【正文】 3/min,其中抽采瓦斯量為5m3/min。表341 瓦斯抽采前后涌出量預(yù)測(cè)對(duì)比名稱抽采前瓦斯涌出量（m3/min）抽采后瓦斯涌出量（m3/min）9煤層15煤層9煤層15煤層回采工作面掘進(jìn)工作面生產(chǎn)采區(qū)全礦井由于本次計(jì)算中煤層瓦斯含量是按平均瓦斯含量來計(jì)算，在礦井淺部開采時(shí)，瓦斯含量會(huì)小于平均瓦斯含量，開采深部時(shí)瓦斯含量將大于平均瓦斯含量。；礦井絕對(duì)瓦斯涌出量＝（4000+1740）/1440=。表316 掘進(jìn)工作面基本情況一覽表煤層煤層厚度（m）密度（t/m3）揮發(fā)分（%）巷道斷面（m2）巷道長(zhǎng)度（m）掘進(jìn)速度（m/min）瓦斯含量（m3/t）9250015122500注：礦井的綜掘速度為300m/月。 W0—煤層原始瓦斯含量，m3/t；Wc—運(yùn)出礦井后煤的殘存瓦斯含量，根據(jù)煤的揮發(fā)分查表選取，m3/t。表311 綜采工作面基本情況一覽表煤層埋藏深度（m）煤層厚度（m）采高（m）工作面長(zhǎng)度(m)平均日產(chǎn)量(t)地質(zhì)構(gòu)造情況備注9472m左右1603600無(wú)大構(gòu)造15540m左右1401400無(wú)大構(gòu)造9煤層q1＝(－)＝；絕對(duì)涌出量＝3600/1440=；15煤層q1＝(－)＝；絕對(duì)涌出量＝1400/1440=表312 綜采工作面瓦斯涌出預(yù)測(cè)結(jié)果一覽表煤層相對(duì)涌出量（m3/t）絕對(duì)涌出量（m3/min）備注915注:殘存瓦斯含量根據(jù)煤的揮發(fā)分查表選??；根據(jù)可采煤層特征表確定鄰近層相對(duì)瓦斯涌出量。礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法主要有兩種：分源預(yù)測(cè)法和礦山統(tǒng)計(jì)法。本瓦斯抽采系統(tǒng)一次設(shè)計(jì)，分期實(shí)施。WK——可抽瓦斯量，Mm3；WNC——預(yù)計(jì)年最大抽采量，Mm3。從安全的角度考慮，應(yīng)該抽采的瓦斯量為： ΔI≥I－IP式中 ΔI—為保證通風(fēng)安全所需抽采的瓦斯量，m3/min； I — 礦井瓦斯涌出量，m3/min； Ip — 通風(fēng)所能允許的瓦斯涌出量，m3/min。9煤層一個(gè)回采工作面的瓦斯抽采量為：q＝＝20m3/min15煤層一個(gè)回采工作面的瓦斯抽采量為：q＝＝取15煤層一個(gè)回采工作面的瓦斯抽采量為10m3/min。表221 XX煤礦瓦斯儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果表煤層瓦斯含量(m3/t)煤炭地質(zhì)儲(chǔ)量(Mt)圍巖及不可采煤層含量系數(shù)瓦儲(chǔ)儲(chǔ)量(Mm3)備 注6 K1=K2=89 11 15 15下 合計(jì)第三節(jié) 可抽瓦斯量概算可抽瓦斯量是指瓦斯儲(chǔ)量中在當(dāng)前技術(shù)水平下能被抽出的最大瓦斯量，其計(jì)算下：W抽＝Wk目前，礦井已經(jīng)開采深度為250m左右，因此，、15煤層平均瓦斯含量，本次設(shè)計(jì)中以地質(zhì)勘探時(shí)期P26孔瓦斯含量作為礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)的基本依據(jù)。根據(jù)XX煤礦詳查地質(zhì)報(bào)告，礦井煤層瓦斯含量與埋藏深度成正比，即由淺到深逐漸增大。供排水系統(tǒng)、避雷系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)將與新瓦斯抽采站統(tǒng)一重新設(shè)計(jì)。2007年礦井瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果為：，；，為高瓦斯礦井。三、采煤方法與頂板管理礦井?dāng)U建后，主采煤層仍為9和15煤層，根據(jù)煤層賦存情況，頂?shù)讕r性、開采現(xiàn)狀、各煤層煤質(zhì)及產(chǎn)量配比情況，確定9煤層采用走向長(zhǎng)壁一次采全高綜采采煤法，15煤層采用走向長(zhǎng)壁輕型綜采放頂煤采煤法，頂板管理方式采用全部垮落法。