【正文】 7 掘進工作面瓦斯涌出量預(yù)測一覽表 煤層 煤壁瓦斯 涌出量（ m3/min） 落煤瓦斯 涌出量（ m3/min） 絕對瓦斯 涌出量（ m3/min） 備注 9 綜掘 15 綜掘 第二節(jié) 采區(qū)瓦斯涌出量 根據(jù) 該礦采掘規(guī)劃 ，在礦井 產(chǎn)量 ，設(shè)兩個采區(qū)，每個采區(qū)配一個回采工作面，兩個掘進頭。 表 331 礦井瓦斯涌出量預(yù)測結(jié)果 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 相對量 m3/t 絕對量m3/min 9 4000 15 1740 注： 日產(chǎn)量 5740t（ ） ,2個綜采工作面， 4個綜掘 工作面。因此今后礦井開采時應(yīng)加強煤層瓦斯基本參數(shù)的測定工作，以便修正瓦斯抽采設(shè)計，同時使之能更科學合理的指導(dǎo)礦井瓦斯的抽采工作。 但 現(xiàn)在開采淺部煤層，下一步隨著 煤炭產(chǎn)量 的增加和采掘的延深 ， 絕對 瓦斯涌出量就會增加 。柱狀陷落發(fā)育，已證實的陷落共 63 個。 從以上可以看出，雖然 XX煤礦的煤層屬于較難抽 采 煤層，但采取適當措施后，瓦斯抽 采 也是可行的。 6．選擇的 抽采 方法應(yīng)有利于提高瓦斯 抽采 效果，降低瓦斯 抽采 成本。 在每一鉆場內(nèi)，沿走向布置 5個邊掘邊抽鉆孔，即左、右鉆場各 5個 ,4個 孔深 300m左右 ， 1個孔深 150m左右 。鉆場的規(guī)格應(yīng)根據(jù)巷幫瓦斯 抽采 鉆孔布置的要求、選用鉆機的外型尺寸及鉆桿長度而定。 4．巷道布置在滿足瓦斯 抽采 的前提下，應(yīng)盡可能利用生產(chǎn)巷道，以減少 抽采 工程量。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 達到抽 采 目的。在此背景上又發(fā)育著次一級的褶曲，如南張 37 芹向斜、潘溝背斜、放馬溝向斜，褶曲軸向呈東西向展布，兩翼多不對稱，向斜北翼陡南翼緩，背斜軸部開闊，傾角平緩。 歷史上礦井瓦斯相對涌出量最大為： m3/t，絕對涌出量為： m3/min，大于 25m3/min。 把預(yù)抽后的煤層瓦斯含量代 入前面章節(jié)瓦斯涌出預(yù)測公式中，再減去掘進時的瓦斯 抽采 量、 回采時邊采邊抽和采空區(qū)瓦斯抽采 量 ， 則計算結(jié)果見表 3－ 4－ 1，各回采工作面、掘進工作面、采區(qū)和礦井瓦斯涌出量前后瓦斯涌出量對比見表 3－ 4－ 1。 第 三 節(jié) 礦井瓦斯涌出量 ????? ?? niiniiiAAqkq1010 )( 區(qū)井 （ 310） 式中： q井 — 礦井相對瓦斯涌出量， m3/t； q區(qū) i— 第 i個生產(chǎn)采區(qū)相對瓦斯涌出量， m3/t； A0 i— 第 i個生產(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)， 根據(jù)開采狀況，查表選取， K″ = 。 15煤 綜掘工作面瓦斯涌出量 ： q3=12 602430 300?? ()=； q4=(23+4) 602430 300?? (2 160/24/30/300 25 00 ?)=； q掘 ＝ +＝ 。 表 315 回采工作面瓦斯涌出預(yù)測結(jié)果一覽表 回采工作面 不均衡 系數(shù) 相對涌出量 （ m3/t） 絕對涌出量（ m3/min） 備注 9煤回采工作面 15煤回采工作面 二、 掘進工作面相對瓦斯涌出預(yù)測 掘進工作面的瓦斯涌出量由落煤瓦斯涌出量和煤 壁瓦斯涌出量兩部分組成，其絕對瓦斯涌出量按下式確定： q掘 ＝ q3＋ q4 （ 35） 式中 q掘 — 掘進工作面絕對瓦斯涌出量， 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) （ 36） 式中 S— 掘進巷道斷面積， m2； V— 巷道平均掘進速度， m/min； γ — 煤的密度， t/m3。 回采工作面基本情況見表 311，預(yù)測結(jié)果見表 312。 27 第三章 礦井瓦斯涌出量 預(yù)測 根據(jù)《礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法》（ AQ10182021， 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理 總 局 ）。 