【正文】 采空區(qū)工作面回風巷進風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 順層鉆孔進風巷煤層回風巷采空區(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，設計 9 號煤綜采面預抽率為 35%，預抽時間為 ～ 年， 15 號煤綜采面預抽率為 40%，預抽時間為 1～ 2 年，段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設計 第五章 通風與安全 煤炭工業(yè)石家莊設計研究院 178 預抽時間隨著煤層瓦斯含量增加而增加。密閉墻厚度不小于 1m，四周掏槽深度不小于 。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，預抽與邊采邊抽、邊掘邊抽相結(jié)合的綜合抽采瓦斯方法。 對采掘工作面、主要機電設備硐室、瓦斯?jié)舛纫壮薜攸c，設置瓦斯自動報警儀。 第三節(jié) 降溫措施及設備選型 本礦井 屬地溫正常區(qū)，正常情況下不會產(chǎn)生熱害。 礦井通風負壓 礦井摩擦阻力、局部阻力和自然風壓之和為 礦井通風負壓 。 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量為 20m3/s。 ④ 按風速 驗算 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，回采工作面風量應滿足： 15Sc≤Q 采 ≦ 240Sc 經(jīng)驗算，?。?采 ＝ 。 掘進工作面通風：實行獨立通風，配備軸流式局部扇風機，采用壓入式通風。 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計 第五章 通風與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設計研究院 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，當采用通風解決瓦斯困難時，即時對 15煤層采取抽采措施。 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。 W0—— 煤層原始瓦斯含量， m3/t。 K2 （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。 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。 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，本次設計按高瓦斯礦井進行 設計。燃，15 號煤層 CH4 含量為 )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。 段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設計 第五章 通風與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設計研究院 153 礦井瓦斯涌出量預測結(jié)果見表 5－ 1－ 13。根據(jù)我國其他預抽瓦斯礦井實際抽采瓦斯情況的統(tǒng)計分析 ， 預抽 1 年的預抽率可達 25%，預抽兩年的預抽率可達 40%。 在礦井生產(chǎn) 20 年時，在井田的深部潘溝村附近新打一立井，作為深部回風井。 則： Q 采 =100= m3/min =段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設計 第五章 通風與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設計研究院 159 ② 按同時工作的最多人數(shù)計算 Ｑ 采 ＝ 4Ｎ＝ 450＝ 200 m3/min 式中 N—— 回采工作面同時工作的最多人數(shù)， 50 人 。 則 Q 掘 = 100 =② 按炸藥使用量計算 Q 掘 =（ Ajb ） /（ tc ） 式中 Q 掘 —— 掘進工作面需風量 ， m3/min； Aj —— 掘進工作面一次爆破的最大炸藥用量， m3/min，取 5kg； B—— 每公斤炸藥爆破后生成的當量 CO 量， m3/kg，取 ； T—— 通風排煙時間， min，取 25； C— — 爆破并經(jīng)通風排煙后允許人員繼續(xù)回掘進工作面工作的 CO 濃度，?。?。s2／ m4； L —— 井巷長度， m； P —— 巷道凈周長， m； S —— 巷道凈斷面積， m2； Q —— 井巷中通風的風量， m3／ s。 防止漏風與降低風阻的措施 漏風會使井下有效風量減少，增加風機無效 電耗 ，導致井下氣候、衛(wèi)生和安全生產(chǎn)條件惡化，因此必須加強通風管理，對井下通風構(gòu)筑物除正確選擇位置，保證施工質(zhì)量外，還要加強日常維修，嚴格管理制度，對采空區(qū)必須及時封閉，合理布置進、回風巷的相互位置，對其之間的聯(lián)絡巷不用時要及時密閉。 （ 2）采掘工作面、硐室、使用的機電設備安設地點、有人作業(yè)的地點，都應納入檢查范圍。 三、 瓦斯抽放 根據(jù) 20xx 年 8 月煤炭科學研究總院重慶研究院編制的 《 壽陽縣段王煤化有限責任公司礦井瓦斯抽采工程初步設計 》 ， 本 礦井相對瓦斯涌出量為 ，絕對瓦斯涌出量為 ，瓦斯涌出量大， 單用通風方法 難以解決瓦斯問題，因此， 根據(jù)有關(guān)規(guī)定，建立瓦斯抽采 系統(tǒng)。加強采空區(qū)密閉對全封閉采空區(qū)瓦 斯抽采是個必要條件，提高采空區(qū)的氣密性可防止漏氣，保持必要的抽采瓦斯?jié)舛群头乐褂凶匀純A向煤層因漏氣進氧而發(fā)生采空區(qū)發(fā)火。 （二）抽采參數(shù) 抽采率 抽采率根據(jù)煤層可抽性及抽采時間確定。 （三） 抽采系統(tǒng) 礦井目前在地面建有一套固定瓦斯抽 采系統(tǒng)，安裝 CBF4102BV3 型水環(huán)真空泵 2臺，一臺運行，一臺備用，電機功率 160kW，最大抽采量 130m3/min。 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 巷每隔 30m用聯(lián)絡巷連通，當工作面推進到聯(lián)絡巷時，沿聯(lián)絡巷頂板敷設一段瓦斯抽采管，并在管口設木垛保護，工作面推過聯(lián)絡巷后，密閉聯(lián)絡巷，開始抽采采空區(qū)瓦斯。相鄰兩組鉆場之間的間距為 280m。 加強通風管理，在 主要進、回風巷之間的每個聯(lián)絡巷中，必須砌筑永久性風墻，需要使用時，必須安設 2 道聯(lián)鎖的正向風門和 2 道反向風門 ，掘進工作面局扇應裝設三專一閉鎖設施，保證局扇可靠運轉(zhuǎn)。此外，隨著礦井的開拓開采，井下排水會使地下水的循環(huán)加快，也能對井下作業(yè)場所起到較好的降溫作用。 （二） 礦井通風等積孔 計算 本礦井采用分區(qū)通風，各風井風機 等積孔采用以下公式計算： A = / h 式中 A—— 通風等積孔， m2； Q —— 各風機風量， m3/s； h —— 各風機的負壓， Pa。S 掘 經(jīng)驗算，掘進工作面風量為 20m3/s 時，其 風速符合《煤礦安全規(guī)程》第一百零一條的規(guī)定。 （ 1） 9 煤掘進工作面配風量計算 ① 按瓦斯涌出量計算 Q 掘 = 100q 掘 K d 式中 Q 掘 —— 掘進工作面需風量 ， m3/min； q 掘 —— 掘進工作面瓦斯絕對涌出量 （風排量） ， 。 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，礦井所需風量按以下兩種方法分別計算，并取其中的最大值。 由于本次計算中煤層瓦 斯含量是按平均瓦斯含量來計算，在礦井淺部開采時，瓦斯含量會小于平均瓦斯含量，開采深部時瓦斯含量將大于平均瓦斯含量。 根據(jù)預測，當?shù)V井采至深部，產(chǎn)量達到 ，礦井絕對瓦斯涌出量將達 到 ，遠大于 40m3/min。 9煤綜掘工作面瓦斯涌出量 : q3= 602430 300?? ( )=； q4=(2+4 ) 602430 300?? (2 160/24/30/300 25 00 ?)=； q 掘 ＝ +＝ 。 (W0－ Wc) 式中 K1—— 圍巖瓦斯涌出系數(shù)，根據(jù)頂板管理方法查表選取； K2—— 工作面丟煤系數(shù)，用回采率的倒數(shù)來計算； 段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設計 第五章 通風與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設計研究院 146 9煤層 12 ??K 15煤層 12 ??K K3—— 采區(qū)內(nèi)準備巷道預排瓦斯對開采層瓦斯涌出影響系數(shù)； L hLK 23 ?? L—— 回采工作 面長度； h—— 掘進 巷道 預 排 等值 寬度， m， 根據(jù)煤種查表選取， h＝ 13m； 9煤層 1321603 ????K 15煤層 1321403 ????K m—— 開采層厚度， m； M—— 工作面采高， m； W0—— 煤層原始瓦斯含量， m3/t； Wc—— 運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； 回采工作面基本情況見表 5－ 1－ 5，預測結(jié)果見表 5－ 1－ 6。 （五）地溫 本次補充勘查中測試了 D D D10 號 3 個鉆孔的簡易井溫測量，測溫資料結(jié)果本區(qū)為無熱害區(qū)。 瓦斯放散初速度： ； 煤的孔隙率： 測點距地表垂深： 186～ 237m。 屬高瓦斯礦井。但對照 20xx 年礦井地質(zhì)報告提供的瓦斯含量試驗成果，可以看出， 9 號煤層瓦斯含量前者高于后者， 15 號煤層基本接近，說明瓦斯抽放設計所采用的數(shù)據(jù)及得出的結(jié)論對礦井而言是偏于安全的。 15煤回采工作面相對瓦斯涌出量 q＝ (+)＝ ； 絕對瓦斯涌出量＝ 1400/1440=。 采區(qū)瓦斯涌出量預測一覽表 表 5－ 1－ 12 煤層 采 區(qū) 工作面瓦斯涌出量 m3/t 掘進瓦斯涌出量 m3/min 采 區(qū) 日產(chǎn)量 (t) 瓦斯涌出量 備注 相對量 m3/t 絕對量m3/min 9 XX采區(qū) 4000 15 XX采區(qū) 1740 注： 日產(chǎn)量 5740t（ ） ,2 個綜采工作面， 4 個綜掘 工作面。 礦井抽采瓦斯的目的是為了降低煤層瓦斯含量，為煤炭開采提供安全生產(chǎn)環(huán)境。 二、風井數(shù)目、位置、服務范圍及時間 風井數(shù)目及位置 本礦井為升級改造性質(zhì)，井田東西 最 寬 ，南北 最 長 ，面積 ，為高 瓦斯礦井。 （ 2） 9 煤準備工作面風量計算 根據(jù)瓦斯抽采初步設計， 9 號煤層回采工作面需進行預抽，預抽期 ～ 年，抽采率為 35%。 S 掘 ≤ Q 掘 ≤ 4 ② 9 號煤五采區(qū) 總風量： 120m3/s，各用風地點分配如下： 回采工作面： 44m3/s； 準備工 作面： 22m3/s； 掘進工作面： 220=40 m3/s； 采區(qū)變電所： 3m3/s； 其它地點： 11m3/s； ③ 15 號煤七采區(qū) 總風量： 99m3/s，各用風地點分配如下： 回采工作面： 26m3/s； 段王煤化公司礦井機械化升級改造初步設計 第五章 通風與 安全 煤炭工業(yè)石家莊設計研究院 164 準備工作面： 13m3/s； 掘進工作面： 220=40