【正文】 按 λ、α判定本煤層瓦斯抽放可行性標(biāo)準(zhǔn)如表 215 所示。區(qū)井 （ 214） 式中： 井q —— 礦井瓦斯涌出量， m3/t； q 區(qū) i—— 第 i 生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量， m3/t； A0i—— 第 i 生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量， t； 39。min)，可按式 211 計(jì)算。 由此可得天禹煤礦的瓦斯可抽量為 萬(wàn) m3。 表 26 是 豐陽(yáng)煤礦 提供的近年來(lái)在井下直接測(cè)定的瓦斯含量資料，從表中可知： 豐陽(yáng)煤礦 在埋深小于 300m區(qū)域瓦斯含量小于 ， 在埋深 300~400m區(qū)域瓦斯含量小于 ，埋深在 500m以下區(qū)域瓦斯含量多數(shù)不超過(guò) 。本次進(jìn)行鑒定時(shí)，煤的堅(jiān)固性系數(shù)按照 《煤和巖石物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)定方法第 12 部分：煤的堅(jiān)固性系數(shù)測(cè)定方法》（ GB/） 進(jìn)行煤樣采集及測(cè)試。/t） 瓦斯壓力 （ MPa） W1 21031 下副巷外段距揭煤點(diǎn) 40m（ 1孔），取樣深度 18m 75 W2 21031 下副巷外段距揭煤點(diǎn) 70m（ 2孔），取樣深度 25m 74 W3 21031 下副巷外段距甩車場(chǎng) 260m（ 3孔），取樣深度 19m 90 W4 21031 下副巷外段距甩車場(chǎng) 260m 上幫（ 4孔），取樣深度 20m 62 W5 21031 下副巷外段距甩車場(chǎng) 200m（ 5孔），取樣深度 21m 40 W6 21031 下副巷里段迎頭（ 6孔），取樣深度 16m 42 W7 21031 下副巷里段迎頭（ 7孔），取樣深度 24m 38 從瓦斯含量（全組分）測(cè)定結(jié)果來(lái)看，二 1 煤層瓦斯含量為 ~,最大瓦斯含量未超過(guò)臨界值 8m3/t。以深則瓦 斯含量高，屬瓦斯富集區(qū)。 （ 二 ） 煤的化學(xué)性質(zhì) 二 1 煤原煤水份（ Mad）平均為 %~%，平均為 %，為低水分煤；原煤灰份 (Ad)為 ~%，平均為 %，為中灰煤。傾向 340186。礦區(qū)及周邊鄰近構(gòu)造較復(fù)雜，以斷裂為主，多數(shù)為 NE 向張性正斷層，少數(shù)為壓扭性逆斷層及東西向張扭性正斷層。 ① 七煤段 由田家溝砂巖底至八煤地表砂巖底，厚 m。為本區(qū)主要可采煤層。 永龍?zhí)煊恚?登封）煤業(yè)有限公司瓦斯抽放工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 2 頁(yè) 共 61 頁(yè) 圖 11 天禹 煤礦交通位置示意圖 地質(zhì)概況 礦井地層 本區(qū)為丘陵地形，基巖 為新近系覆蓋 。 賦存于山西組下部的二 1 煤層和下石盒子組上的五 3 煤層為主要可采煤層，本礦井的開(kāi)采對(duì)象為二 1 煤層。21′44″。煤層僅一 1 煤偶見(jiàn)可采點(diǎn)，其余均不可采。底部為灰綠色紫斑泥巖及淺灰色中粗粒砂巖，俗稱砂鍋窯砂巖，為區(qū)內(nèi)主要標(biāo)志層。 上石盒子組與下伏石盒子組為整合接 觸 四、新近系（ Q） 以角度不整合覆蓋于下伏各時(shí)代地層之上。該斷層走向 70~90186。 （ 2）五 3 煤層 賦存于石盒子組中部全區(qū)發(fā)育，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，大部可采，結(jié)合郭溝井田煤層發(fā)育情況，屬穩(wěn)定煤層，下距二 1 煤層 240 m，下距寒武系灰?guī)r m。目前井下布置有 21031 采煤工作面， 21021 采煤工作面和 21061 掘進(jìn)工作面。 直接法測(cè)定煤層瓦斯含量即利用煤層鉆孔采集原始煤體煤芯，用解吸法直接測(cè)定煤層瓦斯解吸量。 表 22 二 1 煤層瓦斯壓力測(cè)定 地點(diǎn) 標(biāo)高（ m） 鉆孔傾角（度） 方位角（度） 終孔深度（ m） 封孔深度(m) 表壓力（ MPa） 21031 下副 巷外段水倉(cāng)處硐室（ 1） 55 30 170 17 14 21031 下副巷外段水倉(cāng)處硐室（ 2） 45 30 220 17 21061 下副巷密閉外（ 3） 50 50 265 25 22 21061 下副巷密閉外（ 4） 75 35 135 35 26 永龍?zhí)煊恚?