【導(dǎo)讀】及全礦井的通風(fēng)。同時(shí)用計(jì)算機(jī)模擬開采過程中上、下鄰近層、采空。區(qū)及本煤層瓦斯賦存狀態(tài)和瓦斯在不同卸壓區(qū)的涌出趨勢(shì)和涌出量，炭高效安全生產(chǎn)和瓦斯減排的目的。準(zhǔn)備工作：1.收集宣東煤礦生產(chǎn)過程中瓦斯治理歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)行初步歷史擬合，了解瓦斯涌出的基本情況，確定項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)和精度要求。其瓦斯含量與抽放參數(shù)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試等工作。井，確定煤巖層垂向力學(xué)剖面）與井下采樣分析。為領(lǐng)導(dǎo)下達(dá)煤炭生產(chǎn)任務(wù)提供指導(dǎo)性依據(jù)。2．瓦斯涌出量預(yù)測(cè)的可靠度不低于85%，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。成果形式：1.宣東煤礦井下瓦斯賦存及其分布規(guī)律研究報(bào)告。若有聲波測(cè)井資料更好。

　　

【正文】 minute)米3空氣/分鐘）O t h e r g a s 1 . 2 5 % M e t h a n e 1 % M e t h a n e 0 . 9 % 其它氣體 % 濃度的 甲烷 % 濃度的甲烷 % 圖 34 15 工作面最大要求風(fēng)量預(yù)測(cè)結(jié)果圖 最壞的情況將出現(xiàn)在日產(chǎn) 7250 噸的時(shí)候，每分鐘將有 60 m179。的瓦斯從地層中釋放出來。假定采中瓦斯抽放效率維持在 60%，也就是 36 m179。CH4/min，通風(fēng)系統(tǒng)將需要 2,330 m179。/min的風(fēng)量使得回風(fēng)中的瓦斯含量低于 1%或需要 3,107 m179。/min 的通風(fēng)量來使得回風(fēng)中的瓦斯含量低于 %。 運(yùn)用 CMGP 得到的數(shù)據(jù)和我們的建議 CMGP 軟件可以用來快速計(jì)算將要釋放到地下工作面的，與日產(chǎn)量和煤壁的含氣狀況有關(guān)的瓦斯量。 它還可以預(yù)測(cè)和計(jì)算為保證地下采礦安全而使得瓦斯含量低于一個(gè)明顯的界線值（ 1%,， 0,75%等） 所必需和適宜的通風(fēng)量。 4 GRM 模擬和計(jì)算 我們利用中文版本的瓦斯釋放模擬軟件來模擬巖層卸壓和瓦斯釋放區(qū)。這與潘一礦1541（ 3）工作面當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件，含氣率和采礦條件有關(guān)。輸入的數(shù)據(jù)見圖 31， 32， 33和表 31。表 31 顯示了工作面煤層頂板以上 200 米和底板以下 100 米的巖性以及單軸抗壓強(qiáng)度等情況。 35000t/week 35000 噸 /周 169。 2020 lConfidential, AAA Minerals Int’l (北京確博爾 ) 圖 3地質(zhì) 與巖石 力學(xué)數(shù)據(jù)輸入 圖 3選擇的巖性數(shù)據(jù)輸入 169。 2020 lConfidential, AAA Minerals Int’l (北京確博爾 ) 圖 3煤層數(shù)據(jù)輸入 風(fēng)井檢測(cè)孔的巖層單軸抗壓強(qiáng)度及其描述 距離 單軸抗壓強(qiáng)度 UCS 巖石類型描述 從 (m) 到 (m) Mpa 25 細(xì)砂巖和粉砂巖 78 中砂巖 30 泥巖 80 中砂巖 27 細(xì)砂巖 10 171 煤層 24 泥巖 42 粉砂巖 38 細(xì)砂巖 11 162 煤層 39 粉砂巖 13 161 煤層 30 泥巖 39 粉砂巖 28 細(xì)砂巖 42 粉砂巖 40 細(xì)砂巖 169。 