瓦斯抽采施工設(shè)計 (范本)1

1、瀘縣鑫福煤業(yè)有限公司狐貍坡煤礦4124采煤工作面（北段）瓦斯抽采施工設(shè)計瀘縣鑫福煤業(yè)有限公司狐貍坡煤礦二0一四年八月一日4124采煤工作面（北段）瓦斯抽采施工設(shè)計會 審 欄部 門審批人簽字簽字時間審批意見編 制顏 陳 2014.8.1通 維 隊技 術(shù) 科調(diào) 度 室安 全 科通風(fēng) 副總機(jī)電副礦長生產(chǎn)副礦長安全副礦長總 工礦 長目 錄第一章 采煤工作面概況5第一節(jié) 采煤工作面位置及相鄰情況5第二節(jié) 開采范圍及可采期5第三節(jié) 地質(zhì)構(gòu)造及煤層賦存情況5第四節(jié) 煤層頂?shù)装逄卣?第五節(jié) 煤塵爆炸性8第六節(jié) 煤的自燃傾向等級8第七節(jié) 水文情況8第八節(jié) 采煤工作面采煤工藝8第九節(jié) 鄰近煤層9第十節(jié) 沖擊地壓9

2、第二章 瓦斯情況9第一節(jié) 礦井瓦斯等級9第二節(jié) 礦井煤層瓦斯含量及梯度10第三節(jié) 礦井瓦斯賦存因素分析10第四節(jié) 工作面瓦斯來源分析10第五節(jié) 煤層瓦斯抽采參數(shù)11第六節(jié) 工作面每個循環(huán)瓦斯涌出量預(yù)計11第三章 工作面瓦斯抽采設(shè)計12第一節(jié) 工作面瓦斯抽采方法的確定12第二節(jié) 上隅角插管抽采法12第三節(jié) 采空區(qū)高位頂板鉆孔抽采方法13一、原理13二、鉆場的確定14三、鉆孔施工參數(shù)14、鉆孔數(shù)量14、鉆孔直徑14、鉆孔間距14、開孔位置14、鉆孔傾角、深度及與巷道中心線的夾角計算15、鉆孔參數(shù)表22四、施工要求22五、鉆孔（鉆場）工程量23六、封孔23七、施工設(shè)備與進(jìn)度計劃25八、有效抽放瓦斯時

3、間及預(yù)期效果26九、組織管理26十、安全技術(shù)措施26第一章 采煤工作面概況第一節(jié) 采煤工作面位置及相鄰情況該采面位于我礦四水平獨層子煤層北翼第一采區(qū)第二區(qū)段的北翼，此采面以南是未采的4124采面（南段），以北是與田巴凼煤礦之間留設(shè)的礦井隔離煤柱，其下是未布置的4126采面（北段），其上是未開采的4122采面（北段）。第二節(jié) 開采范圍及可采期該采面北段走向長500米，留20米巷道保護(hù)煤柱后可采走向長度480米，傾斜寬度133米，煤層傾角20；采高0.8米，可采儲量50282.9噸（即：4801330.561.4597%=50282.9噸），每天開采一個循環(huán)，每個循環(huán)進(jìn)尺為0.9米，其可采期533

4、天（即：4800.9=533天）或17個月零15天。第三節(jié) 地質(zhì)構(gòu)造及煤層賦存情況一、地質(zhì)構(gòu)造該采面內(nèi)無褶皺構(gòu)造，為一緩傾斜的北東南西向展布的單翼構(gòu)造；只有回風(fēng)平巷在掘進(jìn)過程中揭露出了一條落差在0.3米左右的斜交斷層，另外還有極少數(shù)的節(jié)理，無巖洞巖和陷落柱。二、煤層賦存情況1、全井田內(nèi)煤層賦存情況該采面所采煤層為三疊系上統(tǒng)須家河組第五段所含的獨層子煤層，該煤層是本井田內(nèi)全區(qū)可采的不穩(wěn)定煤層，厚度變化大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般由四個煤分層組成，即第一分層為黑色半暗型塊煤，硬度大，韌性強(qiáng)，俗稱“天炭”，第二煤分層為黑色半亮型粉煤，呈碎塊狀及粒狀，易破碎，俗稱“腰炭”，第三煤分層為黑色暗型煤，呈粉末狀及鱗片

5、狀，俗稱“黃殼炭”，第四煤分層為黑色半亮型煤，呈條帶狀，硬度小，俗稱“厚葉炭”。具有工業(yè)價值的只有上部的兩個分層，即天炭和腰炭。其煤質(zhì)為中富灰、特低硫、特低磷的1/3焦煤。 2、本采面內(nèi)煤層賦存情況在本工作面范圍內(nèi)只開采了上部兩個煤分層，即天炭和腰炭，其有益厚度為0.440.72米，平均0.56米，變化較小，煤層較穩(wěn)定；所開采的煤分層內(nèi)含12層夾矸，夾矸厚度為0.160.52米，平均厚度為0.24米；煤層產(chǎn)狀為13020，煤層傾角變化小，較穩(wěn)定，局部呈起伏現(xiàn)象，煤質(zhì)牌號為1/3焦煤；采高以見煤層頂，底板為準(zhǔn)，平均為0.8米。三、煤層埋藏深度該工作面回風(fēng)平巷標(biāo)高為-211米，運輸平巷標(biāo)高為-24

