金银山煤矿2012年抽、掘、采计划
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一、2012年抽、掘、采计划
抽采瓦斯350万M3/年，总进尺：2100 m，生产原煤10万t，钻进进尺47440米。
1、 现状
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(可采走向长度)*100M(工作面倾向长度)*1.6M(采高)*1.4吨/M3*95%=63840吨;
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：
合计150080T
掘进煤量：110805工作面Q=600M*100M*1.6M*1.4=134400T
掘进煤量：110806工作面Q=350M*100M*1.6M*1.4=78400T
合计：212800T
二、抽采能力
1、抽放系统
我矿已安装地面高低负压抽放系统(2BEC400-132、2BEC420-185)
高负压年抽采能力Q=330天*24*6250*0.8*30%=11880000
低负压年抽采能力Q=330天*24*8550*0.8*40%=19699200 m3/年
三、工作面瓦斯储量及抽放瓦斯量计算
1、工作面瓦斯储量
相邻110801工作面测定煤层瓦斯含量为9.8m3/t 。根据110801工作面瓦斯含量、110803、110804工作面测定数据和110803、110804工作面掘进期间瓦斯涌出量推断该工作面平均瓦斯含量为10m3/t。工作面平均走向长420、350米，倾斜宽1100米，煤层平均厚度1.6米，容重1.4吨/m3。因此该工作面瓦斯储量为：
Q储=L×H×M×γ×X
Q3=420*100*1.6*1.4*10=940800m3
Q4=350*100*1.6*1.4*10=784000 m3
合计1724800 m3
式中：L—工作面走向长度;m
H—工作面倾斜宽度;m
M—煤层平均厚度;m
γ—煤的容重;吨/m3
X—煤层瓦斯含量;m3/吨
2、工作面巷道掘进及打钻过程中瓦斯自然排放量
110803、110804工作面自巷道掘进以来，通过采取边掘边抽、超前排放钻孔及风排等措施，使工作面煤层中赋存的瓦斯得到一定的释放，这不但保证了巷道掘进施工工作的顺利进行，而且在一定程度上降低了工作面煤层中的瓦斯含量，对以后工作面回采工作非常有利。因此对工作面巷道掘进及打钻过程中自然排放的瓦斯量进行统计。巷道掘进及打钻过程中瓦斯自然排放量预测：(回风按瓦斯浓度0.5%，掘进风量400M3/MIN，每天瓦斯自然排放量Q=24*400*0.5%=48M3，巷道掘进及打钻过程按4个月计算，瓦斯自然排放总量统计48*30*4=5760M3,110803、110804掘进期间瓦斯自然排放总量统计5760M3*4=23040M3,
4、工作面需要抽放的瓦斯量
《煤矿安全规程》第190条规定煤层瓦斯预抽率应大于30%，根据该条规定和上述统计计算结果，110803、110804工作面预抽应抽出的瓦斯量(QY)为：
QY≥0.3(Q储-Q抽-Q排)
式中：QY—工作面需要抽放的瓦斯量，万m3;
Q储—工作面瓦斯储量，1724800m3;
Q抽—工作面边掘边抽钻孔抽放量， m3;
Q排—掘进期间风排瓦斯量，23040万m3。
代入上式得工作面预抽率为30%时需要抽放的瓦斯量为1701760m3
四、低负压系统抽放率计算
高负压抽釆4个月，抽采率30%，剩余瓦斯含量为10(1-30%)7m3/min.
