【正文】 00 萬 t/a 模塊主廠房西側(cè)新增 500 萬 t/a 模塊主廠，新建 7 號、9 號轉(zhuǎn)載點(diǎn)和 2 個原煤倉，擴(kuò)建后地面原煤輸送系統(tǒng)、動篩系統(tǒng)和選煤廠能力與兩個礦井能力相匹配，并留有 1000 萬 t/a 的余地。（7）沙曲北翼礦井和南翼礦井為在原沙曲礦井基礎(chǔ)上改擴(kuò)建礦井，華晉焦煤有限責(zé)任公司原沙曲礦已形成比較完善的供電系統(tǒng)，在北翼工業(yè)場地（北工業(yè)場地）北約1km 有本公司的華晉 110kV 變電所，變電所安裝兩臺三圈主變壓器（225000kVA） ；變電所兩回 110kV 電源引自柳林電廠，線路導(dǎo)線型號為 LGJ ?150mm2，長度分別為 和 。在沙曲選煤廠有本公司的 35 kV 變電所，變電所安裝兩臺主變壓器（216000kVA） ；變電所兩回 35kV 電源引自華晉 110kV 變電所，線路導(dǎo)線型號為LGJ ?150mm2，長度分別為 和 。柳林電廠為呂梁地區(qū)的主力電廠，裝機(jī)容量為（2100+2600）MW，在本礦井北約 3km 已建設(shè)下龍花垣 220kV 變電站。改擴(kuò)建后沙曲北翼和南翼的供電仍由本公司華晉 110kV 變電所擔(dān)負(fù)。改擴(kuò)建后兩礦井總用電負(fù)荷約為 47811kW，按經(jīng)濟(jì)電流密度計算 110kV 線路的導(dǎo)線截面為300mm2。根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》第 條“礦井供電電源應(yīng)取自電力網(wǎng)中兩個不同區(qū)域的變電所或發(fā)電廠”，在下龍花垣 220kV 變電站建成后可將一回 110kV電源改由此 220kV 變電站提供、線路導(dǎo)線型號為 LGJ?300mm2，長度約為 3km；保留一回引自柳林電廠的 110kV 電源。改擴(kuò)建后的二回 110kV 電源供電方式為，下龍花垣 220kV 變電站提供的電源為主供電源，柳林電廠提供的電源為備用電源；每回電源單獨(dú)供電時線路壓降分別為 %或%。因此礦井兩回 110kV 電源滿足安全供電的要求。沙曲礦改擴(kuò)建后改為南北翼兩個兩礦，負(fù)荷增加較大，為便于管理，原則上兩礦井的供電系統(tǒng)相互獨(dú)立。北翼根據(jù)地面及井下負(fù)荷的分布在下龍花垣風(fēng)井場地新建一座 35kV 變電所，擔(dān)負(fù)風(fēng)井場地地面及井下部分負(fù)荷的供電，35kV 變電所二回電源引自 110kV 變電所。北翼 19 / 94北風(fēng)井場地和北工業(yè)場地地面及井下部分負(fù)荷由 110kV 變電所 10kV 配電室供電。北翼主斜井皮帶和副立井場地 10kV 變電所的電源保留現(xiàn)有供電方式仍由選煤廠 35kV 變電所供電。南翼根據(jù)地面及井下負(fù)荷的分布在白家坡風(fēng)井場地新建一座 35kV 變電所，擔(dān)負(fù)風(fēng)井場地地面及井下部分負(fù)荷的供電，35kV 變電所二回電源引自沙曲選煤廠 35kV 變電所。南翼其它負(fù)荷及選煤廠負(fù)荷由沙曲選煤廠 35kV 變電所供電。（8）由于礦井?dāng)U建，實(shí)行南北翼同時開采，隨著生產(chǎn)能力的增大及采空區(qū)的增加，導(dǎo)致瓦斯涌出量增大，造成現(xiàn)有瓦斯抽放系統(tǒng)抽放能力不夠，給正常安全生產(chǎn)帶來不便，所以此次設(shè)計對沙曲礦北翼和沙曲礦南翼瓦斯抽放系統(tǒng)進(jìn)行二期擴(kuò)建，將瓦斯抽放系統(tǒng)分成南北翼獨(dú)立的兩套抽放系統(tǒng)，分別服務(wù)于沙曲礦北翼和沙曲礦南翼，增加礦井瓦斯抽放能力，提高礦井及工作面瓦斯抽放率。根據(jù)井田劃分及沙曲礦北翼和沙曲礦南翼的生產(chǎn)規(guī)模，在原有北翼瓦斯泵站（4臺 2BEC67A 型水環(huán)式真空泵，2 臺運(yùn)行，2 臺備用）及一期擴(kuò)建工程（2 臺 2BEC72水環(huán)式真空泵，1 臺運(yùn)行，1 臺備用）的基礎(chǔ)上，設(shè)計對沙曲礦現(xiàn)有北翼瓦斯抽放系統(tǒng)進(jìn)行二期擴(kuò)建，共同服務(wù)于改擴(kuò)建后的沙曲北翼。