6、3米，對應(yīng)地面的最高標(biāo)高為310米，因此，在本采煤工作面開采范圍內(nèi)所開采煤層賦存深度在521米553米之間。第四節(jié) 煤層頂?shù)装逄卣饕弧㈨敯逄卣鞲鶕?jù)四川煤田地質(zhì)公司一三五隊在1988年1990年期間對我礦進(jìn)行的四水平延深勘探后于1990年10月提交的四川省瀘州市勘探（延深）地質(zhì)報告中表明：本采面內(nèi)只有唯一個的17號鉆孔。根據(jù)此17號鉆孔實際柱狀圖所反映的巖層情況，結(jié)合采面巷道掘進(jìn)過程中揭露的巖層來分析，本煤層在本采面所開采的范圍內(nèi)無偽頂，直接頂為深灰色泥質(zhì)粉砂巖，厚0.31米；老頂為灰色細(xì)粒砂巖，厚1.13米。詳見圖117號鉆孔實際柱狀圖。 17號鉆孔實際柱圖 圖1地層單位柱狀（示意）分層真厚（

7、米）巖性描述系統(tǒng)組段三疊系上統(tǒng)須家河組第五段0.14黑色暗淡型薄煤層。1.78米深灰色砂質(zhì)泥巖，0.4米深灰色泥巖。3.95深灰色中厚層狀砂質(zhì)泥巖，含豐富的植物化石碎屑。1.69 灰色薄層狀細(xì)粒砂巖，顯脈狀層理。0.89 深灰色中厚層狀砂質(zhì)泥巖，含少許煤包體，植物化石碎屑。1.64 深灰色中厚層狀粉砂巖，顯水平層理，底部具蟲跡。0.30深灰色薄層狀泥質(zhì)粉砂巖，含炭化植物碎屑。3.19 灰色中厚層狀粉砂巖。（設(shè)計終孔位置在此層位內(nèi)）1.69 0.5米深灰色泥質(zhì)粉砂巖，1.3米灰色粉砂巖。0.17 黑色半暗淡型薄煤層。1.840.57米深灰色泥質(zhì)粉砂巖，1.38米灰色粉砂巖。1.27 深灰色中厚層

8、狀砂質(zhì)泥巖。1.40 0.31米深灰色泥質(zhì)粉砂巖，1.13米灰色細(xì)粒砂巖，0.05米深灰色砂質(zhì)泥巖。2.30 6號煤層，結(jié)構(gòu)：0.3（0.1）0.3（0.29）（0.14）（0.89）（0.12）0.351.52 深灰色中厚層狀粉砂巖，含少量植物化石碎片。1.31 深灰色薄層狀泥巖，含植物化石碎屑。2.41 深灰色中厚層狀泥質(zhì)粉砂巖，含少量植物化石碎屑。1.22 灰色薄層狀粉砂巖，顯脈狀，平行及變形層理。二、底板特征根據(jù)四川煤田地質(zhì)公司一三五隊在1988年1990年期間對我礦進(jìn)行的四水平延深勘探后于1990年10月提交的四川省瀘州市勘探（延深）地質(zhì)報告中表明：本采面內(nèi)只有唯一個的17號鉆孔。根

9、據(jù)此17號鉆孔實際柱狀圖所反映的巖層情況，結(jié)合采面巷道掘進(jìn)過程中揭露的巖層來分析，本煤層在本采面所開采的范圍內(nèi)無偽底和直接底，老底為深灰色中厚層狀粉砂巖，厚1.52米，含少量植物碎片化石。 詳見圖117號鉆孔實際柱狀圖。第五節(jié) 煤塵爆炸性根據(jù)煤炭科學(xué)研究總院重慶煤炭研究分院經(jīng)現(xiàn)場采樣鑒定后于2003年9月28日出據(jù)的煤塵爆炸性鑒定報告表明：煤塵火焰長度為45mm，抑制煤塵爆炸最低巖粉量70%，結(jié)論為：本煤層的煤塵有爆炸性。第六節(jié) 煤的自燃傾向等級根據(jù)煤炭科學(xué)研究總院重慶煤炭研究分院經(jīng)現(xiàn)場采樣鑒定后于2004年3月4日出據(jù)的煤炭自燃傾向等級鑒定報告表明：煤的自燃傾向分類為三類，屬不易自燃煤層。第

10、七節(jié) 水文情況 根據(jù)該采煤工作面巷道掘進(jìn)過程中的觀察情況表明：該采面內(nèi)的斷層和節(jié)理均不含水也不導(dǎo)水，上部采空區(qū)也無積水，對應(yīng)地面是山坡和一些土地，無河流、溪溝、池塘、水庫等水體；生產(chǎn)用水是從二水平的消防水池中通過鋪設(shè)的管道輸送而來的。第八節(jié) 采煤工作面采煤工藝該采煤工作面采用的是走向長壁式采煤法，開采順序為由北向南后退式，放炮落煤，單體液壓支柱支護(hù)頂板，回柱方式為見“五回一”，排距為0.9米，柱距為1米，作業(yè)道寬度為1米，最大控頂距為4.7米，最小控頂距為3.7米，采面內(nèi)用人工攉煤入溜煤槽自溜方式運煤，運輸平巷用刮板運輸機(jī)配皮帶運輸機(jī)運煤，U型通風(fēng)方式，條帶充填法處理采空區(qū)。第九節(jié) 鄰近煤層根

