【正文】 ,按下式計算： 02r0 0 .1 6 ] W)0 4 ( V0 .0 2 6 [ 0 . 0 0q ?? 式中 Vr—煤中揮發(fā)份含量； 取采 樣實測值 %； W0—煤層瓦斯含量， m3/t；一采區(qū)順槽掘進(jìn)取 m3/t，二采區(qū)順槽掘進(jìn)??； q01= ( ()2+) =通常暴露6 個月后煤壁瓦斯涌出基本穩(wěn)定。 (1) 掘進(jìn)工作面煤壁瓦斯涌出量 在巷道掘進(jìn)過程中，巷道周圍煤層中的瓦斯壓力平衡狀態(tài)遭到破壞，煤體內(nèi)部到煤壁間存在著壓力梯度，瓦斯就會沿煤體裂隙及孔隙向巷道泄出。其瓦斯涌出量計算詳見表 27。 鄰近層相對瓦斯涌出量 )( 101 1 iiini i xxkmmq ??? ??鄰 式中： 鄰q －鄰近層瓦斯涌出量， m3/t； im －第 i 個鄰近層厚度， m； 1m －開采層的開采厚度， m； ix0 －第 i 鄰近層的瓦斯含量， m3/t； ix1 －第 i 鄰近層的殘存瓦斯含量， m3/t； ik －第 i 鄰近層瓦斯排放系數(shù)，根據(jù)開采煤層與鄰近層之間距離、 開采層頂?shù)装鍘r性等關(guān)系選取 。 鄰開回 qqq ?? 式中： 回q —回采工作面噸煤瓦斯涌出量， m3/t ； 開q —開采層瓦斯涌出量， m3/t； 鄰q —鄰近層瓦斯涌出量， m3/t。本次采用分源預(yù)測法，其實質(zhì)是根據(jù)煤層瓦斯含量，按礦井瓦斯主要涌出源 —回采（包括開采層、圍巖和鄰近層）、掘進(jìn)及采空區(qū)瓦斯涌出規(guī)律對礦井各回采工作面、掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量進(jìn)行計算，達(dá)到預(yù)測各采區(qū)及全礦井瓦斯涌出量的目的。 礦井瓦斯涌出量預(yù)測 礦井瓦斯涌出量預(yù)測的任務(wù)是確定新礦井、新水平、新采區(qū)投產(chǎn)時瓦斯涌出量的大小，為礦井和采區(qū)提供通風(fēng)及瓦斯管理方面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，它是礦井通風(fēng)設(shè) 計、瓦斯抽放和瓦斯管理必不可少的基礎(chǔ)參數(shù)。 表 25 礦井瓦斯儲量計算表 煤 層 地質(zhì)儲量 (萬 t) 實測 最大瓦斯含量 (m3/t) 瓦斯儲量 (萬 m3) 可抽瓦斯量 (萬 m3) 5 6409 3679 6 9612 5517 10 52918 30375 小計 68939 39571 巖層 6894 3957 合計 75833 43528 16 XX 煤礦瓦斯總儲量 75833 萬 m3，可抽瓦斯量 43528 萬 m3。 為使計算的可 抽 量能較符合實際，瓦斯涌出系數(shù)，應(yīng)考慮由于層間距、巖性不同而導(dǎo)致鄰近層卸壓程度的差別等因素，抽放率可參照我國的實際情況與經(jīng)驗確定。它反映著礦井資源的開發(fā)程度，與抽放工藝技術(shù)和抽放能力密切相關(guān)。 計算礦井瓦斯儲量時，按以下原則考慮： (1)鄰近層的瓦斯含量視為與其鄰近的開采層相同，各煤層的瓦斯含量均取其間接法測定結(jié)果的平均值； (2)圍巖瓦斯因無實測值，故根據(jù)經(jīng)驗取 W1+W2的 10％。 表 21 10＃煤層瓦斯含量實測結(jié)果表 取樣地點 采樣深度 （ m） 煤樣中氣體組分 (%) 煤瓦斯含量 （ m3/t） CH4 CO2 N2 C2C8 回風(fēng)巷掘進(jìn)頭 10m 處 400 進(jìn)風(fēng)巷距回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷 60m 450 井底車場 2交叉點東 18m 515 表 22 10煤層 煤樣吸附瓦斯試驗與工業(yè)分析結(jié)果 地點 標(biāo)高 （ m） 吸附常數(shù) 灰分 