯绝温度（K）
t——抽采泵入口瓦斯温度（℃）设计取值26
代入数值出：p7557303paQg20396 m3min
（2）瓦斯泵压力计算
标准状态抽采系统压力列公式计算：
H（Hr+Hc）·K (68)
Hr hrm+hrj+ hk (69)
Hc hcm+hcj+ hz (610)
式中
H ——抽采系统压力（Pa）
Hr——抽采设备出口侧（负压段）10～15年路阻力损失（Pa）
Hc——抽采设备出口侧（正压段）路阻力损失（Pa）
K——抽采系统压力富余系数取12～18设计取12
hrm——入口侧（负压段）路摩擦阻力（Pa）取值参考表64
hrj——入口侧（负压段）路局部阻力（Pa）取值参考表64
hk——井抽采钻孔设计孔口负压（Pa）设计取值15000pa
hcm——出口侧（正压段）路摩擦阻力（Pa）设计取值0
hrj——出口侧（正压段）路局部阻力（Pa）设计取值0
hz——出口侧（正压段）出口正压（Pa）出口进入瓦斯储气罐3500～5000 Pa设计取值5000pa
数值代入式子中出：
Hr2575197paHc5000paH3690236pa
抽采泵工况压力式计算：
PgPd－H （611）
Pg——抽采泵工况压力（Pa）
Pd——抽采泵站气压力（Pa）设计取标准气压101325pa
代入数值出：Pg6442264pa
⑶瓦斯抽放泵真空度计算
（612）
式中
——瓦斯抽放泵真空度
—瓦斯抽放泵提供负压Pa值通式68进行计算
代入数i3641
624瓦斯泵类型
目前国瓦斯泵类型：
（1）离心式鼓风机
（2）回转式鼓风机(包括罗茨鼓风机叶式鼓风机滑板式压气机等)
（3）水环真空压缩机
（4）复式压气机(面正压输送瓦斯)
瓦斯抽放泵应满足采区抽放瓦斯期间抽放瓦斯设备服务年限达开采范围抽放量抽放阻力求应15％富裕力采区抽放系统总阻力必须网阻力计算抽放瓦斯系统应出现正压状态
水环式真空泵真空度高工作轮充满水防爆阻焰作运行安全尤适煤层透气性低路系统阻力需高负压抽放选水环式真空泵知道谢桥矿瓦斯抽放泵需满足工况流量122376m3h工况压力6442264pa根厂家提供瓦斯抽放泵工况曲线图61示
Fig61 2BE3 series water ring vacuum pumps working condition graph
图61 2BE3系列水环式真空泵工况曲线图
计算谢桥矿抽采泵工况压力工况流量结合图确定选择抽放泵型号2BE3500472型转速472rmin配套电机型号YKK40054型电机额定功率400kw额定电压6kv整系统购买两套套备
63辅助设备
掌握抽放点瓦斯涌出量瓦斯浓度变化情况 便调节路系统负压流量 路应安装阀门流量计放水器等附件
（1）阀门
瓦斯抽放路钻场连接均应安装阀门调节控制抽放点抽放量抽放浓度抽放负压等
（2）放水器
抽放路系统低点安装工动放水器时放空抽放路中积水提高系统抽放效率排气端低凹处安装正压放水器
减少瓦斯抽放成建议采工放水器(图62)负压动放水器
1钢 2闸阀
Fig62 Artificial negative pressure drainage device
图62 工负压放水器(作正压放水器)
(a)卧式 (b)立式
1–瓦斯路2–放水器阀门3–空器入口阀门4–放水阀门5–放水器6法兰盘
Fig63 High negative pressure drainage installation diagram manual
图63 高负压工放水器安装示意图
（3）渣器
抽放源头附回采工作面掘进工作面入口处应安装渣器清高负带入道粉尘杂物等残渣
（4）计量装置
钻场必须规定安装孔板流量计孔板流量计应抽放路行孔板瓦斯抽放必须心装偏孔板口长段侧钻孔方喇叭口短段侧泵站方孔板安装点应量选择直段受条件限制直段应径20倍连接完毕必须钻场吊挂钻场理牌（施工日期施工负责钻场浓度单孔浓度封孔负责）中孔板流量计结构图64
