【正文】 ： i i ic1 0q (X X )n icii m Km?? ? ? ? q22— 回采工作面鄰近層瓦斯涌出量， m3/t； mi— 第 i個(gè)鄰近層的煤厚； m0— 開采煤層的開采厚度， m0=； Xi— 第 i個(gè)鄰近層的瓦斯含量，參照 2號(hào)煤層； Xic— 鄰近層的殘存瓦斯含量，參照 2 號(hào)煤層取值 ； Ki— 第 i個(gè)鄰近層受采動(dòng)影響的瓦斯排放率。即回采工作面的瓦斯涌出量包括開采層瓦斯涌出量（包括圍巖）和鄰近煤層瓦斯涌出。 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法可概括為兩類：礦山統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)法和分源預(yù)測(cè)法。礦井瓦斯儲(chǔ)量和可開發(fā)瓦斯量的計(jì)算結(jié)果詳見表 31。它反映著礦井瓦斯資源的開發(fā)程度，與其抽放工藝技術(shù)和抽放能力密切相關(guān)。對(duì)表 26 中所列煤層的煤層透氣性系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，其所需參數(shù)及計(jì)算結(jié)果列于表 27。 ) 東翼主皮帶 205運(yùn)輸巷 2051運(yùn)輸巷 時(shí)間準(zhǔn)數(shù) F0=Bλ 煤層透氣性系數(shù) λ 常 數(shù) A 常 數(shù) B 102～ 1 1～ 10 10～ 102 102～ 103 103～ 105 105～ 107 λ = λ = λ = λ = λ = λ = qr1 A= P02P12 B= α r12 南山煤礦 2 號(hào)煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)定及瓦斯抽放可行性論證 21 α — 煤層瓦斯含量系數(shù)， m3/(m3 經(jīng)計(jì)算， 2 號(hào)煤層的瓦斯含量系數(shù)如表 25 所示。 表 24 2號(hào) 煤層瓦斯壓力計(jì)算結(jié)果 測(cè)試地點(diǎn) 地表標(biāo)高 （ m） 取樣標(biāo)高 （ m） 可燃質(zhì)瓦 斯含量(m3/) 吸附常數(shù) 灰份 （ %） 水份 （ %） 孔 隙率 （ m3/t） 瓦斯壓力 (MPa) A (m3/t) B (MPa1) 東翼主皮帶 +1260 +750 205 運(yùn)輸巷 +1260 +920 2051 運(yùn)輸巷 +1260 +950 根據(jù)間接法推算， XX 煤礦 2號(hào)煤層在東翼主皮帶 下山 442m（標(biāo) 高 +750m） 、205 運(yùn)輸順槽 442m（標(biāo)高 +920m） 和 2051 運(yùn)輸順槽 400m（標(biāo)高 +950m） 處瓦斯壓力分別為 、 和 。本次測(cè)定采用間接法確定煤層原始瓦斯壓力。 表 23 施工參數(shù) 煤層 打鉆地點(diǎn) 鉆孔深度 （ m） 鉆孔直徑 （ mm） 封孔長(zhǎng)度 （ m） 凈孔長(zhǎng)度 （ m） 初始涌出量（ l/min） 衰減系數(shù) （ d1） 2號(hào) 東翼主皮帶巷 41 42 4 37 2號(hào) 205運(yùn)輸巷 38 42 4 34 ? ?? )e(1q1440dteqdtqQ t0t0 t0t0 tt ?? ????? ?? 