【文章內容簡介】 井：凈寬 ，凈斷面 ，傾角 176。 ，斜長 960m，現(xiàn)已開掘到底 ； 回風立井（原有副井）：井筒凈直徑 ，垂深 310m，現(xiàn)井筒裝備一個 單繩罐籠，擔負人員、材料升降任務，并裝備一臺 BDKN06 型軸流式通風機，兼做回風 ；進風立井（原有主立井）：凈直徑 ，垂深 310m，現(xiàn)井筒內裝備一對 2t立井箕斗，擔負煤炭提升任務 ,兼做進風。 進風立井、回風立井下部分別設有進風巷和回風巷，矩形斷面，巷道斷面均為= m2 ，長度分別為 815m、 675m?，F(xiàn)進風巷與混合提升斜井下部車場已經貫通。 井田內無其它小煤礦開采，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體，沒有 越界開采現(xiàn)象。 現(xiàn)有三個井筒不進行刷大，主斜井和進風立井系統(tǒng)保持不變，僅將現(xiàn)有直徑 回風立井井筒改造為副立井，擔負人員及小型材料輔助提升兼進風。在主斜井井底西側100m 附近位置新開一回風立井，凈直徑 ，凈斷面 ，垂深 460m，裝備梯子間 ，用于回風，兼做安全出口 ?；仫L立井： X=， Y=， Z=+，改造后 3個進風井， 1個回風井。全井田共布置 1個水平，水平標高為＋ 644m。 4 個井筒落底 10號煤層后，以主斜井落底標高為 10 號煤層開采水 平標高 。在主斜井井底車場附近，沿東西方向布置 5 條大巷， 3條進風巷， 2條回風巷，分別為回風大巷、軌道大巷、進風大巷、運輸大巷和回風大巷；運輸大巷、軌道大巷和進風大巷沿 10 號煤層底板布置， 2 條回風大巷沿 10號煤層頂板布置。另外，將現(xiàn)有的兩條進、回風巷均改為進風巷，與副立井聯(lián)通的大巷改造為集中軌道大巷，與進風立井聯(lián)通的大巷改造為集中進風大巷。這 2條大巷與全井田東西向的軌道大巷和進風大巷聯(lián)接，構成主要進風系統(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號煤層進行資源回收。 開采順序為：西采區(qū) → 東采區(qū) → 回收煤柱。工作面布置在采區(qū)內采用前進式，回采工作面采用后退式開采。礦井移交生產及達到生產能力時，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 及采樣點位置示意 圖 2 礦井瓦斯 涌出量預測 礦井瓦斯涌出量是礦井通風設計、瓦斯抽放和瓦斯管理必不可少的基礎參數(shù)，本次采用分源預測法對礦井瓦斯涌出量進 行預測，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）、掘進及采空區(qū)瓦斯涌出量進行計算，從而達到預測工作面、采區(qū)瓦斯涌出量之目的。 XX 煤礦開采 10煤層 ， 設計布置 1 個綜采工作面， 2 個掘進 工作 面， 年產煤炭1200kt/a。 礦井瓦斯基礎參數(shù) 煤層瓦斯基礎參數(shù)是礦井瓦斯防治和瓦斯抽放設計的依據(jù)，主要基礎參數(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)。 本次設計所依據(jù)的煤層瓦斯基礎參數(shù)數(shù)據(jù) 取自《 XX 煤礦 礦井 瓦斯 涌出量預測 》采樣點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進風立井X=Y=Z=X=4146550Y=195132003X=4146550Y=19511000X=4149500Y=19509220X=4149500Y=19511800瓦斯預抽面掘進面一 采 區(qū)回風立井朱 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＃煤層瓦斯含量實測結果表 取樣地點 采樣深度 （ m） 煤樣中氣體組分 (%) 煤瓦斯含量 （ m3/t） CH4 CO2 N2 C2C8 回風巷掘進頭 10m 處 400 進風巷距回風聯(lián)絡巷 60m 450 井底車場 2交叉點東 18m 515 表 22 10煤層 煤樣吸附瓦斯試驗與工業(yè)分析結果 地點 標高 （ 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) 回風大巷 10m 處 +740 表 23 煤層瓦斯壓力與含量 測定 煤層 測定地點 標高（ m） 瓦斯壓力 (MPa) 煤層瓦斯含量 （ m3/t） 10 進風巷距回風聯(lián)絡巷 60m ＋ 680 井底車場 2交叉點東 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 標高（ m） 煤層透氣性系數(shù) （ m2/） 鉆孔自然瓦斯流量率減系數(shù) d1) 北回風巷掘進工作面 ＋ 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果的平均值； (2)圍巖瓦斯因無實測值，故根據(jù)經驗取 W1+W2的 10％。 礦井可抽瓦斯量是指瓦斯儲量中在當前技術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，與抽放工藝技術和抽放能力密切相關。 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 量能較符合實際，瓦斯涌出系數(shù)，應考慮由于層間距、巖性不同而導致鄰近層卸壓程度的差別等因素，抽放率可參照我國的實際情況與經驗確定。 礦井瓦斯儲量、可開發(fā)瓦斯量的計算基礎數(shù)據(jù)與計算結果詳見表 25。 表 25 礦井瓦斯儲量計算表 煤 層 地質儲量 (萬 t) 實測 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，應盡快開展礦井瓦斯抽放工作。 礦井瓦斯涌出量預測 礦井瓦斯涌出量預測的任務是確定新礦井、新水平、新采區(qū)投產時瓦斯涌出量的大小，為礦井和采區(qū)提供通風及瓦斯管理方面的基礎數(shù)據(jù)，它是礦井通風設 計、瓦斯抽放和瓦斯管理必不可少的基礎參數(shù)。 目前礦井瓦斯涌出量預測方法可概括為兩大類：礦山統(tǒng)計預測法和分源預測法。本次采用分源預測法，其實質是根據(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）、掘進及采空區(qū)瓦斯涌出規(guī)律對礦井各回采工作面、掘進工作面的瓦斯涌出量進行計算，達到預測各采區(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 —準備巷道預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測結果 生產時期 回 采 工作面 瓦斯含量 （ m3/t） 日產量 (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 掘進工作面瓦斯涌出量預測 掘進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) 掘進工作面煤壁瓦斯涌出量 在巷道掘進過程中，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—掘進巷道煤壁瓦斯涌出量， m3/min； D—巷道斷面內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—巷道平均掘進速度； 按設計的 300m/mon 即 ； L—掘進巷道長度； 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 .