【正文】 瓦斯涌出量(m3/min) 構(gòu)成比例(%) 礦井瓦斯抽放效果 石港煤礦礦井布置一個 15號煤回采工作面，布置二個 15號煤巷掘進(jìn)工作面，礦井瓦斯抽放量預(yù)測如下 : 15號煤回采工作面瓦斯抽放量 1） 15 號煤回采工作面本煤層瓦斯抽放量 15 號煤回采工作面本煤層 瓦斯抽放量按以下公式計算： Q 抽 1=K′ q0 n L247。 q3 （ 2） 掘進(jìn)工作面風(fēng)量 33 A、 按掘進(jìn)瓦斯涌出量計算 Q 掘 =100q 掘 K 掘通 式中： K 掘通 —— 掘進(jìn)工作面瓦斯涌出不均衡的風(fēng)量系數(shù)，掘 進(jìn) 取 ； q 掘 —— 掘進(jìn)工作面絕對瓦斯涌出量， m3/min。 則：∑ Q 硐 =120 1=120m3/min。 礦井風(fēng)量分配至兩個采區(qū)，兩采區(qū)現(xiàn)進(jìn)風(fēng)巷共四條，進(jìn)風(fēng)能力為18511m3/min，可滿足礦井正常生產(chǎn)的通風(fēng)要求；一、二采區(qū)回風(fēng)各一條，礦井 39 回風(fēng)大巷與二區(qū)回風(fēng)巷平行布置，兩采區(qū)現(xiàn)回風(fēng)巷相當(dāng)共四條，回風(fēng)能力為21168m3/min，可滿足礦井正常生產(chǎn)的通風(fēng)要求。 井巷工程量 井巷工程量表 巷道名稱 支護(hù)形式 凈斷面（ m2） 掘進(jìn)斷面（ m2） 長度（ m） 回風(fēng)立井 表土段：鋼筋混凝土 30 基巖段：混凝土 300 通風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷 錨噴 100 合計 430 工期 : 本礦井地面施工所必需的水源、電源、道路已經(jīng)具備，工業(yè)場地內(nèi)挖、填方量較小、井下已具備施工條件，制約因素較少，為加快施工進(jìn)度，井筒可采用返井鉆機配合施工，施工工期為 4個月。 主要安全措施 礦方必須加大瓦斯預(yù)抽工作及瓦斯預(yù)抽后的效果檢驗工作，必須達(dá)到“將煤層瓦斯含量降到 8 m3/t 以下，或?qū)⒚簩油咚箟毫档? MPa（表壓）以下”的要求后再進(jìn)行相應(yīng)的采掘工作，嚴(yán)格遵循不采突出面、不掘突出頭的原則。 方案Ⅱ缺點： （ 1）新建風(fēng)井工業(yè)廣場，改造費用超出方案一約 1000 萬左右。 41 15 號煤通風(fēng)容易時期阻力計算 序 號 井 巷 支架 α 104 P L S Q H V 名 稱 性質(zhì) N/s2/m4 (m) (m) (m2) (m3/s) (Pa) (m/s) 1 瓦斯管路井 料石碹 100 280 55 2 瓦斯管路巷 錨噴 80 1400 55 3 進(jìn)風(fēng)巷 錨噴 80 150 62 4 二區(qū)軌道巷 錨噴 80 750 5 工作面進(jìn)風(fēng)順槽 錨桿網(wǎng)錨索 100 800 6 回采工作面 液壓支架 330 13 100 12 7 工作面回風(fēng)順槽 錨桿網(wǎng)錨索 100 15 800 14 8 二區(qū)回風(fēng)巷 錨噴 70 30 9 回風(fēng)大巷 錨噴 70 13 50 65 10 回風(fēng)立井 混凝土 200 351 11 130 11 小計 12 附加風(fēng)阻 15% 13 合 計 15號煤通風(fēng)困難時期阻力計算 序 號 井 巷 支架 α 104 P L S Q H V 名 稱 性質(zhì) N/s2/m4 (m) (m) (m2) (m3/s) (Pa) (m/s) 1 瓦斯管路井 料石碹 100 280 55 2 瓦斯管路巷 錨噴 80 1400 55 3 進(jìn)風(fēng)巷 錨噴 80 