南山煤礦 2 號(hào)煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)定及瓦斯抽放可行性論證 18 y = 10110 1 2 3 4 5 6 7 8時(shí)間（d ）鉆孔瓦斯涌出量（l/min） 圖 25 東翼主皮帶巷 百米鉆孔自然瓦斯涌出特征圖 y = 10110 2 4 6 8 10 12時(shí)間（d ）鉆孔瓦斯涌出量（l/min） 圖 26 205 運(yùn)輸巷 百米鉆孔自然瓦斯涌出特征圖 煤層瓦斯壓力及透氣性系數(shù) 煤層透氣性系數(shù)是衡量煤層中瓦斯流動(dòng)難易程度的重要指標(biāo)，是評(píng)價(jià)煤層瓦斯能否實(shí)行預(yù)抽的基本參數(shù)。 q0 和α值是通過(guò)測(cè)定不同時(shí)間的鉆孔自然瓦斯涌出量并按下式回 歸分析求得的： qt=q0eα t （ 21） 式中： qt— 自排時(shí)間 t 時(shí)的鉆孔自然瓦斯流量， m3/min； q0— 自排時(shí)間 t=0 時(shí)的鉆孔自然瓦斯流量， m3/min； α — 鉆孔自然瓦斯流量衰減系數(shù)， d1； 南山煤礦 2 號(hào)煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)定及瓦斯抽放可行性論證 17 t— 鉆孔自排瓦斯時(shí)間， d。 表 22 煤樣吸附瓦斯試驗(yàn)成果表 測(cè)定地點(diǎn) 吸 附 常 數(shù) 灰 分 (%) 水 分 (%) 揮發(fā)份 (%) 真密度 (t/m3) 假密度 (t/m3) 孔隙率 (%) A (m3/t) B (MPa1) 東翼主皮帶 巷 205 運(yùn)輸巷 2051 運(yùn)輸巷 煤的孔隙率測(cè)定 煤中瓦斯 90%以上是以吸附狀態(tài)賦存在煤層中的孔隙內(nèi)表面上，孔隙內(nèi)表面的大小決定著煤吸附瓦斯能力的大小。 y = 30020010001002003004005006000 1 2 3 4 5解析時(shí)間( t0+t)1/2(min1/2)解析瓦斯量（ml） 圖 22 東翼主皮帶 巷瓦斯損失量推算圖 南山煤礦 2 號(hào)煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)定及瓦斯抽放可行性論證 15 y = 30020010001002003004005006000 1 2 3 4 5 6解析時(shí)間( t 0 +t)1/2（m i n1/2）瓦斯解析量（ml） 圖 23 205運(yùn) 輸巷瓦斯損失量推算圖 y = 30020010001002003004005000 1 2 3 4 5 6解析時(shí)間( t 0 +t)1/2（m i n1/2）解析瓦斯量（ml） 圖 24 2051 運(yùn)輸巷瓦斯損失量推算圖 煤的瓦斯吸附常數(shù)測(cè) 定 煤的瓦斯吸附常數(shù)是衡量煤吸附瓦斯能力大小的指標(biāo)。 表 21 XX 煤礦 2 號(hào)煤層瓦斯含量實(shí)測(cè)結(jié)果 測(cè) 定 地 點(diǎn) 水份（ %） 灰份 （ %） 解吸量(m3/t) 損失量 (m3/t) 殘存量 可燃質(zhì)瓦斯含量(m3/t 煤樣解吸測(cè)定前的暴露時(shí)間為 t0， t0=t2t1；不同時(shí)間 t 下測(cè)定的 Voi值所對(duì)應(yīng)的煤樣實(shí)際解吸時(shí)間為 t0+t；用繪圖軟件繪制全部測(cè)點(diǎn) [(t0+t)， Voi]，將測(cè)點(diǎn)的直線關(guān)系段延長(zhǎng)與縱坐標(biāo)軸相交，直線在縱坐標(biāo)軸上的截距即為瓦斯損失量，如圖 2 2 24 示。本次采用了 直接法測(cè)定煤層瓦斯含量 ，即利用煤層鉆孔采集未受采動(dòng)影響的原始煤體煤芯，用解吸法直接測(cè)定煤層瓦斯解吸量。使用兩臺(tái) BDK6186№ 20型主要通風(fēng)機(jī)，電機(jī)功率 2 185KW。礦井 目前布置 一個(gè)炮采工作面和兩個(gè)炮掘工作面， 改擴(kuò)建后布置一個(gè) 綜采工作面 和兩個(gè) 綜掘工作面。 