2020 lConfidential, AAA Minerals Int’l (北京確博爾 ) 28 泥巖 29 細(xì)砂巖 30 砂質(zhì)泥巖 39 粉砂巖 30 砂質(zhì)泥巖 21 鮞狀鋁土巖 28 細(xì)砂巖 24 泥巖 40 粉砂巖 20 泥巖 28 細(xì)砂巖 20 泥巖 15 煤層 20 泥巖 30 細(xì) 砂巖 20 泥巖 15 15 煤層 30 碳質(zhì)頁(yè)巖 40 粉砂巖 29 砂質(zhì)泥巖 15 142 煤層 28 泥巖 39 粉砂巖 28 細(xì)砂巖 20 泥巖 30 碳質(zhì)頁(yè)巖 14 132 煤層 30 砂質(zhì)泥巖 35 粉砂巖 22 砂質(zhì)泥巖 15 131 煤層 24 泥巖 14 12 煤層 40 粉砂巖 20 泥巖 40 粉砂巖 21 泥巖 28 細(xì)砂巖 20 泥巖 40 粉砂巖 20 泥巖 41 粉砂巖 169。 2020 lConfidential, AAA Minerals Int’l (北京確博爾 ) 29 細(xì)砂巖 20 泥巖 40 粉砂巖 30 砂質(zhì)泥巖 28 細(xì)砂巖 85 中砂巖 30 砂質(zhì)泥巖 28 粉砂巖和細(xì)砂巖 15 112 煤層 30 碳質(zhì)頁(yè)巖 20 泥巖 14 111 煤層 38 砂質(zhì)泥巖 120 中砂巖 表 31 GRM 巖性 與巖石力學(xué) 數(shù)據(jù)表 GRM 頂板瓦斯模擬輸出 煤礦瓦斯模擬軟件對(duì) 15 工作面和采空區(qū)及其頂?shù)装宓耐咚狗植夹问胶突顒?dòng)規(guī)律進(jìn)行了動(dòng)態(tài)模擬，并用圖形連續(xù)地顯示了煤巖層在不同位 置的卸壓分區(qū)和不同的瓦斯運(yùn)移帶。 在此，我們選擇“頂板輸出”來舉例演示頂板巖層的卸壓情況和工作面后不同位置的瓦斯釋放分區(qū)。 距離工作面 15， 28， 50， 100， 200， 300， 400， 500， 700 和 850 米的情形顯示了那些與頂板高度和采用某種抽放系統(tǒng)有關(guān)的區(qū)域（如圖 34 到圖 313）。顯示了距工作面的不同距離處頂板卸壓的情況及其對(duì)瓦斯抽放孔的影響。這些地方可采用的抽放鉆孔包括：從井下向上打的鉆孔和從地表向下打的孔（從采空區(qū)頂板或煤層的氣源中獲得瓦斯）。 169。 2020 lConfidential, AAA Minerals Int’l (北京確博爾 ) 圖 3工作面后 15 米處頂板瓦斯卸壓分區(qū)和地 下上行孔以及地面氣井布置圖 (對(duì)不同的煤層設(shè)計(jì)了不同的地下鉆孔，但上面的兩個(gè)鉆孔可能因?yàn)樾秹簠^(qū)在此處不包括 16 煤層和 17 煤層而不起作用。地表鉆孔布置在正確的位置，但套管太高。因?yàn)樾秹簠^(qū)還沒有到達(dá)那兒。 ) 圖 3 工作面后 28 米處頂板瓦斯卸壓分區(qū)和地下上行孔以及地面氣井布置圖 (地下鉆孔的長(zhǎng)度和角度合適；地表鉆孔也在正確的位置；并且套管相對(duì)于三個(gè)煤層也處于較為合適的位置， 可以最大程度抽放瓦斯。 ) 169。 2020 lConfidential, AAA Minerals Int’l (北京確博爾 ) 圖 3 工作面后 50 米處頂板瓦斯卸壓分區(qū)和地下上行孔以及地面氣井布置圖 (地下鉆孔長(zhǎng)度和 角度合適；地表鉆孔也在正確的位置；并且套管相對(duì)于三個(gè)煤層也處于較為合適的位置， 可以最大程度抽放瓦斯。 ) 圖 3 工作面后 100 米處頂板瓦斯卸壓分區(qū)和地下上行孔以及地面氣井布置圖 (地下鉆孔的長(zhǎng)度和角度合適， 可以最大程度抽放瓦斯；地表鉆孔也在正確的位置，但鉆孔到達(dá)高松動(dòng)卸壓區(qū)，可能會(huì)抽到井巷里的空氣導(dǎo)致抽放效果不佳。 ) 169。 2020 lConfidential, AAA Minerals Int’l (北京確博爾 ) 圖 3 工作面后 200 米處頂板瓦斯卸壓分區(qū)和地下上行孔以及地面氣井布置圖 (地下鉆孔的長(zhǎng)度和角度合適， 但鉆孔底部的壓力小于其它部位， 瓦斯不易抽出，須改進(jìn)工藝。地表鉆孔也在 正確的位置；但鉆孔底部到達(dá)重新壓實(shí)的低卸壓區(qū)，抽氣效果應(yīng)該不佳，須改進(jìn)工藝。 ) 圖 3 工作面后 300 米處頂板瓦斯卸壓分區(qū)和地下上行孔以及地面氣井布置圖 (13， 14 和 15 煤層已開始重新被壓實(shí)，鉆孔抽放工藝設(shè)計(jì)需改變。 ) 169。 2020 lConfidential, AAA Minerals Int’l (北京確博爾 ) 圖 3 工作面后 400 米處頂板瓦斯卸壓分區(qū)和地下上行孔以及地面氣井布置圖 ((13， 14 和 15 煤層已開始重新被壓實(shí)，鉆孔設(shè)計(jì)需改變，應(yīng)以抽 16 和 17 煤層為主 ) 圖 31 工作面后 500 米處頂板瓦斯卸壓分區(qū)和地下上行孔以及地面氣井布置圖 (所有孔均須重新設(shè) 計(jì)其169。 2020 lConfidential, AAA Minerals Int’l (北京確博爾 ) 工藝。 ) 圖 31 工作面后 700 米處頂板瓦斯卸壓分區(qū)和地下上行孔以及地面氣井布置圖 （井下鉆孔的長(zhǎng)度和角度合適，但鉆孔抽放工藝設(shè)計(jì)需改變。 地面孔的深度和抽放工藝設(shè)計(jì)需改變。） 圖 31 工作面后 500 米處頂板瓦斯卸壓分區(qū)和地下上行孔以及地面氣井布置圖 (所有鉆孔不起作用 ) 169。 2020 lConfidential, AAA Minerals Int’l (北京確博爾 ) 圖 314 顯示了從 井 下向上打的鉆孔和散布孔，以及氣井的位置。其為一水平橫截面圖，顯示了從巷道往煤壁里打的預(yù)抽孔以及地表氣井的位置。 圖 31頂板瓦斯釋放模擬輸出的平面圖和井下向頂板大的孔以及地表抽放 井位置 圖 315 和 316 顯示了采煤和采后抽取瓦斯的最佳的位置，也就是說我們可以在工作面中部和地面選擇抽放孔。 圖 31工作面后 28 米的頂板瓦斯預(yù)測(cè)軟件輸出圖和頂板中為抽放瓦斯設(shè)計(jì)的巖巷 (方框 ), 圖中的斜黑線 GOAF AREA 169。 2020 lConfidential, AAA Minerals Int’l (北京確博爾 ) 為本采區(qū)的煤層實(shí)際產(chǎn)狀 圖 31工作面后 28 米的頂板瓦斯預(yù)測(cè)軟件輸出圖， 顯示了頂板卸壓情況。從井下工作面中部打上行孔及地面抽放孔比較合適。 圖中的斜黑線代表本采區(qū)的煤層實(shí)際產(chǎn)狀 GRM 底板輸出 我們選擇底板輸出來演示底板巖層的卸壓和工作面后不同距離的瓦斯釋放區(qū)。 圖 317 顯示了工作面前 5 米的情況， 由于煤層還沒開采， 采區(qū)對(duì)底板卸壓影響不大， 但煤巖層本生的力學(xué)特征被反映圖上。這對(duì)我們掌握采動(dòng)過程中的應(yīng)力變化有很大幫助。 圖 318 和 319 顯示了在工作面后 2 米和 6 米的巖層卸壓和瓦斯釋放區(qū)，也就是我們計(jì)劃布置下行抽氣孔的位置。 圖 320 顯示了距工作面 12 米的縱截面的情況，該處的地層因?yàn)檩^為弱的頂板已被重新壓實(shí)。在這個(gè)位置及其以后的區(qū)域沒有可用于抽取瓦斯的瓦斯釋放區(qū)。因此，在這個(gè)位置及其以后的區(qū)域打抽氣鉆孔只會(huì)浪費(fèi)資金。 