為保證煤層預(yù)抽效果及瓦斯安全利用，設(shè)計采用兩套抽采系統(tǒng)，即預(yù)抽抽采系統(tǒng)和采空區(qū)瓦斯抽采系統(tǒng)，兩套系統(tǒng)相對獨立。 抽采 系統(tǒng)服務(wù)年限按下式計算： N＝ （ 24） 式中 N—— 抽采 系統(tǒng)服務(wù)年限，年 。 根據(jù)該礦 《 擴建可行性研究報告》 ,礦井總供風量為 122m3/s， 設(shè)計 2個采區(qū) ， 2個綜采工作面，產(chǎn)量為 。 二、 邊采邊抽工作面抽采 量預(yù)計 由于邊采邊抽工作面已經(jīng)預(yù)抽較長時間（ 1～ 2年以上），且隨著 回采的不斷推進，鉆孔數(shù)量在不斷減少， 抽采 量下降較快。計算結(jié)果見表 231。 第 二 節(jié) 礦井瓦斯儲量 礦井瓦斯儲量指 煤田開發(fā)過程中，能夠向開采空間排放瓦斯的煤巖層賦存的瓦斯總量， 包括可采煤層 瓦斯儲量 、 可采煤層采動影響范圍內(nèi)的 不可采 鄰近 煤層 瓦斯儲量 以及圍巖 瓦斯儲量 的總和 ，其計算公式如下： WK＝ (K1178。 表 211 煤層瓦斯 含量 表 孔號 煤號 CH4含量 （ ml/g） 煤中自然瓦斯成分（％） 煤層埋深 （ m） 備注 CH4 CO2 N2 分帶 P26 9 沼氣帶 15上 沼氣帶 15下 沼氣帶 偏小 三 、 礦井目前瓦斯涌出情況 目前 ， 礦井 處于改擴建階段，且 開采煤層 處于 淺部 煤層 ， 煤層瓦斯含量低， 礦井瓦斯涌出量較小 。 一、礦井 煤層瓦斯基本參數(shù) 井下實際 測定 情況 《 瓦斯賦存規(guī)律階段報告 》 中 采用井下間接測定法測定 9和 15煤層瓦斯基本參數(shù)。 目前， 礦井處于改擴建階段，且 開采的煤層屬于淺部 煤層 ，因此，礦井瓦斯涌出量較小 。 其中西風井主要用于 9煤 各采區(qū)回風用，北風井用于 15煤 各采區(qū)回風用。 15煤 為 輕型綜采放頂煤工作面 ， 采高 ，采 2m，放 ， 工作面長度 為 140m， 日進尺 ，正規(guī)循環(huán)率為 ,年推進度 673m，下層回采率為 95%，放頂煤回采率為 75%。 第四節(jié) 礦井開拓與開采 一、 開拓方式 礦井現(xiàn)在采用斜井 —立井單水平開拓方式，有主斜井、副斜井、東回風斜井、北 進 風立井和西回風立井 5個井筒；開采水平標高 +950m，大巷基 15 本沿東西方向布置；現(xiàn)主要開采 9煤和 15煤，局部探采 6煤和 8煤。 表 122 煤層工業(yè)分析結(jié)果表 煤層 水分 Mad （ %） 灰分 Aad （ %） 揮發(fā)分 （ %） 硫 SQ （ %） 真比重 視比重 孔隙率 （ %） Vad Vdaf 9 15 煤塵爆炸性 根據(jù) 2021年 9月煤炭科學研究總院撫順分院對 XX煤礦 15煤層的 煤塵爆炸性 鑒定， 15煤層 煤塵爆炸性 鑒定結(jié)果 見表 123。中部煤層較薄，其南、北兩側(cè)由薄變厚，又趨變薄。最厚點為 14號孔，厚 5m，往東本兩測稍薄，井田內(nèi)厚度變化不大，穩(wěn)定可采。最厚點為 112號孔，厚 。含一層夾矸時，一般下分層厚度略大于上分層厚度。 （ 3） 9煤 位于太原組上部， K5砂巖（第一砂巖）上 3m左右，局部直接覆于 K5之上。煤厚 0～，平均 ， 107號孔尖滅。井田內(nèi)大面積不 11 可采，煤層厚度 0～ ，平均 。 （ 3）地表下沉率為采高的 60%左右。 四 、井田范圍和煤炭儲量 礦區(qū)東西寬 ，南北長 ～ ，形似玻璃罐頭 瓶，面積為。工業(yè)廣場高山水池 位于副井口 南 部 102m處，池底標高 1100m，水池容積 700m3。該礦有鐵路專用線可從井口直達 縣城 車站，而且井口有貨臺，鐵路全長 21km。 國務(wù)院關(guān)于預(yù)防煤礦生產(chǎn)安全事故的特別規(guī)定（國務(wù)院令 446號） 。 煤炭科學研究總院重慶研究院 根據(jù)專家提出的問題及建議進行了相應(yīng) 6 的修改設(shè)計，并進一步完善了原初步設(shè)計。 6mm螺旋焊縫鋼管， 預(yù) 抽和采空區(qū)采用 一套系統(tǒng)混合 抽采 。 2021年 12月 煤炭科學研究總院重慶研究院 向 XX煤礦提交了《 XXX煤化有限責任公司礦井瓦斯抽采工程 初步 設(shè)計 說明書》。 