150 62 4 軌道巷 錨噴 80 840 5 工作面進(jìn)風(fēng)順槽 錨桿網(wǎng)錨索 100 1300 6 回采工作面 液壓支架 330 13 100 12 7 工作面回風(fēng)順槽 錨桿網(wǎng)錨索 100 15 1240 14 8 回風(fēng)巷 錨噴 70 515 9 回風(fēng)大巷 錨噴 70 13 860 65 10 回風(fēng)立井 混凝土 200 351 11 130 11 小計 12 附加風(fēng)阻 15% 13 合 計 42 礦井等積孔 A=式中： A—— 等積孔， m2； Q—— 風(fēng)量， m3/s； h—— 風(fēng)壓， Pa。從礦井開拓部署及生產(chǎn)實際上分析，兩采區(qū)內(nèi)回采工作面走向長度為 1100m 左右，采長為 120m 左右，按月產(chǎn) 100kt 計算，工作面的月推進(jìn)長度約為 150m，每個工作面的開采時間為 6個月，按石港公司現(xiàn)掘進(jìn)隊組的配備及裝備，在 6 個月內(nèi)完全能準(zhǔn)備一個工作面，約需掘進(jìn) 2300m 煤巷（含工作面進(jìn)回風(fēng)順槽、切巷及準(zhǔn)備巷道）、 2200m 半煤巖巷（內(nèi)錯尾巷、走向高抽巷及系統(tǒng)巷、工作面后高抽巷）），所以一個采區(qū)生產(chǎn)、另一個采區(qū)準(zhǔn)備，能滿足礦井的正常生產(chǎn)。（ 1－ 40 %） =677m3/min； 因此，所選 局部通風(fēng)機 是合理的，按 局部通風(fēng)機 實際吸風(fēng)量計算掘進(jìn)風(fēng)量也是合理的。 K— 通風(fēng)系數(shù)； K 備 =； （ 1） 回采 工作面需要風(fēng)量 A、按瓦斯涌出量計算 根據(jù)前面對 15 號煤回采工作面瓦斯絕對涌出量預(yù)計 ，風(fēng)排瓦斯量 為， 其中：瓦斯尾巷配風(fēng)量為 800m3/min，瓦斯?jié)舛?%時可排出瓦斯800 % =16m3/min，其余 ＝ 。 Q 抽 4=K/t（實測） 礦井瓦斯涌出量 礦井瓦斯來源及涌出構(gòu)成 根據(jù) 2020 年 11 月河南理工大學(xué)編制的礦井瓦斯預(yù)測中結(jié)果：礦井瓦斯涌出量為 ，其中，回采工作面瓦斯涌出為 ，占全礦井瓦斯 28 涌出的 %；掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量為 ，占礦井總瓦斯涌出量的%；采空區(qū)瓦斯涌 出量約為 ；占礦井總瓦斯涌出量的 %。 綜掘工作面主要裝備有： S100 型綜合掘進(jìn)機、 SJ80 型可伸縮帶式輸送機、SGB620/40T 型刮板輸送機、 FBD系列對旋式局部扇風(fēng)機等掘進(jìn)設(shè)備。 采區(qū)新掘主要巷道斷面特征表 序 號 巷道名稱 煤巖別 支護(hù) 方式 巷道 凈寬 （ mm） 斷面積 （ m2） 鋪設(shè) 設(shè)備 凈 掘進(jìn) 1 膠帶巷 巖 錨噴 4200 膠帶 2 軌道巷 巖 錨噴 4400 軌道 3 回 風(fēng)巷 巖 錨噴 4400 瓦斯管 15 號煤上分層 回采工作面進(jìn)風(fēng)順槽：采用矩形斷面，錨桿、錨索、鋼帶、金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。 礦井后期開采 15號煤層 下分層時，設(shè)計初步選定 ZY5000/16/35 型支撐掩護(hù)式液壓支架 ， 支架參數(shù)：長 寬 =56001 420mm； 重量： ； 設(shè)計按此支架驗算礦井提升絞車。 19 L＝ 2727/ 15 ＝ （ m） ,取整數(shù)L=100m。 輔助運輸系統(tǒng) 混合提升 斜井 → 井底車場 → 一采區(qū)軌道巷 → 進(jìn)、 回風(fēng)順槽。 