金銀山煤礦2012年抽、掘、采計劃
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一、2012年抽、掘、采計劃
抽采瓦斯350萬M3/年，總進尺：2100 m，生產原煤10萬t，鉆進進尺47440米。
1、 現狀
2011年底余下可采煤量110802工作面、抽采煤量110803、110804工作面：
可采煤量Q=300M(可采走向長度)*100M(工作面傾向長度)*1.6M(采高)*1.4噸/M3*95%=63840噸;
抽采煤量：
110803工作面：Q=370M*100M*1.6M*1.4=82880T;
110804工作面：Q=300M*100M*1.6M*1.4=67200T：
合計150080T
掘進煤量：110805工作面Q=600M*100M*1.6M*1.4=134400T
掘進煤量：110806工作面Q=350M*100M*1.6M*1.4=78400T
合計：212800T
二、抽采能力
1、抽放系統
我礦已安裝地面高低負壓抽放系統(2BEC400-132、2BEC420-185)
高負壓年抽采能力Q=330天*24*6250*0.8*30%=11880000
低負壓年抽采能力Q=330天*24*8550*0.8*40%=19699200 m3/年
三、工作面瓦斯儲量及抽放瓦斯量計算
1、工作面瓦斯儲量
相鄰110801工作面測定煤層瓦斯含量為9.8m3/t 。根據110801工作面瓦斯含量、110803、110804工作面測定數據和110803、110804工作面掘進期間瓦斯涌出量推斷該工作面平均瓦斯含量為10m3/t。工作面平均走向長420、350米，傾斜寬1100米，煤層平均厚度1.6米，容重1.4噸/m3。因此該工作面瓦斯儲量為：
Q儲=L×H×M×γ×X
Q3=420*100*1.6*1.4*10=940800m3
Q4=350*100*1.6*1.4*10=784000 m3
合計1724800 m3
式中：L—工作面走向長度;m
H—工作面傾斜寬度;m
M—煤層平均厚度;m
γ—煤的容重;噸/m3
X—煤層瓦斯含量;m3/噸
2、工作面巷道掘進及打鉆過程中瓦斯自然排放量
110803、110804工作面自巷道掘進以來，通過采取邊掘邊抽、超前排放鉆孔及風排等措施，使工作面煤層中賦存的瓦斯得到一定的釋放，這不但保證了巷道掘進施工工作的順利進行，而且在一定程度上降低了工作面煤層中的瓦斯含量，對以后工作面回采工作非常有利。因此對工作面巷道掘進及打鉆過程中自然排放的瓦斯量進行統計。巷道掘進及打鉆過程中瓦斯自然排放量預測：(回風按瓦斯濃度0.5%，掘進風量400M3/MIN，每天瓦斯自然排放量Q=24*400*0.5%=48M3，巷道掘進及打鉆過程按4個月計算，瓦斯自然排放總量統計48*30*4=5760M3,110803、110804掘進期間瓦斯自然排放總量統計5760M3*4=23040M3,
4、工作面需要抽放的瓦斯量
《煤礦安全規程》第190條規定煤層瓦斯預抽率應大于30%，根據該條規定和上述統計計算結果，110803、110804工作面預抽應抽出的瓦斯量(QY)為：
QY≥0.3(Q儲-Q抽-Q排)
式中：QY—工作面需要抽放的瓦斯量，萬m3;
Q儲—工作面瓦斯儲量，1724800m3;
Q抽—工作面邊掘邊抽鉆孔抽放量， m3;
Q排—掘進期間風排瓦斯量，23040萬m3。
代入上式得工作面預抽率為30%時需要抽放的瓦斯量為1701760m3
四、低負壓系統抽放率計算
高負壓抽釆4個月，抽采率30%，剩余瓦斯含量為10(1-30%)7m3/min.