11、據(jù)本采面內(nèi)所擁有的唯一的17號鉆孔實際柱狀圖所反映的煤（巖）層情況表明：在本工作面所采煤層的上部依次有一層厚0.17米的黑色暗淡型煤層，與本采面所開采煤層之間的層間距為4.51米，再上還有一層厚0.14米的黑色暗淡型煤層，與本采面所開采煤層之間的層間距為23.13米。在本工作面所開采煤層下部依次有一層厚0.28米的黑色暗淡型薄煤層，與本采面所開采煤層之間的層間距為30.93米，再下還有一層厚0.09米的黑色暗淡型煤線，與本采面所開采煤層之間的層間距為34.73米，再下就是在本井田內(nèi)屬大部可采煤層的泡炭煤層，其厚為0.58米，與本采面所開采煤層之間的層間距為35.63米。詳見圖117號鉆孔實際柱

12、狀圖。第十節(jié) 沖擊地壓 根據(jù)本礦井的地質(zhì)勘探資料和歷年來的采掘情況及本采面巷道掘進(jìn)過程中對煤巖層的觀察情況分析表明：本井田范圍內(nèi)所開采的煤層均未發(fā)生過沖擊地壓現(xiàn)象。因此，推測本采面在開采過程中不會發(fā)生沖擊地壓。第二章 瓦斯情況第一節(jié) 礦井瓦斯等級根據(jù)2012年四川省安全技術(shù)中心來我礦開展瓦斯等級鑒定工作后下發(fā)的瀘市安監(jiān)【2012】258號瀘州市安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局關(guān)于2012年全市煤礦瓦斯等級鑒定結(jié)果的通知文件中載明：狐貍坡煤礦的礦井絕對瓦斯涌出量為16.422m3/min，相對瓦斯涌出量為31.02m3/t，結(jié)論為：高瓦斯礦井。第二節(jié) 礦井煤層瓦斯含量及梯度根據(jù)四川煤田地質(zhì)公司一三五隊在198

13、8年1990年期間對我礦進(jìn)行的四水平延深勘探后于1990年10月提交的四川省瀘州市勘探（延深）地質(zhì)報告得知：在鉆孔中用解吸法采樣測試，獨層子煤層瓦斯含量為4.587.52毫升/克煤，平均為5.79毫升/克煤，由0米水平及-150米水平鉆孔煤層瓦斯含量計算瓦斯含量梯度為54.73米/米3/噸。第三節(jié) 礦井瓦斯賦存因素分析 一、變質(zhì)階段根據(jù)四川煤田地質(zhì)公司一三五隊在1988年1990年期間對我礦進(jìn)行的四水平延深勘探后于1990年10月提交的四川省瀘州市勘探（延深）地質(zhì)報告得知：本井田內(nèi)煤層屬中等變質(zhì)階段的煙煤類，該階段為良好的生氣階段。據(jù)有關(guān)資料介紹，中等變質(zhì)階段的煙煤噸煤瓦斯生成量最高可達(dá)200

14、米3。二、圍巖特征該井田的煤系地層為一套碎屑巖組成的，泥巖較為致密，透氣性差，砂巖多呈透鏡狀，條帶狀產(chǎn)出，平面上連續(xù)性差，據(jù)采樣測定，空隙率一般為45%，本工作面所開采煤層頂板中的粉砂巖的空隙率為5.82%，為良好的瓦斯儲集空間。三、構(gòu)造因素本井田的構(gòu)造簡單，斷層稀少，未受后期構(gòu)造運動破壞，地下水的活動較微弱。第四節(jié) 工作面瓦斯來源分析根據(jù)采面的開采工藝和煤層賦存情況分析，本采煤工作面在開采過程中的瓦斯來源主要有以下幾個方面：1、采煤工作面的煤壁；2、爆落下來的煤；3、采空區(qū)中殘煤；4、在開采過程中，吸附在煤層內(nèi)的瓦斯因卸壓后被釋放出來涌入采空區(qū)冒落后形成的裂隙帶；5、采空區(qū)內(nèi)的瓦斯；6、開采

15、煤層頂部所含的薄煤層或煤線中的瓦斯。第五節(jié) 煤層瓦斯抽采參數(shù) 由于本礦井未進(jìn)行過煤層瓦斯參數(shù)測定，因此，參照鄰近煤礦的測定結(jié)論進(jìn)行設(shè)計，其參數(shù)如下1、獨層子煤層絕對最大瓦斯壓力0.45Mpa；2、煤層最高瓦斯含量3.8760m3/t；3、煤層鉆孔流量衰減系數(shù)為0.4867/d0.6120/d,屬較難抽采煤層；4、煤層透氣性系數(shù)0.0436m2/Mpa2.d0.0521m2/Mpa2.d，屬于較難抽采煤層。第六節(jié) 工作面每個循環(huán)瓦斯涌出量預(yù)計 一、本工作面所采煤層瓦斯儲量預(yù)計根據(jù)公式：W1=本工作面所采煤層的地質(zhì)儲量（t）所采煤層的瓦斯含量（m3/t）式中：W1本工作面所采煤層瓦斯儲量，m3；“

