小牛煤矿抽采设计.doc

小牛煤矿抽放设计1 概 况1.1 矿区开发情况1.1.1矿区总体规划水城县小牛煤业有限责任公司煤矿（以下简称小牛煤矿）是依据贵州省人民政府以黔府函2006205号省人民政府关于六盘水市六枝特区等四县（区）煤矿整合和调整布局方案的批复，由原牛场煤矿、原小窝田煤矿、原仲河煤矿进行扩界、资源整合的矿井。2003年，江西省花鼓山煤矿和贵州省水城县利得煤焦实业有限公司合资组建小牛煤矿，成立小牛煤业有限责任公司；2008年6月，江西省煤炭集团（贵州）矿业有限责任公司收购原小牛煤业有限责任公司，成立小牛煤业有限责任公司煤矿。2008年8月贵州宏景矿产资源开发服务有限公司编制了贵州省水城县小牛煤业有限责任公司煤矿矿产资源开发利用方案、贵州省水城县小牛煤业有限责任公司煤矿（整合）开采方案设计、贵州省水城县小牛煤业有限责任公司安全专篇，“开采方案设计”经贵州省煤炭工业协会评估后，贵州省煤炭管理局以黔煤规字2008879号关于对水城县小牛煤业有限责任公司煤矿开采方案设计的批复予以核准。“安全专篇”经贵州煤矿安全监察局水城分局审查，以黔煤安监水字2008301号关于对水城县小牛煤业有限责任公司安全设施设计的批复核准。上述设计建设规模均为0.30mt/a。2010年3月江西省煤炭集团（贵州）矿业有限责任公司委托我院根据贵州省煤矿设计研究院提交的贵州省水城县小牛煤业有限责任公司生产地质报告编制小牛煤业有限责任公司煤矿扩建工程初步设计，设计生产能力0.60mt/a。“初步设计” 经贵州省煤矿设计研究院评审后，贵州省能源局以黔能源发2010549号关于对水城县小牛煤业有限责任公司煤矿（扩建）初步设计的批复予以批复。本次安全专篇设计根据该“初步设计”进行编制。1.1.2现有生产、在建矿井的分布和开采情况小牛煤矿位于六盘水市水城县双水开发区南东侧，属水城县阿戛乡管辖。矿区西北、东南方向分别与建恒煤矿、鱼塘煤矿相邻，均属整合矿井，建恒煤矿设计能力0.15mt/a，鱼塘煤矿设计能力0.30mt/a，两矿均处于施工建设中。原设计能力0.30mt/a“安全专篇”经主管部门批复后，矿井于2009年3月开工建设，至2010年6月底，已完成井巷工程（成巷）4949.6m、其中井筒1568.6m，井底车场巷道及硐室727.3m，主要运输道及回风道592m，采区1496.5m，排水系统409m，供电系统67.5m，临时工程88.7m；土建工程累计开工面积8299.4m2，其中办公楼1563.2m2，矿灯房、浴室、更衣室、任务交待室及食堂联合建筑3095.6m2，单身宿舍（2栋）3640.60m2。井巷工程中井筒除副井外，主井、东进风井、东风井已全部到底，中央风井已改造完成；井底车场已完成主井存车线，调车线，推车机翻车机硐室，消防材料库、调度室；+1190m水平东翼运输大巷已实现主井与东进、回风井贯通，11、12采区上、中部车场全面施工，11采区水泵房、水仓、变电所也已完工。1.1.3小窑分布及开采情况小牛煤矿是由原牛场煤矿、原小窝田煤矿、原仲河煤矿进行扩界、资源整合的矿井。原仲河煤矿生产水平标高+1285m，回风水平+1350m，开采c1、c15、c16、c18煤层，开采范围走向长约600m，开采面积约100000m2；原牛场煤矿生产水平+1246m，开采c1、c15、c16、c18煤层，开采范围走向长约280m，开采面积约60000m2。原小窝田煤矿生产水平+1335m，开采c52、c61煤层，开采范围走向长约340m，开采面积约59000m2。1.2 项目设计依据1.2.1建设单位提出的要求和目标、提供的主要技术资料与审批文件（1）建设单位提出的要求和目标建设单位的设计委托。要求设计既符合煤炭产业政策、煤炭工业矿井设计规范（gb50215-2005）、煤矿安全规程（2009）等政策、法规、标准要求，同时又符合矿井实际，具有可操作性，并顺利通过有关机构评审后获得安监部门的批复。（2）建设单位提供的主要技术资料与审批文件1）贵州省人民政府黔府函2006205号省人民政府关于六盘水市六枝特区等四县（区）煤矿整合和调整布局方案的批复（2006年12月27日）；2）贵州省国土资源厅颁发“采矿许可证”（证号c5200002010031120058634，2010年3月），有效期至2020年3月；3）水城县牛场煤矿、小窝田煤矿与仲河煤矿资源整合协议（2007年4月12日）；4）贵州有色地质勘查局物化探总队提交的贵州省水城县小牛煤业有限责任公司资源/储量核实报告（2007年8月）；5）贵州省国土资源厅黔国土资储备字2008664号关于“贵州省水城县小牛煤业有限责任公司资源/储量核实报告”矿产资源储量评审备案证明（2008年7月11日）；6）贵州省国土资源勘测规划院黔国土规划院储审字2008216号“贵州省水城县小牛煤业有限责任公司资源/储量核实报告”矿产资源储量评审意见书（2008年7月3日）；7）贵州省煤矿设计研究院提交的贵州省水城县小牛煤业有限责任公司生产地质报告（2010年4月）；8）贵州省能源局黔能源发2010340号关于六盘水市能