【文章內(nèi)容簡介】 采工作面的瓦斯抽采量為：q＝＝取15煤層一個回采工作面的瓦斯抽采量為10m3/min。二、 邊采邊抽工作面抽采量預(yù)計由于邊采邊抽工作面已經(jīng)預(yù)抽較長時間（1～2年以上），且隨著回采的不斷推進，鉆孔數(shù)量在不斷減少，抽采量下降較快。所以，其抽采量9煤層為5m3/min，15煤層為2m3/min。三、采空區(qū)瓦斯抽采量預(yù)計XX煤礦9煤層采用走向長壁一次采全高綜采采煤法，15煤層采用走向長壁輕型綜采放頂煤采煤法，采空區(qū)殘留煤炭較多，工作面走向長度較長，加上鄰近層及圍巖瓦斯的大量涌出，采空區(qū)瓦斯涌出量較大，所以采空區(qū)瓦斯抽采量按30m3/min計算。四、掘進面瓦斯抽采量預(yù)計XX煤礦正常生產(chǎn)時配置4個綜掘工作面，其中9號煤層布置兩個掘進面，15號煤層布置兩個掘進面，根據(jù)瓦斯涌出量預(yù)測，其掘進時瓦斯涌出量較大，9號煤層每個掘進面的預(yù)抽量為3m3/min，15號煤層掘進工作面預(yù)抽量為1m3/min。五、礦井瓦斯抽采量預(yù)計按礦井生產(chǎn)安排，9煤層1個回采工作面，2個掘進工作面，15煤層1個回采工作面2個掘進工作面生產(chǎn)，預(yù)抽時間9，15煤層按2年考慮，則全礦需同時保證有2個預(yù)抽工作面抽采。另外，有2個邊采邊抽工作面抽采， 2個采空區(qū)瓦斯抽采。則礦井總抽采量為:Q=20+10+5+2+3+3+1+1+30=75m3/min 六、按通風能力計算礦井瓦斯抽采量礦井年抽采量需根據(jù)采掘工程計劃安排來確定，按照每個采區(qū)應(yīng)當抽采的瓦斯量或?qū)嶋H所能達到的抽采量來計算礦井年抽采瓦斯量。從安全的角度考慮，應(yīng)該抽采的瓦斯量為： ΔI≥I－IP式中 ΔI—為保證通風安全所需抽采的瓦斯量，m3/min； I — 礦井瓦斯涌出量，m3/min； Ip — 通風所能允許的瓦斯涌出量，m3/min。根據(jù)該礦《擴建可行性研究報告》,礦井總供風量為122m3/s，設(shè)計2個采區(qū)，2個綜采工作面。目前，礦井實際供風量為8900 m3/min。根據(jù)預(yù)測,，，則需抽出瓦斯量為： ΔI≥－ ＝按此計算，為保證礦井安全生產(chǎn)，礦井瓦斯抽采率必須達到52%以上，為保證礦井安全生產(chǎn)，在加強瓦斯抽采工藝技術(shù)研究和瓦斯抽采管理技術(shù)水平的同時，該礦應(yīng)加強通風組織管理，使礦井通風系統(tǒng)更加合理。為了既保證礦井安全生產(chǎn)，又能使抽采量保持長期穩(wěn)定，瓦斯抽采規(guī)模按75m3/min設(shè)計，其中采空區(qū)抽采瓦斯量按30m3/min設(shè)計，則年抽采量為： W年抽＝365144075 ＝ Mm3上述抽采規(guī)模是按煤層平均瓦斯含量進行計算的，煤層平均瓦斯含量以開采煤層深部地質(zhì)鉆孔瓦斯含量為依據(jù)，因此，礦井在開采淺部煤層時，由于煤層瓦斯含量較低，工作面可抽采瓦斯量較少，因此，初期抽采瓦斯時，在較長一段時間內(nèi)難以達到設(shè)計規(guī)模。所以，為了充分發(fā)揮投資效益，減少不必要的浪費，瓦斯抽采系統(tǒng)一次設(shè)計，分期實施。七、瓦斯抽采系統(tǒng)規(guī)模根據(jù)礦井瓦斯抽采量預(yù)計，礦井瓦斯抽采設(shè)計規(guī)模為75m3/min純瓦斯（其中采空區(qū)抽采量為30m3/min純瓦斯），瓦斯抽采工程分兩期建設(shè)，初期設(shè)計規(guī)模為45m3/min純瓦斯（其中采空區(qū)抽采量為15m3/min純瓦斯），主要是開采淺部煤層時，對工作面瓦斯進行預(yù)抽和采空區(qū)瓦斯進行抽采，二期設(shè)計規(guī)模為30m3/min純瓦斯，主要用于抽采開采深部煤層時增加的瓦斯量。抽采系統(tǒng)服務(wù)年限按下式計算：　　　　 N＝ （24）式中　N——抽采系統(tǒng)服務(wù)年限，年。WK——可抽瓦斯量，Mm3；WNC——預(yù)計年最大抽采量，Mm3。XX煤礦主采15煤，因此，本次瓦斯抽采工程設(shè)計只包括15煤。根據(jù)前面計算，礦井15。按瓦斯抽采設(shè)計規(guī)模75m3/min計算。則礦井抽采系統(tǒng)服務(wù)年限為：N＝WK247。WNC ＝247。 ＝60　 根據(jù)上述計算結(jié)果，抽采系統(tǒng)服務(wù)年限為60年。為保證煤層預(yù)抽效果及瓦斯安全利用，設(shè)計采用兩套抽采系統(tǒng)，即預(yù)抽抽采系統(tǒng)和采空區(qū)瓦斯抽采系統(tǒng)，兩套系統(tǒng)相對獨立。