Aad(%) 水份 Mad ( %) 揮發(fā)份ｖ r(%) 真密度(t/m3) 視密度(t/m3) 孔隙率(%) a(ml/) b(MPa1) 回風(fēng)大巷 10m 處 +740 表 23 煤層瓦斯壓力與含量 測定 煤層 測定地點 標(biāo)高（ m） 瓦斯壓力 (MPa) 煤層瓦斯含量 （ m3/t） 10 進(jìn)風(fēng)巷距回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷 60m ＋ 680 井底車場 2交叉點東 18m ＋ 650 表 24 煤層瓦斯自然涌出特征及煤層透氣性系數(shù) 測定地點 標(biāo)高（ m） 煤層透氣性系數(shù) （ m2/） 鉆孔自然瓦斯流量率減系數(shù) d1) 北回風(fēng)巷掘進(jìn)工作面 ＋ 680 礦井瓦斯儲量 礦井瓦斯儲量是指在煤田開發(fā)過程中，能夠向開采空間排放瓦斯的煤巖層所賦存的瓦斯總量。 礦井瓦斯基礎(chǔ)參數(shù) 煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)是礦井瓦斯防治和瓦斯抽放設(shè)計的依據(jù)，主要基礎(chǔ)參數(shù)有：煤對瓦斯吸附常數(shù)、煤層孔隙率、煤層瓦斯壓力、煤層瓦斯含量、煤中殘存瓦斯含量、煤層透氣性系數(shù)、百米鉆孔瓦斯流量及其衰減系數(shù)。 13 圖 14 XX煤礦 開拓 及采樣點位置示意 圖 2 礦井瓦斯 涌出量預(yù)測 礦井瓦斯涌出量是礦井通風(fēng)設(shè)計、瓦斯抽放和瓦斯管理必不可少的基礎(chǔ)參數(shù)，本次采用分源預(yù)測法對礦井瓦斯涌出量進(jìn) 行預(yù)測，該方法是根據(jù)煤層瓦斯含量，按礦井瓦斯主要涌出源 —回采（包括開采層、圍巖和鄰近層）、掘進(jìn)及采空區(qū)瓦斯涌出量進(jìn)行計算，從而達(dá)到預(yù)測工作面、采區(qū)瓦斯涌出量之目的。工作面布置在采區(qū)內(nèi)采用前進(jìn)式，回采工作面采用后退式開采。 待對 4 號煤勘測工作完成后，可以在東采區(qū)打斜巷到 4號煤層進(jìn)行資源回收。井田以原裕安煤業(yè)西邊界和主斜井及集中大巷為界劃分為東、西兩個采區(qū)。另外，將現(xiàn)有的兩條進(jìn)、回風(fēng)巷均改為進(jìn)風(fēng)巷，與副立井聯(lián)通的大巷改造為集中軌道大巷，與進(jìn)風(fēng)立井聯(lián)通的大巷改造為集中進(jìn)風(fēng)大巷。 4 個井筒落底 10號煤層后，以主斜井落底標(biāo)高為 10 號煤層開采水 平標(biāo)高 ?；仫L(fēng)立井： X=， Y=， Z=+，改造后 3個進(jìn)風(fēng)井， 1個回風(fēng)井。 現(xiàn)有三個井筒不進(jìn)行刷大，主斜井和進(jìn)風(fēng)立井系統(tǒng)保持不變，僅將現(xiàn)有直徑 回風(fēng)立井井筒改造為副立井，擔(dān)負(fù)人員及小型材料輔助提升兼進(jìn)風(fēng)。 井田內(nèi)無其它小煤礦開采，但在其周圍邊界鄰近分布有 2 個煤礦，南與朱家店煤礦為鄰，東與山西 坤龍 煤業(yè)有限公司為鄰。 進(jìn)風(fēng)立井、回風(fēng)立井下部分別設(shè)有進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷，矩形斷面，巷道斷面均為= m2 ，長度分別為 815m、 675m。 混合提升斜井：凈寬 ，凈斷面 ，傾角 176。井下布置膠帶、輔助運輸、回風(fēng)三條大巷，采用炮采采煤。 礦井開拓與開采 礦井生產(chǎn) 能力 及服務(wù)年限 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為 1200kt/a，礦井服務(wù)年限為 33a。 