【正文】 3 式中 Wk－礦井瓦斯儲量，萬 m3； W1－可采層的瓦斯儲量總和，萬 m3； W1 ???ni iixA1 11 A1i－礦井每一個可采煤層的煤炭儲量，萬 t； n－礦井可采煤層數(shù)； X1i－礦井每一個可采煤層的瓦斯含量， m3/t； W2－可采煤層采動影響范圍內的不可采鄰近煤層的瓦斯儲量總和，萬 m3； W2 ???mi ii xA1 22 A2i－可采煤層采動影響范圍內的每一個不可采鄰近煤層的煤炭儲量，萬 t； X2i－可采層采動影響范圍內的每一 個不可采鄰近煤層的瓦斯含量， m3/t； m—可采層采動影響范圍內的不可采煤層數(shù)； W3－圍巖瓦斯儲量，萬 m3。 七一煤礦開采 3煤層 ， 設計布置 1個綜采工作面， 3個掘進 工作 面， 年產(chǎn)煤炭 900kt/a。 目前二采區(qū)為礦井主要生產(chǎn)采區(qū) ， 三采區(qū)為準備采區(qū) 。產(chǎn)動物化石。深灰色，黑灰色。常相變?yōu)槟鄮r或砂質泥巖。偶夾炭質泥巖或薄煤層。局部常相變?yōu)槟鄮r、砂質泥巖。產(chǎn)植物葉片與碎片化石。偶夾泥巖與砂質泥巖薄層。頂部為薄煤層（4號），厚0～ 0. 40 m， 不穩(wěn)定。粉末狀。根據(jù)井田內村莊、河流煤柱較多的特點，地層單位單層厚度（m）柱狀巖 石名 稱巖 性 描 述山西組煤層標志層編號0 ～0 . 8 75 . 7 9 ～2 0 . 3 21 3 . 6 2 ～2 9 . 8 81 . 5 0 ～2 . 6 6( )0 ～1 5 . 5 3( )2 . 1 4 ～7 . 2 00 . 6 0 ～2 2 . 3 80 . 3 0 ～1 3 . 3 71 . 7 0 ～1 1 . 3 70 ～3 . 7 00 ～0 . 4 5K65K733上2太原組煤砂質泥巖細粒砂巖砂質泥巖煤中細粒砂巖煤泥 巖細粒砂巖砂質泥巖砂質泥巖石灰?guī)r中粒砂巖煤細粒砂巖灰～深灰色。 礦井開拓與開采 煤炭儲量及礦井生產(chǎn)能力 七一煤礦礦井瓦斯抽方工程初步設計 7 七一煤礦目前井田范圍由 12 個拐點座標組成，分別是 1 至 12 點。 3＃煤層瓦斯成分為氮氣～二氧化碳帶、氮氣～瓦斯帶及瓦斯帶。該煤層層位穩(wěn)定，厚度變化不大，屬較穩(wěn)定煤層。煤層中下部常含夾矸一層，厚 ～，一般 ～ ，巖性為泥巖及砂質泥巖。樞紐波裝起伏不平。長度 ，北斷軸向北東 16176。 地質構造 井田位于沁水盆地東翼中段，晉－獲褶斷帶和武鄉(xiāng)－陽城凹褶帶之間。 襄垣渠東上王郭莊米家坪南偏橋小黃巖土橋上上莊王莊八里莊施家?guī)X狐燕窩官道爐溝天倉東王橋倉土南里信北里信東曲里東北陽東關南關崔家莊小郝溝西城莊大 郝溝東嶺土合東寧靜濁漳堡底堡后東岸底付北向村刑村岸底南河池巖南底橋頭太平東李村東岳廟西李村南峰付村西北陽西源西王橋大黃莊甘村濁漳十字道張家莊渠街夏店鎮(zhèn)下峪 興莊崔村王家莊趙家莊向家莊化巖嶺上峪港里 