本瓦斯抽采系統(tǒng)一次設(shè)計，分期實施。初期設(shè)計規(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。礦井開采初期，由于開采淺部煤層，煤層瓦斯含量低，可抽采瓦斯量少，因此，在淺部15煤層暫不考慮進行瓦斯抽采，隨著向深部開采，加強瓦斯監(jiān)測，當采用通風解決瓦斯困難時，即時對15煤層采取抽采措施。對15深部煤層進行預(yù)抽時，工作面的瓦斯預(yù)抽量為9m3/min?；夭蓵r工作面預(yù)抽鉆孔可作為邊采邊抽鉆孔，工作面瓦斯抽采量預(yù)計為2m3/min。但隨著礦井技改完成后產(chǎn)量增加、開采深度的加深及采空區(qū)增加，礦井瓦斯涌出量將隨之不斷增加，當初期抽采瓦斯規(guī)模無法滿足礦井安全生產(chǎn)需求時，建設(shè)二期抽采系統(tǒng)，抽采規(guī)模為30m3/min純瓦斯，主要用于礦井增加瓦斯量抽采。到時，礦井將形成兩套獨立的抽采系統(tǒng)，預(yù)抽系統(tǒng)抽采規(guī)模為45m3/min純瓦斯，采空區(qū)抽采系統(tǒng)抽采規(guī)模為30m3/min純瓦斯，礦井瓦斯抽采規(guī)模達到75m3/min。第三章　礦井瓦斯涌出量預(yù)測根據(jù)《礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法》（AQ10182006，國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局）。礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法主要有兩種：分源預(yù)測法和礦山統(tǒng)計法。根據(jù)該礦實際情況，采用分源預(yù)測法進行礦井瓦斯涌出量預(yù)測。第一節(jié)　工作面瓦斯涌出預(yù)測一、回采工作面瓦斯涌出預(yù)測回采工作面相對瓦斯涌出量按下式計算： q采＝q1＋q2　　　　　　　　　　　 　（31）式中 q1—開采層相對瓦斯涌出量，m3/t； q2—鄰近層相對瓦斯涌出量，m3/t；開采層相對瓦斯涌出量按下式計算：q1＝K1K2K3 (W0－Wc) 　　　　　（32）式中 K1—圍巖瓦斯涌出系數(shù)，根據(jù)頂板管理方法查表選取；K2—工作面丟煤系數(shù)，用回采率的倒數(shù)來計算；則9煤層15煤層K3—采區(qū)內(nèi)準備巷道預(yù)排瓦斯對開采層瓦斯涌出影響系數(shù)； 　　　　　　　　　　　　　（33）L—回采工作面長度，m；h—掘進巷道預(yù)排等值寬度，m，根據(jù)煤種查表選取，h＝13m；則9煤層15煤層m—開采層厚度，m；M—工作面采高，m；W0—煤層原始瓦斯含量，m3/t；Wc—運出礦井后煤的殘存瓦斯含量，根據(jù)煤的揮發(fā)分查表選取，m3/t。回采工作面基本情況見表311，預(yù)測結(jié)果見表312。表311 綜采工作面基本情況一覽表煤層埋藏深度（m）煤層厚度（m）采高（m）工作面長度(m)平均日產(chǎn)量(t)地質(zhì)構(gòu)造情況備注9472m左右1603600無大構(gòu)造15540m左右1401400無大構(gòu)造9煤層q1＝(－)＝；絕對涌出量＝3600/1440=；15煤層q1＝(－)＝；絕對涌出量＝1400/1440=表312 綜采工作面瓦斯涌出預(yù)測結(jié)果一覽表煤層相對涌出量（m3/t）絕對涌出量（m3/min）備注915注:殘存瓦斯含量根據(jù)煤的揮發(fā)分查表選??；根據(jù)可采煤層特征表確定鄰近層相對瓦斯涌出量?！　　　　　　? （34）式中 mi—第i鄰近層煤層厚度，m；M—工作面采高，m；W0i—第i個鄰近層煤層原始瓦斯含量，m3/t；Wci—第i個鄰近層煤層殘余瓦斯含量，m3/t； ηi—第i個鄰近層瓦斯排放率，根據(jù)相關(guān)標準查表選取。根據(jù)該礦《擴建可行性研究報告》，采區(qū)內(nèi)煤層開采順序為先采9煤層，再采15煤層。受9煤層開采影響的鄰近層主要有11三層煤，受15煤開采影響的鄰近層主要有15下煤，計算結(jié)果如表31表314。