【正文】 按照 XX煤礦回采工作面的設(shè)計(jì)產(chǎn)量、瓦斯涌出量、通風(fēng)能力以及目前的瓦斯抽放水平，經(jīng)全面分析計(jì)算， XX煤礦無論是前期的首采區(qū)還是根據(jù)礦井規(guī)劃后期需要增加的采區(qū) ， M11煤層的 各回采工作面都必須采取 本煤層和采空區(qū)同時抽放的綜合瓦斯抽放方法。我國煤礦的瓦斯抽放方法按瓦斯來源大致可以分為以下五類： (1)開采層瓦斯抽放方法； (2)鄰近層瓦斯抽放方法； (3)采空區(qū)瓦斯抽放方法； (4)圍巖瓦斯抽放方法； (5) 綜合抽放瓦斯方法。 三、采空區(qū)瓦斯涌出及涌出構(gòu)成 XX煤礦為一新建礦井， 達(dá)產(chǎn)時礦井 將 擁有一個回采工作面和四個掘進(jìn)工作面，單獨(dú)開采 M11煤層時 擁 有 一 個 M11煤層的回采工作面， 在 M9和 M11煤層 交替回采 。 但是由于M9和 M11煤層均 為 突出煤層，所以 在 M9煤層回采時回采工作面的瓦斯治理和 M11煤層回采時掘進(jìn)工作面的瓦斯治理 也應(yīng)該重視，尤其在遇到斷層等地質(zhì)構(gòu)造時更應(yīng)重視。 XX 煤礦礦井抽放瓦斯工程初步設(shè)計(jì) 25 第 三 章 瓦斯抽放 初步設(shè)計(jì) 第 一 節(jié) 礦井瓦斯來源分析 一、礦井瓦斯來源及涌出構(gòu)成 XX煤礦投產(chǎn)后 在開采期間的瓦斯來源由以下三部分組成：回采工作面 (包括圍巖及鄰近層 )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 )的瓦斯涌出。 綜上所述， XX煤礦對 M11煤層進(jìn)行 瓦斯抽放是可行的；而 M9煤層可不進(jìn)行瓦斯抽放（ 如遇到地質(zhì)構(gòu)造瓦斯突然增大等 特殊情況 下進(jìn)行瓦斯抽放也是可行的）。 可以認(rèn)為 XX煤礦的煤層屬于可以抽放 煤層，但需采取一些經(jīng)證實(shí)有效的強(qiáng)化抽放措施以取得預(yù)期抽放效果，因此對XX煤礦 M11煤層（包括 M9煤層需要抽放時）進(jìn)行煤層瓦斯抽放是可行的。衡 量其可抽性的指標(biāo)，一個為煤層的透氣性系數(shù) (λ)、一個為鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)(α)，據(jù)此指標(biāo)將煤層預(yù)抽瓦斯的難易程度進(jìn)行分類，如表 210所示。 CK ??? ……… …………… ( 212) 式中： Q0─掘進(jìn)工作面設(shè)計(jì)通風(fēng)能力， m3/s； Q─掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量 ， m3/min； K─瓦斯涌出不均衡系數(shù) ， K=； C─《煤礦安全規(guī)程》允許的工作面瓦斯 濃度， %， 取 C＝ 1； 經(jīng)過對礦井瓦斯涌出量的預(yù)計(jì)， XX煤礦的掘進(jìn)工作面抽放必要性判別見表 29。 二、本礦井抽放瓦斯必要性分析 回采工作面抽放瓦斯的必要性分析 XX煤礦無論是在 單獨(dú)開采 M11煤時 還是在 M9和 M11煤層交替回采時 M11煤層的 回采工作面瓦斯涌出量達(dá) m3/min，隨著向更深部的開拓工作面 瓦斯涌出量 將XX 煤礦礦井抽放瓦斯工程初步設(shè)計(jì) 21 進(jìn)一步加大， 將 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過《 規(guī)范》規(guī)定絕對涌出量 5m3/min的界限 ，即使不考慮瓦斯涌出不均衡系數(shù)工作面所需配風(fēng)量 也 超過 1700 m3/min。 礦井為煤與瓦斯突出礦井。 三 、礦井瓦斯涌出量 礦井的瓦斯涌出量按下式計(jì)算： 01 21 121 )(1440 AqqKKqnj jni ik ?? ?? ?????