【正文】 C17+1865142C19+1+1865147C20+1865150C21+1865155注：本設(shè)計(jì)范圍內(nèi)C9煤層已采空；C10煤層采用修正后的實(shí)測(cè)值較為準(zhǔn)確， m3/t；C19+CC21無測(cè)量值，采用最近的C17煤層含量值近似計(jì)算。三、煤層瓦斯壓力與突出危險(xiǎn)性礦井實(shí)測(cè)煤層瓦斯壓力標(biāo)高為+1865m（即一水平標(biāo)高），CC10煤層埋深分別為100m和124m，實(shí)測(cè)煤層瓦斯壓力相對(duì)較高，礦井未作煤層突出危險(xiǎn)性鑒定，應(yīng)立即委托有資質(zhì)的機(jī)構(gòu)對(duì)各可采煤層進(jìn)行突出危險(xiǎn)性鑒定，如鑒定結(jié)果有突出危險(xiǎn)性，則必須編制防治煤與瓦斯突出專項(xiàng)設(shè)計(jì)并對(duì)本抽采設(shè)計(jì)進(jìn)行修編。礦井進(jìn)入新采區(qū)、新水平時(shí)，每延深50m垂高應(yīng)實(shí)測(cè)瓦斯壓力、含量和防突指標(biāo)。四、瓦斯涌出量預(yù)測(cè)礦井開采面積將逐漸增加，礦井及工作面瓦斯涌出量將發(fā)生變化，結(jié)合礦井的實(shí)際情況和瓦斯資料，采用《礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法》(AQ10182006)中的分源預(yù)測(cè)法對(duì)礦井最低開采標(biāo)高+1700m各可采煤層采、掘工作面的瓦斯涌出量進(jìn)行預(yù)測(cè)，同時(shí)按采、掘工作面的瓦斯涌出量最大值預(yù)測(cè)計(jì)算采區(qū)和礦井的瓦斯涌出量。回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量計(jì)算q采=q1+q2式中：q采—回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t；q1—開采層相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t；q2—鄰近層相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t；(1)開采層相對(duì)瓦斯涌出量按下式計(jì)算：q1=K1K2K3(m/M)(W0Wc)式中：K1 —圍巖瓦斯涌出系數(shù)，； K2 —工作面丟煤瓦斯涌出系數(shù)，用回采率（薄煤層回采率97%，中厚煤層回采率為95%，厚煤層回采率93%）的倒數(shù)來計(jì)算；K3—采區(qū)內(nèi)準(zhǔn)備巷道預(yù)排瓦斯對(duì)開采層瓦斯涌出影響系數(shù)，由于本礦采用后退式回采，按以下公式計(jì)算：K3=(L2h)/L L —工作面長(zhǎng)度，m，L=100m； h—掘進(jìn)巷道預(yù)排等值寬度，m；取h=；則K3=；M—工作面采高，m；m—開采層厚度，m； W0—煤層原始瓦斯含量，m3/t； Wc—運(yùn)出礦井后煤的殘存瓦斯含量，m3/t，按《礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法》（AQ1018—2006）附錄C選取，高變質(zhì)煤瓦斯含量10m3/；瓦斯含量10m3/（）選取。本礦可采煤層為變質(zhì)程度較高的焦煤。海扎煤礦各煤層殘存瓦斯含量見表217。表217 海扎煤礦各煤層殘存瓦斯含量各開采層相對(duì)瓦斯涌出量計(jì)算結(jié)果見表218。表218 各開采層相對(duì)瓦斯涌出量計(jì)算結(jié)果表注：C21煤層屬硫份大于3%的高硫煤，本次設(shè)計(jì)不考慮開采。表中原煤瓦斯含量已減去表219中涌入開采層的瓦斯量。 (2)鄰近層相對(duì)瓦斯涌出量q2=式中：mi—第i個(gè)鄰近層煤層厚度，m；M—工作面采高，m；ηi—第i個(gè)鄰近層瓦斯排放率，%，根Woi—第i個(gè)鄰近層煤層原始瓦斯含量，m3/t；Wci—第i個(gè)鄰近層運(yùn)煤層殘存瓦斯含量，m3/t。