16、本工作面所采煤層的地質(zhì)儲量”：在前面第一章第二節(jié)已計算，其數(shù)據(jù)為50282.9噸；“所采煤層的瓦斯含量”：采用鄰近煤礦測定的煤層最高瓦斯含量3.8760m3/t，計算得：W1=50282.9噸3.8760m3/t=194896.52m3；二、受采動影響后能夠向開采空間排放的圍巖瓦斯儲量預(yù)計根據(jù)公式：W3=K（W1+W2）式中：W3受采動影響后能夠向開采空間排放的圍巖瓦斯儲量，m3；W1本工作面所采煤層瓦斯儲量，m3；W2受采動影響后能夠向開采空間排放的各不可采煤層的瓦斯儲量，m3；由于煤層頂、底板所含的煤層薄又無法實測，因此，不考慮。K圍巖瓦斯儲量系數(shù)，一般取K=0.050.20，根據(jù)四川省安

17、全科學(xué)技術(shù)研究院于2008年12月提交的瀘州狐貍坡礦業(yè)有限公司狐貍坡煤礦瓦斯抽采設(shè)計說明書可知：K值取0.15；計算得出：W3=0.15（194896.52m3+0）=29234.48（m3）三、工作面瓦斯儲量預(yù)計根據(jù)公式：W= W1+W2W3計算得出：W=194896.52m3+029234.48=224131（m3）四、工作面每個循環(huán)瓦斯涌出量預(yù)計本采面可采走向長度480米，循環(huán)進(jìn)度為0.9米。每個循環(huán)的瓦斯涌出量為：224131m3（480米0.9米/個）=420.25（m3/個環(huán)循）。第三章 工作面瓦斯抽采設(shè)計第一節(jié) 工作面瓦斯抽采方法的確定根據(jù)鄰近煤礦測定的瓦斯抽采參數(shù)反映出本煤層透

18、氣性低，屬難抽煤層，結(jié)合四川省內(nèi)相近煤層的抽采經(jīng)驗和本礦井鄰近采面的抽采經(jīng)驗，確定本工作面采用上隅角插管抽采法和采空區(qū)高位頂板鉆孔抽采方法。第二節(jié) 上隅角插管抽采法一、技術(shù)要求在采煤工作面上隅角靠采空區(qū)一側(cè)用廢舊的風(fēng)筒布牽設(shè)在采面回風(fēng)巷道中形成風(fēng)障，然后，在風(fēng)障上隅角位置將帶孔眼的瓦斯抽采管懸掛在上隅角處的錨桿或錨梁上，再將此抽采管接入本巷道抽采支管上進(jìn)行不間斷地抽放瓦斯。詳見圖2工作面上隅角瓦斯抽采管安裝平面示意圖 二、上隅角抽采管的制作及安裝要求：1、抽采管長度不小于2米，其中鉆有孔眼段的長度不小于1.5米，管徑50mm；2、孔眼直徑為10mm，孔的總面積小于瓦斯管的表面積；3、為了防止抽

19、采時發(fā)生管道堵塞，帶孔眼段和管口用紗網(wǎng)包扎好；4、在安裝時，盡量靠在上隅角巷道的最高處，以此提高抽采濃度。三、上隅角風(fēng)障牽設(shè)要求1、風(fēng)障四周懸掛必須嚴(yán)密不漏風(fēng)；2、風(fēng)障迎風(fēng)面必須與采煤工作面放頂排支柱成鈍角布置，以便風(fēng)流帶走風(fēng)障表面附近的瓦斯，減少上隅角瓦斯超限概率。第三節(jié) 采空區(qū)高位頂板鉆孔抽采方法 一、原理在采煤工作面回風(fēng)巷道中，沿煤層走向，從退后工作面開切眼30米的位置起，向工作面采空區(qū)頂板施工穿層鉆孔進(jìn)入開采煤層采后形成的裂隙帶內(nèi)抽上鄰近層中的卸壓瓦斯和本煤層采空區(qū)的瓦斯以及在開采過程中吸附在煤層內(nèi)的瓦斯因卸壓后被釋放出來涌入采空區(qū)冒落后形成的裂隙帶內(nèi)的瓦斯，并避開冒落帶。二、鉆場位置

20、的確定直接布置在采煤工作面回風(fēng)巷道中，不另掘?qū)Ｓ孟锏阑蝽鲜?，鉆場間距為18米，每個鉆場布置3個鉆孔，每個鉆場的鉆孔為一組；在現(xiàn)場布置鉆場時，要使鉆孔避開斷層或破碎帶，以斷層或破碎帶為界布置。三、鉆孔施工參數(shù)、鉆孔數(shù)量每個鉆場為一組孔，每組孔為3個單鉆孔，總共25組孔，即：（48030）18=25組，共計75個鉆孔。、鉆孔直徑根據(jù)四川省安全科學(xué)技術(shù)研究院于2008年12月提交的瀘州狐貍坡礦業(yè)有限公司狐貍坡煤礦瓦斯抽采設(shè)計說明書，結(jié)合本礦鄰近工作面的抽采情況，為了提高抽采效果，確定本工作面的施工鉆機(jī)采用ZDY650型煤礦用全液壓坑道鉆機(jī)，其鉆孔直徑為：開孔直徑75mm，終孔直徑65mm。、鉆孔間距