東南上西關北傀橋馬嶺垴新莊西川西河底北關南源九莊西垴頭苗家?guī)X東垴頭楊家溝小垴馬前頭夏莊董家?guī)X榆林西嶺北莊董家莊南凹中南付家溝合漳蒲池劉家莊陳家?guī)X南郡西源九龍濁漳史家?guī)X大平河口北馬喊翼家?guī)X陽澤河石灰窯桑家河上豐趙家煙南娥長畛韓村楊家嘴鄂家煙閣老凹北底石峪撥溝七里腳郝家溝路家溝韓家溝南姚大西嶺賈垴 馮村石樓郝村青南善福崔家莊西故縣南橋煙莊里店上 紅土坡有龍嘴強計梨樹巖段堡肖家垛石墅東嶺東邯鄲河曲濁漳寨上和家坡馬安山郭家墻梁莊豐曲寨溝 水碾水碾溝碰窯頭觀巖白楊嶺上良北下良下良李廟坡杏林坪河水史南鋪北姚北河史屬杜村王村下廟史北后王溝垴上進士街送返夏教胡巖官草地任莊梨岸邊徐陽北趙家?guī)X西南坪叢城崔家?guī)X石泉前王家溝南馬域富家河王家?guī)X西石李家?guī)X東城溫家莊大池趙家坡西底申家?guī)X暖泉蔡橋返頭峰巖赤壁東坡底黃樓北種家?guī)X馬家東嶺東坡楊桃高崖上西洞上東嶺祝家?guī)X（白堰底）姬家溝陽坡趙村 后灣虎亭鎮(zhèn)坡底石板溝煤礦上良煤礦故縣煤礦七一煤礦花寶溝煤礦三荊溝煤礦 圖 11 礦區(qū)交通位置圖 自然地理 地 形、地貌及河流 襄垣縣境內地勢西北及東部高，中南部低，山地占總面積的 %，丘陵地占%，多分布在西北部，平川地占 %，多分布在中南部。設計的具體內 容為 ： 七一煤礦瓦斯賦存情況 、 瓦斯 抽放的可行性及必要性、 瓦斯 抽放方法的確定、瓦斯抽放 量預計等進行詳細闡述； 地面永久 瓦斯抽放 泵房土建工程設計； 瓦斯抽放管網(wǎng)、 瓦斯抽放 鉆場與鉆孔參數(shù)設計； 瓦斯抽放 系統(tǒng)的設備、儀器、儀表及附屬裝置選型及安裝設計； 地面抽放站總平面布置及給供電、排水、通訊及安全監(jiān)測輔助設施； 瓦斯抽放 管理及安全措施； 技術經(jīng)濟分析； 設備清冊與工程投資概算； 安裝及施工圖紙繪制。 二、任務來源 沈陽研究院受 七一 煤礦的委托，承擔了 “ 七一煤礦地面永久瓦斯抽放工程初步設計 ”任務。 為此，七一煤礦研究決定，建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)，對礦井進行瓦斯抽放，降低回風流瓦斯?jié)舛?，確保礦井安全生產(chǎn)。 六 、 瓦斯抽放工程設計簡介 本次設計主要包括《 瓦斯 抽放工程設計說明書》、《 瓦斯 抽放工程機電設備和器材清冊》、《 瓦斯 抽放工程設計概算書》和 瓦斯 抽放工程施工圖紙等四部分。 榆黃公路位于井田東部，距工業(yè)場地 ，進場公路已建成通車，區(qū)內尚有簡易公路；國鐵太焦線襄垣站距礦井 ，交通方便，見圖 11 交通位置圖。 地質特征與煤層賦存 地層 井田內大部為第四系黃土覆蓋，根據(jù)夏店勘探區(qū)詳查地質資料，現(xiàn)將區(qū)內地層由老至新簡述如下：奧陶系中統(tǒng)峰峰組（ O2f）；石炭系中統(tǒng)本溪組（ C2b）；石炭系上統(tǒng)太原組（ C2t）；二疊系下組山西組（ P1s）；二疊系下統(tǒng)下石盒子組（ P1X）；二疊系上統(tǒng)上石盒子組（ P2S）；第四系（ Q）。 