登封）煤業(yè)有限公司瓦斯抽放工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 11 頁(yè) 共 61 頁(yè) 煤的 瓦斯吸附常數(shù) 測(cè)定 煤的甲烷吸附常數(shù)的測(cè)定是在等溫吸附儀上進(jìn)行的 ， 該實(shí)驗(yàn)采用壓力法進(jìn)行測(cè)定。礦井 周圍礦井多為小煤礦，由于小煤礦人員更替頻繁，瓦斯地質(zhì)資料保存不全 ，煤與瓦斯突出資料不全。 礦井瓦斯可抽量 為計(jì)算礦井的瓦斯可抽量，需首選確定礦 井的瓦斯抽采率。 其中：采區(qū)巷道預(yù)排瓦斯影響系數(shù) K3 依據(jù)《礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法》（ AQ101820xx）附錄 D 中規(guī)定，采用長(zhǎng)壁后退式回采時(shí)， K3 按照式 28 計(jì)算。 011)1 4 4 0(AqAqkqniiniii ???????掘采‘區(qū) （ 213） 式中： 區(qū)q —— 生產(chǎn)采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量， m3/t； k′—— 生產(chǎn)采區(qū)內(nèi)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)； iq采 —— 第 i 個(gè)回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量， m3/t； Ai—— 第 i 個(gè)回采工作面的日產(chǎn)量， t； iq掘 —— 第 i 掘進(jìn) 工作面絕對(duì)瓦斯涌出量， m3/min； A0—— 生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量， t。 （ 2）礦井絕對(duì)瓦斯涌出量達(dá)到以下條件的： ① 大于或等于 40m3/min； ② 年產(chǎn)量 ~ 的礦井，大于 30m3/min； ③ 年產(chǎn)量 ~ 的礦井， 大于 25m3/min； ④ 年產(chǎn)量 ~ 的礦井，大于 20m3/min； ⑤ 年產(chǎn)量小于或等于 的礦井，大于 15m3/min。d ） 容易抽放 10 可以抽放 ～ 10～ 較難抽放 永龍?zhí)煊恚?登封）煤業(yè)有限公司瓦斯抽放工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 24 頁(yè) 共 61 頁(yè) 3 瓦斯抽采方法 抽采方法選擇 抽采方法選擇依據(jù) 選擇瓦斯抽采方法應(yīng)兼顧合法性、合理性、經(jīng)濟(jì)性，根據(jù)煤層賦存條件、瓦斯來(lái)源、巷道布置、時(shí)間配合、瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)、瓦斯利用要求等因素經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。眾所周知，加強(qiáng)通風(fēng)是處理瓦斯的最有效方法，而當(dāng)瓦斯涌出量大于通風(fēng)所能解決的瓦斯涌出量時(shí)就應(yīng)當(dāng)采取抽放瓦斯措施，對(duì)于局部區(qū)域的瓦斯超限（如上隅角等），采用通風(fēng)方法可能無(wú)法解決瓦斯問(wèn)題或采用通風(fēng)方法不合理時(shí)，也必須采取瓦斯抽放措施。 生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 生產(chǎn)采區(qū)內(nèi)瓦斯涌出量除了回采工作面和掘進(jìn)工作面瓦斯涌出外，還包括采區(qū)內(nèi)已采區(qū)域采空區(qū)瓦斯涌出。 圖 21 礦井瓦斯涌出構(gòu)成關(guān)系圖 回采工作面的瓦斯涌出量 礦井主采二 1 煤層，平均煤厚 。