新丰矿高位抽放设计

1、大金店新丰煤矿分段高位抽放钻孔设计方案郑州广贤工贸有限公司新丰煤矿（以下简称新丰煤矿）为煤与瓦斯突出矿井， 出于治理瓦斯的目的，拟在采煤工作面采取顶板高位钻孔裂隙带抽放措施，设计如下。1.新丰煤矿概况新丰煤矿始建于1952年，20RR年9月进行了改扩建初步设计，年生产能力0.6Mt/a。井田东西长约1.25.5km;南北宽约0.172.15km。面积7.388km。 主采二1煤层，土 0.00m标高以上已采完，将开采土 0.00m至-600m的二1煤层。 二1煤层可采储量1689.8万t，服务年限21.7年。交通位置该矿位于登封市大金店乡境内， 东北距郑州84km，距登封市16km，西北距 洛

2、阳75km，南至汝州20km，区内交通公路与焦枝、京广、陇海等铁路相接，交 通较为方便，如图一示。煤层赋存蔡阳巩县偃师洛陇密县隹八、顾阳石道辛店新丰煤矿徐庄汝阳禹州市伊川13 26km黄 河1440嵩登封临汝镇枝大冶临汝13图一新丰煤矿交通位置图郑州市二i煤层赋存于山西组下部大占砂岩之下，上距砂锅窑砂岩67.16m,距香炭砂岩29.16m,下距L7灰岩约10m,距一 3煤4850m。据钻孔与生产矿井揭露， 煤厚1.8314.29m。平均厚5.26m。煤层结构简单，局部含夹矸12层，全区 可采，属较稳定型煤层。倾角为2635，属倾斜煤层。煤的视密度为1.40t/m3。二1煤原煤灰分（Ad）为7.

3、6137.56%,平均14.29%，全硫（St,d）为0.271.28%，平均0.40%。原煤磷（Pd）含量为0.0040.038%，平均0.02%，发热量 （Qgr,v,d）为 27.6333.37MJ/kg，平均 30.77MJ/kg。浮煤灰份（Adaf）为 3.348.90%，平均6.01%，挥发分（Vdaf）为9.5211.14%，平均10.34%，胶质层厚 度R值为0mm。煤灰成份为SQ2+AI2O3,占73.05%，二1煤为低中灰、特低硫、 低磷、高热值、高熔灰分之贫煤。二1煤层属自燃煤层，煤的自燃发火期一般为 46个月，煤尘有爆炸危险 性。开拓开采方式中央分列式一立井双翼上下山开

4、拓。 共设三个立井井筒：主井、副井和东风 井。设计采用走向长壁高档炮采采煤方法，选用人工打眼、爆破落煤、人工攉煤、 搪瓷溜槽运煤的回采工艺，顶板铺设塑料网、2.4m长畀型钢梁配合单体液压柱的错梁直线柱支架形式，人工推槽，全部垮落法管理顶板。工作面采高2.0m左右，最大控顶距为3.6m，最小控顶距为2.4m。工作面倾斜长125m左右，年进 度 850m。瓦斯赋存和抽放二1煤层属煤与瓦斯突出煤层，新丰煤矿为煤与瓦斯突出矿井。1991年10月曾发生过瓦斯突出事故。新丰煤矿二1煤层勘探钻孔测定瓦斯含量为 2.1911.30m3/t.r，如表二所 示。与新丰煤矿井田二1煤层相接的相邻矿井瓦斯含量井下实测

5、参数如表三示。 比较而言，新丰煤矿地质勘探测定的瓦斯含量值偏低，与邻区井下实测的二1煤层瓦斯含量有较大的误差。因此，实际的防突和瓦斯管理中，采用邻矿井下实测 值推算的瓦斯含量。由表三可知，二1煤层具有随着埋藏深度的增加瓦斯含量不 断增大的规律。瓦斯含量梯度 4.5m3/t 100m,瓦斯压力梯度0.82MPa/100m表二勘探钻孔瓦斯测试结果表孔号煤层底板瓦斯成分（%瓦斯含量标咼（mCOCH2(m/t.r )8604-341.121.0898.57P 0.354.778703-178.861.0493.465.519.669304-307.980.0695.304.6411.308503-23

6、3.693.8893.631.355.118303-295.833.4885.138.524.31表三邻区二1煤层瓦斯参数实测表水平标高煤层开米深度（n）项目+175305+126354+75405瓦斯压力（MPa0.821.081.5瓦斯含量 （nVt燃）12.6514.6816.98 P30.62923f0.170.160.13D0.844.6215.48K180181177新丰煤矿瓦斯储量丰富，按初步设计资料，瓦斯储量为42156万m3。二i煤层钻孔流量衰减系数a =0.058 0.07d-1 ，煤层透气性系数入 =0.1153 0.0635m2/MPa2d,属难以抽放煤层，具有矿井瓦斯

7、抽放的可行性。出 于防止煤层瓦斯突出和降低瓦斯涌出量的目的，按照设计，实施煤层掘进边掘进边抽、回采工作面密集交叉钻孔预抽煤层瓦斯，采空区高位瓦斯抽放和石门揭煤 瓦斯抽放，以及邻近层瓦斯抽放即卸压煤层瓦斯抽放等措施。测得二 1煤层百米 钻孔瓦斯抽放流量为q=0.01-0.04m3/min.hm。2.顶板高位钻孔裂隙带抽放理论基础煤层的开采卸压会引起周围岩层封闭被破坏，上覆煤岩层垮落、破裂、下沉弯曲，形成所谓的“三区、三带”，如图二所示。煤层开采后，大量的采空区瓦 斯积聚在冒落带和裂隙带，高位钻孔布置在冒落带和裂隙带之间， 对于抽放采空 区瓦斯、减小瓦斯涌出量、防止工作面瓦斯超限具有良好的效果。A

8、煤壁支撑影响区煤壁支撑影响区B离层区离层区(bc) ; C重新重新压实区压实区1 冒落带；冒落带；【1裂隙带；裂隙带；III弯曲下沉詩弯曲下沉詩图二回采工作面采动影响上覆岩层移动的“三区、三带”3.分段高位抽放钻孔设计分段高位抽放钻孔具体布置方式为：在回风巷每隔90-100m做一个顶板岩巷钻场，向采空区方向施工直径 108mm钻孔3个，孔深100-105m,相邻钻场 钻孔之间沿巷道方向重叠5m,钻孔布置如图三示。高位钻孔终孔层位采用采面 回采后冒落带及裂隙带最大高度 Hm和HL按下列公式确定：Hm=100M/(4.7M+19) (3-1)HL=100M心.6M+3.6) (3-2)式中M为采高，m。按采高2m计算，Hm=7m, HL=30m。为了保证最佳抽放效果，高位钻孔终