【導讀】趕水站約112km，距***火電廠約40km，交通尚屬方便。但煤塵有爆炸性、煤炭按二類自燃煤層，礦井水文地質(zhì)條件。復雜，煤層瓦斯含量高、煤層有突出危險性可能，是礦井開采的不利因素。本能夠滿足建設(shè)一個30萬t/年改擴礦井的資源要求。用于火力電廠固態(tài)除渣煤粉鍋爐用煤。C7、C9、C11煤精選后可作為高爐。塊煤考慮當?shù)孛裼眉巴怃N。系、開拓開采布置和采場大小的限制，這是確定礦井生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)。層之間厚度變化較大，設(shè)計以一個采區(qū)一個綜采工作面達到設(shè)計生產(chǎn)能力。層瓦斯涌出量最大，故以C5煤層作為礦井設(shè)計依據(jù)。

　　

【正文】 斯涌出量， m3/t； K‘ — 生產(chǎn)采區(qū)內(nèi)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，查表取 。 q 采 i— 第 i 個回采工作面相對瓦斯涌出量 , m3/t。 Ai— 第 i 個回采工作面的日產(chǎn)量， t。 q 掘 — 第 i 個掘進工作面絕對瓦斯涌出量， m3/min。 A0— 生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量， t。 礦井開采時，生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量計算見表 16。 ④ 礦井瓦斯涌出量 礦井瓦斯涌出量按下式計算： iniiiniAAqKq010139。39。 )(?????區(qū)井 式中： q 井 — 礦井相對瓦斯涌出量， m3/t； q 區(qū) — 第 i 個生產(chǎn)采區(qū)相對瓦斯涌出量， m3/t； A0i— 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)，查表取。 ***縣 ***煤礦 礦井瓦斯治理方案 33 頁 礦井瓦斯涌出量計算見表 17。 采煤 工作 面瓦 斯涌 出 量為 m3/t、絕對瓦 斯涌 出量 為； 2 個掘進工作面絕對瓦斯涌出量為 2 = m3/min；礦井相對瓦斯涌出量為 m3/min， 礦井絕對瓦斯涌出量為 m3/min。 表 14 回采工作面 以及 臨近層瓦斯涌出量 表 煤層編 號 K1 K3 與開采層 間距 (m) η% 煤 層厚度 (m) 采高(m) 原始瓦斯量 w0(m3/t) 殘存瓦斯含量 wc(m3/t) 瓦斯相對涌出量 (m3/t) 開采層 C5 鄰近層 C8 C11 C12 合計 開采層 C8 鄰近層 C11 C12 合計 開采層 C11 鄰近層 C12 合計 開采層 C12 鄰近層 合計 鄰近層開采時，其原始瓦斯含量為向開采層釋放后的含量。 表 15 單個掘進瓦斯涌出量計算表 煤層 Vr(%) γ(t/m3) s(m2) D(m) V(m/min) L(m) q0(m3/m2) W0(m3/t) WC(m3/t) Q(m3/min) C5 1000 C8 1000 C11 1000 C12 1000 表 16 生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量計算表 煤層 采面瓦斯涌出 量 掘進瓦斯涌出 量 工作面產(chǎn)量 采區(qū)產(chǎn)量 采空區(qū)涌出系 數(shù) 采區(qū)瓦斯涌出 量 采區(qū)絕對瓦斯 涌出量 ***縣 ***煤礦 礦井瓦斯治理方案 34 頁 (m3/t) (m3/min) (t) (t) K (m3/t) (m3/min) C5 C8 C11 C12 表 17 礦井瓦斯涌出量計算表 煤層 礦井產(chǎn)量 采區(qū) 產(chǎn)量 采區(qū)瓦斯涌出量 采空區(qū)涌出系數(shù) 礦井相對瓦斯涌出量 礦井絕對瓦斯涌出量 (t/d) (t/d) (m3/t) K (m3/t) (m3/min) C5 C8 C11 C12 二、通風方式及風量配備 通風方式 礦井采用 并列 式通風方式。新鮮風流由主平硐、進風斜井進入，乏風通過風井排出?；夭晒ぷ髅婧透骶蜻M工作面均采用獨立通風，掘進工作面為壓入式。 風量配備 （ 1） 礦井風量分配 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》及有關(guān)規(guī)定，參考鄰近生產(chǎn)礦井實際配風經(jīng)驗，滿足井下人員需求、稀釋瓦斯、風速等要求，且使總回風流中瓦斯?jié)舛炔怀^ ％，礦井總風量采用以下兩種方法計算，并選取其中的最大值。 