【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 m，證明鍋底山斷層有效阻隔了西部及南部的地下水補(bǔ)給，地下水運(yùn)動(dòng)條件差，灰?guī)r巖溶發(fā)育程度弱，灰?guī)r含水層賦水性差，以凈儲(chǔ)量為主，易于疏干，而且還受東部二礦灰?guī)r地下水降落漏斗和本礦己三采區(qū)開采影響，灰?guī)r水位近幾年迅速下降，從94年至今，灰?guī)r水已下降74m。綜上所述，己四采區(qū)地下水補(bǔ)給條件差，含水層之間缺乏水力聯(lián)系，地下水以消耗凈儲(chǔ)量為主。（六）涌水量計(jì)算由于本采區(qū)沒有水文孔，考慮到己四采區(qū)與己三采區(qū)水文地質(zhì)情況相近，涌水量預(yù)計(jì)采用相關(guān)比擬法。己三采區(qū)正常涌水量為120m3/h己四采區(qū)預(yù)計(jì)正常涌水量為：Q=165 m3/h己四采區(qū)最大涌水量Qmax=280 m3/h3 礦井瓦斯賦存 煤層瓦斯基本參數(shù)根據(jù)礦方資料和五礦己四采區(qū)初步設(shè)計(jì)，本采區(qū)瓦斯抽采基礎(chǔ)參數(shù)：一、煤層瓦斯壓力己組煤層瓦斯壓力：，；；。二、煤層瓦斯含量；～。三、煤層透氣性系數(shù)（己15煤層）、（己1617煤層）。四、百米鉆孔瓦斯流量實(shí)測(cè)百米鉆孔瓦斯流量11～30L/。五、瓦斯抽采率根據(jù)本礦實(shí)際抽放率，并參照《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》，確定己四采區(qū)瓦斯抽放率＞30%。 采區(qū)瓦斯儲(chǔ)量根據(jù)所提供己四采區(qū)煤層瓦斯含量和儲(chǔ)量，；。己四采區(qū)瓦斯儲(chǔ)量按下式計(jì)算：W = W1+W2+W3 （31） =（+）+0 +（+） =式中：W —采區(qū)瓦斯儲(chǔ)量，Mm3；W1—采區(qū)可采煤層瓦斯儲(chǔ)量，Mm3；W2—受采動(dòng)影響后能夠向開采空間排放的不可采煤層瓦斯儲(chǔ)量，Mm3； （32）A2i—受采動(dòng)影響后能夠向開采空間排放的不可采煤層的地質(zhì)儲(chǔ)量，Mt；X2i—受采動(dòng)影響后能夠向開采空間排放的不可采煤層的瓦斯含量，m3/t；W3—受采動(dòng)影響后能夠向開采空間排放的圍巖瓦斯儲(chǔ)量，Mm3，W3=K（W1+ W2）K —圍巖瓦斯儲(chǔ)量系數(shù)。根據(jù)《MT501896礦井瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)規(guī)范》：設(shè)計(jì)瓦斯抽放率，可根據(jù)煤層瓦斯抽放難易程度、瓦斯涌出情況、采用的抽放瓦斯方法等因素綜合確定；也可參照鄰近生產(chǎn)礦井或條件類似礦井的數(shù)值選取。抽放率指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)行的《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。根據(jù)《AQ10272006煤礦瓦斯抽放規(guī)范》：瓦斯抽出率：——預(yù)抽煤層瓦斯的礦井：礦井抽出率應(yīng)不小于20%，回采工作面抽出率應(yīng)不小于25%；——鄰近層卸壓瓦斯抽放的礦井：礦井抽出率應(yīng)不小于35%，回采工作面抽出率應(yīng)不小于45%；——采用綜合抽放方法的礦井：礦井抽出率應(yīng)不小于30%；——煤與瓦斯突出礦井：預(yù)抽煤層瓦斯后。對(duì)于設(shè)計(jì)來說，瓦斯抽放率的確定應(yīng)符合以上標(biāo)準(zhǔn)的要求，也可以參照《AQ礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》。1 井（或采區(qū)）瓦斯抽放率的測(cè)定與計(jì)算：在瓦斯抽采站的抽采主管上安裝瓦斯計(jì)量裝置，測(cè)定礦井每天的瓦斯抽采量。