【正文】 出量 ＝ 1740/1440=表 321 采區(qū)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)一覽表 煤層 采 區(qū) 工作面瓦斯涌出量m3/t 掘進(jìn)瓦斯涌出量m3/min 采 區(qū) 日產(chǎn)量(t) 瓦斯涌出量 備注 相對(duì)量 m3/t 絕對(duì)量m3/min 9 XX采區(qū) 4000 XX采區(qū) 1740 注： 日產(chǎn)量 5740t（ ） ,2個(gè)綜采工作面， 4個(gè)綜掘 工作面。 根據(jù) XX 煤礦的實(shí)際情況，我們 XX 煤礦 瓦斯必要性進(jìn)行分析。 表 421 煤層瓦斯 抽采 難易程度表 抽采 難易程度 鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)? (d1) 煤層透氣性系數(shù) ? (m2/) 容易 抽采 10 可以 抽采 ～ 10～ 較難 抽采 目前 XX煤礦 測(cè)得的 9號(hào)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 38 層。 在煤巷掘進(jìn)工作面后 5m處的巷道兩幫各施工一個(gè)鉆場(chǎng)。 7． 抽采 方法應(yīng)有利于鉆場(chǎng)、鉆孔的施工和 抽采 系統(tǒng)管網(wǎng)的設(shè)計(jì)，有利于增加鉆孔的 抽采 時(shí)間。這些構(gòu)造，尤其是褶曲構(gòu)造可能會(huì)引起瓦斯的積聚，對(duì)煤層開(kāi)采帶來(lái)威脅，所以進(jìn)行 抽采 可以有效防止瓦斯的異常涌出，保證煤礦安全生產(chǎn)。 36 第四章 礦井 抽采 瓦斯必要性和可行性分析 第一節(jié) 礦井 抽采 瓦斯的必要性 根據(jù)原煤炭工業(yè)部 1997 年頒布的《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》第 9 條規(guī)定， 凡符合下列情況之一者必須建立瓦斯 抽 放 系統(tǒng)，開(kāi) 展瓦斯 抽 放 工作： （ 1） 符合 《 煤礦安全規(guī)程 》 第 150 條的 (即一個(gè)采煤工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于 5m3/min，或一個(gè)掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于 3m3/min，采用通風(fēng)方法解決不合理的 )。采區(qū)內(nèi)瓦斯涌出量除了回采和掘進(jìn)涌出外，還包括采區(qū)內(nèi)已采區(qū)段老空區(qū)瓦斯涌出。 根據(jù)該礦 《擴(kuò)建可行性研究報(bào)告》，采區(qū)內(nèi)煤層開(kāi)采順序?yàn)橄炔?9煤層，再采 15煤層。 礦井開(kāi)采初期，由于 開(kāi)采淺 部煤層 ，煤層瓦斯含量低，可抽采瓦斯量少 ， 因此， 在淺部 15煤層暫不 考慮 進(jìn)行 瓦斯 抽采 ，隨著向深部開(kāi)采，加強(qiáng)瓦斯監(jiān)測(cè)，當(dāng)采用通風(fēng)解決瓦斯困難時(shí)，即時(shí)對(duì) 15煤層采取 抽采 措施 。 為了既保證礦井安全生產(chǎn)，又能使抽采量保持長(zhǎng)期穩(wěn)定，瓦斯抽采規(guī)模按 75m3/min設(shè)計(jì)，其中采空區(qū) 抽采 瓦斯量按 30m3/min設(shè)計(jì) ， 則年抽采量為： W年抽 ＝ 365179。 9煤層 按工作面平均走向長(zhǎng)度 2500m，工作面長(zhǎng)度 160m， 工作面年推進(jìn)度 1267m， 預(yù)抽時(shí)間 ， 因此設(shè)計(jì) 預(yù)抽率為 35%。 根據(jù) 測(cè) 定的 結(jié)果 進(jìn)行礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 與礦井 目前 開(kāi)采水平內(nèi) 瓦斯涌出情況 基本符合，但 根據(jù) XX煤礦 詳查地質(zhì)報(bào)告， 礦井 瓦斯含量與埋藏深度成正比，即由淺到深逐漸增 大 。 第 七 節(jié) 現(xiàn) 瓦斯 抽采站概況 XX煤礦目前建有地面瓦斯抽采站，安裝有兩臺(tái) CBF410－ 2BV3型水環(huán)式真空泵，電機(jī)功率為 160kw，最大抽氣量為 130m3/min。