【導(dǎo)讀】20km的石道鄉(xiāng)張溝村，行政區(qū)劃隸屬登封市石道鄉(xiāng)管轄。天禹煤礦屬河南煤化。集團(tuán)永煤公司整合的國(guó)有控股煤礦企業(yè)。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，服務(wù)年限。賦存于山西組下部的二1煤層和下石盒子組上的五3煤層為主要可采煤。層，本礦井的開(kāi)采對(duì)象為二1煤層。礦井采用斜井開(kāi)拓，依據(jù)井田二1煤賦存條。件，采煤方法長(zhǎng)壁后退式，全部垮落法管理頂板，采煤工藝為炮采。鄰近礦井發(fā)生過(guò)煤與瓦斯突出事故或瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象，為了保障煤礦。瓦斯抽放工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告及相關(guān)圖紙。國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.煤礦安全規(guī)程，20xx；國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.煤礦瓦斯抽放規(guī)范，AQ1027-20xx；中國(guó)煤炭建設(shè)協(xié)會(huì).煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計(jì)規(guī)范，GB50471-20xx；天禹煤礦地質(zhì)說(shuō)明書(shū)；天禹煤礦初步設(shè)計(jì)安全專篇；

　　

【正文】 （ 27） 式中： 1q —— 開(kāi)采層相對(duì)瓦斯涌出量， m3/t； K1—— 圍巖瓦斯涌出系數(shù)； K2—— 工作面丟煤瓦斯涌出系數(shù)； K3—— 采區(qū)內(nèi)準(zhǔn)備巷道預(yù)排瓦斯對(duì)開(kāi)采層瓦斯涌出影響系數(shù)； m—— 開(kāi)采層厚度， m； M—— 工作面采高， m； W0—— 煤層原始瓦斯含量， m3/t； Wc—— 煤的殘余瓦斯含量， m3/t。 其中：采區(qū)巷道預(yù)排瓦斯影響系數(shù) K3 依據(jù)《礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法》（ AQ101820xx）附錄 D 中規(guī)定，采用長(zhǎng)壁后退式回采時(shí)， K3 按照式 28 計(jì)算。 永龍?zhí)煊恚?登封）煤業(yè)有限公司瓦斯抽放工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 18 頁(yè) 共 61 頁(yè) K3L hL 2?＝ （ 28） 式中： K3—— 采區(qū)內(nèi)準(zhǔn)備巷道預(yù)排瓦斯對(duì)開(kāi)采層瓦斯涌出影響系數(shù)； L—— 工作面長(zhǎng)度， m， 取 L=122m； h—— 掘進(jìn)巷道預(yù)排等值寬度， m；與煤的變質(zhì)程度有關(guān)，本礦井煤種為貧煤，依據(jù)《礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法》（ AQ101820xx）附錄 D 中表 取變質(zhì)程度較高的無(wú)煙煤的最短暴露時(shí)間 25 天時(shí) h=； 根據(jù)以 上參數(shù)可計(jì)算出 k3=。 開(kāi)采層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)時(shí)各參數(shù)的取值見(jiàn)表 28。 表 28 開(kāi)采層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)各參數(shù)取值表 參數(shù) 取值 取值依據(jù) K1 依據(jù)（ AQ101820xx）中附錄 A：全部陷落法管理頂板 K2 二 1煤層回采率按照 K3 依據(jù)式 28 計(jì)算 m 依據(jù)《天禹礦初步設(shè)計(jì)》 M 依據(jù)《 21031 采煤工作面規(guī)程》 W0 見(jiàn)本報(bào)告 ，本次測(cè)定的最大值 Wc 依據(jù)礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法（ AQ 1018— 20xx）推測(cè) 根據(jù)式 27 及表 28 中所列數(shù)據(jù)計(jì)算可得回采工作面開(kāi)采層瓦斯涌出量為： )( 03211 cWWMmKKKq ?? = = 掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量 依據(jù)《礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法》（ AQ101820xx）掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)用絕對(duì)瓦斯涌出量表達(dá)，采用式 29 進(jìn)行計(jì)算。 43 qqq ??掘 （ 29） 式中： 掘q —— 掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量， m3/min； 永龍?zhí)煊恚?