……………………… ( 211) 式中： qk —礦井瓦斯涌出量， m3/t； K1—生產(chǎn)采區(qū)內(nèi)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)； K2—已采區(qū)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)； q1i—第 i個回采工作面的瓦斯涌出量 ， m3/min； q2j—第 i個掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量 ， m3/min； A0 —礦井平均日產(chǎn)量 ， t。 二 、掘進(jìn)巷道瓦斯涌出量 掘進(jìn)巷道瓦斯涌出量包括掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量和掘進(jìn)落煤的瓦斯涌出量，計(jì)算公式如下： )()12(q 1002 XXvSvlqvD ??????????? ?……………… ( 29) 式中： q2 —掘進(jìn)巷道瓦斯涌出量， m3/min； D —巷道斷面內(nèi)暴露煤面的周邊長度， m； v —巷道平均掘進(jìn)速度 ， m/min； l —巷道長度 ， m； q0 —煤壁瓦斯涌出初速度， m3/m2 則當(dāng)兩個煤層 中 工作面 分別 回采時的鄰近層關(guān)系及 hi數(shù)值如表 23和 24所示： M11煤層回采時鄰近層關(guān)系參數(shù)數(shù)值表 表 23 鄰近煤層 M7 M9 M13 M15 鄰近層類型 上鄰近層 上鄰近層 下鄰近層 下鄰近層 平均 距離 hi(m) 排放率 Ki M9煤層回采時鄰近層關(guān)系參數(shù)數(shù)值表 表 24 鄰近煤層 M6 M7 M13 M15 鄰近層類型 上鄰近層 上鄰近層 下 鄰近層 下 鄰近層 平均 距離 hi（ m） 排放率 Ki 經(jīng) 計(jì)算 得單獨(dú)開采 M11煤層時， M11煤層工作面瓦斯涌出量結(jié)果詳 見 表 25。 pii hhK ??1 ……………………… (28) 式中： ih —第 i鄰近層與開采層垂直距離， m； ph —受開采層采動影響頂 、 底板巖層形成貫穿裂隙，鄰近層向工作面釋放卸XX 煤礦礦井抽放瓦斯工程初步設(shè)計(jì) 17 壓瓦斯的巖層破壞范圍， m。mm 礦井 達(dá)產(chǎn)時擁有 一個回采工作面和四個炮掘工作面保證 礦井 產(chǎn)量為 450kt/a。統(tǒng)計(jì)預(yù)測法則要求被預(yù)測的回采工作面 在開采方法、煤層賦存條件 、瓦斯地質(zhì)條件與樣本工作面相同或相似，否則，預(yù)測準(zhǔn)確率難以保證 。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， ηk取 30%。 瓦斯基本參數(shù)實(shí)測值 表 21 參數(shù)名稱 對象煤層 參數(shù)值 煤層原始瓦斯壓力 M9 MPa M11 MPa 煤層瓦斯含量 M9 m3/t M11 m3/t 殘存瓦斯含量 M9 m3/t M11 m3/t 瓦斯吸附常數(shù) M9 a/3/t b/ M11 a/煤的孔隙率 M9 m3/t M11 m3/t 煤層透氣性系數(shù) M9 ~ m2/Mpa2 三、礦井服務(wù)年限 全礦井服務(wù)年限為 。采煤工作面采用刮板輸送機(jī)運(yùn)輸， 采煤機(jī)騎溜滑行，采煤機(jī)滾筒裝煤，液壓推溜器推移刮板輸送機(jī)。工作面巷道即由上述三條大巷開口布置，貫穿工作面巷道形成回采工作面。 礦井二水平劃分為三個采區(qū)，二水平運(yùn)輸大巷以東、 +1520m 標(biāo)高以下為四采區(qū)；交一河以西為五采區(qū)；下 XX 村和中 XX 村之間區(qū)域?yàn)榱蓞^(qū)。 