主采煤層為 9和 15煤層，二者間距 70m左右。局部受斷層影響傾角可達(dá) 19176。本 煤 層屬全井田穩(wěn)定可采煤層。本 煤 層屬全井田穩(wěn)定可采煤層。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，以其明顯的高灰分有別于其他煤層。含煤地層總厚 ，煤層總厚 ，含煤系數(shù)為 ％。白家莊 220kV變電站為本地區(qū)的樞紐站，現(xiàn)安裝120MVA主變壓器 一 臺(tái) 及 150MVA主變壓器 一 臺(tái)， 四 回 220kV電源線(xiàn)路 ； XX35kV 9 變電站 主變壓器容量 2179。 《 XXX煤化有限責(zé)任公司礦井?dāng)U建可行性研究報(bào)告》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《擴(kuò)建可行性研究報(bào)告》） 1 《山西省 XXX煤化有限責(zé)任公司 生產(chǎn)礦井地質(zhì)報(bào)告》。 2021年 12月 煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院 向 XX煤礦提交了《 XXX煤化有限責(zé)任公司礦井瓦斯抽采工程 初步 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)》。 煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院 根據(jù)專(zhuān)家提出的問(wèn)題及建議進(jìn)行了相應(yīng) 6 的修改設(shè)計(jì)，并進(jìn)一步完善了原初步設(shè)計(jì)。該礦有鐵路專(zhuān)用線(xiàn)可從井口直達(dá) 縣城 車(chē)站，而且井口有貨臺(tái)，鐵路全長(zhǎng) 21km。 四 、井田范圍和煤炭?jī)?chǔ)量 礦區(qū)東西寬 ，南北長(zhǎng) ～ ，形似玻璃罐頭 瓶，面積為。井田內(nèi)大面積不 11 可采，煤層厚度 0～ ，平均 。 （ 3） 9煤 位于太原組上部， K5砂巖（第一砂巖）上 3m左右，局部直接覆于 K5之上。最厚點(diǎn)為 112號(hào)孔，厚 。中部煤層較薄，其南、北兩側(cè)由薄變厚，又趨變薄。 第四節(jié) 礦井開(kāi)拓與開(kāi)采 一、 開(kāi)拓方式 礦井現(xiàn)在采用斜井 —立井單水平開(kāi)拓方式，有主斜井、副斜井、東回風(fēng)斜井、北 進(jìn) 風(fēng)立井和西回風(fēng)立井 5個(gè)井筒；開(kāi)采水平標(biāo)高 +950m，大巷基 15 本沿東西方向布置；現(xiàn)主要開(kāi)采 9煤和 15煤，局部探采 6煤和 8煤。 其中西風(fēng)井主要用于 9煤 各采區(qū)回風(fēng)用，北風(fēng)井用于 15煤 各采區(qū)回風(fēng)用。 一、礦井 煤層瓦斯基本參數(shù) 井下實(shí)際 測(cè)定 情況 《 瓦斯賦存規(guī)律階段報(bào)告 》 中 采用井下間接測(cè)定法測(cè)定 9和 15煤層瓦斯基本參數(shù)。 第 二 節(jié) 礦井瓦斯儲(chǔ)量 礦井瓦斯儲(chǔ)量指 煤田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，能夠向開(kāi)采空間排放瓦斯的煤巖層賦存的瓦斯總量， 包括可采煤層 瓦斯儲(chǔ)量 、 可采煤層采動(dòng)影響范圍內(nèi)的 不可采 鄰近 煤層 瓦斯儲(chǔ)量 以及圍巖 瓦斯儲(chǔ)量 的總和 ，其計(jì)算公式如下： WK＝ (K1178。 二、 邊采邊抽工作面抽采 量預(yù)計(jì) 由于邊采邊抽工作面已經(jīng)預(yù)抽較長(zhǎng)時(shí)間（ 1～ 2年以上），且隨著 回采的不斷推進(jìn)，鉆孔數(shù)量在不斷減少， 抽采 量下降較快。 抽采 系統(tǒng)服務(wù)年限按下式計(jì)算： N＝ （ 24） 式中 N—— 抽采 系統(tǒng)服務(wù)年限，年 。 