源局“关于转报关于报审水城县小牛煤业有限责任公司生产地质报告的报告”的批复（2010年7月2日）；9）贵州省动能煤炭技术发展服务有限公司黔动咨2010108号关于“贵州省水城县小牛煤业有限责任公司生产地质报告”的专家组评审意见（2010年6月9日）；10）贵州省国土资源厅资矿管函20081693号关于小牛煤业有限责任公司（整合）开发利用方案审查意见“的函（2008年11月17日）；11）贵州省煤炭工业协会对水城县小牛煤业有限责任公司（煤矿）整合开采方案评估意见（2008年8月28日）；12）贵州省煤炭管理局黔煤规字2008879号关于对水城县小牛煤业有限责任公司煤矿（整合）开采方案设计的批复（2008年9月8日）；13）贵州煤矿安全监察局水城监察分局黔煤安监水字2008301号关于对水城县小牛煤业有限责任公司安全设施设计的批复（2008年10月24日）；14）贵州省水城县国土资源局同意备案的“地质灾害危险性评估报告备案表”（2008年10月8日）；15）贵州省水利厅黔水保2009136号关于水城县小牛煤业有限责任公司煤矿煤矿水土保持方案的批复（2009年4月7日）；16）六盘水市国土资源局市国土资复200995号关于水城县小牛煤业有限责任公司“矿山环境保护与综合治理方案”的批复（2009年6月16日）；17）贵州省煤炭管理局黔煤行管字2005246号对六盘水市煤矿2005年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复；18）中国矿业大学（北京）提交的水城县小牛煤业有限责任公司c1煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定（报告编号10-qz-03）（2010年1月25日）；19）整合前各煤矿采掘工程平面图及相关资料；1.2.2设计编制的主要原则和指导思想（1）安全责任重于泰山，本着对生产建设人员生命安全及身体健康高度负责的原则，严格执行国家有关安全生产的法律、法规、规章、规程、标准和技术规范。防止事故的发生。（2）按“建立科学发展观，构建和谐社会”宗旨，以人为本，设计认真贯彻执行“安全第一、预防为主、综合治理”的安全工作方针，不仅考虑设计的技术先进性和经济合理性，更重视矿井整体的安全性，以改善矿井安全生产面貌，提高煤矿安全程度和抗灾能力，同时最大限度地减少开采对周围环境的影响。（3）认真分析本矿井安全条件，坚持预防为主的原则，采取相应防治措施，建设本质安全型矿井。（4）依靠科技进步，结合本矿井的实际情况，积极采用相适宜的新技术、新工艺、新装备、新材料，确保矿井安全设施先进、合理、实用。（5）严格贯彻执行国务院制定的“先抽后采，监测监控以风定产”的瓦斯治理方针，坚持“可保尽保、应抽尽抽、先抽后采、煤气共采”的原则，积极推广“高投入、高素质、严管理、强技术、重责任”等先进经验，建立“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位、隐患排除、综合利用”的瓦斯治理体系，采取瓦斯防治的有效措施，作好瓦斯综合利用，为矿井安全施工及安全生产创造良好条件。1.2.3国家有关安全法律法规、规范和标准等（1）中华人民共和国煤炭法（1996.8）；（2）中华人民共和国安全生产法（2002.6.29）；（3）中华人民共和国矿山安全法（1992.11.7）；（4）中华人民共和国矿山安全法实施条例（1996.10.11）；（5）中华人民共和国国务院颁发的煤矿安全监察条例（2000）；（6）中华人民共和国国务院令（第397号）安全生产许可证条例；（7）国家安全生产监督局，国家煤矿安全监察局第五号令（2003.7.4）煤矿安全生产基本条件规定；（8）国家安全生产监督局，国家煤矿安全监察局发布的第8号令煤矿企业安全生产许可证实施办法；（9）国务院关于特大安全事故行政责任追究的规定；（10）煤矿安全规程（国家安全生产监督管理总局令第29号发布，（2010年1月21日）；（11）建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程；（12）民用爆破器材工程设计安全规范（gb50089-2007）；（13）煤炭工业矿井设计规范（gb501252005）；（14）煤炭工业给水排水设计规范（mt/t501496）；（15）煤矿井下热害防治设计规范；（16）矿井防灭火规范（2005版）；（17）矿井瓦斯抽放管理规范（煤安字1997第189号）；（18）建筑设计防火规范（gb50012006）；（19）矿山电力设计规范；（20）建筑抗震设计规范（gb500112001）；（21）关于国有煤矿防治重大瓦斯煤尘事故的规定；（22）煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范（aq1029-2007）；（23）矿井通风安全装备标准（mt/t5016-96）；（24）防治煤与瓦斯突出规定（国家安全生产监督管理总局令第19号发布，2009年5月14