/t； W3— 受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放的圍巖瓦斯儲(chǔ)量，萬(wàn) m3，實(shí)測(cè)或按下式計(jì)算： W3=K（ W1+W2） （ 25） 永龍?zhí)煊恚?登封）煤業(yè)有限公司瓦斯抽放工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 16 頁(yè) 共 61 頁(yè) K— 圍巖瓦斯儲(chǔ)量系數(shù)，一般取 K=～ 。 從煤的堅(jiān)固性系數(shù)和 瓦斯放散初速度 測(cè)試結(jié)果來(lái) 看，天禹煤礦煤質(zhì)松軟，單從煤體結(jié)構(gòu)來(lái)看，已經(jīng)具備了發(fā)生突出的條件。嚴(yán)格執(zhí)行 AQ104720xx（《煤礦井下煤層瓦斯壓力的直接測(cè)定方法》）的有關(guān)規(guī)定測(cè)定煤層瓦斯壓力。煤層瓦斯含量是煤層瓦斯的主要參數(shù)。井田范圍內(nèi)共有資源儲(chǔ)量二 1煤 萬(wàn)噸，可采儲(chǔ)量 萬(wàn)噸；礦井主采二 1煤層，井田面積為 ，平均厚度為 。煤層底板標(biāo)高為 +450~650 m，煤層埋深 60~1070 m，煤厚 ~ m，平均 m，南部和西部厚度較大，煤層厚度變化標(biāo)準(zhǔn)差為 ，變異系數(shù)為 22%，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不含夾矸。該斷層在礦區(qū)及附近 由 570 5803 孔和地表露頭控制，已基本查明。九煤地表砂巖為灰、灰綠色中 ~粗粒砂巖，厚 。 （ 2） 下統(tǒng)下 石盒子組（ P1x） 由 砂鍋窯砂巖底至田家溝砂巖底，厚 ， 本組以 中上部地層在本區(qū)淺部遭受剝蝕，僅在中東部保留該組及其上部的上石盒子組。 ① 下部灰?guī)r段：自太原組底至 L4 灰?guī)r頂，由石灰?guī)r（ L1~L4）、煤層（一 一 一 一 4）及泥巖砂質(zhì)泥巖組成。52′14″，北緯 34176。 天禹 煤 礦 所處的登封地區(qū)屬于豫西強(qiáng)變形三軟煤層高突瓦斯帶，為煤與瓦斯突出礦區(qū)。 二、石炭系（ C） （ 1）中統(tǒng)本溪組（ C2b） 以淺灰色鋁質(zhì)泥巖為主，具有鮞狀及豆?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，含黃鐵礦結(jié)核及團(tuán)塊，局部呈層狀。 本組底部為灰、深灰色中、細(xì)粒砂巖和煤層（二 1 煤層底板砂巖），夾泥質(zhì)條帶，具波狀層理和交錯(cuò)層理，為本組與太原組分界砂巖。其上為灰 ~灰白色砂巖、灰 ~紫紅色泥巖、砂巖泥巖，局部發(fā)育 3~5 層灰褐、灰黃色硅質(zhì)泥巖，是七煤段良好標(biāo)志。 （ 1）新莊斷層（郭 F2） 永龍?zhí)煊恚?登封）煤業(yè)有限公司瓦斯抽放工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 5 頁(yè) 共 61 頁(yè) F2 斷層位于本區(qū)西北邊界，正斷層，區(qū)域延伸長(zhǎng)度大于 區(qū)內(nèi)延伸長(zhǎng)度約 。落差 0~。 （三） 煤類 由前述可知，二 1 煤浮煤揮發(fā)份（ Vdaf）為 %，煤中氫元素含量（ Hdaf）為 %，依據(jù)《中國(guó)煤炭分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》，本區(qū)二 1 煤應(yīng)為貧煤。 屬于瓦斯礦井，在 +60m水平以下深部瓦斯含量相對(duì)較高，應(yīng)按高瓦斯礦井管理。間接法是井下確定煤層瓦斯含量的重要方法，在已知煤層瓦斯壓力、煤的瓦斯吸附常數(shù)時(shí)，由公式（ 21）計(jì)算煤層瓦斯含量： ?? PMMbPabPW adad 11001001 d ???????? （ 21） 式中 ： W—— 煤層 瓦斯含量， m3/t； P—— 煤層瓦斯壓力， MPa； a—— 吸附常數(shù)，煤的極限吸附量， m3/t； b—— 吸附常數(shù)， MPa1； Mad—— 煤中水分含量， %； 永龍?zhí)煊恚?登封）煤業(yè)有限公司瓦斯抽放工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 10 頁(yè) 共 61 頁(yè) Ad—— 煤中灰分含量， %； π —— 煤的孔隙 率 ， %； ? —— 煤的容重（視密度） ， t/m3。