登封）煤業(yè)有限公司瓦斯抽放工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 19 頁(yè) 共 61 頁(yè) 3q —— 掘進(jìn)工作面巷道煤壁絕對(duì)瓦斯涌出量， m3/min； 4q —— 掘進(jìn)工作面落煤絕對(duì)瓦斯涌出量， m3/min。 （ 1）掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量 掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量采用式 210 計(jì)算。 ???????? ?? 1203 VLD V qq （ 210） 式中： D—— 巷道斷面內(nèi) 暴露煤壁面的周邊長(zhǎng)度， m； V—— 巷道平均掘進(jìn)速度， m/min； L—— 巷道長(zhǎng)度， m； q0—— 煤壁瓦斯涌出強(qiáng)度， m3/(m2min)，可按式 211 計(jì)算。 ? ? 020 )( wVq r ?? （ 211） 式中： Vr—— 煤中揮發(fā)分含量， %； w0—— 煤層原始瓦斯含量， m3/t； 掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量預(yù)測(cè)時(shí)各參數(shù)的取值見(jiàn)表 29。 依據(jù)式 2式 211 及表 29 所列數(shù)據(jù)計(jì)算掘進(jìn)工作面煤壁瓦斯涌出量為： ???????? ?? 1203 VLD V qq =表 29 掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量預(yù)測(cè)參數(shù)取值表 參數(shù) 取值 取值依據(jù) D 依據(jù)（ AQ101820xx）中附錄 B（按中 厚 煤層）： D=2m0， m0：開(kāi)采層厚度 V 掘進(jìn)速度一般在 150m/月左右計(jì)算 w0 見(jiàn)本報(bào)告 ，本次測(cè)定的最大值 L 300 按瓦斯涌出量穩(wěn)定的巷道極限長(zhǎng)度，約為 300m （ 2）掘進(jìn)落煤的瓦斯涌出量 掘進(jìn)巷道落煤的瓦斯涌出量采用式 212 計(jì)算。 )( 04 cwwsvrq ?? （ 212） 式中： S—— 掘進(jìn)巷道斷面積， m2； r——煤的密度， t/m3； v—— 巷道平均掘進(jìn)速度， m/min； 永龍?zhí)煊恚?登封）煤業(yè)有限公司瓦斯抽放工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 20 頁(yè) 共 61 頁(yè) w0—— 煤層原始瓦斯含量， m3/t； wc—— 煤的殘余瓦斯含量， m3/t。 掘進(jìn)巷道落煤瓦斯涌出量預(yù)測(cè)時(shí)各參數(shù)的取值見(jiàn)表 210。 表 210 掘進(jìn)巷道落煤瓦斯涌出量預(yù)測(cè)各參數(shù)取值表 參數(shù) 取值 取值依據(jù) S 掘進(jìn)巷道的實(shí)際斷面 V 掘進(jìn)速度一般在 150m/月 r 見(jiàn)本報(bào)告中 w0 見(jiàn)本報(bào)告 ，本次測(cè)定的最大值 wc 根據(jù) AQ 101820xx 標(biāo)準(zhǔn)附錄 C 選取 依據(jù)式 212 及表 210 所列數(shù)據(jù)計(jì)算掘進(jìn)工作面落煤瓦斯涌出量為。 （ 3）掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果， 可得 掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量 為 m3/min。 生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 生產(chǎn)采區(qū)內(nèi)瓦斯涌出量除了回采工作面和掘進(jìn)工作面瓦斯涌出外，還包括采區(qū)內(nèi)已采區(qū)域采空區(qū)瓦斯涌出。依據(jù) 《礦井瓦斯涌出量預(yù) 測(cè)方法》（ AQ101820xx）其計(jì)算可按式 213 計(jì)算。 011)1 4 4 0(AqAqkqniiniii ???????掘采‘區(qū) （ 213） 式中： 區(qū)q —— 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)； iq采 —— 第 i 個(gè)回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量， m3/t； Ai—— 第 i 個(gè)回采工作面的日產(chǎn)量， t； iq掘 —— 第 i 掘進(jìn) 工作面絕對(duì)瓦斯涌出量， m3/min； A0—— 生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量， t。 