日）；（25）煤矿防治水规定（国家安全生产监督管理总局令第28号发布，2009年9月21日）；（26）国务院关于促进煤炭工业健康发展的若干意见（国发200518号）；（27）2005年6月22日国家发展和改革委员会文件发改能源20051137号国家发展改革委关于印发煤矿瓦斯治理与利用总体方案的通知；（28）中华人民共和国国务院令第446号国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定；（29）安监总煤矿字2005135号关于印发煤矿安全培训检查办法（试行）的通知；（30）安监总煤矿字2005120号关于加强煤矿水害防治工作的紧急通知；（31）贵州省安全生产监督管理局、贵州煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局黔安监管办字2007345号关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见；（32）贵州省人民政府办公厅黔府办发200883号省人民政府办公厅关于加强煤矿瓦斯治理和综合利用工作的实施意见；（33）井工煤矿初步设计安全专篇编制导则（征求意见稿）；（34）矿山救护规程（aq10082007）；（35）煤矿瓦斯抽采工程设计规范（gb50471-2008）；（36）矿井瓦斯涌出量预测方法（aq10182006）；（37）煤矿井工开采通风技术条件（aq10282006）；（38）煤矿瓦斯抽采基本指标（aq10262006）；（39）煤矿井下粉尘综合防治技术规范（aq10202006）；（40）矿井密闭防灭火技术规范（aq10442006）；（41）煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范（aq10552008）；（42）国家现行的其它有关政策及法规。1.3 建设单位基本情况小牛煤矿属扩建矿井，隶属于江西省煤炭集团（贵州）矿业有限责任公司，该公司成立于2008年5月，为国有控股有限责任公司，注册资金2亿元，经营煤炭开采与销售，同年6月成功收购原小牛煤业有限责任公司，成为小牛煤业有限责任公司煤矿的控股公司，占股份80%，原牛场煤矿、原小窝田煤矿各占10%股份。该公司下属的另一个在建煤矿为贵新煤矿，设计能力0.45mt/a。江西省煤炭集团（贵州）矿业有限责任公司目前资产负债率为0，没有财务风险，公司经济实力完全具有投资本项目的能力。公司母公司江西煤炭集团公司下辖四局六矿，共有矿井38对。2006年核定总生产能力8.07mt/a，经济实力和技术力量雄厚，完全可以保证本项目的顺利实施。1.4 设计概况1.4.1地理概况（1）矿区、矿井所在地理位置、交通情况矿井位于六盘水市水城县双水开发区南东侧，属水城县阿戛乡管辖，地理坐标：东经10458401050052，北纬262818262910。矿井距贵昆铁路约5km，北至六盘水站25km，至水城县场碧25km，水（城）至阿（戛）公路通过矿井西侧，交通较方便。交通位置见图1-4-1。（2）地形地貌矿井为云贵高原中高山地形，属侵蚀型山地，地形与地层走向基本一致，多为反向坡，区内地势南西高，北东及中部低，地形坡度较大。山脉呈北西、南东向展布，三迭系永宁镇组常形成悬崖，其下飞仙关页岩则形成陡坡，煤系地层出露于缓坡地带。区内高程一般为+1873+1275m，最高点位于矿区南部一无名山头。海拔标高+1873m，最低点位于矿区内仲河河床，最低海拔标高+1275m（为矿区最低侵蚀基准面），相对高差598m。矿区多为风化坡积地貌。（3）水系及主要河流井田内地表小溪沟发育，由南西、北东向中部的百车河汇集后，在矿区外汇入仲河，仲河属珠江水系支流，该河流经井田西侧边界附近和北侧，流量0.912103.75m3/s。（4）气象及地震烈度区内属亚热带季风气候，夏秋温暖，春冬严寒，季节性区分不明显，常年阴雨绵绵，气候变化无常，年平均气温14.4，每年6-9月平均最高温度31.5，11月至次年2月为冰雪期、霜冻期，平均温度达-2。年均降雨量1223.6mm，多集中在5-9月，年均蒸发量1399.2mm，年均相对湿度80%，全年日照1541.7h，全年霜冻日数23d，最大频率90图1-4-1 交通位置图 风向为东南偏东风，最大风速25m/s。按照建筑抗震设计规范（gb50011-2001）附录a“我国主要城镇抗震设防烈度设计基本地震加速度和设计地震分组”划分，井田所在地区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g。（5）地区经济概况矿区内及其邻近区以农业为主，农作物主要有玉米、小麦、油菜、水稻、大豆、马铃薯等，经济作物为烟叶，现有较多的小煤矿企业，为地方经济发展和人员就业贡献较大。矿区内居民的经济来源仍以传统的家畜、家禽饲养为主，近年来，劳务输出已成为其主要经济来源。1.4.2主要自然灾害井田为中高山地形，山峦起伏，沟壑纵横，地形复杂，坡度大。