27 第三章 礦井瓦斯涌出量 預(yù)測(cè) 根據(jù)《礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法》（ AQ10182021， 國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理 總 局 ）。 表 315 回采工作面瓦斯涌出預(yù)測(cè)結(jié)果一覽表 回采工作面 不均衡 系數(shù) 相對(duì)涌出量 （ m3/t） 絕對(duì)涌出量（ m3/min） 備注 9煤回采工作面 15煤回采工作面 二、 掘進(jìn)工作面相對(duì)瓦斯涌出預(yù)測(cè) 掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量由落煤瓦斯涌出量和煤 壁瓦斯涌出量?jī)刹糠纸M成，其絕對(duì)瓦斯涌出量按下式確定： q掘 ＝ q3＋ q4 （ 35） 式中 q掘 — 掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量， m3/min； q3— 落煤瓦斯涌出量， m3/min； q4— 煤壁瓦斯涌出量， m3/min； q3＝ Svγ (W0－ Wc) （ 36） 式中 S— 掘進(jìn)巷道斷面積， m2； V— 巷道平均掘進(jìn)速度， m/min； γ — 煤的密度， t/m3。 第 三 節(jié) 礦井瓦斯涌出量 ????? ?? niiniiiAAqkq1010 )( 區(qū)井 （ 310） 式中： q井 — 礦井相對(duì)瓦斯涌出量， m3/t； q區(qū) i— 第 i個(gè)生產(chǎn)采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量， m3/t； A0 i— 第 i個(gè)生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量， t； K″ — 已采采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)， 根據(jù)開(kāi)采狀況，查表選取， K″ = 。 歷史上礦井瓦斯相對(duì)涌出量最大為： m3/t，絕對(duì)涌出量為： m3/min，大于 25m3/min。所以在 抽采 方法上 結(jié)合 開(kāi)采 煤層預(yù) 抽和采空區(qū)抽 采 達(dá)到抽 采 目的。鉆場(chǎng)的規(guī)格應(yīng)根據(jù)巷幫瓦斯 抽采 鉆孔布置的要求、選用鉆機(jī)的外型尺寸及鉆桿長(zhǎng)度而定。 6．選擇的 抽采 方法應(yīng)有利于提高瓦斯 抽采 效果，降低瓦斯 抽采 成本。柱狀陷落發(fā)育，已證實(shí)的陷落共 63 個(gè)。因此今后礦井開(kāi)采時(shí)應(yīng)加強(qiáng)煤層瓦斯基本參數(shù)的測(cè)定工作，以便修正瓦斯抽采設(shè)計(jì)，同時(shí)使之能更科學(xué)合理的指導(dǎo)礦井瓦斯的抽采工作。 32 表 317 掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)一覽表 煤層 煤壁瓦斯 涌出量（ m3/min） 落煤瓦斯 涌出量（ m3/min） 絕對(duì)瓦斯 涌出量（ m3/min） 備注 9 綜掘 15 綜掘 第二節(jié) 采區(qū)瓦斯涌出量 根據(jù) 該礦采掘規(guī)劃 ，在礦井 產(chǎn)量 ，設(shè)兩個(gè)采區(qū)，每個(gè)采區(qū)配一個(gè)回采工作面，兩個(gè)掘進(jìn)頭。 ? ??? ???? ni iicioi MmWWq 12 ? （ 34） 式中 mi— 第 i鄰近層煤層厚度， m； M— 工作面采高， m； W0i— 第 i個(gè)鄰近層煤層原始瓦斯含量， m3/t； 29 Wci— 第 i個(gè)鄰近層煤層殘余瓦斯含量， m3/t； η i— 第 i個(gè)鄰近層瓦斯排放率，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)查表選取。初期設(shè)計(jì)規(guī)模為 45m3/min純瓦斯量，其中預(yù)抽系統(tǒng)抽采規(guī)模為 30m3/min純瓦斯，主要用于回采工作面預(yù)抽；采空區(qū)抽采系統(tǒng)利用現(xiàn)有瓦斯抽采系 統(tǒng) 進(jìn)行抽采 ，抽采規(guī)模為 15m3/min純瓦斯，主要用于工作面邊采邊抽和采空區(qū) 抽采 。 