風井數(shù)目、位置、服務(wù)范圍 三采區(qū)設(shè)一個主平硐、一個行人井、一個回風 。 二采區(qū)開采時利用主 平硐，新建一西風井 。 （ 2）礦井風量計算 ***縣 ***煤礦 礦井瓦斯治理方案 35 頁 ① 按井下同時工作的最大班下井人數(shù)計算。 Q 礦進 ＝ 4NK 礦通 式中： Q 礦進 —— 礦井總供風量， m3/s； N—— 井下同時工作的最多人數(shù)，按 80 人計算； K 礦通 —— 礦井通風系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風和配風不均勻等因素，考慮本礦井前期采用分 區(qū) 式通風，取 K 礦通 ＝ 。 Q 礦進 ＝ 4801. 15＝ 368（ m3/min）＝ 。 ③ 按采煤、掘進、硐室及其它地點實際需要風量的總和計算。 Q 礦進 ＝（ ΣQ 采 ＋ ΣQ 掘 ＋ ΣQ 硐 +Q 其他 ） K 礦通 式中： ΣQ 采 —— 采煤實 際需要風量的總和， m3/s； ΣQ 掘 —— 掘進實際需要風量的總和， m3/s； ΣQ 硐 —— 獨立回風的硐室實際需要風量的總和， m3/s； ΣQ 其它 —— 礦井其它井巷需要進行通風的風量總和， m3/s。 Ａ、 采煤工作面的風量確定 a、 按瓦斯涌出量： Q 采 ＝ 100q 瓦采 K 采通 式中： Q 采 —— 采煤工作面實際需要的風量， m3/s； q 瓦采 —— 采煤工作面絕對瓦斯涌出量， m3/min；經(jīng)前面計算，采面瓦斯經(jīng)預(yù)抽和采空區(qū)抽放后需風排瓦斯 量為 ， ***縣 ***煤礦 礦井瓦斯治理方案 36 頁 K 采通 —— 采煤工作面瓦斯涌出不均衡的備用風量系數(shù)， 炮采取 ，機采取 ； 據(jù)上式計算： Q 采 =100 ； b、 按工作面風溫計算 Q 采 ＝ VCScKi 式中： VC—— 采煤工作面適宜的風速，取 ； SC—— 采煤工作面平均有效斷面， SC=采高 （最大控頂距 +最小控頂距）/2= （ +） /2=。 Ki—— 采煤工作面長度系數(shù)，工作面長度 120m 選取為 1； 據(jù)上式計算： Q 采 =6. 111= C、 按炸藥使用量計算 Q 采 =25Ac 式中 Ac：采煤工作面采煤工作面一次使用 最大炸藥量，取 8kg； Q 采 ＝ 258=200 (m3/min)= d、 按工作面人員數(shù)量計算 Q 采 ＝ 4N=430/60 = 3/s 式中： N—— 采煤工作面同時工作的最多人數(shù)， 30 人； ▲ 按風速進行驗算： S 采 ＝ S 采 ≤Q 采 ≤4S 采 ***縣 ***煤礦 礦井瓦斯治理方案 37 頁 ≤Q 采 ≤2 (m3/s) 根據(jù)以上計算取最大值，經(jīng)采煤工作面風速符合要求，故 Q 采 ＝。 B、 掘進工作面的風量確定 a、 按瓦斯涌出量計算： Q 掘 ＝ 100q 瓦掘 K 掘通 式中： Q 掘 — 掘進工作面實際需要的 風量， m3/s； q 瓦掘 — 掘進工作面的瓦斯涌出量， m3/min； 經(jīng)抽放后其瓦斯涌出量為 m3/min（單個掘進工作面）。 K 掘通 — 掘進工作面瓦斯涌出不均衡的備用風量系數(shù)，該數(shù)值應(yīng)經(jīng)過觀察實測后取得；通常，炮掘工作面一般取 ～ ，取 。 據(jù)上式計算： Q 掘 =100 2/60= b、 按局部通風機吸入風量計算 Q 掘 ＝ Qf+ 式中： Qf—— 掘進面局部通風機吸入風量，設(shè)計掘進面選用 型2 22kW 局部通風機，其吸入風量取 150～ 550m3/min，取 550m3/min； I—— 掘進面同時運轉(zhuǎn)的局部通風機臺數(shù)，設(shè)計每個掘進面使用 1 臺局部通風機， I＝ 1 臺； —— 為防止局部通風機吸循環(huán)風的風量， S，局部通風機安設(shè)處斷面，按工作面運輸巷為 。 ***縣 ***煤礦 礦井瓦斯治理方案 38 頁 Q 掘 1＝ Q 掘 2＝ 550/60+ ＝ C、 按炸藥使用量計算 Q 掘 ＝ 25Ac=256/60= 3/s 式中： AC—— 掘進工作面一次爆破所用的最大炸藥量， 6kg； d、 按工作面人員數(shù)量計算： Q 掘 ＝ 4Nc=410/60= 3/s 式中： Nc—— 掘進工作 面同時工作的最多人數(shù)， 10 人； ▲ 按風速驗算： 煤巷、半煤巖巷掘進工作面的風量應(yīng)滿足： 15Sj≤Q 掘 ≤240Sj 式中： Sj—— 掘進工作面巷道過風斷面， ； 根據(jù)上述計算得 Q 掘 ＝ ，按風速驗算均滿足要求。 