回轅村向斜：北部自回轅村東向南經(jīng)坪上村、西嶺、韓堡、桃樹林西，南田樟村東止。西翼較陡，東翼較平緩。 （ 2） 3＃煤層 煤層穩(wěn)定，厚度 ～ ，平均 。煤層頂板為泥巖，厚 ～，一般 。在淺部存在一個瓦斯風化帶，深部大片地段瓦斯含量大于 10ml/。根據(jù)煤塵爆炸性試驗結果，火焰長度 25 ㎜，巖粉用量 50％，3＃煤層煤塵有爆炸危險性；根據(jù)自燃傾向性試驗結果，自燃等級為 Ⅲ 類， 3＃煤層為不易自燃煤層。 七一煤礦礦井瓦斯抽方工程初步設計 8 圖 12 煤層綜合柱狀圖 七一煤礦僅布置一個生產(chǎn)水平，在煤層傾角較小時采用傾斜長壁開采，煤層傾角較大時布置下山采區(qū)、走向長壁開采。黑色。相變?yōu)槟鄮r。常為中粒砂巖或粉砂巖取代。底部偶夾炭質泥巖。中、下部砂巖具正粒序結構。致密塊狀。常為中粒砂巖，偶為粗粒砂巖或粉砂巖。產(chǎn)植物碎片化石。常為細粒砂巖。采區(qū)之間的開采順序采取先近后遠、由淺到深的原則，首采區(qū)為一采區(qū)。 七一煤礦礦井 瓦斯抽放工程 初步 設計 10 圖 13 七一 煤礦開拓巷道布置圖 七一煤礦礦井 瓦斯抽放工程 初步 設計 11 2 礦井瓦斯 涌出量預測 礦井瓦斯涌出量是礦井通風設計、瓦斯抽放和瓦斯管理必不可少的基礎參數(shù)，本次采用分源預測法對礦井瓦斯涌出量進行預測，該方法是根據(jù)煤層瓦斯含量，按礦井瓦斯主要涌出源 —回采（包括開采層、圍巖和鄰近層）、掘進及采空區(qū)瓦斯涌出量進行計算，從而達到預測工作面、采區(qū)瓦斯涌出量之目的。r) 瓦斯成分（ %） CH4 CO2 N2 二采區(qū)皮帶下山 ＋ 609 1005 工作面 ＋ 533 表 23 煤層瓦斯壓力與含量 測定 煤層 測定地點 標高（ m） 瓦斯壓力 (MPa) 煤層瓦斯原始含量 （ m3/t） 3 二采區(qū)皮帶下山 ＋ 609 1005 工作面 ＋ 533 1006 回風順槽 ＋ 490 七一煤礦礦井 瓦斯抽放工程 初步 設計 12 表 24 煤層瓦斯自然涌出特征及煤層透氣性系數(shù) 測定地點 標高（ m） 煤層透氣性系數(shù) （ m2/） 鉆孔自然瓦斯流量率減系數(shù) d1) 1006 回風順槽 ＋ 507 1006 回風順槽 ＋ 507 礦井瓦斯儲量 礦井瓦斯儲量是指在煤田開發(fā)過程中，能夠向開采空間排放瓦斯的煤巖層所賦存的瓦斯總量。 表 25 礦井瓦斯儲量計算表 煤 層 地質儲量 (萬 t) 最大瓦斯含量(m3/t) 瓦斯地質儲量 (萬 m3) 可抽瓦斯量 (萬 m3) 3 3248 151 929 153 1374 小計 5551 巖層 合計 七一煤礦瓦斯總儲量 ，可抽瓦斯量 。 鄰近層相對瓦斯涌出量 )( 101 1 iiini i xxkmmq ??? ??鄰 式中： 鄰q －鄰近層 噸煤瓦斯涌出量， m3/t； im －第 i 個鄰近層厚度， m； 1m －開采層的開采厚度， m； ix0 －第 i 鄰近層的原始瓦斯含量， m3/t； ix1 －第 i 鄰近層的殘存瓦斯含量， m3/t； ik －第 i 鄰近層瓦斯排放系數(shù)，根據(jù)開采煤層與鄰近層之間距離、 開采層頂?shù)装鍘r性等關系選取 。