首采煤層為9煤和15煤，9煤和15煤各布置一個(gè)工作面達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量。柱狀陷落發(fā)育?？刹擅簩犹卣饕姳?21?！?。（5）15煤位于太原組下部，大部分地段K2下石灰?guī)r為其直接頂板，局部頂板為泥巖?？刹蓞^(qū)主要分布于東部，可采面積約12km2，占全井田面積近2/3。東部合并區(qū)的西部由北往南，煤層漸薄，合并區(qū)東部112號(hào)孔最薄，往南北兩測(cè),煤層漸厚，最厚點(diǎn)為39號(hào)孔。底板為粉砂巖或細(xì)粒砂巖。本煤層屬局部可采的不穩(wěn)定煤層。9煤以瘦煤、貧煤為主，少量焦煤；8煤為瘦煤、貧瘦煤；11號(hào)煤以貧瘦為主，次為瘦煤；15煤以貧瘦煤為主，次為貧煤；15下煤為貧煤、貧瘦煤。六、地表塌陷情況根據(jù)XX煤礦對(duì)地表塌陷情況的監(jiān)測(cè)，地表下沉各參數(shù)如下：（1）15煤：；9煤：煤厚4m左右，傾角6～12176。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(tái)及150MVA主變壓器一臺(tái)，四回220kV電源線路；XX35kV變電站主變壓器容量28MVA，35kV電源一回引自白家莊220kV變電站，導(dǎo)線LGJ－150，另一回引自平頭110kV變電站，導(dǎo)線LGJ－185，輸電距離4km，目前最大負(fù)荷約8000kW。二、地形地貌井田位于陽(yáng)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?！禭XX煤化有限責(zé)任公司礦井?dāng)U建可行性研究報(bào)告》（以下簡(jiǎn)稱《擴(kuò)建可行性研究報(bào)告》）1《山西省XXX煤化有限責(zé)任公司生產(chǎn)礦井地質(zhì)報(bào)告》。原煤炭工業(yè)部《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》（1997）。2007年12月煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院向XX煤礦提交了《XXX煤化有限責(zé)任公司礦井瓦斯抽采工程初步設(shè)計(jì)說明書》。為了保證礦井安全生產(chǎn)，并為礦井盡快達(dá)產(chǎn)創(chuàng)造有利條件，XX煤化有限責(zé)任公司決定對(duì)現(xiàn)礦井瓦斯抽采系統(tǒng)進(jìn)行改擴(kuò)建，并于2007年10月委托煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院進(jìn)行礦井瓦斯抽采系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。一、編制設(shè)計(jì)的依據(jù)原煤炭工業(yè)部《礦井抽放瓦斯工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（MT9501896）（1997）?！禭X煤礦煤層瓦斯賦存規(guī)律及瓦斯抽放優(yōu)化研究項(xiàng)目階段報(bào)告》（以下簡(jiǎn)稱《瓦斯賦存規(guī)律階段報(bào)告》）?？h內(nèi)各鄉(xiāng)村之間均有簡(jiǎn)易公路，交通極為方便。礦井兩回35kV電源主供電源引自白家莊220kV變電站，備用電源（帶電備用）引自XX35kV變電站。表112　各煤層煤炭?jī)?chǔ)量表煤層號(hào)能利用儲(chǔ)量（萬(wàn)t）保安煤柱儲(chǔ)量（萬(wàn)t）采空區(qū)儲(chǔ)量(萬(wàn)t)暫不能利用儲(chǔ)量(332)小計(jì)A111bB121bC122bA2M21B2S21C2S226　　1025 　　28 191 243 1244 8　　466 　　63 68 95 59791358 6100 46192 350 56 747 　9164 11　277 764 2 83 　307 1126 151584 7170 685 149 694 127 193 　10602 15下526 1565 1152 53 314 59 　200 3669 總計(jì)3468 15112 4553 2941360 416 1199845 26402 五、礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限?？