C、 硐室風量 (每個硐室按 2 m3/s 配風 ) 通風容易時期 ： 井下需單獨配風的硐室有 一處 中央變電所（消防材料） ，配風量為 2 1=2m3/s； 通風困難時期 : 井下需單獨配風的硐室有 一處 中央變電所（消防材料）、 一處 絞車房 ，配風量為 2 2=4m3/s；。 ***縣 ***煤礦 礦井瓦斯治理方案 39 頁 D、 備用工作面 礦 井困難時期考慮一備用工作面，其配風量按 6 m3/s 考慮。 F、 底板抽放巷 （ 每個底板抽放巷按 4m3/s 配風 ） 容易時期為 4 1=4 m3/s（由于接替工作面布置在風氧化帶內(nèi)，未布置底板抽放巷）； 困難時期為 4 2=8m3/s。 （ 6） 其它風量： 其他風量按上述總風量的 10﹪計算 Q 容易 ＝（ ∑Q 采 +∑Q 掘 +∑Q 硐 ） 10﹪ =（ +4+2+2 ） 10﹪=。 Q 困難 ＝（ ∑Q 采 +∑Q 掘 +∑Q 硐 ） 10﹪ =（ +2 4+2+22 +6） 10﹪ =。 （ 5）礦井總風量確定 礦井風量 Q＝ (∑Q 采 +∑Q 掘 +∑Q 硐 +∑Q 其它 )K 礦 ，礦井總需風量計算見表 18。 表 18 礦井需風量計算表 用風地點 容易時期需風量 （ m3/s） 困難時期需風量 （ m3/s） 工作面風量 采煤工作面 備用工作面 0 6 抽放工作面 4 8 掘進風量 運輸巷掘進工作面 回風巷掘進工作面 硐室風量 區(qū)段變電所 2 2 水泵房 0 2 絞車房 0 0 小計 2 4 ***縣 ***煤礦 礦井瓦斯治理方案 40 頁 其它風量 取上述之和的 10﹪ 礦井 K 礦通 ＝ 三、抽采方案 穿層鉆孔預(yù)抽掘進條帶瓦斯 利用底板抽放巷穿層預(yù)抽掘進條帶區(qū)域，能使掘進區(qū)域在掘進之前得到解突，有利于安全，打鉆、封孔施工都較容易，干擾少，是解決回采巷道掘進瓦斯和突出危險的最好的方法。該措施應(yīng)做到超前完成抽采工程，超前抽采。 穿層鉆孔預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯區(qū)域防突措施的鉆孔應(yīng)當控制區(qū)段內(nèi)的整個開采塊段、兩側(cè)回采巷道及其外側(cè)一定范圍內(nèi)的煤層。要求鉆孔控制回采巷道外側(cè)的范圍是：傾斜煤層巷道上幫輪廓線外至 少 20m，下幫至少 10m；其他為巷道兩側(cè)輪廓線外至少各 15m（該礦為傾斜煤層，按上幫輪廓線外至少 20m，下幫至少 10m）。以上所述的鉆孔控制范圍均為沿層面的距離。鉆孔布置示意圖見 1。 本層鉆孔預(yù)抽掘進條帶瓦斯 利用掘進回采巷道的同時，給出一定時間對煤體進行預(yù)抽可在一定程度上解決掘進及回采中的瓦斯問題；但掘、采、抽干擾大，矛盾多，在生產(chǎn)接替布緊張，預(yù)抽不充分的情況下可以采用。鉆孔應(yīng)控制的條帶長度不小于 60m，巷道兩側(cè)的控制范圍上幫不小于 20m，下幫不小于 10m，超前距不小于 20m 點中回采巷道外側(cè)的要求相同 ，具體布置方式如圖 2。 ***縣 ***煤礦 礦井瓦斯治理方案 41 頁 圖 1 底板專用抽放巷穿層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯布置 示意 圖 鉆孔長度≥60m現(xiàn)有巷道預(yù)抽鉆孔允許巷道掘進距離40m 超前距離≥20m掘進停止線≥20m≥10m預(yù)掘巷道 圖 2 掘進工作面抽放鉆孔布置圖 順層鉆孔預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯 ***縣 ***煤礦 礦井瓦斯治理方案 42 頁 為降低煤層開采時的瓦斯涌出量，設(shè)計在采煤工作面運輸巷打平行順層進行本煤層瓦斯預(yù)抽。 順層鉆孔預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯區(qū)域防突措施的鉆孔應(yīng)當控制區(qū)段內(nèi)的整個開采塊段。 鉆孔布置： 回風、運輸巷 沿煤層傾斜方向每隔 23m 布置一個順層抽放鉆孔，鉆孔 深度 70、 50m。直