根据“资源量核实报告”对环境地质现状的描述，井田范围内除因开采造成的地裂缝外，未发现崩塌、滑坡、泥石流及地面塌陷等地质灾害，区域地质环境条件为中等。2.4 瓦斯抽采2.4.1矿井瓦斯储量（1）矿井瓦斯储量及可抽量1）矿井各煤层瓦斯含量矿井各煤层预测的瓦斯含量及残存瓦斯含量详见表3-1-2，表3-1-3。2）矿井瓦斯储量及可抽量瓦斯储量是指煤田开采过程中，能够向开采空间排放瓦斯的煤层和岩层中赋存的总量，是衡量瓦斯资源量有无开发利用价值的重要指标，瓦斯储量按下式计算。wk=w1+w2+w3式中：wk矿井瓦斯储量，mm3；w1可采煤层瓦斯储量总和，mm3；ali矿井每1个可采煤层的煤炭储量，kt；xli矿井每1个可采煤层的瓦斯含量，m3/t；n可采煤层数w2可采煤层采动影响范围内不可采煤层瓦斯储量总和，mm3；a2可采煤层采动影响范围内不可采煤层的煤炭储量，kt；x2i可采煤层采动影响范围内不可采煤层的瓦斯含量，m3/t；w3受采动影响后能够向开采空间排放的围岩瓦斯储量，mm3；w3=k（w1+w2）k围岩瓦斯储量系数，取k=0.1。依上式计算，井田瓦斯储量及可抽量计算结果见表5-1-3。经计算，井田瓦斯储量735.90 mm3，其中煤层瓦斯储量669.00mm3，围岩瓦斯储量66.90mm3，可抽瓦斯量441.54mm3。表2-4-1 井田瓦斯储量及可抽量计算表类别煤层编号资源量（kt）瓦斯含量（m3）瓦斯储量（mm3 ）抽放率（%）瓦斯可抽量（mm3 ）备注开采层c1 412320.3683.946050.36c14109620.6522.636013.58c15a329212.1039.836023.90c16256618.9348.576029.14c18520815.3679.996047.99c20183317.9232.856019.71c26176918.6032.906019.74c34148118.0926.796016.07c43151217.2026.016015.61c52162615.4125.066015.04c6025015.753.94602.36c61232920.2747.216028.33c64166117.9329.786017.87c6681318.8015.28609.17c6787518.0915.83609.50c68127418.5623.656014.19c69337016.0053.926032.35计 608.18364.91不可采煤层60.8236.49按10%计算小计669.00401.40围岩66.9040.14按10%计算合计735.90441.54（2）瓦斯涌出量计算见本章第一节“3.1.2 瓦斯涌出量预测及变化规律”2.4.2抽采系统和方法（1）抽采瓦斯的必要性和抽采难易程度分析1）抽放瓦斯的必要性根据煤矿安全规程（2009）第145条规定，有下列情况之一，必须建立地面永久瓦斯抽放系统。1个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min，或1个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，用通风方法不能解决瓦斯的问题的。矿井绝对瓦斯涌出量达以下条件的：a大于或等于40m3/min；b年产量1.01.5mt的矿井，大于30m3/min；c年产量0.61.0mt的矿井，大于25m3/min；d年产量0.40.6mt的矿井，大于20m3/min；e年产量小于或等于0.4mt的矿井，大于15m3/min。开采有煤与瓦斯突出煤层的。根据本章矿井瓦斯涌出量预测结果，本矿井相对瓦斯涌出量较大，矿井按有煤与瓦斯突出危险性进行管理，故须进行瓦斯抽采（预抽及御压抽采）。瓦斯是一种优质洁净的能源，将抽出数瓦斯加以利用，可以变废为宝，改善能源结构，保护矿区环境，取得显著的经济效益和社会效益。从资源利用和环保的角度看，也有必要建立永久瓦斯抽放系统，进行瓦斯抽采。从以上三个方面分析看，在本煤矿建立瓦斯抽放系统很有必要的。2）瓦斯抽采的难易程度分析衡量煤层可抽性的指标主要有三项：煤层的透气性系数（）、钻孔瓦斯流量衰减系数（）、钻孔瓦斯极限抽放量（qj）。煤层的透气性系数（）煤层透气性是煤层对于瓦斯流动的阻力，是衡量煤层瓦斯预抽难易程度的重要标志。在测压钻孔压力稳定后，卸掉压力表，利用煤气表测定煤层钻孔在不同时间间隔的流量，根据钻孔瓦斯不稳定径向流动理论，采用如下公式进行试算和验算：a=qr/p02-p12, b=4p01.5/r2=x/ p01/2f0=10-21，=100a1.61b0.613f0=1010，=100a1.39b0.389f0=10102，=109.5a1.25b0.25f0=102103，=182.8a1.136b0.136f0=103105，=210.4a1.111b0.111f0=105107，=313.1a1.07b0.0695式中：x原始瓦斯含量，m3/t；p0、p1煤层原始瓦斯压力及巷道大气压，mpa；r钻孔半径，m；q钻孔排放时间为t时的煤孔段单位面积的瓦斯流量，q=q/2rlq钻孔排放时间为t时流量，m3/d；l煤孔段长度，m。