21、根據(jù)四川省煤礦瓦斯抽采技術(shù)暫行規(guī)定中的采空區(qū)高位頂板孔抽采鉆孔布置規(guī)定：鉆孔開孔間距為0.5米。、開孔位置1、 靠近巷道下幫最近的鉆孔必須布置在靠下幫第一根錨桿的上幫側(cè)，便于保護(hù)孔口，詳見圖3： 2、每個鉆場中的3個鉆孔必須按圖中布置要求依次排列；3、在確定開孔位置時，如果遇頂板較破碎或有裂隙、斷層、“帽盔”等地質(zhì)構(gòu)造，可以作適當(dāng)調(diào)整，但與設(shè)計相比不能大于1米。4、鉆孔開孔部分應(yīng)圓且光滑。5、鉆孔施工中不得出現(xiàn)三角孔、偏孔、臺階等變形孔。、鉆孔傾角、深度及與巷道中心線的夾角計算由于采煤工作面開采后，位于采空區(qū)上覆的巖層要發(fā)生垮落，在垂直方向上要形成“三帶”，即：垮落帶、裂隙帶、彎曲下沉帶。在采

22、面開采過程中，吸附在煤層內(nèi)的瓦斯因卸壓后被釋放出來將會涌入采空區(qū)垮落后形成的裂隙帶內(nèi)。采空區(qū)高位頂板瓦斯抽采鉆孔就是要抽就個裂隙帶內(nèi)的瓦斯。如果上覆巖層或地面有水體，一旦采空區(qū)上覆巖層垮落后形成的垮落帶或裂隙帶導(dǎo)穿了水體，那么水就會涌入采空區(qū)，因此，這個裂隙帶同時又是導(dǎo)水裂縫帶。正因如此，瓦斯抽采鉆孔參數(shù)設(shè)計就參照煤礦總工程師技術(shù)手冊903頁內(nèi)的垮落帶和導(dǎo)水裂縫帶高度計算公式來設(shè)計計算瓦斯抽采鉆孔參數(shù)如下：1、垮落帶高度計算因本采煤工作面開采的煤層傾角為20，屬緩傾斜煤層；其煤層頂板覆巖內(nèi)的巖層為堅硬、中硬、軟弱、極軟弱巖層呈互層狀，單向抗壓強(qiáng)度為4080MPa，因此，其計算公式為：H垮=（1

23、00M）/(2.1 M16)+2.5；式中：H垮垮落帶垂直高度，米；M煤層累計采厚，米，本采面為0.8米；計算得：Hm=（1000.8）/（2.10.816）+2.5=4.52+2.5（2.027.02）（米）。由于以上公式是工作面的采空區(qū)頂板處理方法為全部陷落法時的計算公式，而本采煤工作面采用的是條帶充填法，并且因煤層夾矸較厚而充填比較結(jié)實，頂板冒落不明顯或者根本就還沒有垮落，只出現(xiàn)了頂板裂隙，結(jié)合鄰近工作面的抽采情況分析也是如此，因此，本采煤工作面的垮落帶高度按0米計算。2、導(dǎo)水裂縫帶垂高（含垮落帶高度）計算公式：H導(dǎo)=100M/(1.2M2.0)+8.9; 式中：H導(dǎo)冒裂帶垂高，米；M煤

24、層累計采厚，米，本采面為0.8米；計算得出：H導(dǎo)=1000.8/(1.20.82.0)+8.9=27.03+8.9（18.1335.93）米；由于以上公式計算所得出的導(dǎo)水裂縫帶高度含垮落帶高度，而本采面采空區(qū)頂板處理采用的是條帶充填法，其垮落帶高度在本采面視為0，因此，計算所得出的導(dǎo)水裂縫帶高度要減去計算所得的垮落帶高度(2.027.02)，這樣計算所得的就是裂隙帶高度，即:16.1128.91米。3、鉆孔終孔位置高度要求：靠近垮落帶，距垮落帶越遠(yuǎn)則裂隙越小，裂隙帶是抽采上鄰近層卸壓瓦斯的最佳地帶，一般在進(jìn)行井下穿層鉆孔設(shè)計時，終孔點位于裂隙帶下1/3處，即H=H垮+ H裂1/3。終孔點距離煤

25、層頂板的垂直高度H=0+28.911/3=9.6（米）4、終孔所處層位選擇根據(jù)終孔距煤層頂板的垂直距離計算層間距為：h=Hcos=9.6cos20=9.02（米）式中：h終孔位置到煤層頂板的層間距距，米；H終孔位置距煤層頂板的垂直距離，米；工作面煤層傾角，度。計算得出層間距為9.02米，對應(yīng)本采煤工作面最近鉆孔，即17號鉆孔中的巖層為粉砂巖（詳見附圖117號鉆孔實際柱狀圖）。因粉砂巖中的孔隙率較高，能富集瓦斯，因此，終孔位置布置在此層位較為理想。5、鉆孔傾角、深度及與巷道中心線的夾角計算（1）要求：根據(jù)四川省煤礦瓦斯抽采技術(shù)暫行規(guī)定中對采空區(qū)高位頂板孔布置參數(shù)的規(guī)定做如下設(shè)置：將鉆場內(nèi)偏離工作

