【正文】 即西風(fēng)井，西風(fēng)井位于主、副斜井之間，3號(hào)勘探線以西46m，南距主、副斜井井口300m。副斜井采用半圓拱錨噴支護(hù)，鋪設(shè)30kg/m鋼軌，單鉤串車提升，擔(dān)負(fù)全礦井提矸、上下人員、升降材料設(shè)備及主要進(jìn)風(fēng)任務(wù)，井筒內(nèi)敷設(shè)管路，并設(shè)人行臺(tái)階和扶手，作為礦井安全出口。采區(qū)：按一至六采區(qū)的順序開(kāi)采。AAA6薄及中厚煤層采用偽傾斜單腿支撐式“］”型柔性掩護(hù)支架采煤法。礦井通風(fēng)系統(tǒng)為分區(qū)式，主、副斜井進(jìn)風(fēng)，西風(fēng)井回風(fēng)(主要為一、三采區(qū)服務(wù))，東風(fēng)井回風(fēng)(為二、四采區(qū)服務(wù))，通風(fēng)方法為機(jī)械抽出式。準(zhǔn)確地掌握瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)及其在煤層中的變化規(guī)律，可以幫助確定煤層瓦斯賦存規(guī)律，預(yù)測(cè)礦井瓦斯涌出量，劃定礦井瓦斯等級(jí)，了解和計(jì)算巷道、工作面及鉆孔瓦斯涌出量，了解和預(yù)測(cè)瓦斯抽采和利用的可能性，為礦井后期的開(kāi)采設(shè)計(jì)和煤層瓦斯綜合治理提供基礎(chǔ)依據(jù)。目前，煤的瓦斯吸附常數(shù)與工業(yè)分析只能在實(shí)驗(yàn)室利用特殊的實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行測(cè)定。將稱量皿放入干燥箱，恒溫至100℃，保持1h后取出，放入干燥器內(nèi)冷卻。③ 設(shè)定恒溫水浴溫度為試驗(yàn)溫度（30177。⑦ 依次重復(fù)④、⑤、⑥步驟，逐次增高試驗(yàn)壓力，可測(cè)得n個(gè)Qci、Qdi、?Qi及Xi值。圖22 A9煤層吸附瓦斯等溫線圖23 A8煤層吸附瓦斯等溫線圖24 A7煤層吸附瓦斯等溫線圖25 A5煤層吸附瓦斯等溫線圖26 A3煤層吸附瓦斯等溫線⑴ 工業(yè)分析測(cè)定用樣品的制備取現(xiàn)場(chǎng)采取的新鮮煤樣500g粉碎，取篩下顆粒裝入磨口瓶中密封加簽待用，每個(gè)煤樣制備2～3個(gè)樣品，每個(gè)樣品重量不得少于50g。10℃的溫度條件下灼燒到恒重，并冷卻至室溫后稱重，以殘留物重量占煤樣原重量的百分?jǐn)?shù)作為灰份；③ 177。煤的孔隙率是單位質(zhì)量或體積煤中全部孔隙所占的體積。煤的孔隙率按下式計(jì)算： ????????????????????????????????????????????? (27) ??????????????????????????????????????????????(28)式中：—煤的視密度(視比重)，即包括煤中孔隙在內(nèi)的煤塊的密度，t/m3；—煤的真密度(真比重)，即扣除孔隙后煤骨架的密度，t/m3。表21 煤樣吸附瓦斯試驗(yàn)、工業(yè)分析與孔隙率測(cè)定結(jié)果煤層采樣地點(diǎn)吸附常數(shù)灰份Aad(%)水份Mad( %)揮發(fā)份Vdaf(%)真密度(t/m3)視密度(t/m3)孔隙體積(m3/m3)a(ml/g它不僅決定著煤層瓦斯含量與涌出量的大小，而且對(duì)于合理地進(jìn)行通風(fēng)設(shè)計(jì)起著重要的作用。直接測(cè)定煤層瓦斯壓力方法是先用鉆機(jī)由巖層巷道或煤層巷道向預(yù)定測(cè)量煤層瓦斯壓力的地點(diǎn)打一鉆孔，然后在鉆孔中放置測(cè)壓裝置再將鉆孔嚴(yán)密封閉堵塞并將壓力表和測(cè)壓裝置相連來(lái)測(cè)出瓦斯壓力。根據(jù)礦井開(kāi)拓布置、煤層賦存情況和井下風(fēng)、水、電等實(shí)際條件來(lái)選擇確定。