【正文】 下部分儲(chǔ)量） ，根 據(jù)公式 XACWk ??? ??????????（ 2－ 1） 式中 : Wk礦井瓦斯儲(chǔ)量，萬 m3； C圍巖瓦斯儲(chǔ)量系數(shù) ，取 C = ； A二 2煤層工業(yè)儲(chǔ)量，萬噸； X二 2煤層平均瓦斯含量， m3/t. 可抽量是指礦井瓦斯儲(chǔ)量中能被抽出的瓦斯量，由下式計(jì)算： kkkc WW ??? ??????????????（ 2－ 2） 式中 : Wkc 礦井瓦 斯可抽量，萬 m3； η k 礦井瓦斯抽放率，根據(jù)煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范 預(yù)計(jì)， 取平均值η k =40%； Wk 礦井瓦斯儲(chǔ)量，萬 m3。 瓦斯抽放的可行性 本煤層瓦斯抽放的可行性是指在自然透氣條件下進(jìn)行預(yù)抽的可能性 .衡量本煤層瓦斯預(yù)抽可行性指標(biāo)有 2個(gè)： 車集礦 煤層透氣性系數(shù) (λ )為 ，可以判定車集煤礦二 2煤層屬于可以抽放煤層。 礦井瓦斯涌出量預(yù)測結(jié)果 根據(jù)我礦 2 26采區(qū) 實(shí)際瓦斯涌出情況 及地質(zhì)勘探期間 2 26采區(qū)鉆孔瓦斯參數(shù)情況和 河南理工大學(xué)對 2 26 采區(qū)瓦斯測定情況（見表 2－ 1 至表 24），由此可知， 26 采區(qū)和 27 采區(qū)瓦斯含量較高 。 1819 鉆孔（底板標(biāo)高為 m），當(dāng)采取二 2煤芯時(shí)，由于煤中瓦斯含量高，壓力增大，結(jié)果將煤芯從待卸的煤管中噴出來。 2 礦井瓦斯抽放的必要性與可行性 我礦隨著開采深度的增加，瓦斯涌出量明顯增加，其中 27 采區(qū)、 26 采區(qū) 均存在瓦斯賦存異常區(qū)。 礦井瓦斯 情況 根據(jù) 2021 年礦井瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果，車集煤礦為低瓦斯低二氧化碳礦井。 礦井開拓方式 目前礦井采煤方法以走向長壁采煤法為主，局部采用傾斜或偽斜長壁采煤法，回采工藝采用綜采 。礦井水文地質(zhì)條件中等。 采區(qū) 地質(zhì)構(gòu)造情況 根據(jù)《河南永夏礦區(qū)車集礦精查地質(zhì)報(bào)告》、《永煤集團(tuán)車集礦建井地質(zhì)報(bào)告》和近幾年的采掘揭露情況，井田范圍內(nèi)斷層多，火成巖不規(guī)則侵入。 河南龍宇能源股份有限公司 27 采區(qū) 瓦斯抽放設(shè)計(jì) 說 明 書 編 制 人 :王義民 編制時(shí)間 :2021 年 9 月 10 日 1 1 采區(qū) 概況 27 采區(qū)位于井田南翼 23 采區(qū)的南部， 25 采區(qū)的東部，其東至礦井深部邊界及 F2斷層保護(hù)煤柱，西至設(shè)計(jì)的南大巷及火成巖墻煤柱邊界，南部以呼莊村莊保護(hù)煤柱及東南部的火成巖床為界。 煤層賦存情況 礦井可采煤層為二疊系山西組及下石盒子組的二 三 2三 三 4組煤層。煤層淺部低瓦斯，深部瓦斯局部富集。 礦井通風(fēng)方式 礦井通風(fēng)方式為兩翼對角式，通風(fēng)方法為抽出式，工業(yè)廣場布置主、副井進(jìn)風(fēng)，南北風(fēng)井回風(fēng)。車集煤礦礦井瓦斯絕對涌出量為 ，礦井相對瓦斯涌出量為 ，采區(qū)最大瓦斯涌出量為 ；礦井二氧化碳絕對涌出量為 ， 2 相對二氧化碳涌出量為 。 27采區(qū)的 2707 下 巷 和上巷在掘進(jìn)期間 ，雖然使用 2 15對旋風(fēng)機(jī) 2臺(tái)，供風(fēng)量達(dá) 700m3/min,同時(shí)還采取了煤層注水技術(shù)，但是回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛?在割煤期間 仍然達(dá)到 － ％之間。 23延深 采區(qū)根據(jù)礦井瓦斯地質(zhì)圖預(yù)測，本采區(qū)蔣莊向斜區(qū)域及采區(qū)南部邊緣瓦斯含量較高。 河南理工大學(xué) 27采區(qū)瓦斯參數(shù)測定情況 表 21 測點(diǎn)位置 孔號(hào) 瓦斯含量（ m3/t ） 瓦斯壓力（ MPa） 2703 上巷車場 1 2 2703 下巷車場 1 2 2707 上巷車場 1 2 3 2707 下巷車場 1 2 2713 上巷車場 1 2 27 軌道水倉底部 1 地質(zhì)勘探期間 27采區(qū)鉆孔瓦斯情況 表 22 孔 號(hào) 瓦斯含量（ m3/t ） 5065 404 405 509 回采工作面瓦斯涌出來源與構(gòu)成 三 22煤 與二 2煤相距 80 米，所以回采工作面瓦斯來源主要是本煤層 。 鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)（ α ） 為 d1，可以判定二 2煤屬于可以抽放 較難抽放煤層。 礦井瓦斯儲(chǔ)量和可抽量計(jì)算結(jié)果如表 2－ 6 所示 . 由表可知， 礦井瓦斯儲(chǔ)量和可抽取量分別為 31494 萬 m3和 12598 萬 m3。 (4). 選擇的抽放方法應(yīng)有利于抽放巷道的布置和維護(hù) 。 因此 , 確定礦井抽放瓦斯的方法為 開采 煤層抽放 （ 包括開采工作面和掘進(jìn)工作面抽放 ） 、高位鉆孔裂隙抽放 和采空區(qū)瓦斯 抽放 等方式 。鉆孔長度1 5 0 1 8 0 米不等，壓茬長度1 0 2 0 米，鉆孔終孔布置在煤層頂板1 5 2 0 米位置。10米10米1 0 米 2 0 米1 3 0 米 1 5 0 米 掘進(jìn)工作面瓦斯抽放 掘進(jìn)工作面抽放瓦斯的方法 采用 邊掘邊抽 和先抽后掘兩種 ， 抽放鉆孔布置方式如圖 3－ 2和 33所示 ?！?5176。巷道中心線 采空區(qū)瓦斯抽放 在回采的過程中，隨著采空區(qū)面積的不斷增大，采空區(qū)內(nèi)積聚 的大量瓦斯 ，在開采過程中 會(huì) 向工作面涌出 , 而且在工作面采完密閉后也仍有瓦斯涌出 。 回采工作面 瓦斯涌出量預(yù)測 預(yù)測方法如下： q 總 =q1+q2+q3 式中： q 總 —— 工作面瓦斯涌出總量 m3/t q1—— 開采層瓦斯涌出量 m3/t q2—— 鄰近層瓦斯涌出量 m3/t q3—— 圍巖瓦斯涌出量 m3/t q1=(K1+K2)(X0X1)（ 1－ Y） /C 式中： K1—— 與采煤方法有關(guān)的系數(shù) K2—— 考慮煤柱的瓦斯涌出系數(shù) 采用長壁式采煤方法時(shí)： K1=(L2h)/L 式中： L—— 采煤工作面長度 m h—— 巷道瓦斯排放帶寬度 m， h的取值為 米 K1=( 2)/140= K2=Σ l/L 式中：Σ l—— 采空區(qū)中殘留煤柱沿傾斜方向的寬度 m始采 工作面為 0。 (3)通風(fēng)情況 ① 采煤期間通風(fēng)情況 采煤期間 凈通風(fēng)斷面 9m2， 考慮其它影響，其 最大配風(fēng)量取 1000m3/min， 按回風(fēng)流中瓦斯最大濃度為 %計(jì)算， 考慮安全系數(shù)風(fēng)排瓦斯量為 6m3/min。 瓦斯抽放鉆孔施工及設(shè)備 回采工作面順層鉆孔采用 MD－ 150 和 MD300 鉆機(jī)，掘進(jìn)工作面鉆孔采用風(fēng)動(dòng) 鉆具或 的洛陽巖石鉆機(jī)。 4).液壓系統(tǒng) 。 (3). 