在原有南翼 1瓦斯抽放泵站（2 臺 CBF410A2BV3 型水環(huán)式真空泵，1 臺運(yùn)行，1臺備用）和一期擴(kuò)建工程新建的南翼 2瓦斯泵站（3 臺 2BEC72 水環(huán)式真空泵，2 臺運(yùn)行，1 臺備用）的基礎(chǔ)上，設(shè)計對沙曲礦現(xiàn)有南翼瓦斯抽放系統(tǒng)進(jìn)行二期擴(kuò)建，共同服務(wù)于改擴(kuò)建后的沙曲南翼。20 / 942 礦井瓦斯儲量及可抽量 瓦斯儲量計算范圍計算范圍為整個礦井的所有采區(qū)，面積約 135Km2，瓦斯儲量計算的縱向范圍為礦井一、二水平。參與瓦斯儲量計算的煤層除現(xiàn)開采的 4煤層外，還包括受開采層采動影響能向礦井涌出瓦斯的上鄰近層 3 煤層和下鄰近層 6 、8 、9 和10煤層以及圍巖中的瓦斯。 瓦斯儲量及可抽量瓦斯儲量一般是指煤田開發(fā)過程中能夠向礦井排放瓦斯的煤層（包括不可采煤層）及圍巖所賦存的瓦斯總量，其計算公式為： Wk321??式中：W k—礦井瓦斯儲量，Mm 3； W1—可采煤層的瓦斯儲量之和，Mm 3； 10/1iniXA??A1i—礦井第 i 個可采煤層的煤炭儲量，Kt ；X1i—第 i 個可采煤層的瓦斯含量，m 3/t；W2—可采煤層采動影響范圍內(nèi)的不可采鄰近煤層的瓦斯儲量之和，Mm 3； 10/21iniX?A2i—可采煤層采動影響范圍內(nèi)第 i 個不可采鄰近煤層的煤炭儲量，Kt；X2i—可采煤層采動影響范圍內(nèi)第 i 個不可采鄰近煤層的瓦斯含量，m 3/t；W3—受采動影響的圍巖瓦斯儲量，Mm 3； )(21k??k—圍巖瓦斯儲量系數(shù)，計算時將 7 、11 等不可采薄煤層及其它煤線在這里一并考慮，取 k=。可抽瓦斯量是指礦井瓦斯儲量中能被抽出的瓦斯量，其計算公式為： 10/?kkcW??式中：W kc—礦井可抽瓦斯量， Mm3； ηk—礦井瓦斯抽放率，%。按照我國目前抽放瓦斯的實(shí)際水平，結(jié)合本礦抽放所采用的方法（本煤層抽放、鄰近層抽放） ，η k 取 30%。21 / 94根據(jù)上述計算方法和公式，沙曲礦瓦斯儲量及可抽量的計算結(jié)果匯總于表 21。表 21 瓦斯儲量及可抽量匯總表類 別 煤層 地質(zhì)儲量 （Kt） 平均瓦斯含量 （m 3/t） 瓦斯儲量（Mm 3） 可抽量（Mm 3）開采層 4 495020 2 115370 3 123310 5 405920 6 82420 8 698920 9 75050 鄰近層10 256270 圍巖 —— —— —— 合計 注：各煤層瓦斯含量來源于沙曲礦煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定報告。22 / 943 瓦斯涌出量預(yù)測 瓦斯涌出量預(yù)測方法本礦井瓦斯涌出量的預(yù)測，采用國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局 2022 年 5 月 1 日實(shí)施的《礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法》 （AQ10182022）的分源預(yù)測法。分源預(yù)測法的技術(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（圖31） ，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，通過對回采工作面和掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量的計算，達(dá)到預(yù)測采區(qū)和礦井瓦斯涌出量的目的。匯：礦井瓦斯涌出生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出 源：已采采區(qū)采空區(qū)瓦斯涌出回采工作面瓦斯涌出 掘進(jìn)工作面瓦斯涌出源：生產(chǎn)采區(qū)采空區(qū)瓦斯涌出源：開采層瓦斯涌出 源：鄰近層瓦斯涌出 源：煤壁瓦斯涌出 源：落煤瓦斯涌出圖 31 礦井瓦斯涌出源匯關(guān)系示意圖（1）回采工作面瓦斯涌出量計算回采工作面瓦斯涌出量包括開采層瓦斯涌出量和鄰近層瓦斯涌出量兩部分組成。