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1、顶板走向钻孔抽放作者：娄柏指导老师：罗新荣安全学院安全工程专业08届摘要：煤矿瓦斯一直是制约矿井高效安全生产的重要灾害之一。随着开采深度和强度的增加,瓦斯涌出量不断增大,瓦斯超限成为威胁安全、制约生产的突出矛盾。瓦斯抽放逐步成为解决此矛盾主要手段,也是国家瓦斯治理“十二字”方针。我国煤矿的瓦斯灾害是比较严重的,在原国重点煤矿576处矿井中,高瓦斯矿井、煤与瓦斯突矿井有277处,占48%,且95%以上的矿井具有尘爆炸危险,更加剧了瓦斯的威胁。每年在10人以上重、特大死亡事中,瓦斯事故死亡人数占总死亡人数的比重基本80%以上。由此可见,瓦斯事故是制约我国煤矿安全状况好转
2、的最主要因素。不把瓦斯事故控制住,就不能实现全国煤矿安全生产状况的稳定好转,也无法保障煤炭工业的持续健康发展。煤矿开采原理开采煤层开采后，在上覆岩层中形成两类裂隙。一类是离层裂隙，是由于顶板不同岩性岩层下沉过程中不同步而在岩层中产生的横向裂隙；另一类是竖向断裂裂隙，是顶板岩石的关键层破断而形成的穿层裂隙。由于采空区顶板充分冒落后，采空区中部冒落带逐步被压实，岩层的离层和断裂裂隙逐渐减少。而采空区四周由于煤壁的支撑作用，使裂隙在一定范围内长时间保留，在顶板的关键层下形成一个相互连通的采动裂隙发育区，称为“O”型圈，并随着工作面向前移动。随着工作面推进，邻近层卸压瓦斯以
3、扩散和渗透的方式向“O”型圈流动，因此，在“O”型圈内集聚了大量高浓度瓦斯，根据矿压理论,煤层开采后其顶板岩层发生冒落移动,当上覆岩层下沉稳定后,上覆岩层采动裂隙区可划分为“竖三带”和“横三区”,见图1。“竖三带”即采空区沿垂直方向由下往上划分为垮落带断裂带和弯曲下沉带;“横三区”即沿工作面推进方向在工作面风巷和机巷区域分为煤壁支撑影响区离层区和重新压实区。随着工作面不断向前推进,1沿工作推进方向上的“横三区”随之交替向前移动。A—煤壁支撑影响区a-b;B—离层区b-c;C—重新压实区c-d;αⅠ—垮落带;Ⅱ—断裂带;Ⅲ—弯曲下沉带;—支撑影响角图1 回采工作面上覆
4、岩层沿推进方向分区煤层开采后在上述区域的岩层中形成两类裂隙:离层裂隙和竖向破断裂隙。离层裂隙随着工作面推进从开切眼开始逐渐增大,其中采空区中部离层裂隙最发育,但随着工作面开采距离不断增大,采空区中部离层裂隙趋于压实,而采空区上下两侧由于煤壁的支撑作用,离层裂隙仍较发育,这样采空区四周形成一个连通的离层裂隙发育区,即形成“O”型圈,见图2。利用采空区形成的“O”型圈,从回风巷沿煤层走向在煤层顶板向采空区上方施工巷道或钻孔,抽放采空区顶板裂隙或冒落空间内积存的高浓度瓦斯,通过巷道或钻孔抽放,能够切断上邻近层瓦斯涌向工作面的通道,改变采空区流场分布,减少采空区瓦斯涌向工作
5、面,并控制上隅角瓦斯积聚。该部分瓦斯部分通过漏风风流进入工作面。为了减少该部分瓦斯涌出，必须抽采该部分瓦斯。瓦斯抽放技术根据矿井地质条件和煤层赋存状况，开拓方式和采区瓦斯涌出量的不同，采空区的瓦斯抽放技术有以下几种：1、密闭抽放法2、插管抽放法3、向冒落拱上方打钻孔抽放法4、在老顶岩石中打水平钻孔抽放法5、直接向采空区打钻孔抽放法6、地面垂直钻孔抽放法7、顶板走向钻孔8、穿层钻孔9、尾巷埋管等工作面概况顾桥矿1117（1）工作面是矿井的首采工作面，准确预测工作面的瓦斯涌出量对合理确定工作面的瓦斯治理技术和工程具有重要意义。在总结淮南矿区保护层工作面瓦斯涌出量预测经验
6、的基础上，我们对分源法预测法的有关参数进行了修正。q=q本＋q邻q本=k1k2k3k4k5(M／m)(Xo－Xc)nq邻=k6∑ηi(Mi／m)(Xoi－Xci)i=1ηi（上）=257.01-53.48lnHi（上）ηi（下）=157.62-40.19lnHi（下）式中：q—回采工作面相对瓦斯涌出量（m3／t）；q本—本煤层相对瓦斯涌出量（m3／t）；q邻—邻近煤层相对瓦斯涌出量（m3／t）；k1、k2、k3、k4、k5—分别是围岩瓦斯涌出系数；工作面残煤瓦斯涌出系数；掘进工作面预排瓦斯影响系数；不同通风方式的瓦斯涌出系数；本煤层抽采瓦斯影响系数。M、m——本煤层
7、的每层厚度与回采高度（m）；分别取2.7m。X0、Xc——本煤层的原始、残存瓦斯含量（m3/t），一般Xc=0.15X0；本煤层瓦斯涌出相对量计算表K1K2K3K4K5MmX0XcQ本1.21.10.9211.32.72.73.970.855.32k6—邻近煤层抽采瓦斯影响系数ηi—第i邻近煤层的瓦斯排放率（%）；ηi（上）—第i上邻近煤层的瓦斯排放率（%）；Hi（上）—第i上邻近煤层距回采煤层的距离（m），Hi（上）的有效取值范围=20～120；(69米)ηi（下）—第i下邻近煤层的瓦斯排放率（%）；Hi（下）—第i下邻近煤层距回采煤层的距离（m），Hi（下）