GRM 的運(yùn)用得到的數(shù)據(jù)和我們的建議 利用 當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)的，地質(zhì)力學(xué)的，瓦斯和采礦的數(shù)據(jù)，瓦斯釋放模擬軟件可以為頂板和底板模擬和生成巖層卸壓區(qū)和瓦斯釋放區(qū)。 我們可以利用這些輸出數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)或優(yōu)化從地下或地表進(jìn)行的瓦斯抽放系統(tǒng)。它將會(huì)幫助我們提高瓦斯抽放效率，保證礦井安全和產(chǎn)量。 169。 2020 lConfidential, AAA Minerals Int’l (北京確博爾 ) 圖 31工作面前方 5 米處底板瓦斯預(yù)測(cè)軟件輸出圖和垂直應(yīng)力以及垂直載荷（圖中清晰可見工作面前方5 米的壓力分布區(qū)，我們可以利用這些打超前鉆孔來進(jìn)行瓦斯預(yù)抽。） 圖 31工作面后 2 米處底板瓦斯預(yù)測(cè)軟件輸出圖和瓦斯釋放區(qū)以及設(shè)計(jì)的下行孔（ 地下布置的下行鉆孔長(zhǎng)度和角度合 適） GAS RELEASE ZONE 169。 2020 lConfidential, AAA Minerals Int’l (北京確博爾 ) 圖 31工作面后 6 米處底板瓦斯預(yù)測(cè)軟件輸出和瓦斯釋放區(qū)以及設(shè)計(jì)的下行孔（原 地下布置的下行鉆孔長(zhǎng)度和角度需修改。 ） 圖 3工作面后 12 米處底板瓦斯預(yù)測(cè)軟件輸出無(wú)瓦斯釋放區(qū)（除工作面附近少量的瓦斯外，幾乎沒有瓦斯釋放。） GAS RELEASE ZONE 169。 2020 lConfidential, AAA Minerals Int’l (北京確博爾 ) 第四章 結(jié)論和建議 1 結(jié)論 ⑴ 詳細(xì)預(yù)測(cè)了該工作面在固定的推進(jìn)速度和采煤方式下的瓦斯涌出量情況，這些在報(bào)告的圖表和正文中有所顯示。例如在日產(chǎn) 5000 噸的情況下， 釋放到通風(fēng)系統(tǒng)的瓦斯量為 18 m3CH4/min。 ⑵ 預(yù)測(cè)了在不同日產(chǎn)量水平下的瓦斯涌出量，并提供了為保持井下瓦斯維持在安全線之下所需的通風(fēng)需求的最大值和平均值。在日產(chǎn) 5000 噸的情況下， 需要 1837 m3air/min 的通風(fēng)量來使得回風(fēng)中的瓦斯含量低于 1%。 ⑶ 模擬了距離工作面不同距離的頂?shù)装逍秹呵闆r，模擬出 巖層卸壓分區(qū)和瓦斯釋放區(qū)；并指導(dǎo)我們進(jìn)行頂?shù)装搴兔罕谥谐闅忏@孔以及地面氣井的布置。特別是說明了鉆孔布置最佳的長(zhǎng)度和方向等參數(shù)。 ⑷ 模擬了工作面前方的頂?shù)装宓膽?yīng)力分布，這對(duì)我們布 置預(yù)抽鉆孔和掌握采動(dòng)過程中的瓦斯釋放情況有一定的指導(dǎo)意義。 2 建議 ⑴ 建議在 15 工作面的中段和末段采用我們的軟件系統(tǒng)在做同樣的預(yù)測(cè)和模擬 .并在該礦另一個(gè)工作面進(jìn)行同樣的預(yù)測(cè)和模擬。 ⑵ 本次瓦斯預(yù)測(cè)和釋放模擬僅僅是參考了 IV 東 27 一個(gè)鉆孔的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)在我們做研究時(shí)是可行的，但我們需要掌握該工作面的整體的數(shù)據(jù)來調(diào)整我們的預(yù)測(cè)和模擬結(jié)果。 ⑶ 我們希望得到該工作面進(jìn)一步的通風(fēng)監(jiān)控情況，采礦和瓦斯抽放數(shù)據(jù)以進(jìn)一步的