d=
式中：d——工作面抽放率m3/min
Qy—— 抽放期间工作面涌出瓦斯量
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
则d=53.57%
1、抽放钻孔的布置
(1)、抽放钻孔布置方式
平行布置、扇形布置，水平钻孔平行布置和混合钻孔布置等几种方式。
钻孔布置方式要根据矿井的具体生产条件选择，对于以防突为目的的煤层瓦斯抽放，无论采用哪种布置方式，都要求在预抽煤层的范围内均匀布孔，使整个开采区域尽可能都在钻孔控制范围之内。
根据金银山煤矿工作面长度和打钻能力，拟采用混合钻孔单排平行布置方式，从上、下顺槽同时打钻，贯穿整个工作面。钻孔布置方式如图所示。
(2)、钻孔布置原则
①、要做到抽放钻孔“抽而有源”。即必须保证钻孔有充足的瓦斯源，以利于提高煤层瓦斯抽放率。
②、布置的钻孔要达到“吸而不漏”。即钻孔孔口必须位置适当，加强封孔质量，保证严密不漏气。故要求抽放钻孔的封孔段至少为5～7m。
(3)、钻孔布置注意事项
①、孔口位置应避开地质构造破坏带或采动裂隙区，以免漏气。
②、钻孔必须均匀布置，并且必须到位。
③、钻孔应做到抽出的瓦斯量大，服务期限长。
④、开采层回采工作面初次卸压时，往往发生瓦斯大量涌出，因此，开切眼附近的钻孔应适当布置密集一些。
3、工作面预抽时间及单孔抽放量的确定
表征钻孔自然瓦斯涌出特征的参数有两个，它们是钻孔自然初始瓦斯涌出强度(qo)和钻孔自然瓦斯流量衰减系数(a)，其中钻孔瓦斯流量衰减系数a是评价煤层瓦斯预抽难易程度的一个重要指标。(qo)和(a)值是通过测定不同时间的钻孔自然瓦斯涌出量并按式(3-4)回归分析求得：
qt=qoe-at ………(3-4)
式中：qt—自排时间t时的钻孔自然瓦斯流量，m3/min;
qo—自排时间t=0时的钻孔自然瓦斯流量，m3/min;
a—钻孔自然瓦斯流量衰减系数，d-1;
t—钻孔自排瓦斯时间，d。
对(3-4)式积分，可以得到任意时间t内钻孔自然瓦斯涌出总量Qt;
Qt=∫otqtdt=∫otqo.e-atdt=qo(1-e-at)/a
即：Qt=QJ(1-e-at)………(3-5)
式中：Qt—时间t内钻孔自然瓦斯涌出总量, m3;
QJ—钻孔极限瓦斯涌出量， m3
其余符号意义同前.
具体测定步骤为：
(1)、在110803上顺槽距三叉口195米处右侧钻场内沿煤层打两个直径75mm试验钻孔，其参数见下表。
4、钻孔数量与钻孔间距
钻孔间距是重要的抽放参数，它不仅决定着钻孔总量和打钻时间，而且在预抽时间已定时，还决定着预抽率。即钻孔瓦斯流量衰减系数(a)和钻孔有效抽放时间(t)，以及所需要抽放的瓦斯量(QY)，然后，就可按下式计算钻孔数量和钻孔间距。
式中：n—钻孔数量，个;
K—备用系数，取1.2;
QY—工作面需要抽放的瓦斯量，m3;
Qt—百米钻孔在有效抽放时间(t)内累计抽出的瓦斯量，m3;
R—钻孔间距，m;
L—工作面走向长度，m。
经计算抽放时间4个月达到预抽率30%，需要百米钻孔235个，钻孔总长23500米，钻孔间距3m。
5、钻孔直径
钻孔直径大，暴露煤壁面积也大，瓦斯涌出量就大。钻孔直径应根据打钻技术、抽放瓦斯量和抽放半径等因素综合考虑，按我公司现有打钻设备选用直径75mm的钻头，有条件时可打大直径钻孔抽放瓦斯。
6、钻孔长度
钻孔的抽放瓦斯量随着钻孔长度的增大而增加，沿层钻孔的长度，一般为工作面长度的70%～90%。考虑到工作面长在100米左右，沿层打长钻孔有困难，可分别从工作面的上、下顺槽布置钻孔，以加大工作面的瓦斯抽放量，钻孔长度上向孔为65～70m，下向孔为50～55m。
7、抽放负压
抽放负压对未卸压煤层抽放瓦斯效果的影响，当前尚无统一的认识。但预抽负压不宜过高，否则容易漏气，对封孔器的选择、封孔质量等要求较高，给管理带来一定困难。一般选用13.33～26.66kpa的负压抽放。
8、钻孔封孔长度
封孔应保证不漏气，以提高抽放量。在煤壁开孔，一般封孔深度为5～7m。封孔材料可用聚氨脂。
综上所述，回采工作面预抽钻孔参数初步确定如下：
布孔方式：上、下向钻孔平行单排布置方式;
钻孔平均间距：3.0m;
钻孔直径：75mm;
钻孔深度：120m
钻孔总长：28200m
抽放负压：13.33～26.66kpa;
封孔长度：5m;
封孔材料：聚氨脂。
考虑到工作面的接替安排和瓦斯抽放钻孔服务时间的长短不同，靠近切眼处钻孔的抽放时间相对较短，因此实际打钻时钻孔间距可适当调整。具体布置如下：距切眼100m范围内钻孔间距定为1.5m;100～200m范围内钻孔间距定为2m;200m以外范围内钻孔间距定为3.5m。
五、打钻能力
我矿目前有ZY-750全液压钻机4台，每台每班(8小时)可以钻进80米、4台齐全年总钻进进度L=4*330天*2*80=211200米;2011年计划钻进进尺47440米，满足要求。
六、生产煤量
每天采面推进2米，采煤工作面斜长100米，采高1.6米，每月推进50米，月产量Q=100*1.6*1.4*50*95%=10640T，
年产量Q=10640*11=117040T
通过分析2012年我矿抽、掘、采平衡
2012年1月2日