本礦井開采煤層為緩傾斜煤層，按由上至下順序開采，根據(jù)AQ10272006《煤礦瓦斯抽采規(guī)范》規(guī)定，受采動(dòng)影響的鄰近煤層確定為：上鄰近層0～100m以內(nèi)的不可采煤層，下鄰近層為0～50m以內(nèi)的煤層。各煤層開采時(shí)鄰近層相對(duì)瓦斯涌出量計(jì)算結(jié)果見表219。表219 各煤層開采時(shí)鄰近層相對(duì)瓦斯涌出量計(jì)算結(jié)果表（3）采煤工作面相對(duì)瓦斯涌出量q采＝q1＋q2各回采工作面瓦斯涌出量計(jì)算結(jié)果見表2110。表2110 回采工作面瓦斯涌出量計(jì)算結(jié)果表掘進(jìn)瓦斯涌出預(yù)測(cè)掘進(jìn)瓦斯涌出分為掘進(jìn)落煤和巷道煤壁兩部分，主要根據(jù)煤層瓦斯含量、掘進(jìn)速度、煤層厚度、掘進(jìn)斷面等影響因素進(jìn)行綜合計(jì)算。掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量可以認(rèn)為由兩部分組成。計(jì)算公式：q采=q3+q4①掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量q3＝ DVq0(2－1)式中：q3 —掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量，m3/min；D—巷道斷面內(nèi)暴露煤面的周邊長(zhǎng)度，m。對(duì)于中厚煤層，D＝2m0，m0為煤層厚度；對(duì)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。巷道采用鉆爆法掘進(jìn)，煤層斜巷掘進(jìn)速度按月進(jìn)度180m、半煤巖巷掘進(jìn)速度按月進(jìn)度150m計(jì)；采用機(jī)械化掘進(jìn)工藝時(shí)，煤層平巷掘進(jìn)速度按月進(jìn)度350m、半煤巖巷掘進(jìn)速度按月進(jìn)度300m計(jì)；本礦回采巷道掘進(jìn)速度為150m/月，即：。L—巷道長(zhǎng)度，m，取800m；q0—暴露煤壁初始瓦斯涌出強(qiáng)度，m3/minm2。按下式計(jì)算：q0=[(Vr)2+]WoWo—煤層瓦斯含量m3/t；掘進(jìn)工作面煤壁瓦斯涌出量計(jì)算結(jié)果見表2111表2111 煤壁瓦斯涌出量計(jì)算結(jié)果表②掘進(jìn)巷道落煤瓦斯涌出量q4= SVρ(XXc) 式中：q4 —掘進(jìn)巷道落煤瓦斯涌出量，m3/min；S—掘進(jìn)巷道見煤面積，m2；V—巷道平均掘進(jìn)速度，m/min；ρ—煤的密度，t/ m3；X—煤層原始瓦斯含量，m3/t；Xc—煤的殘存瓦斯含量，m3/t。掘進(jìn)工作面落煤瓦斯涌出量計(jì)算結(jié)果見表2112。表2112 落煤瓦斯涌出量計(jì)算結(jié)果表③掘進(jìn)巷道的瓦斯涌出總量為：Q掘＝q3+ q4式中：Q掘 —掘進(jìn)巷道瓦斯涌出總量，m3/min。掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量計(jì)算結(jié)果見表2113。表2113 掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量計(jì)算結(jié)果匯總表生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量q區(qū)=式中：q區(qū)—生產(chǎn)采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t； K’—生產(chǎn)采區(qū)內(nèi)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù), ； q采i—第i個(gè)工作面相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t。 