里山礦15051工作面頂板巖巷抽放設(shè)計(jì)方案

1、九里山礦15051工作面頂板巖巷抽放設(shè)計(jì)方案焦作煤業(yè)（集團(tuán)）公司科研所焦作煤業(yè)（集團(tuán)）公司九里山礦二五年九月九里山礦15051工作面頂板巖巷抽放設(shè)計(jì)方案1.工作面概況九里山礦15采區(qū)位于礦井東翼，為一水平下山采區(qū)，走向長(zhǎng)度11501600m，傾斜寬度750m，共有6個(gè)區(qū)段，煤層平均厚度5.2m，傾角1012。15051工作面位于15采區(qū)東翼，煤層頂板標(biāo)高-310.8-356.3m，設(shè)計(jì)走向長(zhǎng)度784m，傾斜長(zhǎng)度124m。工作面布置示意圖見圖1。揭煤時(shí)實(shí)測(cè)煤層瓦斯含量22.05m3/t，壓力0.86MPa，瓦斯吸附常數(shù)a=41.83m3/t.r、b=0.984Pa-1，硬度f(wàn)=0.16。該工作面

2、上部15011工作面井下標(biāo)高-265-304m，揭煤期間實(shí)測(cè)煤層瓦斯壓力1.314MPa，瓦斯含量Wo=31m3/t.r；其下部15071車場(chǎng)揭煤工作面標(biāo)高-368.49m，實(shí)測(cè)煤層瓦斯壓力1.64MPa，瓦斯含量Wo=33.15m3/t.r。推算15051工作面瓦斯壓力應(yīng)在1.5MPa左右，瓦斯含量32 m3/t.r。15051工作面直接頂為砂巖，厚度11.5m，老頂為粉砂巖，淺灰色，厚層狀、細(xì)中粒砂巖，硅質(zhì)膠結(jié)，厚度3.765.7m，偽底為炭質(zhì)泥巖，厚度0.28m，直接底為粉砂巖，厚度9.5m，煤層厚度6.3m，傾角11。煤層柱狀圖見圖2。2.頂板巖巷及抽放鉆孔布置方案 頂板巖巷布置鉆孔抽

3、放煤層瓦斯技術(shù)方案，即通過在距煤層頂板一定距離的巖層中，超前回采巷道布置一條或數(shù)條巖石巷道，在該巷道內(nèi)預(yù)先施工抽放鉆孔，對(duì)回采巷道掘進(jìn)影響范圍內(nèi)及回采工作面內(nèi)圖1.15051工作面巷道布置示意圖圖2. 15采區(qū)煤層柱狀圖煤體進(jìn)行抽放。通過預(yù)先抽放，消除或降低回采巷道掘進(jìn)期間影響區(qū)域內(nèi)的煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性，增加工作面內(nèi)煤體瓦斯的有效抽放時(shí)間，從而進(jìn)一步達(dá)到有效降低回采期間煤體瓦斯涌出，消除突出危險(xiǎn)的目的。相對(duì)而言，該方式進(jìn)行抽放鉆孔的施工，更易達(dá)到全面控制回采區(qū)域煤層，提高瓦斯抽放效果的目的。同時(shí)，利用對(duì)回采巷道掘進(jìn)范圍內(nèi)的瓦斯提前預(yù)抽，可提前解除或降低掘進(jìn)工作面的突出危險(xiǎn)性，對(duì)于進(jìn)一步加快煤巷

4、掘進(jìn)速度有著重要的作用。2.1頂板巖巷布置位置的確定 研究頂板巖巷預(yù)抽煤層瓦斯技術(shù)，應(yīng)根據(jù)煤層頂板巖性及采動(dòng)影響范圍合理布置巷道層位。一方面應(yīng)盡量減少抽放鉆孔的巖巷工程量，另一方面充分利用頂板巖巷的作用，實(shí)現(xiàn)回采過程中的采空區(qū)高位抽放和巷道低負(fù)壓抽放，降低采空區(qū)瓦斯涌出，提高瓦斯資源的利用率。 隨著回采工作面的推進(jìn)，煤層頂板巖層發(fā)生相對(duì)的運(yùn)動(dòng)，在一定范圍內(nèi)形成垮落帶、裂隙帶和緩沉帶，頂板巖巷的布置，應(yīng)充分考慮到頂板巖層不同應(yīng)力帶的存在。通過對(duì)回采工作面高位抽放孔的初步考察認(rèn)為，在工作面上部1020m之間裂隙明顯發(fā)育，透氣性增加，該區(qū)域處于裂隙帶。九里山礦15051工作面煤層直接頂為厚度11m左

5、右的砂巖，結(jié)合以上考察認(rèn)為，頂板巖巷應(yīng)布置在直接頂內(nèi)距煤層頂板810m的位置。 為充分利用頂板巖巷進(jìn)行工作面煤層瓦斯的提前預(yù)抽，在盡量減少巖巷工程量的前提下，將該巷道布置在工作面中部，以利用該巷道對(duì)上下區(qū)域內(nèi)的煤層瓦斯進(jìn)行抽放。根據(jù)15051工作面的設(shè)計(jì)，共需布置頂板巖巷長(zhǎng)度850m，巷道規(guī)格采用寬3.0m，高1.2m的半圓拱巷道。2.2頂板巖巷抽放鉆孔的布置 在頂板巖層巷道內(nèi)，分別向回采工作面設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)施工抽放鉆孔，鉆孔終孔點(diǎn)分別控制工作面上下風(fēng)道以外4m，以及工作面區(qū)域內(nèi)的煤體。為便于布置抽放鉆孔，沿走向每50m向巷道左幫布置一個(gè)鉆場(chǎng)，鉆場(chǎng)規(guī)格44m，其內(nèi)分別沿走向向工作面中部布置鉆孔。根