13 混合提升斜井井底設(shè)有煤倉，煤倉形式為直立式普通圓形煤倉，煤倉凈直徑為Φ ，垂深為 25m，煤倉的有效容量 750t；井底主要水倉設(shè)主倉、副倉，水倉有效容量為 1200m3；井下爆炸材料庫形式為壁槽式，可容納火藥 2500kg，雷管 5000 發(fā)，為獨立通風(fēng)硐室。采區(qū)劃分后，一采區(qū) 傾斜長 1517m，走向長 1850m，面積 ；二采區(qū)傾斜長 1390m，走向長 1578m, 面積 。 15 號煤層吸氧量為，自燃等級為 III類，屬不易自燃煤層。區(qū)域構(gòu)造為北北東向的單斜。 26′ 37″ 。 四、設(shè)計主要特點 根據(jù)河南理工大學(xué)預(yù)測的 15 號煤層瓦斯涌出量最大值進(jìn)行通風(fēng)參數(shù)計算，計算結(jié)果作為通風(fēng)系統(tǒng)改造的依據(jù)。 本設(shè)計針對石港公司通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了重點設(shè)計。 10′ 10″ — 37176。 根據(jù)中 華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》 GB18306 及《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》 GB500112020，本區(qū)建筑抗震設(shè)防烈度為 6度，設(shè)計基本地震加速度值為 ，設(shè)計地震分組為第三組。 瓦斯、煤層自燃發(fā)火傾向性及煤塵爆炸危險性 （ 1）瓦斯 9 根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局文件晉煤安發(fā) [2020]2030 號文件批復(fù)，石港煤礦2020 年礦井瓦斯等級鑒測結(jié)果為： CH4絕對涌出量為 ， CH4相對涌出量為 ， CO2相對涌出量為 ， CO2絕對涌出量為 ,批復(fù)等級為瓦斯突出礦井；根據(jù)陽煤通字 [2020]1034 號文件批復(fù)，石港煤礦 2020年礦井瓦斯等級鑒測結(jié)果為： CH4絕對涌出量為 ， CH4相對涌出量為， CO2相對涌出量為 ， CO2絕對涌出量為 ,批復(fù)等級為瓦斯突出礦井； 2020 年礦井瓦斯等級鑒測結(jié)果為： CH4 絕對涌出量為， CH4相對涌出量為 ， CO2相對涌出量為 ， CO2絕對涌出量為 ,批復(fù)等級為瓦斯突出礦井。 采區(qū)劃分 原設(shè)計全井田 15號煤層共劃分為一個采區(qū)，雙翼布置回采工作面，回采工作面推進(jìn)長度平均 1500m 左右。 90176。運輸順槽與軌道、膠帶巷相連；回風(fēng)順槽與回風(fēng)巷相連接，并與軌道巷相連接，回風(fēng)順槽與軌道巷之間設(shè)有兩道正反雙向風(fēng)門，形成采區(qū)完善的通風(fēng)、運輸、供電、排水系統(tǒng)。 回采工作面采煤設(shè)備 （ 1） 回采 工作面采高的選擇 設(shè)計按 15 號煤上分層煤厚 左右進(jìn)行采煤設(shè)備選型。 W=（ 6～ 8） h B L r cosΦ 式中： h—— 采高，取 3. 0m； r—— 巖石容重 ， 取 ； B—— 支護(hù)寬度， B=（液壓支架中心距）； L—— 從工作面煤壁到冒落頂板切斷處的長度，取 ； Φ —— 煤層傾角，取 7176。 達(dá)到設(shè)計生產(chǎn)能力時工作面特征表 生產(chǎn) 采區(qū) 回采工作面 掘進(jìn)工作面 礦井 生產(chǎn)能力 （ kt/a） 個數(shù) 裝備 采高 （ m） 長度 （ m） 年進(jìn)度 （ m） 年產(chǎn)量 （ kt） 個數(shù) 裝備 年掘進(jìn) 煤量 （ kt） 15號煤 一采區(qū) 1 綜采 3. 