水城县阿戛乡陈家沟煤矿（+1260m材料石门揭C18号煤）消突效果评价报告矿长：总工程师：编制：卢正林贵州华瑞鼎兴能源有限公司陈家沟煤矿2012年05月06日目录目录 (2)一、概况 (3)二、瓦斯抽放设计 (3)（一）抽放半径的确定 (5)（二）抽放钻场及钻孔孔数确定 (5)（三）封孔方式、封孔材料、工艺及操作方法 (5)（四）+1260材料石门揭煤点及周边巷道工程关系 (7)三、瓦斯抽放钻场实际布置情况 (7)四、瓦斯抽放效果 (7)（一）抽放范围瓦斯含量 (7)（二）瓦斯抽采后残余瓦斯含量计算 (7)（三）瓦斯抽放率 (9)（四）瓦斯压力测定情况 (10)（五）效果检验 (10)五、结论 (11)六、附件 (11)一、概况+1260m材料石门位于+1260m水平，揭穿C18#煤层，根据我矿施工地质钻孔的出的数据来看，本区域C18#煤层由于地质变化的原因，该煤层分为两叉，底板层煤平均厚度1.1m，顶板层煤平均厚度为1.3m，两层煤间距为3米，两层煤总厚度为2.4m，倾角52度左右，煤层顶底板变化不大。
C18#煤层自燃发火倾向为三类不易自燃，煤尘有爆炸性。
根据贵州省安全生产监督管理局、贵州煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局文件（黔安监管办字[2007]345号“关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见”，水城县阿戛乡属于突出危险矿区，故陈家沟煤矿按煤与瓦斯突出矿井进行管理。
《安全专篇》根据《采矿工程设计手册》中给出的经验公式进行计算， P=（2．03～10．13）H，H为垂高，本矿+1260标高，H 为200m；按 P=5H＝5×200＝1.00（MPa）。
《安全专篇》根据AQ标准预测，得出煤层瓦斯含量C18#煤层：原始瓦斯含量11.79m3/t。
二、瓦斯抽放设计抽放+1260m水平材料石门C18#煤层的瓦斯主要是解决降低煤层瓦斯压力及瓦斯含量，在材料石门揭穿煤层过程中防止煤与瓦斯突出，因此根椐《安全专篇》等相关要求，设计穿层钻孔预抽水泵房揭煤区域煤层瓦斯。
根据《防治煤与瓦斯突出规定》第四十九条、（四）款之规定，穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施应当在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m以前实施（在构造破坏带应适当加大距离）。
钻孔预抽的最小控制范围是：石门和立井、斜井揭煤处巷道轮廓线外12m （煤层底部或下帮6m），同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线（包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线）的最小距离不小于5m，且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时，应当保持煤孔最小超前距15m。
根据现场实际情况和接替关系考虑，+1260m水平材料石门揭煤工作面距C18#煤层的法向距离10.5m开始布置穿层钻孔，揭煤预抽瓦斯钻孔最小控制范围见图一。
1-控制范围最外处钻孔；2-材料石门；图一+1260m水平材料石门揭煤预抽瓦斯钻孔最小控制范围（一）抽放半径的确定揭煤预抽钻孔有效半径根据水城地区的经验，一般取3m左右，本矿预抽半径确定为3m。
（二）抽放钻孔孔数的确定及钻孔布置1、抽放钻孔孔数的确定根据钻孔控制范围和抽放半径计算得出最低瓦斯抽放钻孔数为21个，结合我矿现场实际情况，确定设计瓦斯抽放钻孔数为26个，测压孔4个。