26、面回風(fēng)巷下幫最近的的鉆孔確定為1號孔，中間的為2號孔，最遠(yuǎn)的鉆孔確定為3號孔；詳見下圖： 在下列鉆孔參數(shù)計算示意圖中各邊表示的意義： 、在豎直AOC中，AC邊示意鉆孔終孔點距煤層頂板的距離，其長度設(shè)為H，其中AB邊示意終孔點距水平面的距離，其長度設(shè)為h2，BC邊示意終孔點在水平面上的投影點距煤層頂板的距離，其長度設(shè)為h。、在豎直AOB中，OA邊示意鉆孔方向，其長度示意鉆孔的長度或深度，設(shè)為L；AOB示意鉆孔的傾角，設(shè)為；OB邊示意鉆孔在水平面上的投影邊長，其長度設(shè)為Z；、在水平DOB中，OD邊示意巷道的中心線，其長度為X=30米；DB邊示意鉆孔偏離巷道中心線的距離和煤層真傾向，設(shè)為Y；DOB示

27、意鉆孔與巷道中心線的夾角，設(shè)為1。VI、在豎直DCB中，CD邊示意煤層的真傾斜方向，CDB與煤層的真傾角相等，設(shè)為2。（2）、號鉆孔的傾角、深度及與巷道中心線夾角的計算如下：在圖5鉆孔參數(shù)計算示意圖中的水平DOB中，OD=X=30米，DB=Y=1.3米【根據(jù)四川省煤礦瓦斯抽采技術(shù)暫行規(guī)定中的采空區(qū)高位頂板孔抽采鉆孔布置圖和我礦工作面回風(fēng)巷寬度為2.6米（4124采面回風(fēng)巷寬2.6米，中高2.1米）得知：Y=2.6/2=1.3米】，在此三角形中計算出1為：tan1=YX=1.330=0.0433；1=22853在此三角形中計算出Z為：Z2=X2+Y2=3021.32=901.69；Z=30.03

28、米在豎直DCB中，DB=Y=1.3米，BC=h，CDB=2=20。在此三角形中計算出h：tan2= hY， h= Y tan2=1.3tan20=0.47（米）在豎直AOB中，OA=L，AOB=，OB=Z；AB=h2;在此三角形中計算得出鉆孔傾角：tan= h2Z式中：Z通過以上計算得知：Z=30.32米；h2因為h1+h2是指鉆孔的終孔位置距煤層頂板的垂直高度H=9.6米，所以計算得：h2=H- h1=9.6-0.47=9.13米；計算得：tan= h2Z=9.1330.03=0.304；=165439；在此三角形中計算出鉆孔深度或長度：L2=Z2+ h22=30.0229.22=985.8

29、4；L=31.39米計算結(jié)論：1號鉆孔的傾角為165439；深度為31.39米，終孔位置距煤層頂板的垂直高度H=9.6，與巷道中心線的夾角為22853。（3）、2號鉆孔的傾角、深度及與巷道中心線的夾角計算如下：在圖5鉆孔參數(shù)計算示意圖中的水平DOB中，OD=X=30米，DB=Y=6.3米【根據(jù)四川省煤礦瓦斯抽采技術(shù)暫行規(guī)定中的采空區(qū)高位頂板孔抽采鉆孔布置圖和我礦工作面回風(fēng)巷寬度為2.6米（4124采面回風(fēng)巷寬2.6米，中高2.1米）得知：Y=2.6/2米5米=6.3米】，DOB=1，在此三角形中計算出1為：tan1=YX=6.330=0.21；1=115135在此三角形中計算Z：Z2=X2+Y

30、2=3026.32=939.69；Z=30.65米在豎直DCB中，DB=Y，BCh，CDB2=20。在此三角形中計算h：tan2= hY， h= Y tan2=6.3tan20=2.29（米）在豎直AOB中，OAL，AOB，OBZ；ABh2;在此三角形中計算鉆孔傾角：公式：tan= h2Z；式中：Z通過以上計算得知：Z=30.65米；h2因為h1+h2是指鉆孔的終孔位置距煤層頂板的垂直高度H=9.6米，但是，由于以上是理論計算得到的，結(jié)合到我礦采空區(qū)頂板處理方法為條帶充填法和采空區(qū)頂板垮落為馬鞍形的特點，垮落帶高度有可能不完全為0，也有可能有一定的垮落高度，因此，為了使抽采效果得到有效可靠，就

31、將2號孔的終孔點在理論計算的基礎(chǔ)上加上1米后計算：h2=H- h1=9.6+1-2.29=8.31米；計算得：tan= h2Z=8.3130.65=0.271；=151011； 在此三角形中計算鉆孔長度或深度L：L2=Z2+ h22=30.6528.312=1008.48；L=31.76米結(jié)論：2號鉆孔的傾角為151011；深度為31.76米，終孔位置距煤層頂板的垂直高度H=10.6，與巷道中心線的夾角為115135。（4）、3號鉆孔的傾角、深度及與巷道中心線的夾角計算如下：在圖5鉆孔參數(shù)計算示意圖的水平DOB中，ODX=30米，DBY16.3米【根據(jù)四川省煤礦瓦斯抽采技術(shù)暫行規(guī)定中的采空區(qū)高

