【文章內(nèi)容簡介】 井：凈寬 ，凈斷面 ，傾角 176。 ，斜長 960m，現(xiàn)已開掘到底 ； 回風(fēng)立井（原有副井）：井筒凈直徑 ，垂深 310m，現(xiàn)井筒裝備一個 單繩罐籠，擔(dān)負(fù)人員、材料升降任務(wù)，并裝備一臺 BDKN06 型軸流式通風(fēng)機(jī)，兼做回風(fēng) ；進(jìn)風(fēng)立井（原有主立井）：凈直徑 ，垂深 310m，現(xiàn)井筒內(nèi)裝備一對 2t立井箕斗，擔(dān)負(fù)煤炭提升任務(wù) ,兼做進(jìn)風(fēng)。 進(jìn)風(fēng)立井、回風(fēng)立井下部分別設(shè)有進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷，矩形斷面，巷道斷面均為= m2 ，長度分別為 815m、 675m?，F(xiàn)進(jìn)風(fēng)巷與混合提升斜井下部車場已經(jīng)貫通。 井田內(nèi)無其它小煤礦開采，但在其周圍邊界鄰近分布有 2 個煤礦，南與朱家店煤礦為鄰，東與山西 坤龍 煤業(yè)有限公司為鄰。其余周邊皆為煤層實(shí)體，沒有 越界開采現(xiàn)象。 現(xiàn)有三個井筒不進(jìn)行刷大，主斜井和進(jìn)風(fēng)立井系統(tǒng)保持不變，僅將現(xiàn)有直徑 回風(fēng)立井井筒改造為副立井，擔(dān)負(fù)人員及小型材料輔助提升兼進(jìn)風(fēng)。在主斜井井底西側(cè)100m 附近位置新開一回風(fēng)立井，凈直徑 ，凈斷面 ，垂深 460m，裝備梯子間 ，用于回風(fēng)，兼做安全出口 ?；仫L(fēng)立井： X=， Y=， Z=+，改造后 3個進(jìn)風(fēng)井， 1個回風(fēng)井。全井田共布置 1個水平，水平標(biāo)高為＋ 644m。 4 個井筒落底 10號煤層后，以主斜井落底標(biāo)高為 10 號煤層開采水 平標(biāo)高 。在主斜井井底車場附近，沿東西方向布置 5 條大巷， 3條進(jìn)風(fēng)巷， 2條回風(fēng)巷，分別為回風(fēng)大巷、軌道大巷、進(jìn)風(fēng)大巷、運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷；運(yùn)輸大巷、軌道大巷和進(jìn)風(fēng)大巷沿 10 號煤層底板布置， 2 條回風(fēng)大巷沿 10號煤層頂板布置。另外，將現(xiàn)有的兩條進(jìn)、回風(fēng)巷均改為進(jìn)風(fēng)巷，與副立井聯(lián)通的大巷改造為集中軌道大巷，與進(jìn)風(fēng)立井聯(lián)通的大巷改造為集中進(jìn)風(fēng)大巷。這 2條大巷與全井田東西向的軌道大巷和進(jìn)風(fēng)大巷聯(lián)接，構(gòu)成主要進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)。井田以原裕安煤業(yè)西邊界和主斜井及集中大巷為界劃分為東、西兩個采區(qū)。 此采區(qū)劃分主要依據(jù)各礦地質(zhì)報告 4 號煤的可 采線， 初期擬首先開采西采區(qū) ，可以有效避免 4號煤開采時形成蹬空開采 。 待對 4 號煤勘測工作完成后，可以在東采區(qū)打斜巷到 4號煤層進(jìn)行資源回收。 開采順序?yàn)椋何鞑蓞^(qū) → 東采區(qū) → 回收煤柱。工作面布置在采區(qū)內(nèi)采用前進(jìn)式，回采工作面采用后退式開采。礦井移交生產(chǎn)及達(dá)到生產(chǎn)能力時，在一采區(qū) 10 號煤層布置 1個綜放工作面， 2個綜掘工作面，采掘比為 1： 2。 