封完孔24小時(shí)后，在測(cè)壓管上安裝壓力表，并定期觀測(cè)壓力值，待壓力升至最高值并穩(wěn)定后，壓力表指示的即為煤層瓦斯壓力（表壓力）。)方位角( 176。本次煤層瓦斯含量測(cè)定采用直接法和間接法相結(jié)合的測(cè)定方法。 1—量管2—吸氣球3—溫度計(jì)4—水槽5—螺旋夾6—彈簧夾7—排水管8—排氣膠管9—16號(hào)胸骨穿刺針頭10—密封罐11—壓緊螺帽圖28 瓦斯解吸速度測(cè)定儀與密封罐示意圖(3)損失量計(jì)算將不同解吸時(shí)間下測(cè)得數(shù)據(jù)按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積Voi：式中 V0i—算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的解吸瓦斯體積，ml；Vi—不同時(shí)間解吸瓦斯測(cè)定值，ml；Po—大氣壓力，Pa；hw—量管內(nèi)水柱高度，mm；Ps—hw下飽和水蒸汽壓力，Pa；tw—量管內(nèi)水溫，℃。圖29 損失瓦斯量推算方法示意圖 (4)將解吸測(cè)定后的煤樣連同煤樣罐送實(shí)驗(yàn)室測(cè)定其殘存瓦斯量、水分、灰分等； (5)根據(jù)煤樣損失瓦斯量、解吸瓦斯量及殘存瓦斯量和煤中可燃質(zhì)重量，即可求出煤樣的瓦斯含量： X=(V0+V1+V2)/G0 式中：Vo—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煤樣瓦斯解吸量，ml；V1—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煤樣損失瓦斯量，ml；V2—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煤樣殘存瓦斯量，ml；G0—煤樣可燃質(zhì)重量，g； X—煤樣可燃質(zhì)瓦斯含量，ml/。瓦斯在煤體中的賦存狀態(tài)主要有兩種：一種是游離瓦斯（亦稱自由瓦斯），主要存在于煤的大孔、裂隙之中，符合氣體狀態(tài)方程，其含量取決于大孔和裂隙的體積、煤體溫度及瓦斯壓力；另一種為吸附瓦斯，吸附瓦斯可以分為兩類：一類是吸附在孔隙表面的瓦斯，其含量取決于孔隙的表面積和瓦斯壓力；另一類是以固溶體形式存在于煤分子之間的空間、晶體的芳香層缺陷內(nèi)或芳香族碳的晶體內(nèi)。其計(jì)算公式如下：?????????????????(29)式中：－煤層瓦斯含量，m3/t；－吸附常數(shù)，試驗(yàn)溫度下的極限吸附量，m3/t?r；－吸附常數(shù)，MPa1；－煤層絕對(duì)瓦斯壓力，MPa；－煤的灰分，%；－煤的水分，%；－煤的孔隙體積，m3 /m3；－煤的視密度，t/m3。100m)；、 —在煤層底板標(biāo)高、處的瓦斯含量，m3/t；、—煤層瓦斯含量值為、時(shí)測(cè)點(diǎn)的煤層底板標(biāo)高，m；根據(jù)新疆煤田地質(zhì)局綜合地質(zhì)勘探隊(duì)提供的地質(zhì)勘探資料以及實(shí)測(cè)的地勘資料，對(duì)X煤礦各煤層不同標(biāo)高點(diǎn)瓦斯含量進(jìn)行線性分析，得出煤層瓦斯含量與標(biāo)高之間的變化關(guān)系，如圖2圖211所示。（+1680m）各煤層瓦斯含量根據(jù)煤層瓦斯含量最大值，通過(guò)計(jì)算得到礦井各煤層在+1680m水平瓦斯含量見(jiàn)表25所示。一般來(lái)說(shuō)，鉆孔自然瓦斯涌出量隨著時(shí)間的延續(xù)是逐漸減小的，其衰減變化之規(guī)律，通常用下式描述：??????????????????????????????????????????????(211)式中：－時(shí)間為時(shí)的鉆孔自然瓦斯涌出量，m3/min具體測(cè)定步驟為： (1)在煤層施工順層鉆孔，打一個(gè)孔徑75mm，長(zhǎng)30～40m的鉆孔，用φ15mm鋼管和聚氨酯或水泥沙漿封孔，封孔長(zhǎng)度2m以上，并記錄成孔和封孔時(shí)間； (2)定期測(cè)量鉆孔自然瓦斯流量q，并記錄流量測(cè)定時(shí)的鉆孔自排瓦斯時(shí)間t，然后換算成百米鉆孔流量； (3)根據(jù)不同自排時(shí)間下的鉆孔自然瓦斯流量測(cè)定數(shù)組（ti，qi），用（25）式回歸分析求出q0和α，即為鉆孔自然排放瓦斯規(guī)律。