32、位頂板孔抽采鉆孔布置圖和我礦工作面回風(fēng)巷寬度為2.6米（4124采面回風(fēng)巷寬2.6米，中高2.1米）得知：Y=2.6/2米5米10米=16.3米】，DOB1，在此三角形中計算出1為：tan1=YX=16.330=0.54；1=283100；在此三角形中計算出Z為：Z2=X2+Y2=30216.32=1165.69；Z=34.14米在豎直DCB中，DBY，BCh，CDB2=20。在此三角形中計算h：tan2= hY， h= Y tan2=16.3tan20=5.93（米）在豎直AOB中，OAL，AOB，OBZ；ABh2;在此三角形中計算鉆孔傾角：tan= h2Z；式中：Z通過以上計算得知：Z=3

33、4.14米；h2因為h1+h2是指鉆孔的終孔位置距煤層頂板的垂直高度H=9.6米，但是，由于以上是理論計算得到的，結(jié)合到我礦采空區(qū)頂板處理方法為條帶充填法和采空區(qū)頂板垮落為馬鞍形的特點，垮落帶高度有可能不完全為0，也有可能有一定的垮落高度，因此，為了使抽采效果得到有效可靠，就將2號孔的終孔點在理論計算的基礎(chǔ)上加上2米后計算：h2=H- h1=9.6+2-5.93=5.67米；計算得：tan= h2Z=5.6734.14=0.166；=92547； 在此三角形中計算鉆孔深度或長度L：L2=Z2+ h22=34.1425.672=1197.69；L=34.61米結(jié)論：3號鉆孔的傾角為92547；深

34、度為34.61米，終孔位置距煤層頂板的垂直高度H=11.6，與巷道中心線的夾角為283100。、鉆孔參數(shù)表(見下表)1、 根據(jù)以上理論計算，采空區(qū)頂板瓦斯抽采鉆孔參數(shù)見下表：采空區(qū)高位頂板瓦斯抽采鉆孔參數(shù)理論計算表孔號開孔位置孔徑（）間距（）與巷道中心線夾角（）鉆孔傾角（）孔深（米）孔高（米）1#靠巷道下幫650.52285316543931.399.62#1#與2#之間650.511513515101131.7610.63#靠巷道上幫650.52831009254734.6111.6合計97.762、采空區(qū)頂板瓦斯抽采鉆孔施工參數(shù)為了在現(xiàn)場施工時便于操作，因此，將上表中尾數(shù)進(jìn)為整數(shù)。見下表：

35、采空區(qū)高位頂板瓦斯抽采鉆孔現(xiàn)場施工參數(shù)表孔號開孔位置孔徑間距與巷道中心線夾角鉆孔傾角孔深1#靠巷道下幫，第一根錨桿上側(cè)65mm0.5m31732m2#1#與2#之間65mm0.5m121632m3#靠巷道上幫65mm0.5m291035m合計99四、施工要求1、鉆孔開孔部分要求圓而光滑，以便于封孔。2、鉆孔施工中不得出現(xiàn)三角孔、偏孔、臺階等變形孔。3、抽采鉆孔嚴(yán)格按設(shè)計參數(shù)進(jìn)行施工，其方位角和傾角誤差不超過+2，開孔位置誤差不超過+50mm。4、鉆場的布置必須免受采動影響，避開地質(zhì)構(gòu)造帶，便于維護(hù)，利于封孔。5、所有抽采工程必須嚴(yán)格按設(shè)計要求施工，凡不合格的要重新施工直到合格為止。五、鉆孔（鉆

36、場）工程量1、鉆場工程量因本工作面的鉆場設(shè)計是直接布置在采煤工作面回風(fēng)巷道中，不另掘?qū)Ｓ孟锏阑蝽鲜?，因此，本工作面的鉆場工程量為0。2、鉆孔工程量鉆場間距為18米，每個鉆場布置3個鉆孔， 總共25個鉆場，共計75個鉆孔，每個鉆場工程量99米，工程總量25個鉆場99米/鉆場=2475米。（詳見圖64122采面回風(fēng)巷瓦斯抽采頂板高位鉆孔施工布置平面示意圖）。 六、封孔1、封孔方法：采用水泥注漿泵封孔。2、封孔長度：雖然說本工作面封孔段在巖層中，但由于開孔位置在巷道邊從煤層的頂板起開孔，封孔段容易受損漏氣，因此，確定封孔長度確定為8米。3、封孔材料：525#硅酸鹽水泥、水、石膏、黃沙，以1:0.5:

37、0.5:0.5:0.5的重量配合比配置成漿液。4、注漿管的制作：材料采用礦用“雙抗”PVC管，管徑為DN15，長度為8米，根據(jù)封孔段的巖層完好情況而定。5、抽采管（封孔管）的制作：材料采用礦用“雙抗”PVC管，管徑為DN50，注漿管長度為8米，抽采管長度為14.2米，將其中一端鉆直徑為10mm的小孔若干個，要求小孔的總面積要大于未鉆孔的面積，鉆有小孔段的長度為6米，并用雙層鐵篩網(wǎng)扎好。6、封孔操作方法：（1）將抽采管鉆有小孔的一端朝向孔底送入孔內(nèi),長度14.2m,孔外留200300mm,同時將注漿管與抽采管擺放在一起，其重疊部分不少于8 m（詳見圖7抽采管與注漿管安裝平面示意圖）； （2）用編