钻孔瓦斯流量衰减系数（）在测压结束后卸下压力表，安上流量计测定钻孔的自然瓦斯流量及其随时间的变化，根据测定结果的最大瓦斯流量和钻孔见煤长度，计算钻孔瓦斯流量及其衰减系数。钻孔瓦斯流量衰减系数可以作为评估开采煤层瓦斯预抽的难易程度的一个标志。钻孔瓦斯流量衰减系数的具体测定方法是：选择具有代表性的地点打钻孔，先测定初始流量q0，经时间t后，再测其瓦斯流量qt，然后用下式回归计算衰减系数：qt=q0e-t煤层抽放瓦斯难易程度分类抽放难易程度分类见表341。本矿勘探地质报告没有提供煤层的透气性系数（）和钻孔瓦斯流量衰减系数（），建议矿井尽快补做该工作。目前很难进行煤层瓦斯抽放难易程度的分类预测。但近几年来国家加大了瓦斯治理力度的政策，抽采瓦斯的矿井大幅度增加，采用抽采瓦斯方法种类较多，根据抽采实践，分别采用高、低负压抽采等综合方法后是可以达到一定效果的。表341 煤层预抽瓦斯难易程度分类表抽放难易程度钻孔瓦斯流量衰减系数a(d-1)煤层透气性系数l(m2/mpa2d)容易抽放10可以抽放0.0030.05100.1较难抽放0.050.1设计要求矿井在建设期间有条件时开展煤层瓦斯基础参数测试以及煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定，取得煤层各项瓦斯参数，然后请有资质的设计单位进行瓦斯抽放专项设计（若鉴定矿井煤层有突出危险，还需开展防突专项设计）。（2）瓦斯抽采控制范围、抽采指标、瓦斯抽采量、预抽时间及预抽效果分析依据国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局防治煤与瓦斯突出规定和“关于加强煤矿瓦斯先抽后采工作的指导意见”（安监总煤装2007188号）文件精神，设计结合本矿煤层赋存特征以及矿井煤层瓦斯地质条件，采用多措（除设计采取的防突措施外，还采取开采保护层、底板及顺层预抽以及御压瓦斯抽放等措施）并举，应抽尽抽、抽采平衡，保证预抽时间，达到抽采达标，使矿井采掘活动严格控制在抽采效果达标的区域和煤层内。瓦斯抽采控制范围、抽采指标、抽采量、预抽时间详述如下：1）瓦斯抽采控制范围小牛煤矿按煤层有煤与瓦斯突出危险设计。突出煤层工作面采掘作业前必须在控制范围内的煤层瓦斯含量降到煤层始突深度的瓦斯含量或将瓦斯压力降到煤层始突深度的煤层瓦斯压力以下。若没能考察出煤层始突深度的煤层瓦斯含量或压力，则必须将煤层瓦斯含量降到8m3/t以下，或将煤层瓦斯压力降到0.74mpa以下。根据防治煤与瓦斯突出规定，采取各种方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施时，应当符合下列要求：穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制区段内的整个开采块段、两侧回采巷道及其外侧一定范围内的煤层。要求钻孔控制回采巷道的外侧范围是：倾斜、急倾斜煤层巷道上帮轮廓线外至少20m。下帮至少10m；其它为巷道两侧轮廓线外至少各15m。以上所述的钻孔控制范围为沿层面的距离，以下同；穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯的区域防突措施的钻孔应当控制整条煤层巷道及其两侧一定范围的煤层。该范围与与上条项中回采巷道外侧的要求相同；顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制整个开采块段的煤层；穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施应当在揭煤工作面距煤层的最小法线距离7m以前实施（在构造破坏带应适当加大距离）。钻孔的最小控制范围是：石门、斜井揭煤处巷道轮廓线外12m（急倾斜煤层底部或下帮6m），同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线（包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线）的最小距离不小于5m，且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时，应当保持煤孔最小超前距15m；顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应控制的条带长茺不小于60m，巷道两侧的控制范围与第一项中回采巷道外侧的要求相同；当煤巷掘进和采煤工作面在预抽防突效果有效的区域内作业时，工作面距未预抽或者预抽防突效果无效范围的前方边界不得小于20m；厚煤层分层开采时，预抽钻孔应控制开采的分层及其上部至少20m、下部至少10m（均为法线距离，且仅限于煤层部分）。2）瓦斯抽采指标根据煤矿瓦斯抽采基本指标（aq1026-2006），采煤工作面及矿井井瓦斯抽采率必须满足表242、243的要求。