目前，我國(guó)廣泛采用的測(cè)定方法是在煤層瓦斯向鉆孔流動(dòng)的狀態(tài)屬?gòu)较虿环€(wěn)定流動(dòng)的基礎(chǔ)上建立的，通過(guò)測(cè)定煤層瓦斯徑向不穩(wěn)定流量來(lái)計(jì)算煤層透氣性系數(shù)，該方法稱為徑向流量法。MPa1/2； ???????????????????????????????????????? (213)—煤的瓦斯含量，m3/m3；—確定煤瓦斯含量時(shí)的瓦斯壓力，MPa；—煤層原始的絕對(duì)瓦斯壓力()，MPa；—鉆孔內(nèi)排放瓦斯時(shí)的瓦斯壓力，；—鉆孔半徑，m；—煤層透氣性系數(shù)，m2/MPa2計(jì)算煤層透氣性系數(shù)時(shí)，可采用試算法，即先選用表28中任一公式計(jì)算出λ值，再將此λ值代入F0=Bλ中校驗(yàn)F0值是否在選用公式的時(shí)間準(zhǔn)數(shù)范圍內(nèi)，如F0值在所選用公式的時(shí)間準(zhǔn)數(shù)范圍內(nèi)，λ值正確；如F0值不在所選用公式的時(shí)間準(zhǔn)數(shù)范圍內(nèi)，則需選用其他公式重新計(jì)算λ值，直到驗(yàn)算的F0值在選用公式的時(shí)間準(zhǔn)數(shù)范圍內(nèi)為止。d????????????????????????????????????(217)計(jì)算A與B值：選用公式計(jì)算λ值： m2/MPa2?d驗(yàn)算值： 因驗(yàn)算結(jié)果所對(duì)應(yīng)的值在100～1000之間，故λ值計(jì)算公式選用正確。影響礦井瓦斯涌出量的因素很多，主要有自然因素和開(kāi)采技術(shù)條件兩類。礦山統(tǒng)計(jì)法是根據(jù)礦井以往生產(chǎn)中獲得大量相對(duì)瓦斯涌出量和開(kāi)采深度數(shù)據(jù)，得到礦井瓦斯涌出量與開(kāi)采深度等參數(shù)之間的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，進(jìn)而外推計(jì)算預(yù)測(cè)區(qū)域的瓦斯涌出量。圖31 礦井瓦斯涌出的源、匯關(guān)系圖礦井瓦斯涌出量是制約礦井生產(chǎn)及安全的主要因素，在一定條件下，瓦斯涌出量決定了回采工作面產(chǎn)量及掘進(jìn)工作面進(jìn)度。通過(guò)計(jì)算。 A7煤層開(kāi)采時(shí)其鄰近層瓦斯涌出量根據(jù)礦井初步設(shè)計(jì)，A7煤層開(kāi)采時(shí)，上鄰近層AAA10及下鄰近層A6共4個(gè)煤層在其開(kāi)采影響范圍內(nèi)，鄰近層瓦斯涌出量計(jì)算結(jié)果如表32所示。A7: +=A9 、 t/d，、。其計(jì)算公式為： （34）式中 qB—掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量，m3/min；D—巷道斷面內(nèi)煤壁暴露面的周長(zhǎng)，對(duì)于薄及中厚煤層，D=2m0，對(duì)于厚煤層，D=2H+b，h為巷道高度，b為巷道寬度。