【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 0272006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， MPa以下。對(duì)于設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，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《AQ10262006煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》。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（28）計(jì)算工作面月平均瓦斯抽采率。 （1）工作面可以供給的風(fēng)量 (25)式中，—工作面可以供給的風(fēng)量，m3/min； —最小控頂距，m；取3m—采高，； —有效斷面系數(shù)； —《規(guī)程》允許最高風(fēng)速，4。（2）通風(fēng)方法可以解決的瓦斯含量 (26)式中，—工作面可以供給的風(fēng)量m3/min； —《規(guī)程》允許最高瓦斯?jié)舛龋?%； —工作面日產(chǎn)量，t/日；(傾斜長(zhǎng)煤厚日推進(jìn)量容重) —瓦斯涌出不均勻系數(shù)，； —?dú)堄嗤咚沽浚琺3/t； （3）工作面所需風(fēng)量的計(jì)算=100 (27)式中，—絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min； —工作面瓦斯涌出不均衡系數(shù)，=。 (28)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；m179。/min—工作面月平均風(fēng)排瓦斯量，m3/min經(jīng)實(shí)際地質(zhì)測(cè)量數(shù)據(jù)得到m179。/min m179。/min=100（m3/min+）=%根據(jù)《GB50471—2008煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計(jì)規(guī)范》：Wc＝WK （29）K＝K1K 2K 3 （210）K1＝K4（MyMc）/ My （211）式中 Wc——可抽瓦斯量（Mm3 ）； K——可抽系數(shù)； K1——瓦斯涌出程度系數(shù)； K2——負(fù)壓抽采時(shí)的抽采作用系數(shù)，； K3——礦井瓦斯抽采率（%）。按目前我國(guó)的抽采技術(shù)水平，預(yù)抽煤層瓦斯時(shí)，可取25%～35%；抽采上下鄰近層瓦斯時(shí)，可取35%～45%； K4——煤層瓦斯排放率，可根據(jù)《 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法》（AQ10182006）中的規(guī)定選??；，Ki按式（45）。　　 （212）式中：hi——第i鄰近層與開采層垂直距離，m； hp——受采動(dòng)影響頂?shù)装鍘r層形成貫穿裂隙，鄰近層向工作面釋放卸壓瓦斯的巖層破壞范圍，m。 經(jīng)實(shí)際地質(zhì)測(cè)量數(shù)據(jù)得知 ： K1 = = 1/= K3=K＝K1K 2K 3 ==所以，可抽瓦斯量：20煤層：Wc== 21煤層：Wc==根據(jù)《GB50471—2008煤礦瓦斯抽采工程設(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)。礦井設(shè)計(jì)瓦斯年抽采量可按下式計(jì)算：QN=365Q/1000000 （213）式中：QN——礦井設(shè)計(jì)瓦斯年抽采量（Mm3）；Q——礦井設(shè)計(jì)瓦斯抽采規(guī)模（m3/min）。 QN=365則可抽期:20煤層: T= 21煤層: T=3 瓦斯抽采的必要性和可行性論證 瓦斯可抽采的必要性根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第一百四十五條規(guī)定，凡有下列情況之一的礦井，必須建立地面永久瓦斯抽采系統(tǒng)或井下臨時(shí)抽采系統(tǒng)：（1）一個(gè)采煤工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于5m179。/min，或一個(gè)掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于3m179。/min，采用通風(fēng)方法解決不合理的。（2）礦井絕對(duì)瓦斯涌出量達(dá)到以下條件的：① 大于或等于40m179。/min；② ～，大于30m179。/min；③ ～，大于25m179。/min；④ ～，大于20m179。/min；⑤ ，大于15m179。