Ai—第i個(gè)回采工作面日產(chǎn)量，t。 q掘i—第i個(gè)掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min； Ao—生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量，t。生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量，含掘進(jìn)煤，每個(gè)采區(qū)按照布置一個(gè)采煤工作面、二個(gè)煤巷掘進(jìn)工作面考慮。生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量計(jì)算結(jié)果見表2—1—14。表2—1—14 一個(gè)生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量計(jì)算結(jié)果表礦井瓦斯涌出量礦井相對(duì)瓦斯涌出量按下式計(jì)算： 式中：q井 —礦井相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t； K″—已采采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，； q區(qū)i—第i個(gè)生產(chǎn)采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t； A0i —第i個(gè)生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量，t；本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為15萬(wàn)t/a，根據(jù)前面的論述，設(shè)計(jì)由兩個(gè)采區(qū)、兩個(gè)炮采工作面保產(chǎn)，因此，礦井瓦斯涌出量計(jì)算結(jié)果見表2115。表2—1—15 礦井瓦斯涌出量計(jì)算結(jié)果表 根據(jù)上述礦井瓦斯涌出量的預(yù)測(cè)結(jié)果，海扎煤礦為高瓦斯礦井。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)施設(shè)計(jì)審查和竣工驗(yàn)收規(guī)范》（AQ10552008）等相關(guān)規(guī)程、規(guī)范之規(guī)定，必須進(jìn)行瓦斯抽采。第二節(jié) 瓦斯儲(chǔ)量計(jì)算瓦斯儲(chǔ)量系指煤田開發(fā)過程中，能夠向開采空間排放瓦斯的煤巖層賦存的瓦斯總量。瓦斯儲(chǔ)量計(jì)算范圍：除井田范圍內(nèi)各可采煤層參與瓦斯儲(chǔ)量計(jì)算范圍以外，還應(yīng)包括受開采層采動(dòng)影響的向礦井涌出瓦斯的不可采煤層和圍巖。Wk=W1+W2+W3W1＝W2＝W3＝ K（W1 + W2 ）式中：Wk—礦井瓦斯儲(chǔ)量，m3；W1—可采煤層瓦斯儲(chǔ)量總和，m3；W2—可采煤層采動(dòng)影響范圍內(nèi)的不可采鄰近煤層的瓦斯儲(chǔ)量總和，m3；W3—圍巖瓦斯儲(chǔ)量，m3。A1i——礦井可采煤層i的資源量（萬(wàn)t）；X1i——礦井可采煤層i的瓦斯含量（m3/t）；A2i——受采動(dòng)影響后能夠向開采空間排放的各不可采煤層i的資源量（萬(wàn)t），采動(dòng)影響范圍：上臨近層取0～100m，緩傾斜煤層下臨近層取0～50m；X2i——受采動(dòng)影響后能夠向開采空間排放的各不可采煤層i的瓦斯含量（m3/t）；K——圍巖瓦斯儲(chǔ)量系數(shù)，～；當(dāng)圍巖瓦斯很小時(shí)，可取W3＝0，若含瓦斯量較多時(shí)，可按經(jīng)驗(yàn)取值或?qū)崪y(cè)確定。由于地質(zhì)報(bào)告未提供礦區(qū)范圍內(nèi)不可采煤層的資源量和瓦斯含量，無法計(jì)算受采動(dòng)影響后能夠向開采空間排放的各不可采煤層的瓦斯儲(chǔ)量。