礦井目前主采山西組二 1 煤層，依據(jù)礦井初步設(shè)計(jì)，礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為 30萬(wàn)噸，年生產(chǎn)天數(shù) 按 330 天 ， 回采工作面日產(chǎn)量約為 820t，每個(gè)掘進(jìn)工作面日產(chǎn)煤量 約 為 90t， 采區(qū)日產(chǎn)量為 910t， 生產(chǎn)采區(qū)進(jìn)行瓦斯涌出量預(yù)測(cè)時(shí)的參數(shù)取值見(jiàn)表 211。 永龍?zhí)煊恚?登封）煤業(yè)有限公司瓦斯抽放工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 21 頁(yè) 共 61 頁(yè) 表 211 生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)參數(shù)取值表 參數(shù) 取值 取值依據(jù) k′ 依據(jù)（ AQ101820xx）中附錄表 采q 本報(bào)告中計(jì)算結(jié) 果 掘q 本報(bào)告計(jì)算結(jié)果 采區(qū)日產(chǎn)量 910 依據(jù)天禹礦初步設(shè)計(jì) 依據(jù)式 213 及表 211 中所列數(shù)據(jù)， 采區(qū)的瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表 212。 表 212 生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果 采區(qū)名稱 采區(qū)瓦斯 涌出量 m3/t 采區(qū) 日產(chǎn)量 (t) 瓦斯涌出量 備注 相對(duì)量 m3/t 絕對(duì)量m3/min 21 采區(qū) 910 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 礦井瓦斯涌出量依各個(gè)時(shí)期的礦井配采安排不同而異。按 《礦井瓦斯涌 出量預(yù)測(cè)方法》（ AQ101820xx）預(yù)測(cè) 礦井瓦斯涌出量可按式 214 計(jì)算。 ??????? niiniiiAAqkq101039。39。區(qū)井 （ 214） 式中： 井q —— 礦井瓦斯涌出量， m3/t； q 區(qū) i—— 第 i 生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量， m3/t； A0i—— 第 i 生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量， t； 39。k —— 已采采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)。 天禹煤礦 已開(kāi)采多年， 在進(jìn)行礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)時(shí)要考慮已開(kāi)采區(qū)的影響，并且礦井的煤 層厚度變化大，采空區(qū)遺煤必然較多 ?？紤]到采空區(qū)的影響，礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)時(shí)的參數(shù)取值見(jiàn)表 213。 永龍?zhí)煊恚?登封）煤業(yè)有限公司瓦斯抽放工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 22 頁(yè) 共 61 頁(yè) 表 213 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)參數(shù)取值表 參數(shù) 取值 單位 取值依據(jù) 39。k 無(wú) 依據(jù)（ AQ101820xx）中附錄表 21 采區(qū)涌出量 m3/t 見(jiàn)表 212 21 采區(qū)日產(chǎn)量 910 t 依據(jù)礦井初步設(shè)計(jì) 依據(jù)式 214 及表 213 中所列數(shù)據(jù)， 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表 214。 表 214 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果 礦井日產(chǎn)量 (t) 瓦斯涌出量 備注 相對(duì)量 m3/t 絕對(duì)量 m3/min 910 瓦斯抽放的必要性 瓦斯抽放旨在保障礦井安全生產(chǎn)，同時(shí)也是解決瓦斯問(wèn)題的基本手段。眾所周知，加強(qiáng)通風(fēng)是處理瓦斯的最有效方法，而當(dāng)瓦斯涌出量大于通風(fēng)所能解決的瓦斯涌出量時(shí)就應(yīng)當(dāng)采取抽放瓦斯措施，對(duì)于局部區(qū)域的瓦斯超限（如上隅角等），采用通風(fēng)方法可能無(wú)法解決瓦斯問(wèn)題或采用通風(fēng)方法不合理時(shí)，也必須采取瓦斯抽放措施。 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》（ 20xx）第一百四十五條《礦井瓦斯抽采管理規(guī)范》（煤安字 [1997]第 189 號(hào)）第 9 條、《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》（ AQ102720xx）第 條、《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》（ AQ102620xx）第 3 條的有關(guān)規(guī)定，有下列情況之一的礦井，必須建立地面永久抽采瓦斯系統(tǒng)或井下臨時(shí)抽采瓦斯系統(tǒng)： （ 1） 1 個(gè)采煤工作面的瓦斯涌出量大于 5m3/min 或 1 個(gè)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量大于 3m3/min，用通風(fēng)方法解決瓦斯問(wèn)題不合理的。 （ 2）礦井絕對(duì)瓦斯涌出量達(dá)到以下條件的： ① 大于或等于 40m3/min； ② 年產(chǎn)量 ~ 的礦井，大于 30m3/min； ③ 年產(chǎn)量 ~ 的礦井， 大于 25m3/min； ④ 年產(chǎn)量 ~ 的礦井，大于 20m3/min； ⑤ 年產(chǎn)量小于或等于 的礦井，大于 15m3/min。 永龍?zhí)煊恚?登封）煤業(yè)有限公司瓦斯抽放工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 23 頁(yè) 共 61 頁(yè) （ 3）開(kāi)采有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層的。 依據(jù)天禹礦現(xiàn)有的瓦斯參數(shù)及鄰近礦井的動(dòng)力現(xiàn)象特征，預(yù)計(jì)天禹礦開(kāi)采到深部后具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)，所以天禹煤礦必須建立抽放系統(tǒng) 。 根據(jù)《礦井瓦斯抽采管理規(guī)范》（煤安字 [1997]第 189 號(hào)）第 10 條和《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》（ AQ102620xx）第 條規(guī)定，建立永久瓦斯抽采系統(tǒng)的礦井，應(yīng)同時(shí)具備下列 2 個(gè)條件： （ 1）瓦斯抽采系統(tǒng)的抽采量可穩(wěn)定在 2m3/min 以上； （ 2）預(yù)計(jì)瓦斯抽采服務(wù)年限在 5 年以上。 天禹煤礦主采煤層二 1 煤層，為瓦斯礦井。據(jù)天禹煤礦礦井初步設(shè)計(jì)資料，天禹煤礦礦井服務(wù)年限為 11 年，瓦斯抽采量可穩(wěn)定在 2m3/min 以上，因此礦井抽采系統(tǒng)應(yīng)選擇地面固定瓦斯抽采系統(tǒng)。 瓦斯抽放的可行性 根據(jù)《礦井瓦斯抽采管理規(guī)范》（煤安字 [1997]第 189 號(hào)）第 19 條、《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》（ AQ102720xx）第 條的有關(guān)規(guī)定，衡量未卸壓的原始煤層瓦斯抽放可行性指標(biāo)有：煤層透氣性系數(shù)（ λ），鉆孔瓦斯 流量衰減系數(shù)（ α）。按 λ、α判定本煤層瓦斯抽放可行性標(biāo)準(zhǔn)如表 215 所示。 目前，天禹煤礦沒(méi)有測(cè)定煤層透氣性系數(shù)、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)和百米鉆孔瓦斯極限抽放量。鄰近礦井 透氣性系數(shù)為 (MPa2178。 d)。 考慮到 天禹煤礦 的煤層賦存情況和鄰近礦井類似，結(jié)合 天禹煤礦 煤層松軟、煤厚變化大、煤層透氣性差的實(shí)際情況，可以斷定， 天禹煤礦二 1 煤層 屬于較難抽放煤層 (表 215)，需要采取其他輔助技術(shù)措施強(qiáng)化瓦斯抽放。 結(jié)合天禹煤礦實(shí)際情況，同時(shí)考慮開(kāi)采過(guò)程中采空區(qū)和鄰近層瓦斯的涌出等因素，綜合 未卸壓 區(qū)和 卸壓 區(qū)兩種瓦 斯來(lái)源，天禹煤礦建立 地面固定瓦斯抽采系統(tǒng)是可行的。 表 215 本煤層預(yù)抽瓦斯難易程度分類表 抽放難易程度 鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù) α （ d1） 煤層透氣系數(shù) λ （ m2/MPa2178。d ） 容易抽放 10 可以抽放 ～ 10～ 較難抽放 永龍?zhí)煊恚?登封）煤業(yè)有限公司瓦斯抽放工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 24 頁(yè) 共 61 頁(yè) 3 瓦斯抽采方法 抽采方法選擇 抽采方法選擇依據(jù) 選擇瓦斯抽采方法應(yīng)兼顧合法性、合理性、經(jīng)濟(jì)性，根據(jù)煤層賦存條件、瓦斯來(lái)源、巷道布置、時(shí)間配合、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(jì)比較確定。并應(yīng)符合下列要求： (1) 抽放方法應(yīng)適合煤層賦存狀況、巷道布置、地質(zhì)條件和開(kāi)采技術(shù)條件； (2) 應(yīng)根據(jù)礦井瓦斯涌出來(lái)源及涌出量構(gòu)成分析，有針對(duì)性地選擇抽放瓦斯方法，以提高瓦斯抽放效果； (3) 在滿足瓦斯抽放的前提下，應(yīng)盡可能地利用生產(chǎn)巷道，以減少抽放工程量； (4) 選擇的抽放方法應(yīng)有利于抽放巷道的布置和維護(hù)；