【正文】 9煤 層 15煤層 9煤層 15煤層 回采工作面 掘進工作面 生產(chǎn)采區(qū) 全礦井 （二）地溫預(yù)測 根據(jù)鉆孔地溫簡易測試結(jié)果，本井田屬地溫正常區(qū)。根據(jù)我國其他預(yù)抽瓦斯礦井實際抽采瓦斯情況的統(tǒng)計分析 ， 預(yù)抽 1 年的預(yù)抽率可達 25%，預(yù)抽兩年的預(yù)抽率可達 40%。 段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設(shè)計 第五章 通風(fēng)與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 154 （ 2）瓦斯抽采的可行性 目前段王煤礦測得的 9號煤百米鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)為 ? ＝ ，透氣性系數(shù)為 ?? m2/，此煤層為低透氣性煤層，屬于較難抽采煤層。 段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設(shè)計 第五章 通風(fēng)與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 153 礦井瓦斯涌出量預(yù)測結(jié)果見表 5－ 1－ 13。 段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設(shè)計 第五章 通風(fēng)與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 151 掘進工作面瓦斯涌出量預(yù)測一覽表 表 5－ 1－ 11 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 （ 3） 采區(qū)瓦斯涌出量 預(yù)測 根據(jù)采區(qū)布置，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。 )12(04 ???? vLqvDq 式中： q4—— 煤壁瓦斯涌出量， m3/min； D—— 巷道斷面內(nèi)暴露煤面的周邊長度， m。 ? ??? ???? ni iicioi MmWWq 12 ? 式中 mi— 第 i 鄰近層煤層厚度， m； M— 工作面采高， m； W0i— 第 i 個鄰近層煤層原始瓦斯含量， m3/t； Wci— 第 i 個鄰近層煤層殘余瓦斯含量， m3/t； ηi— 第 i 個鄰近層瓦斯排放率，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)查表選取。燃，15 號煤層 CH4 含量為 為此， 段王煤礦于 20xx 年 8 月委托 煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院編制 了 《壽陽縣段王煤化有限責(zé)任公司礦井瓦斯抽采段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設(shè)計 第五章 通風(fēng)與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 145 工程初步設(shè)計 （修訂版） 》 。 煤與瓦斯突出 段王煤礦目前未做煤與瓦斯突出鑒定，同時該礦提交的各種資料說明該礦目前尚未發(fā)生過煤與瓦斯突出動力現(xiàn)象，本次設(shè)計按高瓦斯礦井進行 設(shè)計。 礦井各區(qū)域瓦斯分布不均勻，瓦斯含量隨著煤層埋藏深度的增加而增加。 鄰近礦井瓦斯等級鑒定結(jié)果表 表 5－ 1－ 1 礦井 名稱 年度 CH4 CO2 瓦斯 等級 文件號 絕對涌出量（ m3/min） 相對涌出量（ m3/t） 絕對涌出量（ m3/min） 相對涌出量（ m3/t） 天泰 20xx /（技改） /（ 技改） 高 晉煤安發(fā) [20xx]2030 百僧莊 20xx 低 晉煤安發(fā) [20xx]734 北河坡 20xx 低 晉煤安發(fā) [20xx]986 本井田瓦斯賦存情況 （ 1） 20xx 年 6 月由山西地寶能源有限公司編制的《生產(chǎn)礦井地質(zhì)報告》提供的對井田內(nèi) P26 號孔煤芯取樣分析結(jié)果，見表 5－ 1－ 2。可燃質(zhì) ) 自然瓦斯成分 煤層號 總計 CH4 CO2 N2 C2C8 CH4 CO2 C2C8 % % % % 6 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 9 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 11 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 15 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 15 下 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 礦井瓦斯涌出量 根據(jù) 20xx 年 12 月 19 日 山西省煤炭工業(yè)局 “ 晉煤安發(fā) 【 20xx】 2030 號 《 關(guān)于 20xx年度年產(chǎn) 30 萬噸及以上煤礦礦井瓦斯等級和二氧化碳涌出量鑒定結(jié)果的批復(fù)》文件 ” ，段王煤 礦 20xx 年 度 瓦斯鑒定結(jié)果見表 5－ 4－ 4。 （三） 煤的自燃 發(fā)火傾向性 根據(jù)測試結(jié)果， 井田內(nèi) 6 號煤層自燃傾向性等級為 Ⅰ ~Ⅱ 類，屬 容易自燃～自燃 ； 9號煤層自燃傾向性等級為 Ⅰ ~Ⅲ 類，以自燃、不易自燃為主，局部為容易自燃； 11 號煤層自燃傾向性等級為 Ⅱ ~Ⅲ 類，屬 自燃～不易自燃 ； 15 號煤層自燃傾向性等級為 Ⅰ ~Ⅲ類，以不易自燃、自燃為主，局部為容易自燃； 15 下 號煤層自燃傾向性等級為 Ⅲ 類，屬不易自燃 煤層。 需要說明的是，由于瓦斯抽放設(shè)計編制在前，礦井地質(zhì)報告編制在后，設(shè)計所采用的煤層瓦斯含量為 20xx 年《生產(chǎn)礦井地質(zhì)報告》提供的瓦斯樣數(shù)據(jù)。 K2 把 q1 和 q2 的計算結(jié)果代入式： q 采 ＝ q1＋ q2 中 ,考慮到瓦斯涌出的不均衡性，因此瓦斯涌出量還需乘以不均衡系數(shù) Kn，取 Kn 為 ,計算結(jié)果見表 5－ 1－ 9。 W0—— 煤層原始瓦斯含量， m3/t。 9煤層采區(qū)相對瓦斯涌出量 / m i )( 3???????區(qū)q 絕對瓦斯涌出量 ＝ 4000/1440= 3/min。 ② 礦井絕對瓦斯涌出量大于 15m3/min，年產(chǎn)量等于或小于 40 萬 t； 礦井絕對瓦斯涌出量大于 20m3/min，年產(chǎn)量等于或小于 60 萬 t： 礦井絕對瓦斯涌出量大于 25m3/min，年產(chǎn)量等于或小于 100 萬 t； 礦井絕對瓦斯涌出量大于 30m3/min，年產(chǎn)量等于或小于 150 萬 t； 礦井絕對瓦期涌出量大于 40m3/min。 因此，雖然段王煤礦的煤層屬于較難抽采煤層，但采取適當(dāng)措施后，瓦斯抽采也是可行的。 礦井開采初期，由于開采淺部煤層，煤層瓦斯含量低，可抽采瓦斯量少，因此，在段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設(shè)計 第五章 通風(fēng)與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 155 淺部 15 號煤層暫不考慮進行瓦斯抽采，隨著向深部開采，加強瓦斯監(jiān)測，當(dāng)采用通風(fēng)解決瓦斯困難時，即時對 15煤層采取抽采措施。 段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設(shè)計 第五章 通風(fēng)與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 156 第二節(jié) 礦 井 通 風(fēng) 一、 通風(fēng)方式和通風(fēng)系統(tǒng) 根據(jù)礦井開拓布署及通風(fēng)現(xiàn)狀，設(shè)計礦 井采用分區(qū)式通風(fēng)系統(tǒng)，抽出式通風(fēng)方式，主斜井、進風(fēng)行人井、副斜井進風(fēng)，北風(fēng)井和西風(fēng)井回風(fēng)。 掘進工作面通風(fēng)：實行獨立通風(fēng)，配備軸流式局部扇風(fēng)機，采用壓入式通風(fēng)。 段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設(shè)計 第五章 通風(fēng)與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 158 則： Q 采 =100=② 按同時工作的最 多人數(shù)計算 Ｑ 采 ＝ 4Ｎ＝ 430＝ 120 m3/min 式中 N—— 回采工作面同時工作的最多人數(shù)， 30 人 ③ 按工作面溫度計算 Q 采 ＝ VcScK i＝ 214＝ m3/s 式中 Vc—— 回采工作面適宜風(fēng)速，取 2m/s Sc—— 回采工作面平均有效斷面， 14m2 Ki—— 工作面長度系數(shù)，取 根據(jù)以上計算，工作面需風(fēng)量取 43m3/s。 ④ 按風(fēng)速 驗算 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，回采工作面風(fēng)量應(yīng)滿足： 15Sc≤Q 采 ≦ 240Sc 經(jīng)驗算，?。?采 ＝ 。 則 Q 掘 = 415 = 60 m3/min = 1 m3/s 根據(jù)以上計算，取掘進工作面的需風(fēng)量為 20m3/s。 