根據(jù)《煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計(jì)編制提綱》，礦井瓦斯儲(chǔ)量包括可采煤層、不可采煤層以及圍巖中所賦存的瓦斯，其計(jì)算公式如下： Wc＝(K1K2)229。AiXi式中：Wc——礦井瓦斯儲(chǔ)量，Mm3；K1——不可采鄰近層瓦斯儲(chǔ)量系數(shù)，按含煤地層中不可采煤層厚度系數(shù)確定。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告資料，礦區(qū)范圍內(nèi)含煤25～43層，一般為35層，～，，％；同時(shí)考慮不可采高硫煤C21的影響及不可采臨近層賦存不穩(wěn)定等因素，；K2——圍巖瓦斯儲(chǔ)量系數(shù)，；Ai——第i個(gè)可采煤層煤炭資源量，Mt；Xi——第i個(gè)可采煤層平均瓦斯含量，m3/t；根據(jù)“云煤規(guī)【2009】3號(hào)”審查批復(fù)的“海扎煤礦擴(kuò)建初步設(shè)計(jì)”，礦井保有資源量為934萬(wàn)t。海扎煤礦的瓦斯儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果見表221。表221 礦井瓦斯儲(chǔ)量計(jì)算表注：本次設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果不包括不可采高硫煤C21。第三節(jié) 可抽量預(yù)測(cè)一、瓦斯抽采率根據(jù)《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》(AQ10262006)的規(guī)定：“突出煤層工作面采掘作業(yè)前必須將控制范圍內(nèi)煤層的瓦斯含量降到煤層始突深度的瓦斯含量以下或?qū)⑼咚箟毫档矫簩邮纪簧疃鹊拿簩油咚箟毫σ韵?。若沒能考察出煤層始突深度的煤層瓦斯含量或壓力，則必須將煤層瓦斯含量降到8m3/t以下，(表壓)以下。”本設(shè)計(jì)中，暫按照將煤層瓦斯含量降到8m3/t以下作為控制指標(biāo)，進(jìn)行測(cè)算?；夭晒ぷ髅嫫叫秀@孔瓦斯抽采率預(yù)計(jì)可以達(dá)到30％，掘進(jìn)工作面瓦斯抽采率預(yù)計(jì)可以達(dá)到30％，鄰近層鉆孔抽采抽采率可以達(dá)到3060%，半封閉采空區(qū)瓦斯抽采率預(yù)計(jì)可以達(dá)到30％，老采空區(qū)瓦斯抽采率預(yù)計(jì)可達(dá)到15％左右。二、可抽瓦斯量計(jì)算礦井可抽瓦斯量是指礦井瓦斯儲(chǔ)量中在當(dāng)前技術(shù)水平下能被抽出來的最大瓦斯量。根據(jù)《煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計(jì)規(guī)范》可知：W抽＝WK可式中 W抽——可抽瓦斯量，Mm3；W——瓦斯儲(chǔ)量，Mm3；K可——可抽系數(shù)；K可＝K1K2K3K1＝K4(XXk)247。X式中：K1——瓦斯涌出程度系數(shù)；K4——瓦斯涌出程度系數(shù)；因海扎煤礦的瓦斯涌出主要來自于開采層和鄰近層。所以今后的瓦斯抽采除開采層瓦斯抽采外，還需布置鄰近層瓦斯抽采，取K4＝。X——煤層原始瓦斯含量，m3/t；Xk——運(yùn)到地面煤的殘存瓦斯含量，m3/t，見217； K2——負(fù)壓抽采時(shí)抽采作用系數(shù)，K2＝；K3——礦井瓦斯抽采率，%。預(yù)抽煤層瓦斯時(shí)，可取25％～45％；抽采上下臨近層瓦斯時(shí)，可取30％～60％。根據(jù)表212中各煤層的鉆孔流量衰減系數(shù)及煤層透氣性系數(shù)，海扎煤礦各煤層屬于可以抽采類型，根據(jù)國(guó)內(nèi)其他類似礦井經(jīng)驗(yàn)并采取措施，預(yù)計(jì)礦井瓦斯抽采率K3=%(見第三章第三節(jié))。對(duì)海扎煤礦各煤層的瓦斯可抽量預(yù)測(cè)結(jié)果見表232。