38、織袋或麻繩纏繞在抽采管和注漿管上，將抽采管和注漿管捆在一起送入孔內(nèi)；（3）用水泥封住孔口,保證嚴(yán)實不漏漿；（4）將水泥漿攪拌均勻后開始注漿，直到抽采管內(nèi)往外溢漿為止。7、封孔注意事項：（1）注漿泵運轉(zhuǎn)時，嚴(yán)禁將手伸入攪拌器；（2）往孔內(nèi)注漿時，嚴(yán)禁操作人員正對孔口站立，防止孔內(nèi)反漿時傷人。（3）鉆孔驗收合格后才能進(jìn)行嚴(yán)密封堵，封堵后不得有泄漏現(xiàn)象。8、封孔質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)煤礦瓦斯抽放規(guī)范AQ10272006規(guī)定，鉆孔封孔質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)如下：（1）鄰近層瓦斯抽放鉆孔抽放過程中孔口瓦斯?jié)舛炔粦?yīng)小于30%；（2）當(dāng)鉆孔封孔質(zhì)量達(dá)不到以上標(biāo)準(zhǔn)時，抽放結(jié)束后應(yīng)全孔封實。9、鉆孔驗收 （1）所有瓦斯抽放鉆孔

39、必須全部經(jīng)過驗收，不得漏驗，不合格的要重新施工直到合格為止。 （2）要求鉆孔開孔位置誤差不超過50mm，終孔要打到設(shè)計層位。（3）要求鉆孔偏離巷道中心線的夾角和傾角誤差不超過+2。 （4）施工過程中出現(xiàn)斷桿、噴孔、吸鉆及未達(dá)設(shè)計深度的鉆孔等異常情況時，要有詳細(xì)記錄，并向調(diào)度室匯報，經(jīng)抽放班長同意后方能退桿，否則，不予驗收進(jìn)尺。 （5）鉆孔施工過程中，如遇地質(zhì)變化、遇斷層水等情況，使抽放鉆孔達(dá)不到設(shè)計深度時，按照實際抽放鉆孔施工深度驗收，并在驗收單上注明，但必須在平行于該抽放鉆孔0.5米處重新施工抽放鉆孔。 （6）鉆孔施工過程中，確因地質(zhì)條件等客觀因素影響，所施工的鉆孔深度未達(dá)到設(shè)計深度2/3的

40、，視為無效鉆孔，必須在平行于該鉆孔0.5米重新施工抽放鉆孔。 七、施工設(shè)備與進(jìn)度計劃、施工設(shè)備1、施工鉆機(jī)施工鉆機(jī)選用國產(chǎn)ZDY65型煤礦用全液壓坑道鉆機(jī)1臺，其鉆進(jìn)深度可達(dá)150米，開孔直徑75mm，終孔直徑65mm，給進(jìn)方式為液壓式，電機(jī)功率為15KW。2、水泥注漿封孔泵封孔采用BFZ型礦用水泥注漿封孔泵，其額定壓力為1.2（2.4）MPa，流量為0.0080.01m3/min。、進(jìn)度計劃根據(jù)鄰近工作面的施工進(jìn)度和施工時間，確定本工作面每班施工一個鉆孔，每天三班制作業(yè)，一天施工一個鉆場，進(jìn)度99米，本工作面總共25個鉆場，施工25天就可以全面完成本工作面采空區(qū)高位頂板瓦斯抽采鉆孔施工任務(wù)。

41、八、有效抽放瓦斯時間及預(yù)期效果當(dāng)采煤工作面采至距離鉆孔15米左右時開始有明顯的流量和較高的瓦斯?jié)舛?，單孔最高濃度可達(dá)到98%，單孔流量最高可達(dá)到0.7m3/min。九、組織管理1、機(jī)構(gòu)設(shè)置在通風(fēng)維修隊設(shè)置一個瓦斯抽采班，配備井下施鉆人員、瓦斯抽采參數(shù)檢測人員及技術(shù)管理人員。所有人員必須經(jīng)過培訓(xùn)合格后持證上班。2、工作職責(zé)（1）井下施鉆人員：負(fù)責(zé)井下瓦斯抽采鉆孔的施工和瓦斯抽采管線及抽采系統(tǒng)中各種設(shè)施的安裝、維修、調(diào)整、更換、撤遷等工作。（2）瓦斯抽采參數(shù)檢測人員：負(fù)責(zé)對礦井瓦斯抽采系統(tǒng)、鉆場、管線、主要設(shè)備、設(shè)施的日常檢查和抽采系統(tǒng)的測試、調(diào)整、試驗，檢測數(shù)據(jù)、抽采資料的記錄和整理等安全技術(shù)性管理工作。（3）瓦斯抽采技術(shù)管理人員：負(fù)責(zé)瓦斯抽采日常管理和收集整理瓦斯抽采鉆孔施工參數(shù)和瓦斯抽采參數(shù)，并總結(jié)分析、研究和改進(jìn)抽采技術(shù)方案以及組織新技術(shù)推廣方面工作。3、資料報送（1）由瓦斯抽采參數(shù)