【文章內(nèi)容簡介】 8m，證明鍋底山斷層有效阻隔了西部及南部的地下水補給，地下水運動條件差，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)地下水補給條件差，含水層之間缺乏水力聯(lián)系，地下水以消耗凈儲量為主。（六）涌水量計算由于本采區(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，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測百米鉆孔瓦斯流量11～30L/。五、瓦斯抽采率根據(jù)本礦實際抽放率，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)瓦斯儲量根據(jù)所提供己四采區(qū)煤層瓦斯含量和儲量，；。己四采區(qū)瓦斯儲量按下式計算：W = W1+W2+W3 （31） =（+）+0 +（+） =式中：W —采區(qū)瓦斯儲量，Mm3；W1—采區(qū)可采煤層瓦斯儲量，Mm3；W2—受采動影響后能夠向開采空間排放的不可采煤層瓦斯儲量，Mm3； （32）A2i—受采動影響后能夠向開采空間排放的不可采煤層的地質(zhì)儲量，Mt；X2i—受采動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—受采動影響后能夠向開采空間排放的圍巖瓦斯儲量，Mm3，W3=K（W1+ W2）K —圍巖瓦斯儲量系數(shù)。根據(jù)《MT501896礦井瓦斯抽放工程設(shè)計規(guī)范》：設(shè)計瓦斯抽放率，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。對于設(shè)計來說，瓦斯抽放率的確定應(yīng)符合以上標準的要求，也可以參照《AQ礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》。1 井（或采區(qū)）瓦斯抽放率的測定與計算：在瓦斯抽采站的抽采主管上安裝瓦斯計量裝置，測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（含移動抽采）的瓦斯量。每月底按式（33）計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定與計算：工作面回采期間，在工作面瓦斯抽采干管上安裝瓦斯計量裝置，每周測定工作面瓦斯抽采量（含移動抽采）。每月底按式（34）計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，若不采取有效措施，則必然造成工作面瓦斯?jié)舛瘸蓿瑥亩鴩乐赜绊懙V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，煤與瓦斯突出危險嚴重，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)或井下臨時抽放瓦斯系統(tǒng)：⑴1個采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或1個掘進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礦井絕對瓦斯涌出量達到以下條件的：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煤層的。 通風(fēng)處理瓦斯量核定當(dāng)一個礦井、采區(qū)或工作面的絕對瓦斯涌出量大于通風(fēng)所能允許的瓦斯涌出量時，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遠小于采區(qū)或工作面的絕對瓦斯涌出量，需要抽放瓦斯來解決剩余瓦斯。 礦井瓦斯涌出量預(yù)測己15煤采面開采期間瓦斯涌出量預(yù)測按瓦斯含量計算工作面的瓦斯絕對涌出量，其計算如下：（1）開采層瓦斯涌出量計算 （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 — 工作面長度，200m； h — 掘進巷道預(yù)排等值寬度，24m。（2）鄰近層瓦斯涌出量計算受己15煤層采動影響，鄰近層（被保護層）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)測己1617煤層為被解放層，瓦斯相對涌出量的40%涌入己15煤層采空區(qū)，開采己1617煤層時， 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 掘進工作面瓦斯涌出量預(yù)測（1）己15煤層掘進工作面a、己15煤層掘進落煤瓦斯涌出量 （46）=（）= m3/min式中：s — 掘進端頭見煤面積，m2；V — 平均掘進速度，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)，單巷掘進時n=2；m — 煤層厚度，m；V — 平均掘進速度，m/min；L0 — 巷道瓦斯涌出量達到最大穩(wěn)定值時的巷道長度，m；qv=[（Vr2）+] X0=[282+]=式中：Vr — 煤的揮發(fā)份，%；qj = qL + qm =+= m3/min式中：qj — 掘進工作面瓦斯涌出量，m3/min；qL — 掘進落煤瓦斯涌出量，m3/min；qm —— 掘進煤壁瓦斯涌出量，m3/min。（2）己1617煤層掘進工作面由于開采己1617煤層時，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煤層掘進時，工作面瓦斯絕對涌出量計算過程如下：a、己1617煤層掘進落煤瓦斯涌出量 （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）巖巷掘進工作面～，掘進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面瓦斯涌出量組成。q=+++=。通過上述計算與分析，根據(jù)瓦斯涌出量預(yù)測結(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、十礦及十二礦實測數(shù)據(jù)和實際抽放效果來看：,屬較難抽放煤層，～‰,一般在3‰以下來看，又屬容易抽放煤層。實測百米鉆孔瓦斯流量12 ~ 30L/,抽放管內(nèi)濃度達35～45%，最高達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)礦實測指標和實際抽放效果，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)簡單，有利于維護和安全生產(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)盡量詳細地做好以下測量工作：――必須測定出掘進、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層采面，己15煤層與己1617煤層層間距厚度不均，在開