+1260m水平材料石门揭C18#煤层瓦斯抽放钻孔布置设计图(见附图一)。
2、钻孔布置在+1260m水平材料石门工作面向前方施工放射状钻孔。
控制范围：巷道轮廓线外12m（煤层底部或下帮6m），钻孔直径为75mm。
+1260m水平水泵房揭煤工作面瓦斯抽放钻孔施工竣工图(见附图二)。
（三）封孔方式、封孔材料、工艺及操作方法1、封孔方式、封孔材料及工艺瓦斯抽放封孔方法主要有水泥砂浆封孔、聚胺脂封孔、速凝膨胀水泥封孔三种。
该矿采用水泥砂浆封孔，采用封孔泵封孔。
封孔深度：煤巷为8m，岩巷为5m。
水泥砂浆采用425号以上的硅酸盐水泥、石膏、水混合搅拌而成，水、水泥、石膏的重量混合比为1：2.4：2.5。
2、其封孔工艺如下：孔内抽放管使用内径￠25mm的钢管，长度为6-9米，在孔内端钻10～20个直径10mm的小孔，并用铁丝网包扎好，并用绵纱固定在封孔段的尽头。
在打钻将要结束时开始准备水泥砂浆。
水泥砂浆一般应加入适量的膨胀剂，以避免凝固后收缩出现裂隙。
当钻孔倾角较小时可适当增大浆液的浓度。
封孔泵与被封钻孔的连接见图二。
图二封孔泵与被封钻孔的连接3、封孔的操作方法：（1）检查封孔泵是否完好，封孔用的工具、配件等是否齐全；（2）检查抽放孔所需的抽放管是否齐全，长度是否达到要求；（3）计算所需要的水泥量；（4）封孔前用水或压风将孔内残存的岩（煤）屑清洗干净，然后放入抽放管，在孔口处插入木塞（木塞上钻有两个能插入抽放管和封孔管的孔），在木塞上插入封孔管，用封孔泵将水泥、砂浆送入钻孔中，直到封孔段充填满。
（5）所有要封的孔封完后，清洗封孔泵。
（四）+1260m水平材料石门揭煤点及周边巷道工程关系+1260m水平材料石门揭煤点及周边巷道工程关系，见+1260水平材料石门揭煤点及周边巷道工程平面关系见附图三。
三、瓦斯抽放钻场实际布置情况+1260m材料石门揭煤工作面布置了瓦斯抽放钻场，共施工瓦斯抽放钻孔26个，测压孔4个，具体参数布置见+1260m水平材料石门揭煤工作面瓦斯抽放钻孔布置竣工图附图二。
四、瓦斯抽放效果+1260m水平材料石门揭煤钻场共布置有26个抽放钻孔，瓦斯抽放效果计算时间是从2012年4月14日开始，计算截止时间到2012年5月3日止，+1260m水平材料石门揭煤钻场共抽瓦斯量为13325.68m3（一）抽放范围瓦斯含量+1260m水平材料石门揭煤点，煤层总厚度2.4m，倾角52度左右，煤层顶底板变化不大。
《安全专篇》按《采矿工程设计手册》中给出的经验公式进行计算，得出C18#煤层瓦斯含量： 11.79m3/t。
（二）瓦斯抽采后煤的残余瓦斯含量计算根据国家安全生产监督管理总局、国家发展和改革委员会、国家能源局、国家煤矿安全监察局印发的《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》的通知，安监总煤装[2011]163号中附录：瓦斯抽采指标计算方法A2，瓦斯抽采后煤的残余瓦斯含量计算公式计算。
按公式（1）计算：0CY W G QW G -=（1）式中：CY W —煤的残余瓦斯含量，m 3/t ；0W —煤的原始瓦斯含量，m3/t ； 0W =11.79Q —评价单元钻孔抽排瓦斯总量，m 3；Q =13325.68 m 3；G —评价单元参与计算煤炭储量，t 。
评价单元参与计算煤炭储量G 按公式（2）计算：()()12122G L H H R l h h R m γ=--+--+ （2）式中：L —评价单元煤层走向长度，m ；L =12+12+2.6=26.6ml —评价单元抽采钻孔控制范围内煤层平均倾向长度，m ；l =12+6+2.5=20.5m1H 、2H —分别为评价单元走向方向两端巷道瓦斯预排等值宽度，m 。