原 煤炭工業(yè)部《礦井瓦斯抽 放 管理規(guī)范》（ 1997） 。 《 XXX煤化有限責任公司礦井擴建可行性研究報告》（以下簡稱《擴建可行性研究報告》） 1 《山西省 XXX煤化有限責任公司 生產(chǎn)礦井地質(zhì)報告》。 二 、 地形地貌 井田位于陽泉構(gòu)造堆積盆地的西北部，屬黃土丘陵地貌，梁、峁比較發(fā)育，且平坦，溝谷多呈 “U”字形，僅東南、西南部有小面 積基巖出露，為上石盒子組地層。白家莊 220kV變電站為本地區(qū)的樞紐站，現(xiàn)安裝120MVA主變壓器 一 臺 及 150MVA主變壓器 一 臺， 四 回 220kV電源線路 ； XX35kV 9 變電站 主變壓器容量 2179。 表 112 各煤層煤炭儲量表 煤層號 能利用儲 量（萬 t） 保安煤柱儲量（萬 t） 采空區(qū)儲量 (萬 t) 暫不能利用儲量 (332) 小計 A 111b B 121b C 122b A 2M21 B 2S21 C 2S22 6 1025 28 191 243 1244 8 466 63 68 95 597 9 1358 6100 461 92 350 56 747 9164 11 277 764 2 83 307 1126 10 15 1584 7170 685 149 694 127 193 10602 15下 526 1565 1152 53 314 59 200 3669 總計 3468 15112 4553 294 1360 416 1199 845 26402 五 、礦井設(shè)計生產(chǎn)能力和服務(wù)年限 礦井 可采儲量 ，設(shè)計生產(chǎn)能力 將由 ，礦井服務(wù)年限為 。含煤地層總厚 ，煤層總厚 ，含煤系數(shù)為 ％。頂板為泥巖或砂質(zhì)泥巖，局部為粉砂巖或細粒砂巖。結(jié)構(gòu)簡單，以其明顯的高灰分有別于其他煤層。煤厚 ～ ，平均 。本 煤 層屬全井田穩(wěn)定可采煤層。底板為細粒砂巖，局部為砂質(zhì)泥巖。本 煤 層屬全井田穩(wěn)定可采煤層。結(jié)構(gòu)簡單，含夾矸 0～ 2層，一般 0～ 1層，巖性為泥巖或炭質(zhì)泥巖。局部受斷層影響傾角可達 19176。上、下山與礦井現(xiàn)有系統(tǒng)之間采用軌道、回風巷相 連接 。主采煤層為 9和 15煤層，二者間距 70m左右。 目前，礦井 實際回 風量為 東風井 5300m3/min，西風井 3600m3/min，共8900m3/min。 第 七 節(jié) 現(xiàn) 瓦斯 抽采站概況 XX煤礦目前建有地面瓦斯抽采站，安裝有兩臺 CBF410－ 2BV3型水環(huán)式真空泵，電機功率為 160kw，最大抽氣量為 130m3/min。 瓦斯放 散初速度： ； 煤的孔隙率： 測點 距地表垂深： 186～ 237m； 15煤層 ： 原煤瓦斯含量： ； 煤層瓦斯原始壓力： ～ ； 煤層對瓦斯的吸附性： 吸附常數(shù) a=， b=； 瓦斯放散初速度： ； 煤的孔隙率： 測點 距地表垂深： 236m。 根據(jù) 測 定的 結(jié)果 進行礦井瓦斯涌出量預(yù)測 與礦井 目前 開采水平內(nèi) 瓦斯涌出情況 基本符合，但 根據(jù) XX煤礦 詳查地質(zhì)報告， 礦井 瓦斯含量與埋藏深度成正比，即由淺到深逐漸增 大 。 根據(jù) XX煤 礦 煤層賦存情況及頂?shù)装鍘r性分析， 可采煤層影響范圍內(nèi)不可采鄰近煤層賦存不穩(wěn)定，根據(jù)經(jīng)驗，取 K1=， K2=。 9煤層 按工作面平均走向長度 2500m，工作面長度 160m， 工作面年推進度 1267m， 預(yù)抽時間 ， 因此設(shè)計 預(yù)抽率為 35%。 四、 掘進面 瓦斯抽采量預(yù)計 XX煤礦正常生產(chǎn)時配置 4個綜掘工作面，其中 9號煤層布置兩個掘進面， 15號煤層布置兩個掘進面，根據(jù)瓦斯涌出量預(yù)測，其掘進時瓦斯涌出量較大， 9號煤層每個掘進面的預(yù)抽量為 3m3/min， 15號煤層掘進工作面預(yù)抽量為 1m3/min。 為了既保證礦井安全生產(chǎn)，又能使抽采量保持長期穩(wěn)定，瓦斯抽采規(guī)模按 75m3/min設(shè)計，其中采空區(qū) 抽采 瓦斯量按 30m3/min設(shè)計 ， 則年抽采量為：