單位時間單位面積暴露煤壁泄出的瓦斯量（煤壁瓦斯涌出速度）隨著煤壁暴露時間的延長而降低。 表 28 煤巷掘進工作面瓦斯涌出量 煤層 月掘進量 (m) 巷道斷面 (m2) 瓦斯含量 (m3/t) 瓦斯涌出量 (m3/min) 3 綜掘 450 10 七一煤礦礦井 瓦斯抽放工程 初步 設計 18 采區(qū)瓦斯涌出量預測 生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量系采區(qū)內所有回采工作面、掘進工作面（巷道）和生產(chǎn)采空區(qū)瓦斯涌出量之和，按下式計算： inini iii AqAqKq01 1144039。 表 31 礦 井瓦斯涌出量構成預測結果 礦井總涌出量 (m3/min) 掘進面涌出量 (m3/min) 采空區(qū)涌出量 (m3/min) 回采面涌出量 (m3/min) 掘進面所占比例（ %） 采空區(qū)所占比例（ %） 回采面所占比例（ %） 表 32 工作面瓦斯涌出量構成預測結果 工作面 采面總涌出量 (m3/min) 本層涌出量 (m3/min) 采空區(qū)及鄰近層涌出量 (m3/min) 本層占比例（ %） 采空區(qū)及鄰近層占比例（ %） 20xx 工作面 注：采空區(qū)瓦斯包括圍巖與鄰近層瓦斯。三采區(qū)作為準備采區(qū)，在掘進工作和以后的回采工作中 靠通風方法稀釋 工作面瓦斯比較困難且不合理， 按照 “先抽后采 ”的方針，應采用抽放。 從資源利用和環(huán)保角度看抽放瓦斯的必要性 瓦斯是一種優(yōu)質潔凈能源，將抽出的瓦斯加以利用，可變害為利，改善能源結構，保護環(huán)境，取得顯著的經(jīng)濟和社會效益。d 左右。 瓦斯抽放方法概述 回采工作面瓦斯來源及構成 根據(jù) 工作面瓦斯涌出量構成預測結果（詳見，表 32），工作面瓦斯一部分來源于開采層的煤壁和落煤解吸的瓦斯，另一部分來源于采空區(qū)丟煤解吸的瓦斯和圍巖、鄰近層涌出的瓦斯。 鄰近層瓦斯抽放 鄰近層瓦斯抽放就是通常所說的卸壓層瓦斯抽放。 根據(jù) 3煤層 煤層賦存條件和巷道布置情況， 七一 煤礦 可采用頂板 高位鉆孔 、 斜交鉆孔法 、采空區(qū)埋 管法等抽放方法 治理現(xiàn)采空區(qū)及鄰近層瓦斯 。 表 41 斜向鉆孔技術參數(shù)表 鉆孔 類別 鉆孔與巷道夾角（ 176。聚氨酯封孔采用卷纏藥液法及鉆孔內封孔管結構，見 圖 42。抽放管伸入上隅角長度及位置應根據(jù) 實際抽放效果，不斷調整，得到合理的參數(shù)。 （ 2）插管與主管的連接與管理 由于采空區(qū)密封性較差，瓦斯?jié)舛炔粫撸⑶也▌雍艽?，為確保整個抽放系統(tǒng)的瓦斯不低于安全濃度以下，所以插管與主管連接處必須設閥門，節(jié)流孔板和濃度檢測口，以便于及時檢測抽出的瓦斯?jié)舛取⒘髁俊?β3 1