【正文】 表 5－ 1－ 8 鄰近層 相對(duì)涌出量（ m3/t） 絕對(duì)涌出量（ m3/min） 備注 6 8 11 9煤鄰近煤層 15 下 15煤鄰近煤層 15煤層 q2＝ () ? ＝ ； 絕對(duì)涌出量＝ 1400/1440=。 把 q1 和 q2 的計(jì)算結(jié)果代入式： q 采 ＝ q1＋ q2 中 ,考慮到瓦斯涌出的不均衡性，因此瓦斯涌出量還需乘以不均衡系數(shù) Kn，取 Kn 為 ,計(jì)算結(jié)果見表 5－ 1－ 9。 回采工作面瓦斯涌出預(yù)測(cè)結(jié)果一覽表 表 5－ 1－ 9 回采工作面 不均衡系數(shù) 相對(duì)涌出量（ m3/t） 絕對(duì)涌出量（ m3/min） 備注 9煤回采工作面 15煤回采工作面 從表中可以看出： 9煤回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量 q＝ (+)＝ ； 段王煤化公司礦井機(jī)械化升級(jí)改造初步設(shè)計(jì) 第五章 通風(fēng)與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計(jì)研究院 149 絕對(duì)瓦斯 涌出量＝ 3600/1440=。 15煤回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量 q＝ (+)＝ ； 絕對(duì)瓦斯涌出量＝ 1400/1440=。 （ 2） 掘進(jìn)工作面瓦斯涌出 量 預(yù)測(cè) 掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量由落煤瓦斯涌出量和煤壁瓦斯涌出量?jī)刹糠纸M成，其絕對(duì)瓦斯涌出量按下式確定： q 掘 ＝ q3＋ q4 式中： q 掘 —— 掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量， m3/min； Q3—— 落煤瓦斯涌出量， m3/min； Q4—— 煤壁瓦斯涌出量， m3/min； q3＝ Svγ(W0－ Wc) 式中 S—— 煤巷掘進(jìn)斷面積， m2； V—— 巷道平均掘進(jìn)速度， m/min； γ—— 煤的密度， t/m3。 Wc— 運(yùn)出礦井后煤的殘存瓦斯含量，根據(jù)煤的揮發(fā)分查表選取， m3/t。 )12(04 ???? vLqvDq 式中： q4—— 煤壁瓦斯涌出量， m3/min； D—— 巷道斷面內(nèi)暴露煤面的周邊長(zhǎng)度， m。對(duì)于薄及中厚煤層， D=2m0， m0為煤層厚度，對(duì)于厚煤層， D=2h+b， h及 b分別為巷道的 高度及寬度； v—— 巷道平均掘進(jìn)速度， m/min； L—— 巷道長(zhǎng)度， m； qo—— 煤壁瓦斯涌出 強(qiáng)度， m3/（ m2 min） ，按下式計(jì)算： q0＝ [(Vr)2＋ ]W0 段王煤化公司礦井機(jī)械化升級(jí)改造初步設(shè)計(jì) 第五章 通風(fēng)與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計(jì)研究院 150 式中 Vr—— 煤的揮發(fā)份， %。 W0—— 煤層原始瓦斯含量， m3/t。 15煤掘進(jìn)工作面基本情況見表 5－ 1－ 10， 瓦斯涌出量預(yù)測(cè)見表 5－ 1－ 11。 掘進(jìn)工作面基本情況一覽表 表 5－ 1－ 10 煤層 煤層厚度 （ m） 密度 （ t/m3） 揮發(fā)分 （ %） 巷道斷面 （ m2） 巷道長(zhǎng)度 （ m） 掘進(jìn)速度 （ m/min） 瓦斯含量 （ m3/t） 9 2500 15 12 2500 注： 礦井的綜掘速度為 300m/月。 9煤綜掘工作面瓦斯涌出量 : q3= 602430 300?? ( )=； q4=(2+4 ) 602430 300?? (2 160/24/30/300 25 00 ?)=； q 掘 ＝ +＝ 。 15煤綜掘工作面瓦斯涌出量： q3=12 602430 300?? 1(1 )=； q4=(23+4 ) 602430 300?? (2 160/24/30/300 25 00 ?)=； q 掘 ＝ +＝ 。 段王煤化公司礦井機(jī)械化升級(jí)改造初步設(shè)計(jì) 第五章 通風(fēng)與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計(jì)研究院 151 掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)一覽表 表 5－ 1－ 11 煤層 煤壁瓦斯 涌出量（ m3/min） 落煤瓦斯 涌出量（ m3/min） 絕對(duì)瓦斯 涌出量（ m3/min） 備注 9 綜掘 15 綜掘 （ 3） 采區(qū)瓦斯涌出量 預(yù)測(cè) 根據(jù)采區(qū)布置，在礦井產(chǎn)量 ，設(shè)兩個(gè)采區(qū)，每個(gè)采區(qū)配一個(gè)回采工作面，兩個(gè)掘進(jìn)頭。采區(qū)內(nèi)瓦斯涌出量除了回采和掘進(jìn)涌出外，還包括采區(qū)內(nèi)已采區(qū)段老空區(qū)瓦斯涌出。