放炮后 , 待施鉆現(xiàn)場瓦斯不超限 , 整個(gè)區(qū)域無安全異常 , 則可保持正常 施鉆 。 雖然 馬麗散或 聚胺脂封孔的成本略高于水泥漿封孔 , 但聚胺脂封孔操作簡單 , 省時(shí)省力 , 氣密性好 , 抽放效果好 , 非常適用于 車集 煤礦 。 4 瓦斯管網(wǎng)系統(tǒng)選擇與管網(wǎng)阻力計(jì)算及設(shè)備選型 礦井瓦斯抽放設(shè)計(jì)參數(shù) 根據(jù)我礦實(shí)際，在 26采區(qū)和 27采區(qū)各安裝 2套瓦斯抽放系統(tǒng)， 采用分源抽放， 將抽出的瓦斯直接排到專用回風(fēng)巷中。 將抽出的瓦斯直接排到南翼總回風(fēng)巷中。 27采區(qū) 2瓦斯抽放管路系統(tǒng)確定如下 : 回采工作面 順層 抽放鉆孔 /采空區(qū)埋管 ? 27采區(qū) 回風(fēng) 下山 ? 27 一聯(lián) 巷 ?瓦斯抽放泵站 ?27 總回風(fēng) ①高位裂隙鉆孔 A、抽放工藝的確定 12 高位裂隙鉆孔在工作面 回風(fēng) 巷每 40 米 施工 一組 ， 每組施工 6 個(gè)鉆孔，鉆孔終孔距煤層頂板 3040 米。 抽放流量 =單孔流量同時(shí)最多抽放鉆孔數(shù) =4m3/ 4孔 =16m3/min ② 順層鉆孔抽放 A、抽放工藝參數(shù)確定 在進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷的鉆場內(nèi)施工順層鉆孔， 每 10 米施工一個(gè)順層鉆孔 ，需要 300 個(gè)順層鉆孔。 ③ 采空區(qū)抽放 A、抽放工藝參數(shù)確定 將瓦斯抽放管直接插入采煤工作面回風(fēng)隅采空區(qū)內(nèi) 23米，用細(xì)紗網(wǎng)包住管口，避免煤塊吸入管內(nèi)。 抽放管徑選擇 （ 1）管徑 瓦斯管徑可采用如下公式計(jì)算 D=(Q/V)1/2 式中： D—— 瓦斯抽放管管徑 m Q—— 瓦斯混合流量 m3/min V—— 瓦斯在管道中平均流速 m/s， 一般為 5V15m/s， 27 采區(qū)瓦斯抽放管路 27 采區(qū)考慮 1個(gè)采面 ， 2 個(gè)掘進(jìn)面同時(shí)抽放 D27主 =(65/12)1/2 D27回風(fēng) 高位 +順層 =(30/15)1/2 或 D 27進(jìn)風(fēng) 順 層 或掘進(jìn)支 ＝ (30/15)1/2＝ D27采空 ＝ (30/15)1/2 26 采區(qū)瓦斯抽放管路 26 采區(qū)考慮兩個(gè)采面， 4 個(gè)煤巷掘進(jìn)頭同時(shí)抽放，并考慮兩個(gè)泵站都能進(jìn)行本煤層抽放 。 為了保證選用的瓦斯抽放泵能滿足抽放系統(tǒng)最困難時(shí)期所需抽放負(fù)壓，應(yīng)根據(jù)礦井各生產(chǎn)時(shí)期瓦斯抽放系統(tǒng)中管路最長、流量最大、阻力最高的抽放管線來計(jì)算礦井抽放系統(tǒng)總阻力 . 由于礦井的服務(wù)年限較長，且中后期開采的采區(qū)煤層瓦斯含量高，考慮到瓦斯抽放泵的有效使用年限僅為 15 年左右，故計(jì)算礦井生產(chǎn)時(shí)期的瓦斯抽放系統(tǒng)最大阻力 . 根據(jù)礦井前期采掘接替安排，確定的瓦斯抽放系統(tǒng)最困難管線如下： 27 采區(qū) 1泵站 抽放 管 路 ：南副巷 （ 1400m） ?27 回風(fēng) ? (長度為 1100m)?工作面采空區(qū) (1600m)。 Q26泵站 =K.∑ Q 純 /(Cη ) 式中 QP－－瓦斯 泵工作流量 m3/min Q－－抽放瓦斯純量，順層和高位鉆孔合計(jì) 20m3/min Ｃ－－泵吸氣口瓦斯?jié)舛龋? 取 25% η