1— 孔板2—测压嘴3—抽放路图
Fig64 The structure chart of orifice flowmeter
64 孔板流量计结构图
7济概算
71编制
1（1）采煤炭建设面建筑井巷工程综合预算定额指标关规定计算
2安装工程采煤炭工业机电安装工程概算指标
3设备材料价格：设备采新价格煤炭工业常设备价格汇编工程建设全国机电设备汇编材料选矿井实际价格
72费概算范围
表7－1矿井瓦斯抽放工程投资估算
Table 71 Estimation of mine gas drainage project investment
项目名称
单位
数量
单 价
费
（万元）
备注
抽放泵站
㎡
220
600元㎡
132
2BE3500型水环式真空泵
台
2
40万元台
8000
含防爆电机减速机
泵站监测系统
套
1
12万元套
1200
放水器三防安全装置
套
1
8万元套
800
钻机钻杆钻头等
225
抽采路配件
80
抽采站配电明避雷针
10
泵站网安装
398
设备总价15计算
合计
2655
8安全技术措施
81抽放系统井移动抽放瓦斯泵站安全措施
811防瓦斯措施
（1）瓦斯抽放钻场必须保持良通风状态避免瓦斯积聚超限便施工理钻场设计必须满足扩散通风求钻孔布置钻机操作求布置钻场位置岩层应完整破碎断面符合施工求支护空邦空顶布孔岩壁应直利钻孔施工封孔安设瓦斯
（2）钻场投入受采动影响会钻场状态瓦斯流量瓦斯浓度负压等发生变化影响抽放效果定期检查抽放负压瓦斯流量温度气体成分时掌握钻场抽放状态保证抽放浓度20设置调节阀门时调节抽放负压抽放流量采空区抽放负压温度气体成分严格控制温度超50ºCCO浓度超0005时时采取措施
（3）钻场钻孔进行巡回检查巡回检查时应指定专携带测试仪器 负责区域进行检查时钻场必须设置测量牌板检查牌板等测量牌板填写抽放瓦斯浓度抽放负压测定时间抽放量温度检查员姓名等信息检查板填写钻场外瓦斯检查情况检查时间温度等钻场钻场支留观测孔便进行瓦斯浓度检测
（4）班队长班组长携带便携式瓦斯报警仪施工时施工点风侧3m范围必须悬挂瓦斯便携式防止瓦斯超限
812防灭火措施
（1）钻孔施工点附必须配备2台干粉灭火器消防水灭火器放施工钻孔外5m范围时应配备足够黄泥施工钻孔前必须钻孔附10m范围巷道水洗湿润该范围燃性杂物清理干净施工钻孔时产生煤粉必须时清理运走
（2）施工钻孔时工作点必须悬挂CO便携仪施工钻孔点必须设置三通头接风头接水出现钻孔着火现象时必须时压风路阀门倒水
（3）钻孔施工程中发现顶钻排粉困难等异常现象时应采取低速慢进边退边进措施准强行进压险施工果钻程中明显突出预兆必须撤安全点稳定恢复工作
（4）钻孔施工点必须增设压风救加强施工抽放钻孔防火灭火工作预防钻孔着火旦出现时火源扑灭时进行救互救时撤离事现场施工结束起钻速度快避免钻杆摩擦造成火花引起着火现象
813路防漏气防砸坏防带电防腐措施
（1）抽放系统必须设置负压测定装置截止阀门新敷设路进行气密性检查1000m漏气量超3m3min负压低30000Pa正常抽放路应定期进行气密性检查敷设抽放路巷道非运输巷道路悬挂警示牌路外部涂红色示区提醒车辆注意天巡回检查发现问题时更换道巷道分叉处跨越吊挂吊挂高度18m防止底鼓折损路道墩垛垫起垫起高度03m井应量避免通讯动力电缆敷设起防路带电敷设瓦斯抽放路巷道必须定期检查保证支护完整防止路砸瓦斯抽放路必须接装置防止静电积聚
（2）斜巷立巷布置道时应半圆形铁卡子道固定巷道支架免瓦斯路滑固定巷道支撑物支撑物卧底安置牢固井路敷设采巷道侧邦敷设路支架垫起墩高03m路铡帮02m回风斜井隔4m设支架半圆卡固定防止路滑巷4m设支架预留1‰流水坡度