礦井瓦斯抽采量包括井田范圍內(nèi)地面鉆井抽采、井下抽采（含移動(dòng)抽采）的瓦斯量。每月底按式（33）計(jì)算礦井月平均瓦斯抽采率。 （33）式中 —礦井月平均瓦斯抽采率，%；—礦井月平均瓦斯抽采量，m3/min；—礦井月平均風(fēng)排瓦斯量，m3/min2 作面瓦斯抽放率的測(cè)定與計(jì)算：工作面回采期間，在工作面瓦斯抽采干管上安裝瓦斯計(jì)量裝置，每周測(cè)定工作面瓦斯抽采量（含移動(dòng)抽采）。每月底按式（34）計(jì)算工作面月平均瓦斯抽采率。 （34）式中：—工作面月平均瓦斯抽采率，%；—回采期間，工作面月平均瓦斯抽采量，m3/min；—工作面月平均風(fēng)排瓦斯量，m3/min。抽放率為35%。 可抽期根據(jù)《MT501896礦井瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)規(guī)范》《AQ10272006煤礦瓦斯抽放規(guī)范》：礦井或水平的抽放年限應(yīng)與其抽放瓦斯區(qū)域的開采年限相適應(yīng)。根據(jù)瓦斯可抽量及年瓦斯抽放量，己四采區(qū)服務(wù)年限為16a。符合設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。4 瓦斯抽放的必要性和可行性論證 瓦斯抽放的必要性礦井瓦斯抽放可有效地降低風(fēng)流中瓦斯?jié)舛?，減少礦井風(fēng)量，降低通風(fēng)費(fèi)用。己四采區(qū)瓦斯含量高，根據(jù)本礦井和鄰近礦井生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，若不采取有效措施，則必然造成工作面瓦斯?jié)舛瘸?，從而?yán)重影響礦井安全生產(chǎn)及工作面產(chǎn)量的提高。建立瓦斯抽放系統(tǒng)可有效地降低風(fēng)流中瓦斯?jié)舛?，從而解決瓦斯超限問題。己四采區(qū)為煤與瓦斯突出采區(qū)，隨著開采深度的增加，瓦斯壓力還將逐漸增大，煤與瓦斯突出危險(xiǎn)嚴(yán)重，瓦斯抽放是防治煤與瓦斯突出的主要措施之一。綜上所述，從礦井安全生產(chǎn)方面考慮，建立己四采區(qū)瓦斯抽放系統(tǒng)是十分必要的。 規(guī)定根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第145條及《AQ10272006煤礦瓦斯抽放規(guī)范》~：有下列情況之一的礦井，必須建立地面永久抽放瓦斯系統(tǒng)或井下臨時(shí)抽放瓦斯系統(tǒng)：⑴1個(gè)采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或1個(gè)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，用通風(fēng)方法解決瓦斯問題不合理的。⑵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～，大于30m3/min；③～，大于25m3/min；④～，大于20m3/min；⑤，大于15m3/min。⑶開采有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層的。 通風(fēng)處理瓦斯量核定當(dāng)一個(gè)礦井、采區(qū)或工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量大于通風(fēng)所能允許的瓦斯涌出量時(shí)，就要抽放瓦斯，即：= （41）式中：q—礦井采區(qū)或工作面）的瓦斯涌出量，m3/min；qf—通風(fēng)所能承擔(dān)的最大瓦斯涌出量，m3/min；v—通風(fēng)巷道（或工作面）允許的最大風(fēng)速，m/s；S—通風(fēng)巷道（或工作面）斷面積，m2；C—《煤礦安全規(guī)程》允許的風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛龋?