山西和順天池能源有限責任公司
202工作面
抽採達標工藝方案設計
編制人：張培齊
編制單位：通防部
2023年2月5日
安全技術方案簽批意見書
措施名稱 ：202工作面抽採達標工藝設計方案
簽批人員簽字
通防部年月日
地測部年月日
機電部年月日
技術部年月日
安監處年月日
採煤副總年月日
通防副總年月日
總工程師年月日
簽批意見：
一、202工作面概況
1、工作面位置
工作面位置及周邊關係見表1。
表1 工作面位置及周邊關係表
2、煤層賦存特徵
15#煤，性脆，易碎，以亮煤、鏡煤為主，其次為暗煤，絲炭少量。含有黃鐵礦晶粒，結構簡單，具條帶狀結構，層狀構造；工作面內煤層產狀變化不大；工作面內存在2個較大範圍薄煤區，面積分別為101292m、9852m2。薄煤區內煤層走向極不穩定，煤層缺失、薄厚變化無規律，對回採有較大影響。
15煤正常煤層普氏硬度係數f=2～4.15，煤中區域性含有軟分層，普氏硬度係數f=0.17～1。煤層傾角：1～10°，平均為5.5°。
3、地質構造
202工作面地質構造見表2。
表2 工作面煤層頂底板條件
4、巷道布置
即工作面採用「u」 型通風方式，主要有三條巷道，即工作面進風順槽、回風順槽和高抽巷，如表3所示。
表3 巷道斷面形狀、幾何引數
5、瓦斯**及湧出特點
202工作面瓦斯主要來至15#煤層賦存瓦斯，在井巷開拓階段煤壁瓦斯湧出量較大，在鑽孔施工過程中有噴空等現象。
二、202工作面瓦斯引數及瓦斯湧出量**
1、煤層瓦斯湧出量**方法
一般，工作面相對瓦斯湧出量（）為：
1）式中：、——本煤層、鄰近煤層相對瓦斯湧出量，m3/t。
2）式中：——圍岩瓦斯湧出係數；
——工作面殘煤瓦斯湧出係數，取值=1/工作面回採率；
k3——掘進工作面預排瓦斯影響係數， 取值k3=（l－2h）/l，式中為工作面長度，h為掘進巷道預排等值寬度；
——不同通風方式的瓦斯湧出係數，u型通風取值為1.0，偏y型通風取值為1.1～1.2；y型通風取值為1.3～1.5；
——本煤層抽採瓦斯影響係數，一般順層孔抽採取值1.05～1.1，老塘埋管取值1.
2～1.3，頂板或穿層鑽孔取值1.2～1.
3，巷道抽採取值1.2～1.4，綜合抽採取值1.
3～1.5。
3）式中：——鄰近煤層抽採瓦斯影響係數，取值=1.0～1.4；
——第鄰近煤層的瓦斯排放率，（%）；
——第鄰近煤層的煤層厚度（m）；
——第鄰近煤層的原始、運到地面後殘存瓦斯含量（m3/t）。
2、瓦斯湧出量**結果
（1）開採煤層瓦斯湧出量**
根據201工作面進風順槽探煤圖預計，202工作面切眼到600m範圍內，平均煤厚為2.7m；600m～1000m平均煤厚為3.3m；1000m到停採線平均煤厚為5.
5m。202工作面實測煤層瓦斯含量平均12.98222m3/t（見表4）。
表4 煤層瓦斯含量實測表
根據202綜放面實際條件，可得式（2）中各引數值，將各值代入式（2），可得綜放面開採煤層預抽後相對瓦斯湧出量如表5所示，則不同預抽率下的本煤層瓦斯湧出量如表6所示。
表5 本煤層瓦斯湧出相對量計算表
表6 不同預抽率下本煤層瓦斯相對湧出量
（2）鄰近煤層瓦斯湧出量**
由於天池公司鄰近瓦斯賦存引數不清，根據實際本煤層、初次來壓和週期來壓採空區瓦斯湧出資料分析，可知15#煤開採時鄰近層瓦斯占該煤層未預抽下瓦斯湧出總量（包括採空區遺煤瓦斯湧出量）的22%。
（3）**結果
天池煤礦202工作面根據瓦斯含量法**瓦斯湧出量，考慮工作面瓦斯湧出不均衡係數為1.3，則結果見表7。
表7 202工作面瓦斯湧出量**結果
三、202工作面抽採目標
1、抽採範圍和鑽孔布孔均勻程度目標
202工作面抽採範圍目標：整個202工作面區域內15#煤層。
202工作面鑽孔布孔均勻程度目標：根據河南理工大學提供天池公司《15#煤層瓦斯基礎引數測試及分析》報告，天池公司15#煤層抽放鑽孔的有效半徑為3m。由此可知202工作面的鑽孔間距必須小於6m。
2、瓦斯含量及瓦斯壓力目標
根據《瓦斯抽採達標暫行規定》要求，由於202工作面預計日產量在3000t且具有突出危險，所以各項資料應達到以下目標，見表8。
表8 瓦斯含量及壓力目標
3、抽採率、風速、瓦斯濃度目標
202工作面絕對瓦斯湧出量在20—40m3/min之間，故工作面瓦斯抽採率必須不小於40%。
工作面同時滿足風速不超過4m/s，回風流瓦斯濃度低於1%。
四、202工作面抽採達標工藝方案
根據202工作面地質、瓦斯和抽放目標等情況特制訂下述方案。
1、抽採達標工程
（1）井巷工程
由於202工作面為突出煤層，瓦斯含量較高，為防止上隅角及採空區內瓦斯積聚，因此掘進202高抽巷，頂板瓦斯走向高抽巷布置於13#與15#煤間，與回風巷之間的平距約30m左右，與煤層頂板間距約30m，斷面為半圓拱形，淨寬×淨高=2.4×2.4m。
（2）鑽孔工程
a、工作面順層鑽孔
a、鑽孔布置方式
202工作面從兩順槽（202進風順槽、202回風順槽）施工對向瓦斯抽放鑽孔，孔間距2m，孔徑90mm，孔深105～110m，沿煤層傾角施工，如圖1所示。所有順層區域預抽鑽孔均保證預抽時間不少於6個月。
圖1 預抽鑽孔布置圖
b、鑽孔布置引數
鑽孔直徑：90mm。
鑽孔間距：2m，其中切眼15m～到停採線間距為2m。
開孔位置：距巷道底板1.3m。
終孔位置：進風順槽終孔點位於煤層中部偏下0.1～0.3m，回風順槽終孔點位於煤層中部偏上0.1～0.3m。
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