表242 采煤工作面瓦斯抽采率应达到的指标工作面绝对瓦斯涌出量q（m3/min）工作面抽采率备注5q102010q203020q404040q705070q10060100q70表243 矿井瓦斯抽采率应达到的指标矿井绝对瓦斯涌出量q（m3/min）矿井瓦斯抽采率备注q202520q403540q804080q16045160q30050300q50055500q603）瓦斯抽采量本初步设计采用底板专用抽放巷、本煤层顺层抽放以及密闭采空区并埋管的抽放等卸压瓦斯抽放等综合抽放方式，设计配备了高、低负压二套抽放系统。经本章第一节计算，取高负压抽采（纯量）为60m3/min，低负压瓦斯抽采（纯量）30m3/min。4）预抽时间分析根据同类矿井抽采经验，目前暂无钻孔瓦斯抽放量衰减系数、100m钻孔初始瓦斯抽放量等瓦斯抽采方面的资料。设计参照相邻矿区矿瓦斯预抽工作面的抽采时间（条件类似，预抽69个月基本上消突）。因此，暂定本矿高负压合理预抽时间暂定为8.4个月。5）预抽效果分析矿井瓦斯抽采效果，应在取得进一步的瓦斯地质资料（如实测瓦斯压力、瓦斯含量、煤层透气性系数及可抽性指标等）的基础上分析论证，较为符合实际情况。受条件所限，目前很难做出瓦斯预抽效果分析。但必须要求抽采效果达到消突标准，即采掘工作面必须在预抽后达到消突后方能进行采掘工作。（3）矿井瓦斯来源分析1）矿井瓦斯来源及其涌出构成矿井瓦斯主要来源于回采工作面、掘进工作面、采空区及围岩瓦斯涌出。回采工作面瓦斯涌出构成：一是来自开采煤层瓦斯涌出，二是来自开采煤层影响范围之内邻近煤层瓦斯涌出，包括上邻近层和下邻近层，影响范围一般为上邻近层约80m，下邻近层约60m。掘进工作面涌出瓦斯构成一是来自掘进巷道煤壁涌出，二是来自掘进落煤的瓦斯涌出。采区瓦斯涌出量是指采区内所有回采工作面、掘进工作面及采空区瓦斯涌出量之和。矿井瓦斯涌出量为全矿内全部生产采区和已采区（包括其它辅助巷道）瓦斯涌出量之和。2）回采工作面瓦斯来源及其涌出构成矿井开采c1、c14煤层期间，瓦斯涌出来自开采层、围岩、邻近层等。其瓦斯涌出量构成见表244、表245。表244开采c1煤层回采面（预抽前）瓦斯涌出量预测表煤层水平瓦斯涌出量（m3/t）绝对涌出量（按每个采区0.3mt /a）（m3/min）本煤层邻近层合计本煤层占百分比（%）邻近层占百分比（%）c1+1190m水平19.31 0 19.31 100 0 9.39+970m水平6.33 0.00 6.33 100 0 14.79表245开采c14煤层回采面（预抽前）瓦斯涌出量预测表煤层水平瓦斯涌出量（m3/t）绝对涌出量（按每个采区0.3mt /a）（m3/min）本煤层邻近层合计本煤层占百分比（%）邻近层占百分比（%）c14+1190m水平6.04 17.96 24.00 25 75 25.26+970m水平6.04 19.15 25.19 24 76 42.98（4）抽采瓦斯方法根据贵州省人民政府办公厅文件（黔府办发2010111号）省人民政府办公厅转发省安全监管局贵州煤监局关于进一步加强煤矿瓦斯综合治理和利用意见的通知要求，“煤矿瓦斯抽采工作应切实做到先抽后采、抽采达标。煤层瓦斯抽采工程必须与采掘工程同步设计、优先施工，确保瓦斯超前抽采，实现抽采达标，采掘生产活动始终要在抽采达标的区域内进行。突出矿井所有新投入生产的采煤工作面和煤巷、半煤岩巷掘进工作面瓦斯抽采量、矿井瓦斯抽采率、矿井抽采瓦斯浓度、突出煤层残余瓦斯含量和瓦斯压力等参数，必须达到煤矿瓦斯抽采基本指标（aq1026-2006）中规定的指标。煤与瓦斯突出和高瓦斯矿井建设项目井筒揭煤前必须建成永久瓦斯抽采系统并进行预抽，低瓦斯矿井的高瓦斯区域必须建立移动瓦斯抽采系统。各煤矿企业要加强抽放钻孔和抽放管道管理，采取大孔径、密集孔、大管径、高负压措施，有效释放、抽放瓦斯”。1）选择抽放方法的原则矿井瓦斯抽放的类型和方法，可按下列因素考虑确定：为了提高瓦斯抽采率，宜选用多种抽采方法相结合的综合抽采方式。当矿井采掘工作遇到的瓦斯主要来自开采层本身，只有抽采开采层本身的瓦斯才能解决问题时，应采用开采层抽采。在煤层群条件下首采层开采时，来自邻近层的瓦斯占有很大比例威协工作面安全生产，应采用邻近层抽采。工作面后方采空区瓦斯涌出大，危害工作面安全生产或老采空区瓦斯积聚存量大，向邻近的回采工作面涌出瓦斯量多以及增大采区和矿井总排瓦斯量，应采取采空区瓦斯抽采。对于瓦斯含量大的煤层，在煤巷掘进时，难以用加大风量稀释瓦斯，可在掘进工作开始前对煤层进行大面积预抽或采取边抽边掘的方法加以解决。对于煤层透气性较低，采用预抽方法不易直接抽出瓦斯，掘进时瓦斯涌出不很大而回采时有大量瓦斯涌出的煤层，可采用边采边抽或采用水力割缝、松动爆破和水力压裂煤体注酸等措施人为卸压后抽放瓦斯的方法。若煤层赋存较浅（一般600m以内），煤层较厚，或煤层层数较多，煤层瓦斯含量较高，地面施工钻孔条件较好，可采用地面钻孔抽采。若围岩瓦斯涌出量大，以及溶洞、裂缝带储存有高压瓦斯并喷出时，应采取围岩瓦斯抽采措施。