南山煤礦 2 號(hào)煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)定及瓦斯抽放可行性論證 11 水倉(cāng)采空區(qū)采空區(qū)采空區(qū)采空區(qū)2051回風(fēng)巷2051運(yùn)輸巷采空區(qū)回風(fēng)立井采空區(qū)采空區(qū)H=∠80176。主斜井擔(dān)負(fù)礦井煤炭提升任務(wù)，兼做進(jìn)風(fēng)井和安全出口。根據(jù)地勘資料 8 號(hào)煤層瓦斯含量 ， 2 號(hào)煤層 ～ ml/。 煤的粘結(jié)性的結(jié)焦性 1 號(hào)、 2 號(hào)、 3號(hào)、 6 號(hào)煤層粘結(jié)指數(shù)平均值分別為 80、 7 70、 66，屬?gòu)?qiáng)粘結(jié)性煤。 6 號(hào)煤層原煤干基高位發(fā)熱量平均為 。 （ 2）磷 各煤層磷含量一般在 － %之間，屬特低磷煤。 9+10 號(hào)煤層原煤干基全硫含量為 %，平均 %。 2 號(hào)煤層原煤干基全硫含量為 %,平均 %,浮煤 硫份 為%,平均 %,屬低硫煤。 11 號(hào)煤層浮煤干燥無(wú)灰基 揮發(fā)份 均值為 %。 2 號(hào)煤層浮煤干燥無(wú)灰基 揮發(fā)份 均值為 %。 6 號(hào)煤層原煤干基 灰份 為 %,平均 %,浮煤干基 灰份 為%,平均 %，屬高灰煤。 二、煤的化學(xué)性質(zhì)、工藝性能及煤類 （一）煤的化學(xué)性質(zhì) 工業(yè)分析 （ 1）水 份 各可采煤層原煤空氣干燥基水 份 含量均值介于 %，浮煤 水份 含量均值介于 %。性脆、裂隙發(fā)育，參差狀斷口。結(jié)構(gòu)以細(xì)條帶到中條帶為主，鏡煤、絲炭、粘土礦物以稀疏的線理狀、透鏡狀不均勻分布于條 南山煤礦 2 號(hào)煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)定及瓦斯抽放可行性論證 8 帶中，局部還夾有黃鐵礦結(jié)核。厚度變化大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含 02 層夾矸，頂板為石灰?guī)r，底板為泥 巖，為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不含夾石，頂板為泥巖，底板為粉砂巖 ,屬大部可采煤層。 二、可采煤層（見表 11） 1號(hào)煤層 位于山西組頂部，厚度 ，平均 ，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不含夾矸，頂板為泥巖或粉砂巖，底板為粉砂巖，全區(qū)大部可采。山西組含煤性總的特點(diǎn)是煤層厚度小，變化大， 1號(hào)煤層全區(qū)大部可采，3號(hào)煤層局部可采， 2 號(hào)煤層全區(qū)穩(wěn)定可采。 該區(qū)在以往地質(zhì)勘查過(guò)程中，未發(fā)現(xiàn)有巖漿巖活動(dòng)。 F2斷層位于井田中部，是 南山煤礦 2 號(hào)煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)定及瓦斯抽放可行性論證 6 在開采煤層過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的，其斷層走向 NE，傾向 SE，傾角 70176。由于受霍山徑向構(gòu)造帶影響。 下二疊統(tǒng)山西組 (P1s) K7砂巖底至 K8砂巖底，厚度平均 ，與下伏太原組地層為整合接觸，為 礦區(qū) 主要含煤地層之一。中部為灰色、灰白色鈣質(zhì)石英長(zhǎng)石砂巖，稱為 K5砂巖。 