2021 年 4 月山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心對 XX 煤礦 10＃煤層進(jìn)行了煤塵爆炸性與自燃傾向性試驗。 礦井 2021 年度 5月 礦井瓦斯等級鑒定結(jié)果為：煤層瓦斯相對涌出量為 ，絕對涌出量為 ；二氧化碳相對涌出量為 ，絕對涌出量為 m3/min。宏觀煤巖類型主要為半亮型和半暗型，一般呈條帶狀、線理狀結(jié)構(gòu)，均一狀結(jié)構(gòu)次之，層狀結(jié)構(gòu)為主，塊狀結(jié)構(gòu)次之。圖 13 XX 煤礦煤層綜合柱狀圖 11 煤質(zhì) 一、物理性質(zhì) 及 煤巖特性 井田內(nèi) 10 號 煤層顏色為黑色，條痕為褐黑色，強玻璃光澤，內(nèi)生裂隙不 發(fā)育，斷口呈參差狀、不規(guī)則狀，視密度 —，硬度中等，一般為 23。下部為灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖、粉砂巖、中砂巖互層，含112號煤層，上部為三層石灰?guī)r（L 1 、L 2 、L 5 ）與灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖和粉砂巖、砂巖互層，灰?guī)r中富含蜓、腕足類等動物化石，含7號煤層。 煤 組 煤 層 號 煤層厚度 最小～最大 平均 (m) 平均層間距(m) 結(jié)構(gòu) 頂板 底板 可采性 穩(wěn) 定性 山 西 組 4 — 簡單 （ 01） 泥巖、砂質(zhì)泥巖、中砂巖 泥巖、砂質(zhì)泥巖、中砂巖 局部 可采 較穩(wěn)定 太 原 組 10 復(fù)雜 （ 15） 細(xì)砂巖、砂質(zhì)泥巖 細(xì)砂巖、砂質(zhì)泥巖 全區(qū) 可采 穩(wěn)定 10 地層單位系界 統(tǒng) 組煤層號柱狀圖1 ：2 0 0巖 性 描 述下界至L 5 灰?guī)r（因基底砂巖，很不穩(wěn)定而下陷）。該煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含夾矸 1— 5 層，為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層。 10 號煤層 位于 太原 組 中 下部，頂?shù)装鍘r性為細(xì)砂巖、砂質(zhì)泥巖。其中 10 號煤層為全區(qū)可采煤層； 4號煤層為 局部 可采煤層；其余煤層均為不可采煤層。其中山西組平均厚約 ，共含煤 7 層，自上而下依次為 0 0 0 4 下 、 5 號煤層，煤層總厚 ，含煤系數(shù) %。 井田內(nèi)未見陷落柱、巖漿 巖等其它構(gòu)造現(xiàn)象，總體構(gòu)造屬簡單 類 。左右。；東翼傾角較西翼為陡，一般 89176。 地質(zhì)構(gòu)造 井田處于 XX離石向斜的東翼，靠近軸部。據(jù)記載， 1829年 4 月， XX、離石地區(qū)曾發(fā)生 ，震中在離石城東。最大風(fēng)速日平均 。最高氣溫 ℃ ，多出現(xiàn)在 7月份，最低氣溫 ℃ ，多出現(xiàn)在一月份。 氣候及地震情況 井田地處晉西北黃土高原，為溫帶大陸性氣候，四季分明，晝夜溫差大，冬季少雪，春季多風(fēng)，夏季雨量集中，秋季陰 雨天較多，年平均降水量為 ，年最大降水量，年最小降水量 ，降水量多集中在 9 三個月內(nèi)。 河流 礦井屬黃河流域，三川河水系。 付 家 焉 煤 業(yè)坤龍煤業(yè)朱 家 店 煤 礦 7 圖 12 礦井交通位置圖 地形地貌、河流及氣候 地形地貌 XX 煤礦地處晉西黃土高原，地 形主要以黃土臺、塬、峁、梁及黃土沖溝為主，侵蝕切割嚴(yán)重，地形復(fù)雜，地勢總體東高西低。交通位置圖見圖 12。 礦井南與朱家店煤礦為鄰，東與 坤龍煤業(yè) 為鄰 ，礦井四鄰關(guān)系見圖 11。 