煤的瓦斯放散初速度越大，煤層的突出危險(xiǎn)性越大。天禹礦煤層厚 度低于豐陽(yáng)煤礦，所以瓦斯含量要低于豐陽(yáng)煤礦，根據(jù)這一賦存規(guī)律，可以推斷，在相同埋藏深度條件下，天禹煤礦的瓦斯含量要低于鄰近的豐陽(yáng)煤礦。統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)法則要求被預(yù)測(cè)的工作面在開(kāi)采方法、煤層賦存條件、瓦斯地質(zhì)條件與樣本工作面相同或相似，否則，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率難以保證。 依據(jù)式 2式 211 及表 29 所列數(shù)據(jù)計(jì)算掘進(jìn)工作面煤壁瓦斯涌出量為： ???????? ?? 1203 VLD V qq =表 29 掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量預(yù)測(cè)參數(shù)取值表 參數(shù) 取值 取值依據(jù) D 依據(jù)（ AQ101820xx）中附錄 B（按中 厚 煤層）： D=2m0， m0：開(kāi)采層厚度 V 掘進(jìn)速度一般在 150m/月左右計(jì)算 w0 見(jiàn)本報(bào)告 ，本次測(cè)定的最大值 L 300 按瓦斯涌出量穩(wěn)定的巷道極限長(zhǎng)度，約為 300m （ 2）掘進(jìn)落煤的瓦斯涌出量 掘進(jìn)巷道落煤的瓦斯涌出量采用式 212 計(jì)算。 天禹煤礦 已開(kāi)采多年， 在進(jìn)行礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)時(shí)要考慮已開(kāi)采區(qū)的影響，并且礦井的煤 層厚度變化大，采空區(qū)遺煤必然較多 。鄰近礦井 透氣性系數(shù)為 (MPa2178。據(jù)天禹煤礦礦井初步設(shè)計(jì)資料，天禹煤礦礦井服務(wù)年限為 11 年，瓦斯抽采量可穩(wěn)定在 2m3/min 以上，因此礦井抽采系統(tǒng)應(yīng)選擇地面固定瓦斯抽采系統(tǒng)。 ??????? niiniiiAAqkq101039。 （ 1）掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量 掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量采用式 210 計(jì)算。 根據(jù) 天禹煤礦 二 1 煤層的實(shí)際情況，采煤工作面瓦斯預(yù)抽率設(shè) 計(jì)為 30%，礦井瓦斯抽放率設(shè)計(jì)為 30%。 永龍?zhí)煊恚?登封）煤業(yè)有限公司瓦斯抽放工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 13 頁(yè) 共 61 頁(yè) 表 25 豐陽(yáng)煤礦二 1 煤層地勘瓦斯含量測(cè)值匯總表 序號(hào) 鉆孔 /地點(diǎn) 采樣深度 （ m） 甲烷成分 （ %） 瓦斯含量 （ ml/） 評(píng)價(jià) 結(jié)果 1 6701 不合格 2 6303 4 合格 3 6501 合格 4 6502 合格 5 6705 合格 6 6602 合格 7 6505 合格 8 6901 合格 9 6902 合格 10 6706 合格 豐陽(yáng)煤礦的煤厚在 0~15m，煤厚 變化大； 天禹 煤礦的煤厚 ~，平均煤厚 左右，從煤厚的角度看，天禹煤礦的瓦斯賦存比 豐陽(yáng)煤礦穩(wěn)定 。它反映的是單位質(zhì)量的煤被破壞所消耗能量的大小，即煤體是否容易被破壞而發(fā)生突出。 測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表 21。 本礦井位于郭溝井田的西部，根據(jù)《河南省登封煤田郭溝井田勘探地質(zhì)報(bào)告》，二 1 煤層在 ~，瓦斯成分以甲烷為主，由 淺 至深甲烷約占?xì)怏w成分為 ~%，一笛膜在 85%以上，次為氮?dú)夂投趸?；瓦斯含量?%~%m3/，平均 %m3/， 其變化和成分變化永龍?zhí)煊恚?登封）煤業(yè)有限公司瓦斯抽放工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 7 頁(yè) 共 6