表232 礦井瓦斯可抽量預(yù)測(cè)表第四節(jié) 礦井瓦斯來源分析一、礦井瓦斯賦存狀況瓦斯在煤體中存在的狀態(tài)有二種：一種叫游離狀態(tài)，一種叫吸附狀態(tài)。在天然條件下，煤體中以吸附狀態(tài)貯存的瓦斯約占90%，以游離狀態(tài)貯存的占10%，總體來說，瓦斯絕大部份是以吸附狀態(tài)存在的。礦區(qū)范圍內(nèi)可采煤層均屬主焦煤，煤化程度相對(duì)較高，瓦斯含量相對(duì)較高。根據(jù)礦井開采煤層厚度，本次抽采設(shè)計(jì)涉及開采及其影響范圍內(nèi)的煤層屬薄至厚煤層，從煤層厚度來說，煤層瓦斯含量相對(duì)較高，根據(jù)煤層產(chǎn)狀，煤層在地面有露頭，煤層瓦斯相對(duì)較易逸散，煤層屬緩傾斜煤層，煤層瓦斯不易逸散。礦井區(qū)內(nèi)總體而言構(gòu)造復(fù)雜程度屬?gòu)?fù)雜類型，煤層頂?shù)装逡苑凵皫r、泥巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，從礦區(qū)構(gòu)造看，瓦斯含量穩(wěn)定，各個(gè)區(qū)域變化較大，從煤層頂?shù)装蹇?，瓦斯相?duì)不易逸散。本次抽采設(shè)計(jì)最低開采標(biāo)高+1865m，本次抽采設(shè)計(jì)開采深度最大達(dá)150m，埋藏深度對(duì)瓦斯含量影響較大。二、瓦斯涌出的形式礦井歷年瓦斯等級(jí)鑒定均為高瓦斯礦井，本次礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果為高瓦斯礦井。 本礦井瓦斯為普通涌出形式，如果經(jīng)鑒定煤層有突出危險(xiǎn)性，還應(yīng)考慮可能有瓦斯噴出、瓦斯突出等特殊涌出形式。三、礦井瓦斯來源礦井瓦斯來源是確定抽采方法的主要依據(jù)，因此，應(yīng)盡量詳細(xì)地做好以下測(cè)量工作：①必須測(cè)定出掘進(jìn)、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；②應(yīng)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(rèn)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(rèn)為是鄰近層的瓦斯涌出量。由于本礦井無法提供礦井瓦斯來源分析資料，所以本設(shè)計(jì)根據(jù)礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果分析瓦斯來源。一、礦井瓦斯來源及涌出量構(gòu)成海扎煤礦布置2個(gè)炮采工作面、4個(gè)煤巷炮掘工作面。礦井瓦斯來源由以下三個(gè)部分組成：回采工作面的瓦斯涌出、掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出和采空區(qū)（包括圍巖及鄰近層）的瓦斯涌出。各瓦斯源涌出的瓦斯占礦井瓦斯涌出的比例與礦井的開采深度和礦井的生產(chǎn)接續(xù)布局、采掘強(qiáng)度等有關(guān)，現(xiàn)以瓦斯涌出量較大的C10煤層為例分析礦井瓦斯涌出來源及涌出構(gòu)成，詳見表241。表241 礦井瓦斯涌出量構(gòu)成表項(xiàng)目礦井合計(jì)C10煤采煤面C10煤掘進(jìn)面采空區(qū)瓦斯涌出量相對(duì)量（m3/t）絕對(duì)量（m3/min）絕對(duì)量（m3/min）絕對(duì)量（m3/min）絕對(duì)量（m3/min）所占比例(％)100二、回采工作面瓦斯來源及涌出量構(gòu)成回采工作面瓦斯來源包括開采層和鄰近層（包括圍巖）瓦斯兩大部分，在進(jìn)行瓦斯預(yù)測(cè)時(shí)已經(jīng)將圍巖瓦斯涌出記入開采層瓦斯涌出中，本礦井開采C10煤層時(shí)，，%，%，主要是因?yàn)镃10煤層有影響的鄰近煤層多達(dá)3個(gè)且層間距較小。由此可見C10煤層回采時(shí)，鄰近層對(duì)回采工作面的