/min。（3） 開采有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層的。 下面從三個(gè)方面來(lái)分析板石煤礦瓦斯抽采的必要性。 根據(jù)安全生產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法》（AQ10182006），采用分源預(yù)測(cè)法對(duì)嵐縣正利煤業(yè)礦井瓦斯涌出量進(jìn)行預(yù)測(cè)。分源預(yù)測(cè)法的技術(shù)原理是：根據(jù)煤層瓦斯含量和礦井瓦斯涌出的源匯關(guān)系，利用瓦斯涌出源的瓦斯涌出規(guī)律并結(jié)合煤層的賦存條件和開采技術(shù)條件，通過(guò)對(duì)回采工作面和掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量的計(jì)算，達(dá)到預(yù)測(cè)采區(qū)和礦井瓦斯涌出量的目的。從目前的研究現(xiàn)狀來(lái)看，礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法可分為三大類：其一是建立在數(shù)理統(tǒng)計(jì)規(guī)律基礎(chǔ)上的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)法，該方法是依據(jù)礦井瓦斯涌出量與開采深度等參數(shù)之間的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，外推到預(yù)測(cè)區(qū)域中的瓦斯涌出量；其二是根據(jù)煤層瓦斯含量進(jìn)行預(yù)測(cè)的分源預(yù)測(cè)法，通過(guò)計(jì)算井下各瓦斯涌出源的涌出量，得到礦井或某一區(qū)域的相對(duì)瓦斯涌出量；其三是在地質(zhì)量化的基礎(chǔ)上應(yīng)用指數(shù)預(yù)測(cè)的方法來(lái)預(yù)測(cè)瓦斯涌出量，即地質(zhì)量化指數(shù)預(yù)測(cè)法。 1）統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)法： 統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)法是國(guó)內(nèi)外有關(guān)礦井長(zhǎng)期以來(lái)普遍采用的礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法，該方法的基本原理是：根據(jù)礦井已采區(qū)域歷年測(cè)定的相對(duì)瓦斯涌出量及相應(yīng)的開采深度，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法建立二者之間的線性或非線性回歸方程，Q=f（H），并通過(guò)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，確認(rèn)回歸方程有意義后，用于對(duì)深部未采區(qū)域的瓦斯涌出量作出預(yù)測(cè)，而通常采用的瓦斯涌出量梯度a，實(shí)際上是瓦斯涌出量Q對(duì)開采深度H的回歸方程的回歸系數(shù)。 2）分源預(yù)測(cè)法： 分源預(yù)測(cè)法是以煤層瓦斯含量為預(yù)測(cè)的主要依據(jù)，通過(guò)對(duì)井下各涌出源的瓦斯涌出量計(jì)算，進(jìn)行礦井瓦斯涌出量的預(yù)測(cè)，理論和實(shí)踐證明，進(jìn)行井下煤層開采時(shí)，由于受到采掘工作的影響，煤層和圍巖中的瓦斯平衡賦存條件受到破壞，處于破壞區(qū)內(nèi)的開采層、圍巖、鄰近層、采空區(qū)中的瓦斯將涌進(jìn)巷道，構(gòu)成礦井瓦斯組成的各部分；根據(jù)這種情況，分源預(yù)測(cè)法主要是對(duì)井下開采層、圍巖、鄰近層、采空區(qū)中瓦斯涌出量的計(jì)算，此外，還包括掘進(jìn)巷道的瓦斯涌出量，因此，這種預(yù)測(cè)方法可以概括為：礦井相對(duì)瓦斯涌出量等于平均每采一噸煤各瓦斯源涌出分量的總和，即首先應(yīng)對(duì)每一種瓦斯涌出源計(jì)算其涌出量，然后求和，由于這種預(yù)測(cè)法是以煤的瓦斯含量作為計(jì)算基礎(chǔ)，故又簡(jiǎn)稱其為瓦斯含量法。 3）地質(zhì)量化指數(shù)預(yù)測(cè)法： 地質(zhì)量化指數(shù)預(yù)測(cè)法是瓦斯預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)和前提，傳統(tǒng)的量化方法主要是做各種地質(zhì)指標(biāo)的等值線，再人工統(tǒng)計(jì)各個(gè)預(yù)測(cè)單元的地質(zhì)指標(biāo)，采用指數(shù)預(yù)測(cè)的方法對(duì)礦井瓦斯涌出量進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)指標(biāo)的量化，較好的解決了地質(zhì)指標(biāo)量化和瓦斯涌出量的預(yù)測(cè)問(wèn)題。