K3石灰?guī)r全區(qū)穩(wěn)定，易于對(duì)比， K3至 K4石灰?guī)r間，為灰、灰黑色的砂巖、粉砂巖和泥巖，間夾層位穩(wěn)定但不可采的 7 號(hào)和 7 下 號(hào)煤層，其頂部即為深灰色，中厚層狀，致密堅(jiān)硬的 K4石灰?guī)r。底部為深灰色、巨厚層狀致密、堅(jiān)硬的 K2石灰?guī)r。主要由灰白色砂巖、灰－灰 黑色泥巖、鋁質(zhì)泥巖、粉砂巖及穩(wěn)定可采的9＋ 10 號(hào)和 11 號(hào)煤層所組成。厚度 0 － 10m。底部 K10砂巖為灰白色、黃綠色中粒長(zhǎng)石石英砂巖，含深灰色泥巖、粉砂巖包裹體，底部含礫石，具韻律分選。下部 K8砂巖為灰色、中粒石英砂巖，含煤屑及白云母碎片，圓狀、分選中等，基底式鈣質(zhì)膠結(jié)，具直線型斜交層理和斜層理，具煤紋構(gòu)造。 1號(hào)、 3號(hào)煤層為較穩(wěn)定大部可采煤層。全組可劃分為 4－ 5 個(gè)沉積旋回，屬于海陸交互相沉積。 上石炭統(tǒng)太原組 (C3t) 為主要含煤地層，本組自 K1砂巖底至 K7 砂巖底，地層厚度平均為 。頂部含較多的星散狀黃鐵礦，下部常夾有薄層狀、似層狀的石膏層，為淺海相沉積地層 ， 頂部為古風(fēng)化殼。 南山煤礦 2 號(hào)煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)定及瓦斯抽放可行性論證 2 圖 11 XX 煤礦交通 位置圖 南山煤礦 南山煤礦 2 號(hào)煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)定及瓦斯抽放可行性論證 3 地質(zhì)特征 地層 一、地層 礦區(qū)內(nèi)地層出露較好，出露有山西組、下石盒子組和上石盒子組下段及中段下部地層。 礦 區(qū)夏季多東南風(fēng)，冬春季多西北風(fēng)，最大風(fēng)速 16m/s。冬春兩季雨雪較少，夏末秋初雨量 較大。 自然地理 地形、地貌 井田地處太岳山區(qū)，地表為山區(qū)侵蝕地 貌，溝谷縱橫，地形復(fù)雜，地勢(shì)南高北低。由礦 井 地面工業(yè)廣場(chǎng)沿河柏公路向北 鎮(zhèn)，再向東 15km 到李元鄉(xiāng)。 31′ 30″～ 36176。 本報(bào)告按照國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局頒發(fā)的《煤礦安全規(guī)程》和原煤炭工業(yè)部頒布的《礦井瓦斯抽 放管理規(guī)范》對(duì)礦井瓦斯抽放可 行性研究的內(nèi)容、要求 編寫的，可以作為 XX煤礦通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其 瓦斯治理工作的依據(jù)。 礦井批準(zhǔn)開采 1號(hào)、 2號(hào)、 3 號(hào)、 6號(hào)、 9+10 號(hào)和 11 號(hào)煤層， 目前開采 2 號(hào) 煤層， 井田 內(nèi) 煤層賦存穩(wěn)定，儲(chǔ)量可靠。 XX煤礦 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 為 30萬(wàn) t/a， 計(jì)劃 未來(lái) 改擴(kuò)建后產(chǎn)能 為 90 萬(wàn) t/a。該項(xiàng)目主要內(nèi)容為 測(cè)定 2號(hào)煤層 煤與瓦斯 基礎(chǔ)參數(shù)，對(duì)礦井在 30萬(wàn) t/a 和 90萬(wàn) t/a兩種產(chǎn)能條件下礦井瓦斯涌出量進(jìn)行預(yù)測(cè) ， 并據(jù)此對(duì)礦井 瓦斯抽放可行性 分別 進(jìn)行 研究 。地 理