9煤層q2＝(++)＝；絕對涌出量＝3600/1440=；15煤層q2＝()＝；絕對涌出量＝1400/1440=表313 鄰近層瓦斯涌出預(yù)測結(jié)果一覽表（1）鄰近層煤層厚度（m）采高（m）瓦斯含量（m3/t）殘存瓦斯含量（m3/t）瓦斯排放率（%）相對涌出量（m3/t）備注685890114515下80表314 鄰近層瓦斯涌出預(yù)測結(jié)果一覽表（2）鄰近層相對涌出量（m3/t）絕對涌出量（m3/min）備注6 8 119煤鄰近煤層15下15煤鄰近煤層把q1和q2的計算結(jié)果代入式23中,考慮到瓦斯涌出的不均衡性，因此瓦斯涌出量還需乘以不均衡系數(shù)Kn，,計算結(jié)果見表315。從表中可以看出：9煤回采工作面相對瓦斯涌出量q＝(+)＝； 絕對瓦斯涌出量＝3600/1440=。15煤回采工作面相對瓦斯涌出量q＝(+)＝；絕對瓦斯涌出量＝1400/1440=。表315 回采工作面瓦斯涌出預(yù)測結(jié)果一覽表回采工作面不均衡系數(shù)相對涌出量（m3/t）絕對涌出量（m3/min）備注9煤回采工作面15煤回采工作面二、掘進工作面相對瓦斯涌出預(yù)測掘進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兩部分組成，其絕對瓦斯涌出量按下式確定：q掘＝q3＋q4 （35）式中　q掘—掘進工作面絕對瓦斯涌出量，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—掘進巷道斷面積，m2；V—巷道平均掘進速度，m/min；γ—煤的密度，t/m3。 W0—煤層原始瓦斯含量，m3/t；Wc—運出礦井后煤的殘存瓦斯含量，根據(jù)煤的揮發(fā)分查表選取，m3/t?！　　　　　。?7）式中：q4—煤壁瓦斯涌出量，m3/min； D—巷道斷面內(nèi)暴露煤面的周邊長度，m。對于薄及中厚煤層，D=2m0，m0為煤層厚度，對于厚煤層，D=2h+b，h及b分別為巷道的高度及寬度； v—巷道平均掘進速度，m/min； L—巷道長度，m； qo—煤壁瓦斯涌出強度，m3/（m2min），按下式計算： q0＝[(Vr)2＋]W0 （38）式中　qo—巷道煤壁瓦斯涌出量初強度，m3/（m2min）Vr——煤的揮發(fā)份，%。W0——煤層原始瓦斯含量，m3/t；15煤掘進工作面基本情況見表316，瓦斯涌出量預(yù)測見表317。9煤綜掘工作面瓦斯涌出量:q3=()=；q4=(2+4)(2)=；q掘＝+＝。15煤綜掘工作面瓦斯涌出量：q3=12()=；q4=(23+4)(2)=；q掘＝+＝。表316 掘進工作面基本情況一覽表煤層煤層厚度（m）密度（t/m3）揮發(fā)分（%）巷道斷面（m2）巷道長度（m）掘進速度（m/min）瓦斯含量（m3/t）9250015122500注：礦井的綜掘速度為300m/月。表317 掘進工作面瓦斯涌出量預(yù)測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，設(shè)兩個采區(qū)，每個采區(qū)配一個回采工作面，兩個掘進頭。采區(qū)內(nèi)瓦斯涌出量除了回采和掘進涌出外，還包括采區(qū)內(nèi)已采區(qū)段老空區(qū)瓦斯涌出。由于該礦為改擴建礦井，目前采空區(qū)比較多，按有關(guān)標準。其計算公式為： （39）式中：q區(qū)——生產(chǎn)采區(qū)相對瓦斯涌出量，m3/t； Ao—生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量，t/d； q采i—第i個回采工作面相對瓦斯涌出量，m3/t； Ai—第i個回采工作面平均日產(chǎn)量，t/d； k′—生產(chǎn)采區(qū)內(nèi)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)； q掘i—第i個掘進面工作面絕對瓦斯涌出量，m3/min。9煤層采區(qū)相對瓦斯涌出量絕對瓦斯涌出量＝4000/1440=。15煤層采區(qū)相對瓦斯涌出量絕對瓦斯涌出量＝1740/1440=表321 采區(qū)瓦斯涌出量預(yù)測一覽表煤層采 區(qū)工作面瓦斯涌出量m3/t掘進瓦斯涌出量m3/min采 區(qū) 日產(chǎn)量(t)瓦斯涌出量備注相對量m3/t絕對量m3/min9XX采區(qū)400015XX采區(qū)1740注：日產(chǎn)量5740t（）,2個綜采工作面，4個綜掘工作面。第三節(jié)　礦井瓦斯涌出量 （310） 式中：q井—礦井相對瓦斯涌出量，m3/t； q區(qū)i—第i個生產(chǎn)采區(qū)相對瓦斯涌出量，m3/t； A0 i—第i個生產(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)開采狀況，查表選取，K″= 。