；K—瓦斯涌出不均衡系數(shù)，~。根據(jù)結(jié)果可知，通風(fēng)能夠解決的瓦斯涌出量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于采區(qū)或工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量，需要抽放瓦斯來解決剩余瓦斯。 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)己15煤采面開采期間瓦斯涌出量預(yù)測(cè)按瓦斯含量計(jì)算工作面的瓦斯絕對(duì)涌出量，其計(jì)算如下：（1）開采層瓦斯涌出量計(jì)算 （42）=（）1015/（2460）= m3/min式中：q1 —本煤層開采涌入工作面的瓦斯量，m3/min k1 —圍巖瓦斯涌出系數(shù)， A —己15采面工作面日產(chǎn)量， 1015t/d X0 —煤的瓦斯原始含量，m3/t Xc —煤的殘存瓦斯含量，m3/t，取經(jīng)驗(yàn)值X1=3 k2 —工作面丟煤系數(shù)，取回采率的倒數(shù)，k2 =； k3 —工作面巷道瓦斯預(yù)排影響系數(shù)，k3 =（L2h）/L ≈ m — 開采層厚度，己15煤層厚度m=； M — 開采層采高，M=； L — 工作面長(zhǎng)度，200m； h — 掘進(jìn)巷道預(yù)排等值寬度，24m。（2）鄰近層瓦斯涌出量計(jì)算受己15煤層采動(dòng)影響，鄰近層（被保護(hù)層）己1617煤層瓦斯將涌入己15采面和采空區(qū)。根據(jù)礦方提供的資料，己三采區(qū)己15煤層與己1617煤層相距5m，瓦斯相對(duì)涌出量的60%涌入己15煤層采空區(qū)，而在己四采區(qū)兩煤層相距11m，所以，預(yù)計(jì)己1617煤層瓦斯涌出量的約40%涌入己15煤層采空區(qū)。鄰近層己1617煤層瓦斯涌出量為q2 = （43） = = m3/min式中：q2 — 鄰近層瓦斯涌出量，m3/min； ki — 鄰近層瓦斯排放率，取K=40%； mi — 鄰近層厚度，己1617煤層厚度mi=5m； M — 開采層采高，M=。 A — 己15采面日產(chǎn)量1015t/d，（3）采煤工作面瓦斯涌出量計(jì)算q =q1+q2 （44） =+ = m3/min己1617煤層采面開采期間瓦斯涌出量預(yù)測(cè)己1617煤層為被解放層，瓦斯相對(duì)涌出量的40%涌入己15煤層采空區(qū)，開采己1617煤層時(shí)， m3/t。 （45）=（）2136/（2460）= m3/min式中：q1 — 本煤層開采涌入工作面的瓦斯量，m3/min k1 — 圍巖瓦斯涌出系數(shù)， A — 己1617采面工作面日產(chǎn)量，2136t/d X0 — 煤的瓦斯原始含量，m3/t Xc — 煤的殘存瓦斯含量，m3/t，取經(jīng)驗(yàn)值X1=3k2 — 工作面丟煤系數(shù)，取回采率的倒數(shù)，k2 =； k3 — 工作面巷道瓦斯預(yù)排影響系數(shù)，取 掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)（1）己15煤層掘進(jìn)工作面a、己15煤層掘進(jìn)落煤瓦斯涌出量 （46）=（）= m3/min式中：s — 掘進(jìn)端頭見煤面積，m2；V — 平均掘進(jìn)速度，m/min；r — 煤的容重，t/m3；X0 — 煤層瓦斯含量，m3/t；Xc — 煤層殘存瓦斯量，m3/t。b、煤壁瓦斯涌出量 （47）=2（2）= m3/min式中：n — 暴露煤面?zhèn)€數(shù)，單巷掘進(jìn)時(shí)n=2；m — 煤層厚度，m；V — 平均掘進(jìn)速度，m/min；L0 — 巷道瓦斯涌出量達(dá)到最大穩(wěn)定值時(shí)的巷道長(zhǎng)度，m；qv=[（Vr2）+] X0=[282+]=式中：Vr — 煤的揮發(fā)份，%；qj = qL + qm =+= m3/min式中：qj — 掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量，m3/min；qL — 掘進(jìn)落煤瓦斯涌出量，m3/min；qm —— 掘進(jìn)煤壁瓦斯涌出量，m3/min。