根據(jù)（36）式計(jì)算得: 綜掘工作面瓦斯涌出初速度為：q0綜掘7=[()2+]=根據(jù)（37）式計(jì)算得：綜掘工作面落煤瓦斯涌出量為qL綜掘7=5()=qL綜掘9=5()=普掘工作面落煤瓦斯涌出量為qL普掘9=5()= 再根據(jù)（33）式計(jì)算得：綜掘工作面瓦斯涌出量為qj綜掘7=qB綜掘+qL綜掘=＋=qj綜掘9=qB綜掘+qL綜掘=＋=普掘工作面瓦斯涌出量為qj普掘9=qB普掘+qL普掘=＋ =礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè) （37）式中：qkj—礦井瓦斯涌出量，m3/t；—生產(chǎn)采區(qū)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，～；—已采采區(qū)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，～；qhi—第i個(gè)回采區(qū)工作面的瓦斯涌出量，m3/t；qji—第i個(gè)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量，m3/min；Ai—第i個(gè)回采工作面平均日產(chǎn)量，t，A9=，A7=；A0—礦井平均日產(chǎn)量，t，A0=1818t；根據(jù)礦井設(shè)計(jì)，投產(chǎn)時(shí)該礦回采工作面與煤巷掘進(jìn)面之比為3:3，故按(37)式計(jì)算得: qkj=[(2+)+1440(++)]/1818=。礦井可開(kāi)發(fā)瓦斯量（或稱可抽放量）是指在既定的開(kāi)采技術(shù)條件下，按照目前的抽放技術(shù)水平所能抽出的最大瓦斯量。一個(gè)采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或一個(gè)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，且用通風(fēng)方法解決瓦斯問(wèn)題不合理的礦井。X煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為60萬(wàn)t/a，符合建立瓦斯抽采系統(tǒng)的必要條件，必須采取瓦斯抽采措施，保證礦井安全生產(chǎn)。掘進(jìn)工作面設(shè)計(jì)配風(fēng)量600m3/min，回風(fēng)順槽按1%計(jì)算可稀釋瓦斯，掘進(jìn)工作面通風(fēng)能解決的瓦斯量為：q排=6001% / =4m3/min 根據(jù)預(yù)測(cè)，暫未超出工作面通風(fēng)能力解決范圍，特別是在掘進(jìn)工作面進(jìn)入地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域內(nèi)時(shí)，掘進(jìn)工作面涌出量可能增大，應(yīng)進(jìn)行瓦斯抽采。因此，從資源利用和環(huán)保的角度看也有必要建立瓦斯抽采系統(tǒng)，進(jìn)行大規(guī)模的瓦斯抽采，變被動(dòng)抽采為主動(dòng)開(kāi)發(fā)。d)容易抽放＜＞10可以抽放～10～較難抽放＞＜根據(jù)井下實(shí)測(cè)，該礦A，該礦井煤層間距較小，A9及A7煤層回采后，能引起頂?shù)装鍘r層變形勢(shì)必影響到鄰近層，使鄰近煤層透氣性大大增加，即使鄰近層并非全區(qū)發(fā)育可采，但受煤層開(kāi)采時(shí)采動(dòng)所影響，鄰近煤層的瓦斯會(huì)存儲(chǔ)或流動(dòng)于采動(dòng)形成的裂隙帶內(nèi)。從目前資料分析，本礦井具備采空區(qū)瓦斯抽采的條件。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及部分地勘瓦斯數(shù)據(jù)，得出煤層瓦斯含量沿傾向的分布規(guī)律、煤層瓦斯含量梯度：A7煤層：X=+；A5煤層：X=+A7煤層、。從三個(gè)方面對(duì)礦井瓦斯抽采的必要性及可行性進(jìn)行了分析，分析認(rèn)為不論是從目前的瓦斯涌出現(xiàn)狀、礦井通風(fēng)能力，還是從資源和環(huán)保的角度來(lái)看都有必要進(jìn)行瓦斯抽采，特別是深部煤炭的開(kāi)采，瓦斯問(wèn)題將是制約煤礦安全高效生產(chǎn)的重要因素，提前進(jìn)行瓦斯抽采工作，對(duì)該礦安全生產(chǎn)很有必要。60