2）矿井瓦斯抽采总体方案根据鉴定，c1煤层+1285m以上鉴定为无突出危险，按突出矿井无突出煤层设计；c1煤层+1285m以下及其它可采煤层均未进行煤与瓦斯突出危险性鉴定，按黔安监管办字2007345号文要求，在鉴定之前，按煤与瓦斯突出矿井、突出煤层设计和管理。根据以上抽放方法选择原则，并结合矿井开采的实际情况、地质构造条件及煤层瓦斯鉴定情况，设计矿井配备高、低负压二套抽采系统，其中，高负压瓦斯抽采系统主要用于预抽，可采用顺层钻孔预抽、底（顶）板抽采巷穿层钻孔、石门穿层钻孔预抽等相结合的综合抽采方法；低负压瓦斯抽采系统主要用于采空区抽采，即采用在采面回风巷向采空区冒落带上方的裂隙带施工大直径钻孔抽放、上顺槽埋管抽放、采空区密闭抽放等。设计+1285m以上c1煤层高负压抽采采取本煤层顺层抽采，以降低采掘工作面的瓦斯涌出量；+1285m以下c1煤层及其它可采煤层高负压抽采采用底（顶）板专用抽采巷、实施穿层预抽钻孔为主，辅以本煤层顺层抽采方法，以降低煤层瓦斯含量、消除煤层突出危险以及降低采掘工作面的瓦斯涌出量。低负压抽采采用在开采层采面的回风顺槽中向采面采空区冒落带上方的裂隙带施工大直径钻孔抽采开采层采面及邻近层、围岩涌入开采层采面瓦斯。底（顶）板瓦斯抽采巷位置应视煤层间距分组布置，c1煤层单独布置在c1煤层底板（距c1煤层底板20m处）；c14、c15a、c16、c18、c20 、c26、c28、c34煤层布置在c20煤层底板（距c20煤层底板20m处）；c43、c52煤层布置在c43煤层顶板（距c43煤层顶板20m处）；c60、c61、c64、c66、c67、c68、c69煤层布置在c69煤层底板（距c69煤层底板20m处）。每组底（顶）板瓦斯抽采巷上、下各布置1条，分别在钻场内打穿层钻孔抽采瓦斯。通过区域穿层钻孔预抽，经检验，抽采达标后，才允许掘进和回采。在突出煤层顶、底板掘进的巷道，特别是距突出煤层法线距离小于20m的掘进巷道必须严格控制突出煤层层位和地质构造，防止误穿煤层或瓦斯异常涌出。底（顶）板瓦斯抽采巷布置见图2-4-1。矿井移交生产时，设计11、12采区均首采c1煤层，由于c1煤层距下邻近层c10煤层6570m，c10煤层距下邻近层c14煤层39m，c10煤层为高硫煤，属国家禁采范围，设计c14煤层为第二层开采煤层，c1煤层开采时，对c14煤层基本无保护效果，为使c14煤层瓦斯超前抽采，在c1煤层+1285m以上开采期间，必须同时预抽c14煤层，并实现抽采达标，因此，设计矿井移交生产前，必须完成11采区及12采区c20煤层底板抽采巷的巷道工程、抽采钻孔布置及抽采设备安装，确保预抽时间，实现“掘、抽、采”平衡。另外，由于未鉴定+1285m以下c1煤层突出危险性，c1煤层+1285m以下采掘作业前，必须超前完成c1煤层底板瓦斯抽采巷道、抽采钻孔布置及抽采设备安装，达到抽采系统治理瓦斯的能力和条件，使c1煤层抽采达标，达到控制范围，消除突出，并以局部防突措施作补充。3）抽采瓦斯方法本煤层瓦斯抽采方法a、利用掘进工作面向前方掘进条带实施本煤层顺层瓦斯钻孔抽采煤巷掘进工作面在掘进作业之前，需进行抽采效果检验。如果经底板穿层钻孔预抽后，煤层的残存瓦斯压力、瓦斯含量指标仍达不到煤矿瓦斯抽采基本指标（aq1026-2006）要求小于0.74mpa或8m3/t以下时，一方面矿井应根据抽采效果及抽采时间，延长预抽时间或对钻孔参数进行优化；另一方面矿井可以在掘进工作面的前方施工钻孔对前方掘进条带煤层瓦斯加强抽采，以使煤层完全达到消突要求，防止出现煤层在掘进过程中发生煤与瓦斯突出事故。煤巷条带煤层瓦斯区域预抽钻孔布置见图3-4-2。图2-4-2 煤巷条带煤层瓦斯区域预抽钻孔布置图b、利用采面已施工好的运输顺槽向采面圈定的煤层内实施本煤层顺层瓦斯钻孔抽放采面在进行回采作业之前，需对采面圈定的煤层进行抽采效果检验。如果经底板穿层钻孔预抽后，煤层的残存瓦斯压力、瓦斯含量指标仍达不到煤矿瓦斯抽采基本指标（aq1026-2006）要求小于0.74mpa或8m3/t以下时，设计利用采面已施工好的两巷向采面已圈定的煤层内施工本煤层顺层钻孔加强预抽。以使煤层完全达到消突要求，防止出现煤层在开采过程中发生煤与瓦斯突出事故。利用已施工好的采面运输机巷实施本煤层顺层钻孔瓦斯抽采，设计为不另设钻场，直接在采面已施工好的运输机巷打上向孔，孔间距暂设计为23m，钻孔布置见图3-4-3。图2-4-3 采面回采区域煤层瓦斯区域顺层预抽钻孔布置图（单位：m）邻近层瓦斯抽采方法由于本矿采用由上住下逐层进行开采，回采工作面瓦斯部分来自下邻近层，故本设计邻近层瓦斯抽采方法主要采用设底（顶）板专用瓦斯抽采巷抽邻近层瓦斯，底（顶）板专用瓦斯抽采巷布置见图3-4-1。本煤层预抽以及采空区抽采的方法，在开采初期可以采用，主要优点是成本低，矿井投产快。适合于矿井初期开采，但由于矿井煤层开采强度大，瓦斯涌出来源多，分布范围广，采用任何单一的抽采方式其抽采效果均有限。当采用以上方法尚不能解决瓦斯问题时，还需采取穿层钻孔抽采瓦斯巷预抽邻近层瓦斯的方法。该抽采方法能较好解决矿井瓦斯问题，其抽采率可达60%以上。