①開采煤層（包括圍巖）瓦斯涌出量計算Q11＝K 1?K2?K3? ( X–Xc)式中：Q 11——開采煤層(包括圍巖)瓦斯涌出量，m 3/t；K1——圍巖瓦斯涌出系數(shù)，與圍巖巖性、圍巖瓦斯含量及頂板管理方法有關(guān)，一般按頂板管理方法取值。全部陷落法管理頂扳時，K 1＝；K2——工作面丟煤瓦斯涌出系數(shù)，K 2＝1/η，η 為工作面回采率；X——煤的原始瓦斯含量，m 3/t；Xc——煤的殘存瓦斯含量，m 3/t；K3——采區(qū)內(nèi)準(zhǔn)備巷道預(yù)排瓦斯對開采層煤體瓦斯涌出的影響系數(shù)。采用長壁后退式回采時，K 3 按下式確定：23 / 94K3＝（L2h） /LL——工作面長度，m；h——巷道瓦斯排放帶寬度，m。根據(jù)本礦井具體條件，取 h=20m。②鄰近層瓦斯涌出量計算Q12=)(10iciniiXK????式中：Q 12——鄰近層瓦斯涌出量，m 3/t；mi——第 i 個鄰近層的煤厚， m；m0——開采煤層的開采厚度，m；Xi——第 i 個鄰近層的瓦斯含量， m3/t；Xic——鄰近層的殘存瓦斯含量，m 3/t；Ki——第 i 個鄰近層受采動影響的瓦斯排放率。 Ki 值與鄰近層的位置、煤層傾角、層間距離等多種因素有關(guān)。 可根據(jù)層間距由圖 32 查取。ik 排 放 率 鄰 近 層 瓦 斯 排 放 率 至開采層距離 至開采層距離 a) 國 外 測 定 曲 線 b) 國 內(nèi) 測 定 曲 線 1上鄰近層；2緩傾斜煤層下鄰近層。3傾斜、急傾斜煤層下鄰近層圖 32 鄰近層瓦斯排放率與層間距的關(guān)系曲線③回采工作面的瓦斯涌出總量為：Q1＝Q 11＋Q 12式中：Q 1——回采工作面的瓦斯涌出量，m 3/t。（2）掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量計算掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量包括掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量和掘進(jìn)落煤瓦斯涌出量兩部分組成。24 / 94①掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量Q21＝D?V?q 0（2 1）v/L式中：Q 21——掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量，m 3/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＝2m 0，m 0 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(jìn)速度，m/min；L——巷道長度，m；q0——暴露煤壁初始瓦斯涌出強(qiáng)度，m 3/min?m2。②掘進(jìn)巷道落煤瓦斯涌出量Q22 = S?V?ρ?(XXc) 式中：Q 22——掘進(jìn)巷道落煤瓦斯涌出量，m 3/min；S——掘進(jìn)巷道斷面積， m2；V——巷道平均掘進(jìn)速度，m/min；ρ——煤的密度，t/ m 3；X——煤的原始瓦斯含量，m 3/t；Xc——煤的殘存瓦斯含量，m 3/t。③掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量為：Q2＝Q 21＋Q 22式中：Q 2——掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量，m 3/min。（3）采區(qū)瓦斯涌出量計算采區(qū)瓦斯涌出量，系采區(qū)內(nèi)所有回采工作面、掘進(jìn)工作面（巷道）和采空區(qū)瓦斯涌出量之和，按下式計算：Q3= ini niiii AqAqK011239。 /4???????????