則 Q 掘 = 415 = 60 m3/min = 1 m3/s 根據(jù)以上計算，取掘進工作面的需風(fēng)量為 20m3/s。 回風(fēng)井筒： 北回風(fēng)井 (凈斷面積 ，有效斷面積按 )： 110m3/s， 風(fēng)速 ； 西回風(fēng)井 (凈斷面積 ， 有效斷面積按 ，梯子間封閉 )： 120m3/s， 風(fēng)速。 礦井通風(fēng)負(fù)壓 礦井摩擦阻力、局部阻力和自然風(fēng)壓之和為 礦井通風(fēng)負(fù)壓 。s2/m4） （ m） （ m） （ m2） （ m2） 3 （ m3/s） （ m3/s） 2 （ m/s） （ Pa） 1 主斜井 料石砌碹 120 63 50 2500 10 表土段 2 主斜井 錨噴 100 700 50 2500 95 基巖段 3 聯(lián)絡(luò)巷 錨噴 90 35 42 1764 8 4 機頭硐室繞道 錨噴 100 78 71 5041 59 5 機頭硐室巷道 錨噴 100 39 71 5041 29 6 090501 皮帶順槽 錨網(wǎng) 200 1100 44 1936 174 7 090501 綜采工作面 液壓支架 325 160 44 1936 48 8 090501 回風(fēng)順槽 錨網(wǎng) 180 1150 34 1156 98 9 聯(lián)絡(luò)巷 錨噴 90 25 34 1156 4 10 上組煤回風(fēng)巷 錨網(wǎng)噴 95 954 102 10404 386 11 上組煤總回風(fēng)巷 錨網(wǎng)噴 95 843 112 12544 411 12 西風(fēng)井 混凝土砌碹 120 252 130 16900 323 13 風(fēng)硐 混凝土砌碹 45 50 130 16900 43 小計 1300 局部阻力 (占 15%) 195 合計 1495 段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設(shè)計 第五章 通風(fēng)與安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 169 礦井生產(chǎn) 20a 時西風(fēng)井通風(fēng)負(fù)壓計算表 表 5－ 2－ 4 序號 巷道名稱 支護方式 摩擦阻力系數(shù) 井巷長度 斷面凈周長 凈斷面 S3 風(fēng)量 Q2 風(fēng)速 阻力（風(fēng)壓） 備注 α104 L P S Q v H （ N 第三節(jié) 降溫措施及設(shè)備選型 本礦井 屬地溫正常區(qū)，正常情況下不會產(chǎn)生熱害。 工作面回風(fēng)巷、掘進工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中瓦斯?jié)舛瘸^ %時，必須停止工作，段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設(shè)計 第五章 通風(fēng)與安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 172 撤出人員，采 取措施，進行處理。 對采掘工作面、主要機電設(shè)備硐室、瓦斯?jié)舛纫壮薜攸c，設(shè)置瓦斯自動報警儀。生產(chǎn)過程中必須 建立定時 維修、保護制度，確保設(shè)備、線路完好。因此，根據(jù)礦井的瓦斯賦存狀況、礦井開拓及抽采瓦斯的目的，結(jié)合抽采瓦斯方法的選擇原則，確定段王煤礦抽采瓦斯方法為以本煤層瓦斯抽采為主、采空區(qū)抽采（裂隙帶抽采）為輔，預(yù)抽與邊采邊抽、邊掘邊抽相結(jié)合的綜合抽采瓦斯方法。為提高瓦斯抽采效果，順層鉆孔采用 交叉鉆孔布置，即一半鉆孔沿工作面平行布置，另一半鉆孔與工作面呈一定夾角布置。密閉墻厚度不小于 1m，四周掏槽深度不小于 。抽采見圖 5－ 4－ 5。 采空區(qū)工作面回風(fēng)巷進風(fēng)巷抽放管路閥門抽放管路 支撐垛篩孔管木垛 圖 5－ 4－ 5 采空區(qū)埋管抽采示意圖 順層鉆孔進風(fēng)巷煤層回風(fēng)巷采空區(qū)頂板鉆孔采空區(qū) 圖 5－ 4－ 6 采空區(qū)裂隙帶瓦斯抽采方法示意圖 抽 采 時間 從保證回采工作面的安全需要，結(jié)合礦井采掘計劃安排，設(shè)計 9 號煤綜采面預(yù)抽率為 35%，預(yù)抽時間為 ～ 年， 15 號煤綜采面預(yù)抽率為 40%，預(yù)抽時間為 1～ 2 年，段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設(shè)計 第五章 通風(fēng)與安全 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 178 預(yù)抽時間隨著煤層瓦斯含量增加而增加。二期抽采系統(tǒng)建成后，原有預(yù)抽瓦斯抽采系統(tǒng)和原有采空區(qū)瓦斯抽采系統(tǒng)合為一套系 統(tǒng)：預(yù)抽瓦斯抽