根据矿井各可采煤层赋存特点，设计矿井移交生产前，在11采区及12采区c20煤层布置底板专用抽采巷，向c14、c15a、c16、c18、c20煤层施工底板穿层预抽钻孔，在解决对开采层（c14、c15a、c16、c18、c20）掘进条带煤层预抽瓦斯的同时，解决开采层采面煤层（c14、c15a、c16、c18、c20）瓦斯的预抽。穿层预抽钻孔呈“扇形”布置，钻孔终孔间距暂设计为5m，在实际抽采过程中可根据实际抽采效果，对钻孔间距进行适当调整。钻孔布置见图2-4-4。图2-4-4 底板瓦斯抽采巷穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域布置示意图石门揭煤瓦斯抽采方法穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施应当在揭煤工作面距煤层的最小法线距离7m以前实施（在构造破坏带应适当加大距离）。钻孔的最小控制范围是：石门、斜井揭煤处巷道轮廓线外12m（急倾斜煤层底部或下帮6m），同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线（包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线）的最小距离不小于5m，且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时，应当保持煤孔最小超前距15m。矿井井筒已经施工完毕，设计11采区、12采区均有穿层运输或回风石门，矿井煤层平均倾角为60o，石门揭煤区域煤层瓦斯区域穿层钻孔布置平、剖面见图2-4-5。图2-4-5 石门揭煤区域煤层瓦斯区域穿层钻孔布置平、剖面示意图采空区瓦斯抽采在采面回风巷向采空区冒落带上方的裂隙带施工大直径钻孔抽采。此方法为利用大直径钻机，在回采工作面回风顺槽内，向采空区初始冒落带的上方打孔，以抽采处于冒落破坏带中的上部卸压层和未开采的煤分层或下部卸压层涌向采空区的瓦斯。钻孔布置详见图3-4-6。图2-4-6 向采空区冒落带上方裂隙带打钻抽采布置示意图当矿井采取了有效的防灭火措施，确保矿井采面采空区煤层不会出现煤层自燃发火后，方可采用采空区埋管等抽采采空区瓦斯措施。（5）其它瓦斯防治措施本设计除建立完善的通风系统和可靠的瓦斯抽放系统外，还考虑采取如下措施综合防治瓦斯：建立先进的安全生产监控系统，对矿井瓦斯、风速等进行连续自动监测，及时、准确地掌握和了解井下通风、瓦斯等情况。配备个体巡回检测设备等安全仪表，通过巡回检测，随时了解井下瓦斯隐患情况，防患于未然。在生产过程中，严格执行煤矿安全规程（2010年版）中的有关规定，加强通风瓦斯检查、管理工作。并加强矿井瓦斯地质等基础工作，为矿井通风瓦斯科学管理提供可靠的依据。该方式钻孔布置方式、顶板冒落及钻孔位置有较大关系，钻孔在裂隙带，瓦斯抽放浓度高，效果好，否则效果下降。（6）抽采巷道的选择1）开采层沿本煤层顺层钻孔抽采，瓦斯抽放管路及钻场布置，选择在工作面运输顺槽，必要时回风顺槽亦可布置。2）采空区瓦斯高位巷抽采，钻场及管路布置于工作面回风顺槽。3）底板瓦斯专用抽采巷，是解决煤层掘进巷道条带煤层瓦斯治理及回采面块段煤层消突和瓦斯超限的有效方法，也是矿井初期（特别是掘进巷道的防突）及后期采取解决瓦斯问题的主要措施。矿井移交生产时，底板瓦斯抽采巷布置于c20煤层底板（距c20煤层底板20m处）岩层中。（7）钻场布置、钻孔参数确定本设计对钻场布置、钻孔参数的确定主要参照国内有关矿井及原生产矿井经验进行瓦斯抽采设计。底板穿层钻孔抽采底板瓦斯抽采巷布置在c20煤层底板岩层中，钻场布置在瓦斯抽采巷靠近抽采煤层侧，每个钻场长3m，高2m，掘进断面3.8m2。钻场采用矿用工字钢梯形支架支护。钻场内抽采钻孔呈扇形布置，每个钻场服务两排钻孔，钻场间距暂定为40m。钻孔参数为：a、钻孔直径：设计为75mm钻孔；b、钻孔终孔点间距：10m；c、抽采负压：选用20kpa；d、预抽时间：要求煤层瓦斯经预抽后，瓦斯含量降到8m3/t以下，或煤层瓦斯压力降到0.74mpa（表压）以下，预计暂定抽采时间不少于6个月；e、封孔：膨胀水泥或聚胺脂封孔，封孔深度5m。本煤层预抽本层预抽钻场设在工作面运输巷，沿煤层打钻孔。为了便于施工和减轻工人劳动强度，抽采钻孔需在运输巷设备安装以前打好。钻孔参数为：a、钻孔直径：设计为75mm钻孔；b、钻孔长度：为工作面长度的90%；c、钻孔间距：5m；d、抽采负压：选用20kpa；e、预抽时间：视具体情况而定，暂定要求不小于6个月；f、封孔：膨胀水泥或聚胺脂封孔，封孔深度8m。回风顺槽高位钻孔抽采钻场设在回风顺槽，布置于回风顺槽顶板上方5m，向采空区内打钻孔，根据推进速度每20m作一个钻场。钻孔参数有：a、钻孔直径：设计考虑150mm；b、钻孔长度：钻孔打到采空区上方裂隙中，一般大于80m长。c、钻孔间距：1015m；d、抽采负压：选用5kpa；e、抽采时间：根据回采面推进时间而定。（8）封孔方式、材料及工艺邻