13 圖 14 XX煤礦 開拓 及采樣點(diǎn)位置示意 圖 2 礦井瓦斯 涌出量預(yù)測 礦井瓦斯涌出量是礦井通風(fēng)設(shè)計、瓦斯抽放和瓦斯管理必不可少的基礎(chǔ)參數(shù)，本次采用分源預(yù)測法對礦井瓦斯涌出量進(jìn) 行預(yù)測，該方法是根據(jù)煤層瓦斯含量，按礦井瓦斯主要涌出源 —回采（包括開采層、圍巖和鄰近層）、掘進(jìn)及采空區(qū)瓦斯涌出量進(jìn)行計算，從而達(dá)到預(yù)測工作面、采區(qū)瓦斯涌出量之目的。 XX 煤礦開采 10煤層 ， 設(shè)計布置 1 個綜采工作面， 2 個掘進(jìn) 工作 面， 年產(chǎn)煤炭1200kt/a。 礦井瓦斯基礎(chǔ)參數(shù) 煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)是礦井瓦斯防治和瓦斯抽放設(shè)計的依據(jù)，主要基礎(chǔ)參數(shù)有：煤對瓦斯吸附常數(shù)、煤層孔隙率、煤層瓦斯壓力、煤層瓦斯含量、煤中殘存瓦斯含量、煤層透氣性系數(shù)、百米鉆孔瓦斯流量及其衰減系數(shù)。 本次設(shè)計所依據(jù)的煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)數(shù)據(jù) 取自《 XX 煤礦 礦井 瓦斯 涌出量預(yù)測 》采樣點(diǎn)位置首采工作面二采區(qū)主斜井X=4146990Y=19512420Z=1008副立井X =4 14 70 71 .4 06y=195125 4 0 . 2 0 9z = 1 0 1 8. 30 5進(jìn)風(fēng)立井X=Y=Z=X=4146550Y=195132003X=4146550Y=19511000X=4149500Y=19509220X=4149500Y=19511800瓦斯預(yù)抽面掘進(jìn)面一 采 區(qū)回風(fēng)立井朱 家 店 煤 礦土河煤礦井底煤倉41495004149000414850041480004147000414650019509000 19509500 19510000 14 （ XX 研究院 ），詳見表 2表 2表 23。 表 21 10＃煤層瓦斯含量實(shí)測結(jié)果表 取樣地點(diǎn) 采樣深度 （ m） 煤樣中氣體組分 (%) 煤瓦斯含量 （ m3/t） CH4 CO2 N2 C2C8 回風(fēng)巷掘進(jìn)頭 10m 處 400 進(jìn)風(fēng)巷距回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷 60m 450 井底車場 2交叉點(diǎn)東 18m 515 表 22 10煤層 煤樣吸附瓦斯試驗(yàn)與工業(yè)分析結(jié)果 地點(diǎn) 標(biāo)高 （ m） 吸附常數(shù) 灰分 Aad(%) 水份 Mad ( %) 揮發(fā)份ｖ r(%) 真密度(t/m3) 視密度(t/m3) 孔隙率(%) a(ml/) b(MPa1) 回風(fēng)大巷 10m 處 +740 表 23 煤層瓦斯壓力與含量 測定 煤層 測定地點(diǎn) 標(biāo)高（ m） 瓦斯壓力 (MPa) 煤層瓦斯含量 （ m3/t） 10 進(jìn)風(fēng)巷距回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷 60m ＋ 680 井底車場 2交叉點(diǎn)東 18m ＋ 650 表 24 煤層瓦斯自然涌出特征及煤層透氣性系數(shù) 測定地點(diǎn) 標(biāo)高（ m） 煤層透氣性系數(shù) （ m2/） 鉆孔自然瓦斯流量率減系數(shù) d1) 北回風(fēng)巷掘進(jìn)工作面 ＋ 680 礦井瓦斯儲量 礦井瓦斯儲量是指在煤田開發(fā)過程中，能夠向開采空間排放瓦斯的煤巖層所賦存的瓦斯總量。 