0 100 2525 933 3 2個炮掘 1個綜掘 28 961 巷道掘進(jìn) 24 巷道斷面及支護(hù)形式 現(xiàn)井下一采區(qū)準(zhǔn)備巷已經(jīng)形成，區(qū)內(nèi)不再增設(shè)主要巷道。巷道凈寬為 ，凈高為 ，沿 15 號煤層頂板掘進(jìn)。/Mpa2 q3K 礦通 式中： Q 總 —— 礦井總進(jìn)風(fēng)量， m3/min； N—— 井下同時工作的最多人數(shù)，按 99 人； K 礦通 —— 礦井通風(fēng)系數(shù)，取 則： Q 總 =4 991. 2＝ 475m3/min。 D、按風(fēng)速進(jìn)行驗算 按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，煤巷、半煤巖巷掘進(jìn)工作面風(fēng)速應(yīng)滿足： 15Sj≤Q 掘頭 ≤240Sj 式中： Sj—— 掘進(jìn)工作面巷道過風(fēng)斷面， m2，取 10。在同一采區(qū)生產(chǎn)、準(zhǔn)備銜接很緊張。 P （ 2）井巷工程量相對少，工期短（詳見方案經(jīng)濟(jì)比較表）。 采取“預(yù)防為主，防治結(jié)合、綜合治理”的措施預(yù)防火災(zāi)。將現(xiàn)回風(fēng)立井改為主要進(jìn)風(fēng)井，將瓦斯管井改造為獨立通風(fēng)系統(tǒng)。 結(jié)論 根據(jù)以上分析，礦井現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)中回風(fēng)立井井筒斷面偏小，風(fēng)速超限，不符合《煤礦安全規(guī)程》第 101 條規(guī)定；主 要通風(fēng)設(shè)備的通風(fēng)能力不足，不能滿足通風(fēng)富裕系數(shù) 倍以上的要求，故通風(fēng)系統(tǒng)需進(jìn)行改造。 礦井總進(jìn)風(fēng)量取整 13200m3/min，即 220m3/s。N 式中： Q 總 —— 掘進(jìn)工作面 總 需 風(fēng)量， m3/min； N—— 掘進(jìn)工作面 的最多人數(shù)，按 9人； Q 采 =4 9=36m3/min C、 按 局部通風(fēng)機 實際吸風(fēng)量計算 根據(jù)上述計算，掘 進(jìn) 工作面需風(fēng)量為 464m3/min，單巷掘進(jìn)，最遠(yuǎn)掘進(jìn)距離400m，采用直徑 1000mm 的軟風(fēng)筒送風(fēng) ， 局部通風(fēng)機的吸風(fēng)量按下式計算： Q 扇吸 =Q 掘 247。/min 礦井瓦斯抽放純量 石港公司礦井按一個 15 號煤回采工作面（考慮預(yù)抽區(qū)域工作面，取系數(shù)）；二個 15 號煤掘進(jìn)工作面瓦斯抽放和礦井采空區(qū)瓦斯抽放，預(yù)計礦井瓦斯抽放總量為： Q礦 = ++++=礦井風(fēng)排瓦斯量計算 礦井風(fēng)排瓦斯量為 =；回采工作面瓦斯風(fēng)排量最大為 。 L—— 預(yù)抽鉆孔長度 。 瓦斯等級鑒定結(jié)果 礦井名稱 年 份 絕對涌出量 (m3/min) 相對涌出量 (m3/t) 批復(fù)等級 石港煤礦 2020 突出礦井 2020 突出礦井 2020 突出礦井 煤層瓦斯基本參 數(shù) 2020 年 11 月河南理工大學(xué)編制了《山西石港煤業(yè)有限責(zé)任公司 15號煤層開采礦井瓦斯涌出量預(yù)測》報告資料。巷道凈寬為 ，凈高為 ，凈斷面為 ，掘進(jìn)斷面為 。M 根據(jù)回采工作面運煤設(shè)備的運輸能力，回采工作面運輸順