開采一水平時，回風(fēng)斜井至 +1615m 標(biāo)高后落平后布置回風(fēng)聯(lián)絡(luò)石門，然后再由回風(fēng)聯(lián)絡(luò)石門沿煤層走向布置一水平巖石回風(fēng)大巷；副斜井至 +1615m 水平通過平車場落平后布置一水平井底車場及硐室，然后沿 M11 煤層頂板布置一水平軌道大巷及膠帶運(yùn)輸大巷。二水 平采用暗斜井延伸開拓，分別由回風(fēng)斜井掘進(jìn)回風(fēng)暗斜井、由副斜井掘進(jìn)軌道暗斜井、由主斜井掘進(jìn)膠帶暗斜井，然后分別由回風(fēng)暗斜井掘進(jìn)二水平回風(fēng)大巷、由軌道暗斜井掘進(jìn)二水平軌道運(yùn)輸大巷、由膠帶暗斜井掘進(jìn)二水平運(yùn)輸大巷，上述大巷主要沿巖層走向布置。 主 斜井 采用 大傾角膠帶 輸送機(jī) 提升原煤 ，同時用于進(jìn)風(fēng)。在賈古德村XX 煤礦礦井抽放瓦斯工程初步設(shè)計(jì) 11 以西、 20 號勘探線以南沿煤層走向平行掘進(jìn)主斜 井、副斜井和回風(fēng)斜井。 工作面巷道掘進(jìn)工作面通風(fēng)系統(tǒng)：井底車場→采區(qū)軌道大巷→通風(fēng)行人斜巷 →1101 工作面回風(fēng)巷掘進(jìn)面→ 1101 工作面回風(fēng)巷→采區(qū)回風(fēng)大巷→回風(fēng)斜井→風(fēng)硐→地面。 該回風(fēng)斜井服務(wù)于 F5 斷層以西設(shè)計(jì)開采區(qū)域，服務(wù)年限約 年。礦井移交生產(chǎn)時，首采區(qū)為一采區(qū)，在 M11 煤層布置一個綜采工作面進(jìn)行回采，另外安排四個掘進(jìn)工作面為采煤工作面接替和大巷延伸作準(zhǔn)備。 六 、其他開采技術(shù)條件 （一）瓦斯 （ 1）瓦斯等級 根據(jù)云南省地質(zhì)礦產(chǎn)局地質(zhì)一大隊(duì) 1993 年對補(bǔ)木勘探區(qū)進(jìn)行的詳查勘探工作以及云南省一四三煤田地質(zhì)勘探隊(duì) 2021 年 10 月至 12 月對 XX 煤礦進(jìn)行的地質(zhì)補(bǔ)充勘查工作中對位于礦區(qū)范圍內(nèi)的鉆孔所取煤層瓦斯樣分析， M M1 M1 M21和 M22 煤層瓦斯含量為 、 、 、 、 ， 轉(zhuǎn)成原煤瓦斯含量再結(jié)合 煤科總院 XX 分院對 M9 和 M11 煤層的原始瓦斯含量測定結(jié)果，總結(jié)出 礦區(qū)范圍內(nèi) 各個煤層瓦斯含量如表 16 所 示。由于本區(qū)地處 XX～師宗～彌勒大斷裂帶附近，受其活動影響，構(gòu)造相對復(fù)雜，地形切割較深，溝谷發(fā)育，地形地貌有利于地表水及地下水排泄。 化學(xué)組分 各煤層的煤質(zhì)指標(biāo)見表 15。 2）化學(xué)性質(zhì)及工藝性能 XX 煤礦煤層 20 線 M7 煤層及其以下 M9 至 M21 煤，以及 20 線以南包括 22 線XX 煤礦礦井抽放瓦斯工程初步設(shè)計(jì) 7 的各煤層均為低中灰、中等揮發(fā)分、特低磷、砷特高熱值 JM（ 25）焦煤。 三、煤質(zhì) 物理性質(zhì) 礦井 內(nèi) 各煤層顏色為黑色、深黒色；條痕為褐黒、黑色，其它物理性質(zhì)見表 14。全區(qū)大部可采，屬穩(wěn)定煤層。頂板為細(xì)砂巖 (粉砂巖 )或粉砂質(zhì)泥巖XX 煤礦礦井抽放瓦斯工程初步設(shè)計(jì) 6 夾薄層狀菱鐵巖。 M21 煤層：位于龍?zhí)督M第一段中部偏下，距 M16 煤層底板 ～ ，平均 ，煤層可采性指數(shù) 1。全區(qū)可采，屬穩(wěn)定煤層。夾矸為灰黑色炭質(zhì)泥巖，頂板為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、夾少量菱鐵巖。 M15 煤層：位于龍?zhí)督M第二段中部偏下，距 M11 煤層底板 ～ ，平均 ，煤層可采性指數(shù) 1。