瓦斯儲量計算公式如下： Wk=W1+W2+W3 式中 Wk－礦井瓦斯儲量，萬 m3； W1－可采層的瓦斯儲量總和，萬 m3； W1 ???ni iixA1 11 15 A1i－礦井每一個可采煤層的煤炭儲量，萬 t； n－礦井可采煤層數(shù)； X1i－礦井每一個可采煤層的瓦斯含量， m3/t； W2－可采煤層采動影響范圍內(nèi)的不可采鄰近煤層的瓦斯儲量總和，萬 m3； W2 ???mi ii xA1 22 A2i－可采煤層采動影響范圍內(nèi)的每一個不可采鄰近煤層的煤炭儲量，萬 t； X2i－可采層采動影響范圍內(nèi)的每一個不可采鄰近煤層的瓦斯含量， m3/t； m—可 采層采動影響范圍內(nèi)的不可采煤層數(shù)； W3－圍巖瓦斯儲量，萬 m3。 計算礦井瓦斯儲量時，按以下原則考慮： (1)鄰近層的瓦斯含量視為與其鄰近的開采層相同，各煤層的瓦斯含量均取其間接法測定結(jié)果的平均值； (2)圍巖瓦斯因無實(shí)測值，故根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取 W1+W2的 10％。 礦井可抽瓦斯量是指瓦斯儲量中在當(dāng)前技術(shù)水平能被抽出來的最大瓦斯量。它反映著礦井資源的開發(fā)程度，與抽放工藝技術(shù)和抽放能力密切相關(guān)。 可抽瓦斯量為開采層的瓦斯儲量與抽放率之積；鄰近層可抽瓦斯量為鄰近層的瓦斯儲量、瓦斯涌出系數(shù)與抽放率三者之積；圍巖瓦斯可抽瓦 斯量按巖層瓦斯儲量和涌出系數(shù)計算。 為使計算的可 抽 量能較符合實(shí)際，瓦斯涌出系數(shù)，應(yīng)考慮由于層間距、巖性不同而導(dǎo)致鄰近層卸壓程度的差別等因素，抽放率可參照我國的實(shí)際情況與經(jīng)驗(yàn)確定。 礦井瓦斯儲量、可開發(fā)瓦斯量的計算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與計算結(jié)果詳見表 25。 表 25 礦井瓦斯儲量計算表 煤 層 地質(zhì)儲量 (萬 t) 實(shí)測 最大瓦斯含量 (m3/t) 瓦斯儲量 (萬 m3) 可抽瓦斯量 (萬 m3) 5 6409 3679 6 9612 5517 10 52918 30375 小計 68939 39571 巖層 6894 3957 合計 75833 43528 16 XX 煤礦瓦斯總儲量 75833 萬 m3，可抽瓦斯量 43528 萬 m3。計算結(jié)果表明， XX 煤礦瓦斯資源較豐富，同時可開發(fā)瓦斯量亦比較可觀，能為瓦斯利用提供充足的氣源，應(yīng)盡快開展礦井瓦斯抽放工作。 礦井瓦斯涌出量預(yù)測 礦井瓦斯涌出量預(yù)測的任務(wù)是確定新礦井、新水平、新采區(qū)投產(chǎn)時瓦斯涌出量的大小，為礦井和采區(qū)提供通風(fēng)及瓦斯管理方面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，它是礦井通風(fēng)設(shè) 計、瓦斯抽放和瓦斯管理必不可少的基礎(chǔ)參數(shù)。 目前礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法可概括為兩大類：礦山統(tǒng)計預(yù)測法和分源預(yù)測法。本次采用分源預(yù)測法，其實(shí)質(zhì)是根據(jù)煤層瓦斯含量，按礦井瓦斯主要涌出源 —回采（包括開采層、圍巖和鄰近層）、掘進(jìn)及采空區(qū)瓦斯涌出規(guī)律對礦井各回采工作面、掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量進(jìn)行計算，達(dá)到預(yù)測各采區(qū)及全礦井瓦斯涌出量的目的。 回采工作面瓦斯涌出量預(yù)測 回采工作面瓦斯涌出量包括開采層瓦斯涌出量和鄰近層瓦斯涌出量。 鄰開回 qqq ?? 