刹擅簩佑?115下6層，％。底板為砂質(zhì)泥巖，局部為中、細(xì)粒砂巖。頂板為泥巖，局部為炭質(zhì)泥巖。西部分叉區(qū)由南往北煤層由薄漸厚，規(guī)律明顯。（4）11煤位于太原組中上部，K4石灰?guī)r為其直接頂板，～。本煤層在井田內(nèi)尚未開采。（6）15下煤位于太原組底部，上距15，下距K1砂巖約14m，是本井田的最下一層可采煤層。本煤層屬全井田穩(wěn)定可采煤層。井田內(nèi)斷層較少，均為近東西走向的正斷層，落差2～35m。礦井共劃分六個(gè)采區(qū)，上、下組煤各三個(gè)采區(qū)。15煤各采區(qū)之間的開采順序?yàn)椋航ň陂g開采3采區(qū)，投產(chǎn)后先采七采區(qū)，后采八采區(qū)。鑒定時(shí)生產(chǎn)能力為60萬(wàn)t/a，月均日產(chǎn)量為2140t。為了統(tǒng)一管理新、老瓦斯抽采泵站，原瓦斯抽采泵站的瓦斯泵房，泵房?jī)?nèi)的瓦斯管路系統(tǒng)，原泵房外的防爆防回火裝置，吸空管，排氣管和變壓器將保留。瓦斯含量換算成原煤瓦斯含量，則9，15。因此，根據(jù)XX煤礦煤層賦存情況、礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造及周邊礦井15煤層實(shí)際賦存情況，地質(zhì)勘探時(shí)期15，15，原煤瓦斯含量分別為：9，基本符合礦井深部瓦斯含量真實(shí)情況。由于無(wú)其它煤層瓦斯含量數(shù)據(jù)，11煤層距9煤層較近，因此取9煤層的瓦斯含量值作為其鄰近煤層的瓦斯含量，經(jīng)計(jì)算，說明XX煤礦的瓦斯儲(chǔ)量較為豐富。15煤層按工作面平均走向長(zhǎng)度2500m，工作面長(zhǎng)度140m，工作面年推進(jìn)度673m，預(yù)抽時(shí)間2年，預(yù)抽率為40%計(jì)算。則礦井總抽采量為:Q=20+10+5+2+3+3+1+1+30=75m3/min 六、按通風(fēng)能力計(jì)算礦井瓦斯抽采量礦井年抽采量需根據(jù)采掘工程計(jì)劃安排來確定，按照每個(gè)采區(qū)應(yīng)當(dāng)抽采的瓦斯量或?qū)嶋H所能達(dá)到的抽采量來計(jì)算礦井年抽采瓦斯量。抽采系統(tǒng)服務(wù)年限按下式計(jì)算：　　　　 N＝ （24）式中　N——抽采系統(tǒng)服務(wù)年限，年。為保證煤層預(yù)抽效果及瓦斯安全利用，設(shè)計(jì)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(duì)獨(dú)立。第三章　礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)根據(jù)《礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法》（AQ10182006，國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局）?；夭晒ぷ髅婊厩闆r見表311，預(yù)測(cè)結(jié)果見表312。表315 回采工作面瓦斯涌出預(yù)測(cè)結(jié)果一覽表回采工作面不均衡系數(shù)相對(duì)涌出量（m3/t）絕對(duì)涌出量（m3/min）備注9煤回采工作面15煤回采工作面二、掘進(jìn)工作面相對(duì)瓦斯涌出預(yù)測(cè)掘進(jìn)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?jī)刹糠纸M成，其絕對(duì)瓦斯涌出量按下式確定：q掘＝q3＋q4 （35）式中　q掘—掘進(jìn)工作面絕對(duì)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(jìn)巷道斷面積，m2；V—巷道平均掘進(jìn)速度，m/min；γ—煤的密度，t/m3。15煤綜掘工作面瓦斯涌出量：q3=12()=；q4=(23+4)(2)=；q掘＝+＝。