【正文】 部地區(qū)瓦斯可能增大來看瓦斯抽放的必要性 隨著礦井開采深度的增加，瓦斯含量會逐漸 增大，礦井的瓦斯涌出量將進一步增大。 從礦井通風能力來看瓦斯抽放的必要性 采掘 工作面實行瓦斯抽放的必要性判斷標準是：采掘工作面設(shè)計風量小于稀釋瓦斯所需要的風量，即 (314)式成立時，抽放瓦斯才是必要的。1q ）（ 區(qū)礦井 （ 313） 式中 q 礦井 — 礦井瓦斯涌出量， m3/t； k\\— 已采采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，取 k\\= q 區(qū) i— 第 i 個采區(qū)瓦斯涌出量， m3/t； A0i— 第 i 個 生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量， t； 根據(jù) （ 313） 式計算礦井相對瓦斯涌出量為 。 南山煤礦 2 號煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定及瓦斯抽放可行性論證 31 qj=qB+qLi =＋ =。 掘進工作面煤壁瓦斯涌出量 在巷道掘進過程中，巷道周圍煤層 中的瓦斯壓力平衡狀態(tài)遭到破壞，煤體內(nèi)部到煤壁間存在著壓力梯度，瓦斯就會沿煤體裂隙及孔隙向巷道泄出。 表 33 2 號煤層各鄰近層瓦斯涌出量計算表 煤 層 名 稱 煤 厚 采 厚 原始瓦斯 含 量 殘存瓦斯 含 量 距 2號 煤層 距離 瓦斯排放率 相對瓦斯 涌出量 備 注 m m m3/t m3/t m % m3/t 1 90 上鄰近層 2 開采層 3 70 下鄰近層 5 15 6 5 合計 注：未測定過含量的煤層按 2號煤層的瓦斯含量實測最大值取值。 開采層瓦斯涌出量（包括圍巖）按下式計算： )X(Xkkkq 1i0321hi ?????? iMm 式中 qhi— 開采層瓦斯涌出量， m3/t； k1— 圍巖瓦斯涌出系數(shù)。采區(qū)瓦斯涌出也是不均衡的，其不均衡系數(shù)在 ～，取 ，這樣采區(qū)最大瓦斯涌出量將達到 。 根據(jù)式（ 34）計算： q01= [ +] =這樣回采工作面最大瓦斯涌出量將達到 。 鄰近層的瓦斯排放率與層間距的關(guān)系見圖 31。 XX 煤礦目前設(shè)計產(chǎn)量為 30 萬 t/a，改擴建后 產(chǎn)量將達到 90 萬 t/a，本次礦井瓦斯涌出來預(yù)測對兩 種產(chǎn)量的瓦斯涌出情況分別進行預(yù)測，預(yù)測時煤層瓦斯含量依據(jù)實測煤層瓦斯原始含量最大值取值。W k 式中 Wkc— 礦井可抽瓦斯量， Mm3； η k— 礦井瓦斯抽放率，按照我國目前的技術(shù)水平，采用本煤層預(yù)抽和采空區(qū)抽放瓦斯時η k=30～ 35%，取η k=30%； Wk— 礦井瓦斯儲量 Mm3； 礦井開采 2 號煤層時，礦井瓦斯儲量包括 2 號煤層及 受采動影響 后 能向 2號煤層涌出瓦斯的 鄰近層煤層 ， 為 1號、 3號 、 6 號 。 因為 XX 煤礦沒有巖巷掘進，不具備徑向條件。γ / 式中 α — 瓦斯含量系數(shù)， m3/(m3 由于 XX 煤礦井下巷道都為煤巷不具備由巖巷穿巖層向煤層施工鉆孔的條 件，因此 本次測定采用間接法測定瓦斯壓力，只能采用測定煤層鉆孔瓦斯流量的方法來近似計算煤層透氣性系數(shù)作為參考。 XX 煤礦 2號 煤層煤的孔隙率見表 22。 r) (m3/t) 東翼主皮帶 205 運輸巷 2051 運輸巷 由表 21可得， XX煤礦 2 號煤層東翼主皮帶下山 442m、 205 運輸巷 442m、2051 運輸巷 400m 處 可燃質(zhì) 瓦斯含 量分別為 、 ，折算成 煤 層原始 瓦斯含量分別為 、 。其測定步驟如下： (1)在新暴露的采掘工作面煤壁上，用煤電鉆垂直煤壁打兩個Ф 42mm、孔深8m 以上的鉆孔，當鉆孔鉆至 8m時開始取樣，并記錄采樣開始時間 t1； (2)將采集的新鮮煤樣裝罐并記錄煤樣裝罐后開始解吸測定的時間 t2，用FHJ2 型瓦斯解吸速度測定儀（圖 21）測定不同時間 t下的煤樣累積瓦斯解吸總量 Vi ，瓦斯解吸速度測定一般為 2個小時，解吸測定停止后擰緊煤樣罐以保證不漏氣，送實驗室測定煤樣殘存瓦斯量。主 、副及行人斜井 進風， 回風立井 回風?；仫L斜井擔負礦井回風任務(wù)。 （三）煤類 根據(jù)“中國煤炭分類國家標準（ GB5751－ 86）”劃分， 1號、 2 號、 3號、6號煤層均屬焦煤， 9+10 號、 11號煤層為瘦煤。 （二）煤的工藝性能 發(fā)熱量 1 號煤層原煤干基高位發(fā)熱量平均為 , 2 號煤層原煤干基高位發(fā)熱量為平均 。 6 號煤層原煤干基全硫含量為 %,平均 %。 6 號煤層浮煤干燥無灰基 揮發(fā)份 為均值 %。 2 號煤層原煤干基 灰份 為 %，平均 %,浮煤干基 灰份 為%,平均 %,屬低灰煤。光澤為強玻璃光澤。屬局部可采煤層?？偟奶攸c是煤層層數(shù)多，達 可采厚度者層數(shù)較少，但可采煤層厚度較大。礦區(qū)內(nèi)地表發(fā)現(xiàn) 1處陷落柱 ,形狀地質(zhì)填圖時測量確定，為長軸約為 250m,短軸約為 170m 的橢圓形；另一處是在井田中部開采 1號煤層時發(fā)現(xiàn)形狀為橢圓形 , 規(guī)模由巷道揭露測量所得，長軸為 130m，短軸為 70m,規(guī)模較小。 1號、 3號煤層為較穩(wěn)定大部可采煤層。 主要由灰黑色、黑色泥巖、粉砂巖、灰 — 灰白色中、細粒砂巖組成，含煤 2－ 4 層，其中 6號煤層為穩(wěn)定可采煤層。 中段 (C3t2) 從 K2石灰?guī)r底至 K4石灰?guī)r頂。 向上為黃綠色中細粒砂巖與紫色泥巖互層為主。 南山煤礦 2 號煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定及瓦斯抽放可行性論證 4 依巖性、巖相特征劃分為上、下兩段，分述如下： 下段 (P1x1) K8砂巖底至 K9砂巖底，地層厚度 。主要為灰白色、 灰黑色的砂巖、粉砂巖、泥巖、石灰?guī)r和煤層組成，含煤 4－ 12 層?，F(xiàn)依據(jù)礦區(qū)內(nèi)南 南 南 1901 及附近的 21 號鉆孔揭露資料，對礦區(qū)內(nèi)的地層由老到新分述如下： 奧陶系中統(tǒng)峰峰組 (O2f) 本組為含煤地層的沉積基底。 38℃，年平均氣溫 ℃。向西南經(jīng)古縣北平鎮(zhèn)、古縣可達南同蒲線洪洞火車站，也可與大－運公路接運，相距約 75 公里。 該項目是在 XX 煤焦有限公司及 XX 煤礦有關(guān)領(lǐng)導的關(guān)心和支持下，在 XX 煤礦工程技術(shù)人員大力協(xié)助下完成的，在此深表感謝！ 南山煤礦 2 號煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定及瓦斯抽放可行性論證 3 目 錄 1礦井概況 .......................................................... 1 ...................................................... 1 ........................................................ 1 ........................................................ 3 礦井開拓及生產(chǎn)概況 ............................................ 10 礦井通風 ...................................................... 12 2煤層瓦斯參數(shù)測定 ................................................. 12 煤層瓦斯含量測定 .............................................. 12 煤的瓦斯吸附常數(shù)測定 .......................................... 15 煤的孔隙率測定 ................................................ 16 鉆孔自然瓦斯涌出特征 .......................................... 16 煤層瓦斯壓力及透氣性系數(shù) ...................................... 18 3 2煤層瓦斯抽放可行性論證 ....................................... 21 ............................................... 21 礦井瓦斯涌出量預(yù)測 ............................................ 