（2）己1617煤層掘進(jìn)工作面由于開采己1617煤層時(shí)，煤層已被解放，己1617煤層的瓦斯部分釋放到己15煤采空區(qū)中被瓦斯抽放系統(tǒng)抽出。己1617煤層掘進(jìn)時(shí)，工作面瓦斯絕對(duì)涌出量計(jì)算過程如下：a、己1617煤層掘進(jìn)落煤瓦斯涌出量 （48）=（）= m3/minb、煤壁瓦斯涌出量 （49）=2（2）= m3/min式中：qv=[（Vr2）+] X0=[282+]=qj = qL + qm=+= m3/min（3）巖巷掘進(jìn)工作面～，掘進(jìn)過程中瓦斯涌出量很小，可以忽略。己四采區(qū)瓦斯涌出量己四采區(qū)瓦斯涌出量由各采面瓦斯涌出量與各掘進(jìn)面瓦斯涌出量組成。q=+++=。通過上述計(jì)算與分析，根據(jù)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果，只有在抽放后，通過風(fēng)排才可以保證己四采區(qū)安全生產(chǎn)。 瓦斯抽放的可行性 開采層抽放瓦斯的可行性根據(jù)鄰近礦井的實(shí)際抽放瓦斯資料和開拓開采布置，確定己四采區(qū)各煤層以本煤層抽放為主，進(jìn)行預(yù)抽、邊采邊抽等綜合抽放瓦斯方法。 鄰近層抽放瓦斯的可行性根據(jù)煤層賦存條件及開拓開采布置，己四采區(qū)可以采用鄰近層抽放瓦斯，但鉆孔參數(shù)不好掌握。 抽放難易程度根據(jù)本礦和鄰近八礦、十礦及十二礦實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和實(shí)際抽放效果來看：,屬較難抽放煤層，～‰,一般在3‰以下來看，又屬容易抽放煤層。實(shí)測(cè)百米鉆孔瓦斯流量12 ~ 30L/,抽放管內(nèi)濃度達(dá)35～45%，最高達(dá)65%。八礦、十礦、十二礦已建立地面瓦斯抽放系統(tǒng)。綜合鄰近生產(chǎn)礦實(shí)測(cè)指標(biāo)和實(shí)際抽放效果，可說明本礦瓦斯抽放是可行的。5 抽放方法 規(guī)定根據(jù)《MT501896礦井瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)規(guī)范》：選擇抽放瓦斯方法，應(yīng)根據(jù)煤層賦存條件、瓦斯來源、巷道布置、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。并應(yīng)符合下列要求：a)盡可能利用開采巷道抽放瓦斯，必要時(shí)可設(shè)專用抽放瓦斯巷道；b)適應(yīng)煤層的賦存條件及開采技術(shù)條件；c)有利于提高瓦斯抽放率；d)抽放效果好，抽放的瓦斯量和濃度盡可能滿足利用要求；e)盡量采用綜合抽放；f)抽放瓦斯工程系統(tǒng)簡(jiǎn)單，有利于維護(hù)和安全生產(chǎn)，建設(shè)投資省，抽放成本低。根據(jù)《AQ10272006煤礦瓦斯抽放規(guī)范》：按礦井瓦斯來源實(shí)施開采煤層瓦斯抽放、鄰近層瓦斯抽放、采空區(qū)瓦斯抽放和圍巖瓦斯抽放；：多瓦斯來源的礦井，應(yīng)采用綜合瓦斯抽放方法。 采區(qū)瓦斯來源分析礦井瓦斯來源是確定抽放方法的主要依據(jù)，因此，應(yīng)盡量詳細(xì)地做好以下測(cè)量工作：――必須測(cè)定出掘進(jìn)、采煤與采空區(qū)的瓦斯涌出量分別占全礦井瓦斯涌出量的比例；――必須準(zhǔn)確地判斷出采區(qū)工作面的瓦斯主要來自本煤層還是鄰近層。一般把回采工作面老頂初次冒落前的平均瓦斯涌出量認(rèn)為是本煤層的瓦斯涌出量，而將老頂初次冒落后的平均瓦斯涌出增加量認(rèn)為是鄰近層的瓦斯涌出量。由于己15煤采面為近距離開采保護(hù)層采面，己15煤層與己1617煤層層間距厚度不均，在