式中：Q 3——生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量，m 3/t；K’——生產(chǎn)采區(qū)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)；q2i ——第 i 個回采工作面的瓦斯涌出量，m 3/t；Ai ——第 i 個回采工作面的平均日產(chǎn)量， t/d；q1i——第 i 個掘進(jìn)工作面( 巷道)的瓦斯涌出量，m 3/min；25 / 94A0i ——生產(chǎn)采區(qū)回采煤量和掘進(jìn)煤量之總和，t/d。（4）礦井瓦斯涌出量計算礦井瓦斯涌出量是礦井內(nèi)全部生產(chǎn)采區(qū)和已采采區(qū)（包括其它輔助巷道）瓦斯涌出量之和，按下式計算；Q＝????niiniiAqK101339。 /式中：Q ——礦井瓦斯涌出量，m 3/t；K”——已采采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)；q3i ——第 i 個生產(chǎn)采區(qū)的瓦斯涌出量，m 3/t；A0i——第 i 個生產(chǎn)采區(qū)的產(chǎn)煤量， t/d。 礦井瓦斯涌出量預(yù)測結(jié)果（1）沙曲礦北翼瓦斯涌出量預(yù)測結(jié)果沙曲礦北翼達(dá)到 500 萬 t/a 生產(chǎn)能力時，全礦井絕對瓦斯涌出量為 m3/min，其中回采工作面絕對瓦斯涌出量為 ，占全礦井涌出量的 %，回采工作面瓦斯涌出量中，開采層瓦斯涌出量占 45%，鄰近層瓦斯涌出量占 55%；掘進(jìn)工作面絕對瓦斯涌出量為 ，占全礦井涌出量的 ％；采空區(qū)絕對瓦斯涌出量為 ，占全礦井涌出量的 %。沙曲礦北翼達(dá)到 500 萬 t/a生產(chǎn)能力時，各地點(diǎn)瓦斯涌出量預(yù)測結(jié)果見表 31。表 31 沙曲礦北翼達(dá)到 500 萬 t/a 生產(chǎn)能力時各地點(diǎn)瓦斯涌出量預(yù)測序號 涌出地點(diǎn) 涌出量（ m3/min) 涌出比例(%)回采工作面涌出量 其中北一采區(qū)工作面 北三采區(qū)工作面 北二采區(qū)工作面 掘進(jìn)工作面涌出量 其中北一采區(qū)順槽掘進(jìn) 北三采區(qū)順槽掘進(jìn) 北二采區(qū)順槽掘進(jìn) 3 采空區(qū)及其他 涌出量合計 100（2）沙曲礦南翼瓦斯涌出量預(yù)測結(jié)果沙曲礦南翼達(dá)到 300 萬 t/a 生產(chǎn)能力時，瓦斯絕對涌出量為 m3/min，其26 / 94中回采工作面絕對涌出量為 ，占全礦井涌出量的 ％，回采工作面瓦斯涌出量中，開采層瓦斯涌出量占 45%，鄰近層瓦斯涌出量占 55%；掘進(jìn)工作面絕對瓦斯涌出量為 ，占全礦井涌出量的 ％；采空區(qū)絕對瓦斯涌出量為 ，占全礦井涌出量的 ％。沙曲礦南翼達(dá)到 300 萬 t/a 生產(chǎn)能力時，各地點(diǎn)瓦斯涌出量預(yù)測結(jié)果見表 32。表 32 沙曲礦南翼達(dá)到 300 萬 t/a 生產(chǎn)能力時各地點(diǎn)瓦斯涌出量預(yù)測序號 涌出地點(diǎn) 涌出量（m 3/min) 涌出比例(%)回采工作面涌出量 其中南一采區(qū)工作面 南四采區(qū)工作面 南三采區(qū)工作面 掘進(jìn)工作面涌出量 其中南一采區(qū)順槽掘進(jìn) 南四采區(qū)順槽掘進(jìn) 南三采區(qū)薄煤層工作面順槽掘進(jìn) 3 采空區(qū)及其他 涌出量合計 1004 礦井瓦斯抽放改擴(kuò)建的必要性和可行性 抽放瓦斯改擴(kuò)建的必要性根據(jù)國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局 2022 年發(fā)布的《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》（AQ10272022） 節(jié)規(guī)定，凡符合下列情況之一的礦井，必須建立地面永久抽放瓦斯系統(tǒng)或井下移動泵站抽放瓦斯系統(tǒng)：27 / 94（1）一個采煤工作面絕對瓦斯涌出量大于 5 m3/min 或一個掘進(jìn)工作面絕對瓦斯涌出量大于 3 m3/min，