22 ............................................... 32 礦井瓦斯抽放 可行性論證 ........................................ 33 ......................................... 33 4 結(jié)論及建議 ...................................................... 34 南山煤礦 2 號煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定及瓦斯抽放可行性論證 1 1 礦井概況 位置與交通 XX 煤礦位于 XX 縣南端的靈空山鎮(zhèn)水泉村東南（原柏子鎮(zhèn)） 500 處， XX的北坡。 山西省 XX 縣 XX 煤焦有限公司 XX 煤礦 2號煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定及抽放可行性 研 究 報 告 煤炭科學研究總院 XX 研究院 二 OO 九年 南山煤礦 2 號煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定及瓦斯抽放可行性論證 2 前 言 山西省 XX 縣 XX 煤焦有限公司 XX 煤礦（以下簡稱 XX 煤礦）為股份制企業(yè)， 1977年建井， 1980 年 8 月建成投產(chǎn)。 該項目自 2021 年 12 月起，歷時 1多個月，經(jīng)過雙方的努力和密切協(xié)作，現(xiàn)就測定的結(jié)果進行全面總結(jié)和分析，并對 煤與 瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)及瓦斯抽放可行性 部分 作重點闡述。 XX煤礦向西約 1公里可至靈空山鎮(zhèn)，沿縣級公路向北東約 25 公里可達 XX 縣城，與汾－屯省級公路相接，南距屯留張店 35 公里，東距沁縣 50 公里。一月份氣溫最低，平均為零下 ℃，七月份氣溫最高，為 37176。第四系中更新統(tǒng)黃土零星分布。與下伏地層呈整合接觸。 下二疊統(tǒng)下石盒子組 (P1x) 本組自 K8砂巖底至 K10砂巖底，與下伏地層呈整合接觸，地層厚度 。 上統(tǒng)上石盒子組中段下部地層（ P2s2） 主要分布于礦 區(qū)南部邊界一帶，出露厚度約 60m 左右，底部 K12 砂巖為灰白色中粗粒長石石英砂巖，泥質(zhì)膠結(jié)。 底部 K1 砂巖，平均厚度 ，為灰白色薄層狀細－中粒石英砂巖，巖性特征明顯，致密堅硬，是一層良好的地層劃分對比標志。 上段 (C3t3) 從 K4石灰?guī)r頂至 K7砂巖底，地層厚度平均 。 巖性以灰色、灰白色中細粒砂巖，深灰色、灰黑色粉砂巖、泥巖為主，含煤 3層，其中 2號煤層為穩(wěn)定可采煤層。 ， 落差 10m，區(qū)內(nèi)延伸 1800m。 太原組平均厚度 ，含煤 8層，總厚度為 ，含煤系數(shù) %。 6號煤層 南山煤礦 2 號煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定及瓦斯抽放可行性論證 7 位于太原組上段中部，厚度 ，與 3 號煤層間距 ，厚度變化大，結(jié)構(gòu)簡單，含 01層夾矸，頂、底板巖性多為泥巖或粉砂巖。構(gòu)造為層狀、塊狀。 （ 2） 灰份 1 號煤層原煤干基 灰份 為 %,平均 %,浮煤干基 灰份 為%,平均 %,屬低灰煤。 3 號煤層浮煤干燥無灰基 揮發(fā)份 為均值 %。 3 號煤層原煤干基全硫含量為 %,平均 %,浮煤 硫份 為%，平均 %,屬中低硫煤。 （ 3）氟、砷、氯 南山煤礦 2 號煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定及瓦斯抽放可行性論證 10 各煤層氟含量一般在 70PPM，砷含量一般在 12PPM，氯含量在 %左右。 9+10 號、 11號煤層粘結(jié)指數(shù)平均值分別為 22,屬弱粘結(jié)性煤。副斜井擔負礦井人員升降、矸石提升、 材料設(shè)備下放等所有輔助提升任務(wù)，是礦井的主要進風井筒，兼做安全出口。 礦井通風 根據(jù)井田開拓部署，井田 采 用斜井 開拓。該方法測定煤層瓦斯含量的原理是：根據(jù)煤樣瓦斯解吸量、解吸規(guī)律推算煤樣從采集開始至裝罐解吸測定前的損失瓦