2021 年 11 月 山西省國土資源廳頒發(fā)的《采礦許可證》 ( 證號C1400002021111220211618)，批準(zhǔn)開采 10 號煤層 ， 開采深度 +847m～ +535m。27ˊ01～ 37176。06ˊ15～ 111176。 六、瓦斯抽放工程設(shè)計簡介 本次設(shè)計主要包括《瓦斯抽放工程設(shè)計說明書》、《瓦斯抽放工程機電設(shè)備和器材清冊》、《瓦斯抽放工程設(shè)計概算書》和瓦斯抽放工程 相關(guān) 圖紙等四部分。礦井瓦斯抽放率為 %。 設(shè)計選用高、低負(fù)壓抽放系統(tǒng)對 XX 煤礦 瓦斯進(jìn)行抽放， 泵房內(nèi)布置四臺 2BEC72 型水環(huán)式真空泵。 三、設(shè)計的主要依據(jù) 《煤礦安全規(guī)程》 2021 版； 《 煤礦瓦斯 抽 采 工程設(shè)計規(guī)范》（ GB504712021）； 《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》（ 1997 版）； 《煤礦瓦斯抽 采基本指標(biāo) 》（ AQ10262021）； 5 《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》（ AQ10272021）； 《 XX 煤礦 改擴建 初步設(shè)計說明書》（ 合肥設(shè)計院 ）； 《 XX 煤礦 礦井瓦斯涌出量預(yù)測 》 及 XX 煤 礦提供的其它地質(zhì)資料和實測資料 ； 四、設(shè)計的指導(dǎo)思想 在符合規(guī)范要求，滿足使用的前提下，盡可能降低成本，節(jié)省工程投資； 設(shè)備、管材選型留有余地，能充分滿足礦井安全生產(chǎn)的需要； 盡量利用原有的巷道、不增加開拓費用； 采用的工藝技術(shù)具有先進(jìn)性，且符合實際。XX研究院的設(shè)計人員認(rèn)真研究和分析了 XX煤礦煤層的賦存及開拓開采情況后認(rèn)為：XX煤礦完全具備建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)的條件，同意接受 “ XX煤礦瓦斯抽放工程初步設(shè)計 ” 任務(wù)的委托。 為此， XX 煤礦研究決定，建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)，對礦井進(jìn)行瓦斯抽放，降低回風(fēng)流瓦斯?jié)舛?，確保礦井安全生產(chǎn)。 根據(jù)對 兼并重組 后 的 礦井瓦斯涌出量預(yù)測，礦井相對瓦斯涌出量在 ， 礦井 絕對涌出量在 ，大量 的 瓦斯涌出會對工作面安全構(gòu)成嚴(yán)重的威脅，制約綜合機械化采煤效能的發(fā)揮。整合后開采煤層為 10 號煤層， 設(shè)計采用 斜立井綜合 開拓，單水平開采，通風(fēng)方式為 分列 式，通風(fēng)方法為機械抽出式。 1 山西 XXXXXX煤業(yè)有限公司 礦井 瓦斯抽 采 工程初步設(shè)計 （修改版） 說 明 書 煤炭科學(xué)研究總院 XX 研究院 二 O 一 O 年 二 月 2 目 錄 前 言 ................................................................. 4 1 礦井 概況 ............................................................... 7 位置與交通 ........................................................ 6 地形地貌、河流及氣候 .............................................. 7 地形地貌 ........................................................ 7 河 流 .....................