无巷道为0；1h 、2h —分别为评价单元倾向方向两侧巷道瓦斯预排等值宽度，m 。
无巷道为0；R —抽采钻孔的有效影响半径，m ；根据水城地区的经验，R 一般取3m 左右，本矿抽采钻孔的有效影响半径确定为3m 。
m —评价单元平均煤层厚度，m ；m =2.4mγ—评价单元煤的密度，t/m 3。
γ=1.40t/m 3 则：()()12122G L H H R l h h R m γ=--+--+=（26.6-0+2×3）×（20.5-0+3）×2.4×1.40 =2574.10t0CY W G QW G -=则：W cr =(11.79×2574.10-13325.68)/2574.10=6.61 m 3/t通过以上计算，瓦斯抽放钻场控制范围内的残余瓦斯含量为6.61 m 3/t 。
（三）瓦斯抽放率1、根据抽放钻场控制范围瓦斯赋存量和瓦斯抽出量计算ηm = G /（W 0 G ）×100％=13325.68/（11.79×2574.10）×100％=43.91%式中：ηm —+1260m 水平材料石门揭煤抽放期间，瓦斯抽放率；G —评价单元参与计算煤炭储量，t。
；W0—煤的原始瓦斯含量，m3/t；（四）瓦斯压力测定情况从2012年4月14日至2012年5月3日期间测定煤层瓦斯压力，最终4个测压孔的煤层瓦斯最大压力稳定在0.27 MPa，见+1260m水平材料石门揭煤工作面压力观测原始记录台账附四。
（五）区域验证根据《防治煤与瓦斯突出规定》第五十二条、第二段之规定：对穿层钻孔预抽石门（含斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施也可以参照《防治煤与瓦斯突出规定》第七十三条的方法采用钻屑瓦斯解吸指标进行措施效果检验。
+1260m水平材料石门揭C18#煤层区域验证钻孔布置图（见附图四）。
在+1260m水平材料石门揭煤钻场通过抽放后,在2012年5月6日通过WTC钻屑瓦斯解吸指标进行措施效果检验，钻屑瓦斯解吸指标K1max值为0.39（mL/g•21min）；钻屑量S max值为3.0 Kg/m。
通过检验论证，表明,K1值和S值均小于临界值（临界值K1为0.5mL/g•1min；S max值为6 Kg/m），见+1260m水平材料石门揭煤工作面钻屑瓦斯解吸指标报告单复印件附六。
五、结论1、通过计算，进行瓦斯抽放后，煤层瓦斯含量由11.79m³/t 降为6.61m³/t，低于8m³/t，煤层瓦斯含量在降低,证明瓦斯抽放有效果。
2、+1260m水平材料石门揭煤钻场瓦斯抽采率为43.91%，大于10%∽30%，符合AQ1027-2007规定，抽采率达标。
3、采用钻屑瓦斯解吸指标进行措施效果检验，K1max值为0.39（mL/g•21min）；S max值为3.0Kg/m。
K1值和S max都在临界值以下，防突措施（穿层预抽）有效，见+1260m水平材料石门揭煤工作面钻屑瓦斯解吸指标报告单复印件附五。
4、结论：满足石门揭煤条件，可以进行揭煤工作。
5、在石门揭煤前，必须编制《石门揭煤层安全技术措施》，在石门揭煤过程中严格按照《石门揭煤层安全技术措施》及有关规定执行。
六、附件附：一、+1260m水平材料石门揭C18#煤层瓦斯抽放钻孔布置设计图；二、+1260m水平材料石门揭C18#煤层瓦斯抽放钻孔施工竣工图；三、+12600m水平材料石门揭煤点及周边巷道工程关系图；四、+1260m水平材料石门揭煤工作面压力观测原始记录台账；五、+1260m水平材料石门揭C18#煤层区域验证钻孔布置图；六、+1260m水平材料石门揭煤工作面钻屑瓦斯解吸指标报告单。