（3）面井路外表均涂刷层红色防锈漆防路锈蚀
82面抽放瓦斯站安全措施
821瓦斯泵安全措施
（1）瓦斯抽放系统运行前必须瓦斯抽放泵路系统进行全面细致检查包括水电闭锁风电闭锁供水排水系统等
（2）瓦斯抽放泵运行前应负压侧低洼点安装负压放水器
（3）路前压风刷安装滤网
（4）瓦斯抽放泵运行程中抽放泵司机应认真观察运行情况做记录发现异常处理调度室汇报
（5）应确保取合格证专门瓦斯抽放泵司机值班
（6）抽放点设立专门记录牌记录瓦斯抽放数
（7）加强瓦斯抽放泵路检查维修
（8）加强瓦斯抽放泵室检查理须配备：抽放泵司机岗位责抽放泵司机操作规程瓦斯抽放理制度抽放系统图设备运行记录
（9）瓦斯抽放泵操作程序：
开启：检查→供水 →启动泵站 → 检查运行方→检查水位→启动电机 → 开阀门
停泵：关闭闸门→停电机→停水
822抽放泵站防雷电防火灾措施
抽放泵房泵房附放空均设单针避雷装置避雷装置高度应超泵房放空5m避雷导线埋入表3m
泵房必须设置干粉灭火器砂箱等灭火器材矿井必须定期检查消防设施保证消防设施完率达100
823安全理措施
（1）泵房非防爆电器杜绝明火
（2）建立抽放设备检修制度定期抽放设备进行检查维修发现问题时处理关情况时部门领导汇报
（3）建立抽放设备停运联系制度未关部门领导研究私停开抽放设备私调整抽放系统抽放负压
（4）建立抽放参数定期检查制度抽放系统测点三天必须进行次全面观测条件应天测定次次观测时填写抽放日报瓦斯泵房瓦斯浓度正压负压流量水温轴温必须隔30～60分钟测定记录次建立记录台账
（5）建立泵站值班员交接班制度
9结
次毕业设计根淮南矿业集团谢桥矿6煤层瓦斯赋存情况瓦斯含量瓦斯压力瓦斯储量煤层透气性系数等基础参数刘彦伟老师指导谢桥矿东翼采区做瓦斯抽放设计面次设计做简回顾总结
（1）第1章叙述介绍设计选题意义国外瓦斯抽采方面发展现状表述瓦斯抽放宏观意义设计
（2）第2章第4章分介绍谢桥矿理位置井田现状瓦斯赋存情况等重点计算谢桥矿瓦斯储量抽瓦斯量抽率等述谢桥矿进行瓦斯抽放行性必性
（3）第5章设计重点部分根前面章节结国家规定准确定谢桥矿进行抽放方法钻孔布置方式数量长度封孔工艺
（4）第6章设计重点部分章节确定瓦斯抽放路布置路线计算路阻力道直径辅助装置等
（5）第7章第8章设计进行完善致估算设计济需施工运行程中样保证设备安全运行
设计根煤矿安全规程(2010版)防治煤瓦斯突出规定（09版）煤矿瓦斯抽放规范（AQ10272006）等参考文献该矿井该工作面情况刘老师心指导进行
次设计熟悉矿井瓦斯抽放设计思路方法学会瓦斯抽放设备选型计算矿井瓦斯抽放方法选择建立较明确概念外增强动手查资料力解决设计程中遇问题力数处理力毕业进步深造进行瓦斯抽放设计坚实基础
致谢
次毕业设计已接尾声设计程中发现足验缺乏思考问题时难免考虑周处果没老师悉心指导学热心帮助支持独立完成篇文难想象时程中学前未学东西毕业设计题目选定资料收集绘制草图详细设计馔写说明书步设计程前学知识总结考验新学开始知识仅专业技进步学生活工作生活帮助谨四年教育帮助关心老师学表示衷心感谢
文选题资料收集开题提纲制定文撰写终定稿全程俊老师悉心指导细致点拔设计整体框架原性问题提出关键性指导难题克服凝结着导师智慧心血毕业设计利完成铺垫里衷心感谢刘彦伟老师百忙中抽出时间予细心辅导篇文撰写中老师悉心指导身边学予较帮助指导正帮助文够利进展时感谢身边学勤奋认真时常感染影响着学生活中遇问题予极帮助学提供设计鉴资料学角度提出提出分析问题宝贵意见起学生活非常快乐美时光真诚感谢
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附图1
附图2
附图3
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