根據(jù)預(yù)測(cè) ,礦井相對(duì)瓦斯涌出量為 ，按年產(chǎn) ，絕對(duì)瓦斯涌出量達(dá)到 ， 而通風(fēng)能力所允許的瓦斯涌出量為，則需抽出瓦斯量為： Δ I≥ － ＝ 按此計(jì)算，礦井達(dá)到年產(chǎn) ，為 保證礦井安全生產(chǎn)，礦井瓦斯抽采率必須達(dá)到 52%以上，為保證礦井安全生產(chǎn)，在加強(qiáng)瓦斯抽采工藝技術(shù)研究和瓦斯抽采管理技術(shù)水平的同時(shí)，該礦應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)組織管理，使礦井通風(fēng)系統(tǒng)更加合理。 表 231 XX煤礦可抽瓦斯量計(jì)算結(jié)果表 煤 層 煤層瓦斯儲(chǔ)量 (Mm3) η k 可抽瓦斯量 (Mm3) 備 注 6 8 22 9 11 15 15下 合計(jì) 第 四 節(jié) 瓦斯 抽采 規(guī)模及服務(wù)年限 一、 抽采 量預(yù)計(jì) 回采工作面的瓦斯 抽采 量按下式計(jì)算 : q= （ 23） 式中 q—預(yù)抽期間平均瓦斯 抽采 量， m3/min； K—鄰近層和圍巖瓦斯儲(chǔ)量系數(shù)， K=； L1—工作面長(zhǎng)度， m； L2—工作面平均走向長(zhǎng)度， m； M—煤層平均厚度， m； γ —煤的視密度， t/m３ ； X—煤層 瓦斯含量， m3/t； η —瓦斯預(yù)抽率，％； t—預(yù)抽時(shí)間，年。 四、 設(shè)計(jì)所需的 煤層瓦斯含量 根據(jù) 《瓦斯賦存規(guī)律階段報(bào)告》 ，采用井下間接測(cè)定法 測(cè) 定 的 9號(hào)煤層瓦斯含量為 ～ , 測(cè)點(diǎn)埋深 186～ 237m ； 15號(hào)煤層瓦斯含量為 ， 測(cè)點(diǎn)埋深 236m。 但 根據(jù) XX煤礦 詳查地質(zhì)報(bào)告，瓦斯含量與埋藏深度成正比，即由淺到深逐漸增 大 ， 因此， 隨著礦井 技改完成 、 產(chǎn)量增加及開(kāi)采深度的加深，礦井瓦斯涌出量 必將大量 增加 。 井田內(nèi)各煤層按煤層間距可分為上、下兩組，上組煤包括 11四層煤，下組煤包 括 1 15下 兩層煤。 表 124 自燃傾向性 鑒定 結(jié)果表 煤層 吸氧量 （ ml/g，干煤 ） 自燃 傾向性 等級(jí) 自燃 傾向性 備注 9 Ⅲ 類(lèi) 不易自燃 15 Ⅱ 類(lèi) 自燃 第三節(jié) 地質(zhì)構(gòu)造情況 礦區(qū)總體構(gòu)造為一走向近東西，傾向南的單斜構(gòu)造，地層傾角一般為6～ 12176。底板為砂質(zhì)泥巖或泥巖，局部為細(xì)粒砂巖。底板為細(xì)、中粒砂巖，局部為砂質(zhì)泥巖或粉砂巖?？刹擅汉?～ ，平均 。 第二節(jié) 煤層賦存情況 井田內(nèi)主要含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組，共含煤 19，自上而下編號(hào)為 1 11 13下 、 1 15下 、 1 17。 礦井兩回 35kV電源 主 供電源引自白家莊 220kV變電站， 備用電源（帶電備用） 引自 XX35kV變電站。 《 XX煤礦煤層瓦斯賦存規(guī)律及瓦斯抽放優(yōu)化研究項(xiàng)目階段報(bào)告 》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《 瓦斯賦存規(guī)律階段 報(bào)告》）。 為了保證礦井安全生產(chǎn)，并為礦井盡快達(dá)產(chǎn)創(chuàng)造有利條件， XX煤化有限責(zé)任 公司 決定 對(duì)現(xiàn) 礦井瓦斯 抽采 系統(tǒng) 進(jìn)行 改 擴(kuò)建，并 于 2021年 10月 委托煤炭科學(xué)研 究總院重慶 研究 院進(jìn)行礦井瓦斯抽采系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 。 XX煤礦目前未做煤與瓦斯突出鑒定，同時(shí)該礦提 交的各種資料說(shuō)明該礦目前尚未發(fā)生過(guò)煤與瓦斯突出動(dòng)力現(xiàn)象，本次設(shè)計(jì)按高瓦斯礦井進(jìn)行瓦斯抽采系統(tǒng)設(shè)計(jì)，今后若礦井發(fā)生煤與瓦