煤層厚度 ～ ，平均 ，層位穩(wěn)定。僅在 ZK2301 孔附近見有分叉現(xiàn)象，個別部位在煤層近底部見 1 層灰黑色炭質(zhì)泥巖或棕灰色泥巖夾矸，厚 ～ 。 M9 煤層：位于龍?zhí)督M第二段中部偏上。 煤層 在煤系地層中的分布及組合特征表 表 13 （二）可采煤層 XX 煤礦共有可采煤層 7 層： M7 煤層：位于龍?zhí)督M第二段頂部，上距 M6 煤層 ～ ，平均 ，煤層 煤 層 夾 石 采用 厚 度(m) 最小～最大 平均 可采性指數(shù) 變異 系數(shù) (%) 結(jié)構(gòu) 穩(wěn)定 性 可采性 評價 間距 (m) 最小～最大 平均 層數(shù) 主要巖 石 M7 ～ 簡單 不 穩(wěn)定 局部可 采 ~ 0～ 1 泥巖 M9 ～ 1 簡單 穩(wěn)定 全區(qū) 可采 0～ 1 泥巖 ~ M11 ～ 1 簡單 穩(wěn)定 全區(qū) 可采 0～ 1 泥巖 ~ M15 ～ 1 較簡單 穩(wěn)定 全區(qū) 可采 0～ 2 炭質(zhì)泥巖 ~ M16 ～ 1 簡單 穩(wěn)定 全區(qū) 可采 0～ 1 泥巖 ~ M21 ～ 1 簡 單 穩(wěn)定 全區(qū) 可采 0～ 1 泥巖 ~ M22 ～ 較簡 單 穩(wěn)定 大部可 采 0～ 2 泥巖 XX 煤礦礦井抽放瓦斯工程初步設(shè)計(jì) 5 煤層可采性指數(shù) 。 1） 、龍?zhí)督M第一段（ P3l1）：厚度 ，含煤層 24 層，厚度 ，本段含煤系數(shù) %,可采煤層 3 層 (M1 M2 M22)，厚度 。區(qū)域處于 XX～師宗～彌勒大斷裂以東 5km 左右，有一系列的 N E 向、 N N E 向的斷裂構(gòu)造及褶曲，走向基本一致，本礦井位于格宗向斜西翼 南部。 峨嵋山玄武巖組(P3β ) 300～ 380 二疊系上統(tǒng) 灰綠色致密塊狀玄武巖，具氣孔、杏仁構(gòu) 造，上部夾紫色凝灰?guī)r。 飛仙關(guān)組 (T1f) 300～ 380 三疊系下統(tǒng) 紫色中厚層狀粉砂巖、細(xì)砂巖為主，頂部及底部為紫紅色薄層狀泥巖，含較多蠕蟲狀方解石柱體。 第二節(jié) 地質(zhì)特征 一、地層及地質(zhì)構(gòu)造 （一）地層 區(qū)域內(nèi)分布的地層有二疊系中統(tǒng)茅口組，二疊系上統(tǒng)峨嵋山玄武巖組、龍?zhí)督M、長興組；三疊系下統(tǒng)卡以頭組、飛仙關(guān)組、永寧鎮(zhèn)組等。風(fēng)向：主導(dǎo)風(fēng)向東南風(fēng)向。 （三）氣候 該區(qū)每年 12 月至次年 2 月為霜凍期， 3－ 4 月為風(fēng)季干燥期， 5－ 10 月為雨季，全年氣溫變化較大，最高氣溫 ℃ ,最低氣溫 11℃，年平均氣溫 ℃。 XX 煤礦礦井抽放瓦斯工程初步設(shè)計(jì) 2 （二）水系 區(qū)內(nèi)主要河流為交一河，近 南北流向，為補(bǔ)木河的上游。26′ 15″ 二、礦井交通條 件 礦井北至 XX 縣城有公路相通，里程約 60km。26′ 30″ 礦 5 104186。24′ 45″ 礦 3 104186。 礦 井 各 拐 點(diǎn) 坐 標(biāo) 表 表 1 1 序號 經(jīng)度 緯度 X Y 礦 1 104186。45～ 25186。45～ 104186。 四、本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 對 XX 煤礦礦井瓦斯賦存情況、抽放方法的確定、抽放效果的預(yù)計(jì)等進(jìn)行闡述； 井下瓦斯抽放管網(wǎng)與主管路敷設(shè)及管路選擇、鉆孔布置及鉆進(jìn)設(shè)備選型； XX 煤礦礦井抽放瓦斯工程初步設(shè)計(jì) 3 地面抽放泵站設(shè)計(jì)，包括設(shè)備選型、土建工程、總平面布置及給排水、供電、供暖、通信及安全監(jiān)測等輔助環(huán)節(jié)； 抽放瓦斯管