其計(jì)算公式為： 0)1q11 4 4 0(Ani ini iAiqkq???????? 掘采區(qū) 式中： q 區(qū) —— 生產(chǎn)采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量， m3/t； Ao —— 生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量， t/d； q 采 i—— 第 i 回采工作面瓦斯涌出量， m3/t； Ai —— 第 i 回采工作面平均日產(chǎn)量， t/d； k′—— 生產(chǎn)采區(qū)內(nèi)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，取 ； q 掘 i—— 第 i 掘進(jìn)面工作面瓦斯涌出量， m3/min。 9煤層采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量 / m i )( 3???????區(qū)q 絕對(duì)瓦斯涌出量 ＝ 4000/1440= 3/min。 15煤層采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量 段王煤化公司礦井機(jī)械化升級(jí)改造初步設(shè)計(jì) 第五章 通風(fēng)與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計(jì)研究院 152 / m i )( 3???????區(qū)q 絕對(duì)瓦斯涌出量＝ 1740/1440=采區(qū)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果見表 5－ 1－ 12。 采區(qū)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)一覽表 表 5－ 1－ 12 煤層 采 區(qū) 工作面瓦斯涌出量 m3/t 掘進(jìn)瓦斯涌出量 m3/min 采 區(qū) 日產(chǎn)量 (t) 瓦斯涌出量 備注 相對(duì)量 m3/t 絕對(duì)量m3/min 9 XX采區(qū) 4000 15 XX采區(qū) 1740 注： 日產(chǎn)量 5740t（ ） ,2 個(gè)綜采工作面， 4 個(gè)綜掘 工作面。 （ 4） 礦井瓦斯涌出量 預(yù)測(cè) ??????? ni iAni iAiqkq1 01)0( 區(qū)井 式中： q 井 —— 礦井相對(duì)瓦斯涌出量， m3/t； q 區(qū) i—— 第 i 個(gè)生產(chǎn)采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量， m3/t； A0 i—— 第 i 個(gè)生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量， t； K″—— 已采采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，取 。 17404000 )( ? ?????井q ＝ 3/t 礦井絕對(duì)瓦斯涌出量 ＝ （ 4000+1740） /1440=。 段王煤化公司礦井機(jī)械化升級(jí)改造初步設(shè)計(jì) 第五章 通風(fēng)與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計(jì)研究院 153 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果見表 5－ 1－ 13。 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果 表 5－ 1－ 13 煤層 采區(qū)瓦斯涌出 量 m3/t 日產(chǎn)量 (t) 礦井瓦斯涌出量 備注 相對(duì)量 m3/t 絕對(duì)量 m3/min 9 4000 15 1740 注： 日產(chǎn)量 5740t（ ） ,2 個(gè)綜采工作面， 4 個(gè)綜掘 工作面。 瓦斯抽 采 （ 1）礦井抽采瓦斯的必要性 根據(jù)原煤炭工業(yè)部 1997 年頒布的《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》第 9 條規(guī)定，凡符合 下列情況之一者必須建立瓦斯抽放系統(tǒng)，開展瓦斯抽放工作： ① 符合《煤礦安全規(guī)程》第 150 條的 (即一個(gè)采煤工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于5m3/min，或一個(gè)掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于 3m3/min，采用通風(fēng)方法解決不合理的 )。 ② 礦井絕對(duì)瓦斯涌出量大于 15m3/min，年產(chǎn)量等于或小于 40 萬(wàn) t； 礦井絕對(duì)瓦斯涌出量大于 20m3/min，年產(chǎn)量等于或小于 60 萬(wàn) t： 礦井絕對(duì)瓦斯涌出量大于 25m3/min，年產(chǎn)量等于或小于 100 萬(wàn) t； 礦井絕對(duì)瓦斯涌出量大于 30m3/min，年產(chǎn)量等于或小于 150 萬(wàn) t； 礦井絕對(duì)瓦期涌出量大于 40m3/min。 ③ 開采具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層。 歷史上 礦井瓦斯相對(duì)涌出量最大為： m3/t，絕對(duì)涌出量為： m3/min，大于 25m3/min。 根據(jù)預(yù)測(cè)，當(dāng)?shù)V井采至深部，產(chǎn)量達(dá)到 ，礦井絕對(duì)瓦斯涌出量將達(dá) 到 ，遠(yuǎn)大于 40m3/min。因此，礦井建立瓦斯抽采系統(tǒng)采取瓦斯抽采措施是必要的。 段王煤化公司礦井機(jī)械化升級(jí)改造初步設(shè)計(jì) 第五章 通風(fēng)與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計(jì)研究院 154 （ 2）瓦斯抽采的可行性 目前段王煤礦測(cè)得的 9號(hào)煤百米鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)為 ? ＝ ，透氣性系數(shù)為 ?? m2/，此煤層為低透氣性煤層，屬于較難抽采煤層。所以在抽采方法上結(jié)合開采煤層預(yù)抽和采空區(qū)抽采達(dá)到抽采目的。由于煤層屬于較難抽采煤層，因此在采取煤層預(yù)抽時(shí)，為了提高預(yù)抽效果，可以延長(zhǎng)預(yù)抽時(shí) 間，增大鉆孔密度，以及采用交叉鉆孔進(jìn)行瓦斯抽采。 因此，雖然段王煤礦的煤層屬于較難抽采煤層，但采取適當(dāng)措施后，瓦斯抽采也是可行的。 （ 3）抽采瓦斯方法選擇 段王煤礦主要開采 15煤層，從 《煤層瓦斯賦存規(guī)律階段報(bào)告》、 預(yù)測(cè)的瓦斯涌出量構(gòu)成以及實(shí)測(cè)來(lái)看，其瓦斯來(lái)源主要為本煤層的瓦斯涌出。 礦井抽采瓦斯的目的是為了降低煤層瓦斯含量，為煤炭開采提供安全生產(chǎn)環(huán)境。因此，根據(jù)礦井的瓦斯賦存狀況、礦井開拓及抽采瓦斯的目的，結(jié)合抽采瓦斯方法的選擇原則，確定段王煤礦抽采瓦斯方法為以本煤層瓦斯抽采為主、采空區(qū)抽采（裂隙帶 抽采）為輔，預(yù)抽與邊采邊抽、邊掘邊抽相結(jié)合的綜合抽采瓦斯方法。 （ 4）抽采參數(shù)的確定 ① 抽采率的確定 抽采率根據(jù)煤層可抽性及抽采時(shí)間確定。根據(jù)我國(guó)其他預(yù)抽瓦斯礦井實(shí)際抽采瓦斯情況的統(tǒng)計(jì)分析 ， 預(yù)抽 1 年的預(yù)抽率可達(dá) 25%，預(yù)抽兩年的預(yù)抽率可達(dá) 40%。據(jù)此，設(shè)計(jì)確定本礦井 9 號(hào)煤層的預(yù)抽率為 35%， 15 號(hào)煤層的預(yù)抽率為 40%。 ② 抽采時(shí)間 從保證回采工作面的安全需要，結(jié)合礦井采掘計(jì)劃安排，設(shè)計(jì) 9 號(hào)煤綜采面預(yù)抽率為 35%，預(yù)抽時(shí)間為 ～ 年， 15 號(hào)煤綜采面預(yù)抽率為 40%，預(yù)抽時(shí)間為 1～ 2 年，預(yù)抽時(shí)間隨著煤 層瓦斯含量增加而增加。 礦井開采初期，由于開采淺部煤層，煤層瓦斯含量低，可抽采瓦斯量少，因此，在段王煤化公司礦井機(jī)械化升級(jí)改造初步設(shè)計(jì) 第五章 通風(fēng)與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計(jì)研究院 155 淺部 15 號(hào)煤層暫不考慮進(jìn)行瓦斯抽采，隨著向深部開采，加強(qiáng)瓦斯監(jiān)測(cè)，當(dāng)采用通風(fēng)解決瓦斯困難時(shí)，即時(shí)對(duì) 15煤層采取抽采措施。 ③ 抽采負(fù)壓 根據(jù)鄰近礦井及其它礦井的瓦斯抽采經(jīng)驗(yàn)，采煤工作面預(yù)抽的孔口負(fù)壓為 15kPa，掘進(jìn)工作面抽采的孔口負(fù)壓為 7～ 10kPa，采空區(qū)瓦斯抽采的孔口負(fù)壓為 5kPa。 （ 5）抽采后瓦斯涌出量 抽采前后各回采工作面、掘進(jìn)工作面、采區(qū)和礦井瓦斯涌出量對(duì)比見表 5－ 1－ 14。 由于本次計(jì)算中煤層瓦 斯含量是按平均瓦斯含量來(lái)計(jì)算，在礦井淺部開采時(shí)，瓦斯含量會(huì)小于平均瓦斯含量，開采深部時(shí)瓦斯含量將大于平均瓦斯含量。因此今后礦井開采時(shí)應(yīng)加強(qiáng)煤層瓦斯基本參數(shù)的測(cè)定工作，以便修正瓦斯抽采設(shè)計(jì)，同時(shí)使之能更科學(xué)合理的指導(dǎo)礦井瓦斯的抽采工作。 瓦斯抽采前后涌出量預(yù)測(cè)對(duì)比 表 5－ 1－ 14 名稱 抽采前瓦斯涌出量（ m3/min） 抽采后瓦斯涌出量（ m3/min） 9煤 層 15煤層 9煤層 15煤層 回采