d=
式中：d——工作面抽放率m3/min
Qy—— 抽放期間工作面涌出瓦斯量
Qy=Q×C=650×0.5%=3.25m3/min
Qc——工作面抽放瓦斯量，即Qc=7-Qy=3.75m3/min
則d=53.57%
1、抽放鉆孔的布置
(1)、抽放鉆孔布置方式
平行布置、扇形布置，水平鉆孔平行布置和混合鉆孔布置等幾種方式。
鉆孔布置方式要根據礦井的具體生產條件選擇，對于以防突為目的的煤層瓦斯抽放，無論采用哪種布置方式，都要求在預抽煤層的范圍內均勻布孔，使整個開采區域盡可能都在鉆孔控制范圍之內。
根據金銀山煤礦工作面長度和打鉆能力，擬采用混合鉆孔單排平行布置方式，從上、下順槽同時打鉆，貫穿整個工作面。鉆孔布置方式如圖所示。
(2)、鉆孔布置原則
①、要做到抽放鉆孔“抽而有源”。即必須保證鉆孔有充足的瓦斯源，以利于提高煤層瓦斯抽放率。
②、布置的鉆孔要達到“吸而不漏”。即鉆孔孔口必須位置適當，加強封孔質量，保證嚴密不漏氣。故要求抽放鉆孔的封孔段至少為5～7m。
(3)、鉆孔布置注意事項
①、孔口位置應避開地質構造破壞帶或采動裂隙區，以免漏氣。
②、鉆孔必須均勻布置，并且必須到位。
③、鉆孔應做到抽出的瓦斯量大，服務期限長。
④、開采層回采工作面初次卸壓時，往往發生瓦斯大量涌出，因此，開切眼附近的鉆孔應適當布置密集一些。
3、工作面預抽時間及單孔抽放量的確定
表征鉆孔自然瓦斯涌出特征的參數有兩個，它們是鉆孔自然初始瓦斯涌出強度(qo)和鉆孔自然瓦斯流量衰減系數(a)，其中鉆孔瓦斯流量衰減系數a是評價煤層瓦斯預抽難易程度的一個重要指標。(qo)和(a)值是通過測定不同時間的鉆孔自然瓦斯涌出量并按式(3-4)回歸分析求得：
qt=qoe-at ………(3-4)
式中：qt—自排時間t時的鉆孔自然瓦斯流量，m3/min;
qo—自排時間t=0時的鉆孔自然瓦斯流量，m3/min;
a—鉆孔自然瓦斯流量衰減系數，d-1;
t—鉆孔自排瓦斯時間，d。
對(3-4)式積分，可以得到任意時間t內鉆孔自然瓦斯涌出總量Qt;
Qt=∫otqtdt=∫otqo.e-atdt=qo(1-e-at)/a
即：Qt=QJ(1-e-at)………(3-5)
式中：Qt—時間t內鉆孔自然瓦斯涌出總量, m3;
QJ—鉆孔極限瓦斯涌出量， m3
其余符號意義同前.
具體測定步驟為：
(1)、在110803上順槽距三叉口195米處右側鉆場內沿煤層打兩個直徑75mm試驗鉆孔，其參數見下表。
4、鉆孔數量與鉆孔間距
鉆孔間距是重要的抽放參數，它不僅決定著鉆孔總量和打鉆時間，而且在預抽時間已定時，還決定著預抽率。即鉆孔瓦斯流量衰減系數(a)和鉆孔有效抽放時間(t)，以及所需要抽放的瓦斯量(QY)，然后，就可按下式計算鉆孔數量和鉆孔間距。
式中：n—鉆孔數量，個;
K—備用系數，取1.2;
QY—工作面需要抽放的瓦斯量，m3;
Qt—百米鉆孔在有效抽放時間(t)內累計抽出的瓦斯量，m3;
R—鉆孔間距，m;
L—工作面走向長度，m。
經計算抽放時間4個月達到預抽率30%，需要百米鉆孔235個，鉆孔總長23500米，鉆孔間距3m。
5、鉆孔直徑
鉆孔直徑大，暴露煤壁面積也大，瓦斯涌出量就大。鉆孔直徑應根據打鉆技術、抽放瓦斯量和抽放半徑等因素綜合考慮，按我公司現有打鉆設備選用直徑75mm的鉆頭，有條件時可打大直徑鉆孔抽放瓦斯。
6、鉆孔長度
鉆孔的抽放瓦斯量隨著鉆孔長度的增大而增加，沿層鉆孔的長度，一般為工作面長度的70%～90%。考慮到工作面長在100米左右，沿層打長鉆孔有困難，可分別從工作面的上、下順槽布置鉆孔，以加大工作面的瓦斯抽放量，鉆孔長度上向孔為65～70m，下向孔為50～55m。
7、抽放負壓
抽放負壓對未卸壓煤層抽放瓦斯效果的影響，當前尚無統一的認識。但預抽負壓不宜過高，否則容易漏氣，對封孔器的選擇、封孔質量等要求較高，給管理帶來一定困難。一般選用13.33～26.66kpa的負壓抽放。
8、鉆孔封孔長度
封孔應保證不漏氣，以提高抽放量。在煤壁開孔，一般封孔深度為5～7m。封孔材料可用聚氨脂。
綜上所述，回采工作面預抽鉆孔參數初步確定如下：
布孔方式：上、下向鉆孔平行單排布置方式;
鉆孔平均間距：3.0m;
鉆孔直徑：75mm;
鉆孔深度：120m
鉆孔總長：28200m
抽放負壓：13.33～26.66kpa;
封孔長度：5m;
封孔材料：聚氨脂。
考慮到工作面的接替安排和瓦斯抽放鉆孔服務時間的長短不同，靠近切眼處鉆孔的抽放時間相對較短，因此實際打鉆時鉆孔間距可適當調整。具體布置如下：距切眼100m范圍內鉆孔間距定為1.5m;100～200m范圍內鉆孔間距定為2m;200m以外范圍內鉆孔間距定為3.5m。
五、打鉆能力
我礦目前有ZY-750全液壓鉆機4臺，每臺每班(8小時)可以鉆進80米、4臺齊全年總鉆進進度L=4*330天*2*80=211200米;2011年計劃鉆進進尺47440米，滿足要求。
六、生產煤量
每天采面推進2米，采煤工作面斜長100米，采高1.6米，每月推進50米，月產量Q=100*1.6*1.4*50*95%=10640T，
年產量Q=10640*11=117040T
通過分析2012年我礦抽、掘、采平衡
2012年1月2日