第三節(jié)　礦井瓦斯涌出量 （310） 式中：q井—礦井相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t； q區(qū)i—第i個(gè)生產(chǎn)采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t； A0 i—第i個(gè)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″= 。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(cè)公式中，再減去掘進(jìn)時(shí)的瓦斯抽采量、回采時(shí)邊采邊抽和采空區(qū)瓦斯抽采量，則計(jì)算結(jié)果見表3－4－1，各回采工作面、掘進(jìn)工作面、采區(qū)和礦井瓦斯涌出量前后瓦斯涌出量對(duì)比見表3－4－1。歷史上礦井瓦斯相對(duì)涌出量最大為： m3/t，絕對(duì)涌出量為： m3/min，大于25m3/min。在此背景上又發(fā)育著次一級(jí)的褶曲，如南張芹向斜、潘溝背斜、放馬溝向斜，褶曲軸向呈東西向展布，兩翼多不對(duì)稱，向斜北翼陡南翼緩，背斜軸部開闊，傾角平緩。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(dá)到抽采目的。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。鉆場(chǎng)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(jī)的外型尺寸及鉆桿長(zhǎng)度而定。圖5－2 開采層瓦斯抽采順層鉆孔布置方式示意圖全封閉采空區(qū)是指工作面已采完封閉的采空區(qū)，也稱老采空區(qū)。尾巷插管抽采法是在回采工作面的排瓦斯尾巷安裝瓦斯抽采管，排瓦斯尾巷與回風(fēng)巷每隔30m用聯(lián)絡(luò)巷連通，當(dāng)工作面推進(jìn)到聯(lián)絡(luò)巷時(shí)，沿聯(lián)絡(luò)巷頂板敷設(shè)一段瓦斯抽采管，并在管口設(shè)木垛保護(hù)，工作面推過聯(lián)絡(luò)巷后，密閉聯(lián)絡(luò)巷，開始抽采采空區(qū)瓦斯。鉆孔長(zhǎng)度在130m以上，保持30m以上的超前距。首采面處于淺部煤層，煤層瓦斯含量低，由于首采面采掘關(guān)系接替較緊張，首采面在掘進(jìn)時(shí)在掘進(jìn)工作面后方向煤層打預(yù)抽鉆孔，預(yù)抽時(shí)間暫定為3個(gè)月，在首采面試采時(shí)需加強(qiáng)對(duì)瓦斯的監(jiān)測(cè)，當(dāng)通風(fēng)難以解決瓦斯時(shí)，就增加預(yù)孔密度，相應(yīng)延長(zhǎng)瓦斯預(yù)抽時(shí)間。開采解放層后會(huì)對(duì)9煤層起到卸壓作用，從而增大9煤層的透氣性，提高9煤層的抽采率。五、抽采參數(shù)監(jiān)測(cè)對(duì)抽采管路、鉆孔的抽采負(fù)壓、瓦斯?jié)舛?、抽采量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過分站進(jìn)入礦井環(huán)境監(jiān)測(cè)(調(diào)度)系統(tǒng)。機(jī) 型 ZY1250鉆孔深度 m200終孔直徑 mm65/75鉆桿直徑 mm50鉆孔傾角20176。初期預(yù)抽量為30m3/min純瓦斯，主要用于9煤工作面預(yù)抽。按照大管徑流速取大值、小管徑流速取小值，管路系統(tǒng)較長(zhǎng)者流速取小值、管路系統(tǒng)較短者流速取大值的原則選取經(jīng)濟(jì)流速。經(jīng)計(jì)算預(yù)抽系統(tǒng)直管阻力損失計(jì)算結(jié)果見表613。為了便于管路系統(tǒng)負(fù)壓的調(diào)節(jié)，掌握各抽采地點(diǎn)瓦斯抽出量、瓦斯?jié)舛鹊淖兓闆r以及保證管網(wǎng)系統(tǒng)的正常抽采，設(shè)計(jì)時(shí)在各主、干、支管路上已考慮分別安設(shè)閥門、流量計(jì)和放水器。支架間距為3m，管路安裝時(shí)應(yīng)設(shè)置可靠的防滑裝置。瓦斯抽采設(shè)計(jì)總規(guī)模為75m3/min，采用一次設(shè)計(jì)，分