新豐礦高位抽放設(shè)計(jì)

1、新豐煤礦分段高位抽放鉆孔設(shè)計(jì)方案鄭州廣賢工貿(mào)有限公司新豐煤礦（以下簡(jiǎn)稱(chēng)新豐煤礦）為煤與瓦斯突出礦井， 出于治理瓦斯的目的，擬在采煤工作面采取頂板高位鉆孔裂隙帶抽放措施，設(shè)計(jì)如下。1. 新豐煤礦概況新豐煤礦始建于1952年，20RR年9月進(jìn)行了改擴(kuò)建初步設(shè)計(jì)，年生產(chǎn)能力0.6Mt/a。井田東西長(zhǎng)約1.25.5km;南北寬約0.172.15km。面積7.388km。 主采二1煤層，土 0.00m標(biāo)高以上已采完，將開(kāi)采土 0.00m至-600m的二1煤層。 二1煤層可采儲(chǔ)量1689.8萬(wàn)t，服務(wù)年限21.7年。交通位置該礦位于登封市大金店鄉(xiāng)境內(nèi)， 東北距鄭州84km，距登封市16km，西北距 洛陽(yáng)7

2、5km，南至汝州20km，區(qū)內(nèi)交通公路與焦枝、京廣、隴海等鐵路相接，交 通較為方便，如圖一示。蔡陽(yáng)鞏縣偃師洛隴密縣隹八、顧陽(yáng)石道辛店新豐煤礦徐莊汝陽(yáng)禹州市伊川13 26km黃 河1440嵩登封臨汝鎮(zhèn)枝大冶臨汝13圖一新豐煤礦交通位置圖大金店鄭州市煤層賦存二i煤層賦存于山西組下部大占砂巖之下，上距砂鍋窯砂巖67.16m,距香炭砂巖29.16m,下距L7灰?guī)r約10m,距一 3煤4850m。據(jù)鉆孔與生產(chǎn)礦井揭露， 煤厚1.8314.29m。平均厚5.26m。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，局部含夾矸12層，全區(qū) 可采，屬較穩(wěn)定型煤層。傾角為2635，屬傾斜煤層。煤的視密度為1.40t/m3。二1煤原煤灰分（Ad）為7

3、.6137.56%,平均14.29%，全硫（St,d）為0.271.28%，平均0.40%。原煤磷（Pd）含量為0.0040.038%，平均0.02%，發(fā)熱量 （Qgr,v,d）為 27.6333.37MJ/kg，平均 30.77MJ/kg。浮煤灰份（Adaf）為 3.348.90%，平均6.01%，揮發(fā)分（Vdaf）為9.5211.14%，平均10.34%，膠質(zhì)層厚 度R值為0mm。煤灰成份為SQ2+AI2O3,占73.05%，二1煤為低中灰、特低硫、 低磷、高熱值、高熔灰分之貧煤。二1煤層屬自燃煤層，煤的自燃發(fā)火期一般為 46個(gè)月，煤塵有爆炸危險(xiǎn) 性。開(kāi)拓開(kāi)采方式中央分列式一立井雙翼上下山

4、開(kāi)拓。 共設(shè)三個(gè)立井井筒：主井、副井和東風(fēng) 井。設(shè)計(jì)采用走向長(zhǎng)壁高檔炮采采煤方法，選用人工打眼、爆破落煤、人工攉煤、 搪瓷溜槽運(yùn)煤的回采工藝，頂板鋪設(shè)塑料網(wǎng)、2.4m長(zhǎng)畀型鋼梁配合單體液壓柱的錯(cuò)梁直線(xiàn)柱支架形式，人工推槽，全部垮落法管理頂板。工作面采高2.0m左右，最大控頂距為3.6m，最小控頂距為2.4m。工作面傾斜長(zhǎng)125m左右，年進(jìn) 度 850m。瓦斯賦存和抽放二1煤層屬煤與瓦斯突出煤層，新豐煤礦為煤與瓦斯突出礦井。1991年10月曾發(fā)生過(guò)瓦斯突出事故。新豐煤礦二1煤層勘探鉆孔測(cè)定瓦斯含量為 2.1911.30m3/t.r，如表二所 示。與新豐煤礦井田二1煤層相接的相鄰礦井瓦斯含量井下實(shí)