式中： 回q —回采工作面噸煤瓦斯涌出量， m3/t ； 開q —開采層瓦斯涌出量， m3/t； 鄰q —鄰近層瓦斯涌出量， m3/t。 開采層相對瓦斯涌出量（包括圍巖瓦斯涌出量） 計算瓦斯涌出量時按下式計算： )( 100321 xxmmkkkq ????開 式中： 開q —開采煤層（包括圍巖）相對瓦斯涌出量， m3/t； 1k —圍巖瓦斯涌出系數(shù)，綜采取 k1=； 2k —工作面丟煤瓦斯涌出系數(shù)，其值為工作面回采率的倒數(shù)，綜采取 k2=； 3k —準(zhǔn)備巷道預(yù)排瓦斯對工作面煤體瓦斯涌出影響系數(shù)，按下式計算： K3=LhL 2? L—工作面長度，取 150m； h—巷道預(yù)排瓦斯寬度，取 14m； 17 m —煤層厚度， ； 0m —煤層開采厚度， ； 0x —煤層瓦斯含量， m3/t； 1x —煤的殘存瓦斯含量， 取 m3/t。 鄰近層相對瓦斯涌出量 )( 101 1 iiini i xxkmmq ??? ??鄰 式中： 鄰q －鄰近層瓦斯涌出量， m3/t； im －第 i 個鄰近層厚度， m； 1m －開采層的開采厚度， m； ix0 －第 i 鄰近層的瓦斯含量， m3/t； ix1 －第 i 鄰近層的殘存瓦斯含量， m3/t； ik －第 i 鄰近層瓦斯排放系數(shù)，根據(jù)開采煤層與鄰近層之間距離、 開采層頂?shù)装鍘r性等關(guān)系選取 。 1—上鄰 近層 2—緩傾斜煤層下鄰近層 3—傾斜、急傾斜煤層下鄰近層 圖 21 鄰近層瓦斯排放率與層間距的關(guān)系曲線 10 號煤層開采時可向該煤層涌出瓦斯的鄰近層有 4 下 、 9 號 6 個上鄰近煤層 和 11 號下鄰近層 。其瓦斯涌出量計算詳見表 27。 18 表 26 10 號煤層各鄰近層瓦斯涌出量計算表 煤 層 名 稱 煤 厚 采厚 距 10 號煤 層的距離 瓦斯排放率 備 注 m m m % 4 號 25 上鄰近層 4 下 號 35 5 號 40 6 號 55 7 號 70 8 號 75 9 號 83 10 號 開 采 層 11 號 80 下鄰近層 表 27 回采工作面瓦斯涌出量預(yù)測結(jié)果 生產(chǎn)時期 回 采 工作面 瓦斯含量 （ m3/t） 日產(chǎn)量 (t/d) 瓦斯涌出量 開采層（ m3/t） 鄰近層（ m3/t） 合 計 （ m3/t） （ m3/min） 一采區(qū) 北翼 3636 南翼 3636 二采區(qū) 北翼 3636 南翼 3636 掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量預(yù)測 掘進(jìn)工作面的瓦斯主要來源于煤壁和落煤兩部分，其計算公式為： LB qqq ??掘 式中： Bq －煤壁瓦斯涌出量， m3/min； Lq －落煤瓦斯涌出量， m3/min。 (1) 掘進(jìn)工作面煤壁瓦斯涌出量 在巷道掘進(jìn)過程中，巷道周圍煤層中的瓦斯壓力平衡狀態(tài)遭到破壞，煤體內(nèi)部到煤壁間存在著壓力梯度，瓦斯就會沿煤體裂隙及孔隙向巷道泄出。單位時間內(nèi)單位面積暴露煤壁泄出的瓦斯量（煤壁瓦斯涌出速度）隨著煤壁暴露時間的延長而降低。通常暴露6 個月后煤壁瓦斯涌出基本穩(wěn)定。 19 其計算公式為： 1)(2qvq vL03 ????? D 式中 q3—掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量， m3/min； D—巷道斷面內(nèi)暴露煤壁面周長長度， m； 厚煤層 D=2h+b， h 及 b 分別為巷道的高度及寬度，綜 掘 順槽 工作面 D=2 +4=； v—巷道平均掘進(jìn)速度； 按設(shè)計的 300m/mon 即 ； L—掘進(jìn)巷道長度； 取 800m； q0—煤壁瓦斯涌出初速度， m3/m2min,按下式計算： 02r0 0 .1 6 ] W)0 4 ( V0 .0 2 6 [ 0 .