目前，國(guó)內(nèi)很多煤礦在計(jì)算瓦斯涌出量時(shí)，主要是采用分源預(yù)測(cè)法和統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)法，本設(shè)計(jì)中采取分源預(yù)測(cè)法。 瓦斯涌出量計(jì)算（1）工作面絕對(duì)瓦斯涌出量計(jì)算 (31)式中，—開采煤層涌入工作面的瓦斯量 m3/min； —開采煤層原始煤層瓦斯含量 m3/t； —煤的殘余瓦斯含量 m3/t； —煤的容重 ρ= t/m3 —煤層厚度 ； —工作面平均推進(jìn)速度 4m/d； —工作面長(zhǎng)度 1382m； —進(jìn)、回風(fēng)巷排放瓦斯帶的總寬度m；當(dāng)煤的揮發(fā)分r大于27%時(shí)，取=26m。（2） 工作面相對(duì)瓦斯涌出量的計(jì)算（3） 經(jīng)實(shí)際地質(zhì)測(cè)量數(shù)據(jù)得出 20 =13m179。/t 21=15m179。/t =2m179。/t 20= 21= =4m/d =1382m =26m 表31 各煤層瓦斯絕對(duì)涌出量和相對(duì)涌出量煤層絕對(duì)瓦斯涌出量/m3/min相對(duì)瓦斯涌出量/m3/t2021 瓦斯抽采的必要性判斷1） 從工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果來(lái)看，20179。/min，21179。/min，均已超過(guò)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定回采工作面5m179。/min的界限。因此對(duì)新安礦來(lái)說(shuō)，為徹底有效地解決瓦斯問(wèn)題，保證礦井的高效、安全生產(chǎn)，進(jìn)行瓦斯抽采是非常必要的。采掘工作面是否有必要進(jìn)行瓦斯抽采的判斷標(biāo)準(zhǔn)是：采掘工作面最大供風(fēng)量小于稀釋瓦斯所需要的風(fēng)量。 2）按前面計(jì)算結(jié)果，工作面所需風(fēng)量為3134m3/min，而工作面可以供給的風(fēng)量只有2160m3/min，通風(fēng)能力不能滿足工作面所需風(fēng)量的要求，難以保證工作面瓦斯不超限。且由于工作面采用綜采，如增加風(fēng)量，會(huì)造成風(fēng)速過(guò)高，工作面煤塵太大，將對(duì)工作面作業(yè)人員的身體健康構(gòu)成威脅。因此，從通風(fēng)能力看礦井已具備建立抽采瓦斯系統(tǒng)的必要條件。 瓦斯抽采的可行性開采層瓦斯抽采的可行性是指在原始透氣性條件下進(jìn)行預(yù)抽的可能性，一般來(lái)說(shuō)，其衡量指標(biāo)有兩個(gè)：一為煤層的透氣性系數(shù)λ；二為鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)α，按λ和α判定開采層瓦斯抽采可行性的標(biāo)準(zhǔn)，如表32所示。新安煤礦21煤層瓦斯抽采難易程度評(píng)價(jià)結(jié)果見表33。表32 煤層瓦斯抽采難易程度分類表 指標(biāo)難易程度鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)α（d1）煤層透氣性系數(shù)λ（m2/MPa2d）百米鉆孔瓦斯極限抽采量Qj/m3容易抽采可以抽采較難抽采~1010~＞1440014400~2880＜2880表33新安煤礦21煤層瓦斯抽采難易程度評(píng)價(jià)結(jié)果表煤層鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)(d1)煤層透氣性系數(shù)λ(m2/MPa2d)煤層抽采難易程度20可以抽采21可以抽采從表33可以看出， 20和21煤層屬于可以抽采煤層，具備瓦斯抽采的可行性。4抽采瓦斯方法 鉆孔施工→鉆孔封孔—瓦斯抽采管路連接→瓦斯抽采參數(shù)測(cè)定→鉆孔孔口牌板吊掛→接入瓦斯抽采分管路→抽采主管路→瓦斯抽采泵站→排入地面大氣或?qū)Ｓ没仫L(fēng)巷中。1煤層瓦斯抽采一般是指利用瓦斯泵或其他抽采設(shè)備，抽取煤層中高濃度的瓦斯，并通過(guò)與巷道隔離的管網(wǎng)，把抽出的高濃度瓦斯，排至地面或礦井回風(fēng)巷中。目前認(rèn)為，煤礦瓦斯抽采不僅是降低礦井瓦斯涌出量，防止瓦斯爆炸和煤與瓦斯突出災(zāi)害的重要措施，而且抽出的瓦斯還可以變害為利，作為煤炭的伴生資源加以開發(fā)利用。因此，從本世紀(jì)50年代起