5、測(cè)參數(shù)如表三示。 比較而言，新豐煤礦地質(zhì)勘探測(cè)定的瓦斯含量值偏低，與鄰區(qū)井下實(shí)測(cè)的二1煤層瓦斯含量有較大的誤差。因此，實(shí)際的防突和瓦斯管理中，采用鄰礦井下實(shí)測(cè) 值推算的瓦斯含量。由表三可知，二1煤層具有隨著埋藏深度的增加瓦斯含量不 斷增大的規(guī)律。瓦斯含量梯度 4.5m3/t 100m,瓦斯壓力梯度0.82MPa/100m表二勘探鉆孔瓦斯測(cè)試結(jié)果表孔號(hào)煤層底板瓦斯成分（%瓦斯含量標(biāo)咼（mCOCH2(m/t.r )8604-341.121.0898.57P 0.354.778703-178.861.0493.465.519.669304-307.980.0695.304.6411.308503-2

6、33.693.8893.631.355.118303-295.833.4885.138.524.31表三鄰區(qū)二1煤層瓦斯參數(shù)實(shí)測(cè)表項(xiàng)目水平標(biāo)高煤層開(kāi)米深度（n）+175305+126354+75405瓦斯壓力（MPa0.821.081.5瓦斯含量 （nVt燃）12.6514.6816.98 P30.62923f0.170.160.13D0.844.6215.48K180181177新豐煤礦瓦斯儲(chǔ)量豐富，按初步設(shè)計(jì)資料，瓦斯儲(chǔ)量為42156萬(wàn)m3。二i煤層鉆孔流量衰減系數(shù)a =0.058 0.07d-1 ，煤層透氣性系數(shù)入 =0.1153 0.0635m2/MPa2d,屬難以抽放煤層，具有礦井瓦

7、斯抽放的可行性。出 于防止煤層瓦斯突出和降低瓦斯涌出量的目的，按照設(shè)計(jì)，實(shí)施煤層掘進(jìn)邊掘進(jìn)邊抽、回采工作面密集交叉鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯，采空區(qū)高位瓦斯抽放和石門(mén)揭煤 瓦斯抽放，以及鄰近層瓦斯抽放即卸壓煤層瓦斯抽放等措施。測(cè)得二 1煤層百米 鉆孔瓦斯抽放流量為q=0.01-0.04m3/min.hm。2. 頂板高位鉆孔裂隙帶抽放理論基礎(chǔ)煤層的開(kāi)采卸壓會(huì)引起周?chē)鷰r層封閉被破壞，上覆煤巖層垮落、破裂、下沉彎曲，形成所謂的“三區(qū)、三帶”，如圖二所示。煤層開(kāi)采后，大量的采空區(qū)瓦 斯積聚在冒落帶和裂隙帶，高位鉆孔布置在冒落帶和裂隙帶之間， 對(duì)于抽放采空 區(qū)瓦斯、減小瓦斯涌出量、防止工作面瓦斯超限具有良好的效果

8、。A煤壁支撐影響區(qū)B離層區(qū)(bc) ; C重新壓實(shí)區(qū)1 冒落帶；【1裂隙帶；III彎曲下沉詩(shī)圖二回采工作面采動(dòng)影響上覆巖層移動(dòng)的“三區(qū)、三帶”3. 分段高位抽放鉆孔設(shè)計(jì)分段高位抽放鉆孔具體布置方式為：在回風(fēng)巷每隔90-100m做一個(gè)頂板巖巷鉆場(chǎng)，向采空區(qū)方向施工直徑 108mm鉆孔3個(gè)，孔深100-105m,相鄰鉆場(chǎng) 鉆孔之間沿巷道方向重疊5m,鉆孔布置如圖三示。高位鉆孔終孔層位采用采面 回采后冒落帶及裂隙帶最大高度 Hm和HL按下列公式確定：Hm=100M/(4.7M+19) (3-1)Hl=100M心.6M+3.6) (3-2)式中M為采高，m。按采高2m計(jì)算，Hm=7m, Hl=30m。為了保證最佳抽放效果，高位鉆孔終孔