6、據(jù)頂板巖巷布置位置的不同，分別設(shè)計(jì)如圖3、圖4所示。方案共需布置鉆場(chǎng)17個(gè)，巖巷長(zhǎng)度68m。2.2.1工程及資金預(yù)算 根據(jù)方案一設(shè)計(jì)，施工頂板巖層巷道及抽放鉆場(chǎng)，共需掘進(jìn)巖巷918m，按照巖巷掘進(jìn)成本3000元/米計(jì)算，共需掘進(jìn)費(fèi)用275.4萬(wàn)元。頂板巖巷內(nèi)施工抽放鉆孔，按照間距5m布置，共需施工1700個(gè)，共計(jì)鉆孔長(zhǎng)度453.7m184=83491m，按照巖孔施工費(fèi)用25元/米計(jì)算，費(fèi)用合計(jì)208.702萬(wàn)元。每個(gè)鉆場(chǎng)施工抽放鉆孔50個(gè)，共計(jì)850個(gè)，孔深1728.85m17=29390.45m，按照巖孔施工費(fèi)用25元/米計(jì)算，費(fèi)用合計(jì)73.476萬(wàn)元。各鉆孔布置參數(shù)見表1。按照本方案合計(jì)需

7、要巖巷施工費(fèi)用275.4萬(wàn)元，鉆孔施工費(fèi)用282.172萬(wàn)元。實(shí)際增加費(fèi)用557.572萬(wàn)元。按照15051工作面的煤層儲(chǔ)量43.2萬(wàn)噸計(jì)算，噸煤約需增加防突費(fèi)用12.91元。表1 (方案1)鉆場(chǎng)內(nèi)措施鉆孔布置參數(shù)表孔號(hào)傾角與中線夾角孔長(zhǎng)m孔號(hào)傾角與中線夾角孔長(zhǎng)m孔號(hào)傾角與中線夾角孔長(zhǎng)m1711190351.2181836252544.43529331002212842133750191852310646.9363014241022.83101175949.2201913361549.9372919355625.54113220149211027303433.1382828445028.951

8、25034249.3221317223631.2392657514332.66135893150.2231605133230402550570336.871444151251.424183134529.6411657641119.281539202753.2252032203330.1422535552915.791608252555.3262153160131.4433704400713.1101641300357.9272219245933.4444742122212.211830234442282247323536454945213213.3121028172340.5292231391

9、039.1464451451416131224104139.6302222444542.6473846582719.614140843339.3311321423625.1483441655523.815154460039.7321759325522.5493106703928.21617122940.7332250203620.9502842735532.9171745191542.334265754320.3表2 (方案2)鉆場(chǎng)內(nèi)措施鉆孔布置參數(shù)表孔號(hào)與中線夾角傾角孔長(zhǎng)m孔號(hào)與中線夾角傾角孔長(zhǎng)m孔號(hào)與中線夾角傾角孔長(zhǎng)m1425704749.0221645711932.68416532432

10、626.992015885549.5221223543934.34427247354932.123348715850.21232522442337.23437628313336.964701553551.33243452363841.16447924275143.4351453451953.35254151321645.08458144244452.0462119372656.2264904282750.574690482811.6572640325859.16275603251458.184790564313.4683252290263.48281247693123.054890642516

11、93947254369.7429044885023.974990711319.4510540702339.74301102705825.345090765823.9911019885340.3311952541027.415190653147.1712452713941.16323757435530.945290674658.4813858550842.51334853361335.535390693572.47141849445244.9345550315439.995490710589.69152635370448.23356212280946.0655907219110.81632463

12、23751.63366745245954.28173938284456.51373237690317.56184652252863.4438205884918.7119752695730.9392846703620.4120027885231.61404531533922.89圖3. 15051工作面頂板巖巷及抽放鉆孔布置示意圖（方案1）圖4. 15051工作面頂板巖巷及抽放鉆孔布置示意圖（方案2）根據(jù)方案二設(shè)計(jì)，施工頂板巖層巷道及抽放鉆場(chǎng)工程量與方案一基本相同，共需掘進(jìn)費(fèi)用275.4萬(wàn)元。頂板巖巷內(nèi)施工抽放鉆孔，按照間距5m布置，共需施工1700個(gè)，共計(jì)鉆孔長(zhǎng)度463.12m184=8521

13、4m，按照巖孔施工費(fèi)用25元/米計(jì)算，費(fèi)用合計(jì)213.035萬(wàn)元。每個(gè)鉆場(chǎng)施工抽放鉆孔45個(gè)，共計(jì)765個(gè)，孔深1869.84m17=31787.28m，按照巖孔施工費(fèi)用25元/米計(jì)算，費(fèi)用合計(jì)79.468萬(wàn)元。各鉆孔布置參數(shù)見表2。按照方案二合計(jì)需要巖巷施工費(fèi)用275.4萬(wàn)元，鉆孔施工費(fèi)用292.503萬(wàn)元。實(shí)際增加費(fèi)用567.903萬(wàn)元。按照15051工作面的煤層儲(chǔ)量43.2萬(wàn)噸計(jì)算，噸煤約需增加防突費(fèi)用13.15元。2.2.2方案比較方案1與方案2相比較，雖然鉆孔工程量基本相同，但按照方案二布置巖巷，在對(duì)工作面內(nèi)的煤體進(jìn)行抽放的同時(shí)，還可以向工作面上隅角附近施工高位抽放鉆孔進(jìn)行采空區(qū)抽放，其鉆孔工程量明顯少于方案一。兩種方案的見表3所示。表3.頂板巖巷抽放鉆孔布置方案對(duì)比項(xiàng) 目方案一方案二鉆孔數(shù)25502465巖巷工程量m9869