【正文】 采規(guī)模為。 第 四 節(jié) 瓦斯抽采規(guī)模及礦井瓦斯可抽量 1．礦井瓦斯抽采規(guī)模 西溝二號井 煤礦 開采中央采區(qū) +740m水平以上煤層時，礦井相對瓦斯涌出量為， 絕對瓦斯涌 出量為 ，根據(jù)《 煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo) 》礦井絕對瓦斯涌出量≤ 20m3/min，礦井瓦斯抽采率≥ 25%。 礦井在以后的生產(chǎn)中應(yīng)隨時監(jiān)測礦井瓦斯涌出量，當(dāng)實際礦井相對瓦斯涌出量超過 ，及時和 設(shè)計單位聯(lián)系，以便作出相應(yīng)的調(diào)整。 西溝二號井經(jīng)改擴建后設(shè)計生產(chǎn)能力為 90kt/a，采煤方法設(shè)計為水平分層走向長壁綜放采煤法，回采率可達到 75%。 瓦斯抽采系統(tǒng)方案設(shè)計說明書 16 根據(jù)分源預(yù)測法的公式 24開采層瓦斯涌出量與丟煤系數(shù) K2（即回采率的倒數(shù)）成正比關(guān)系， 也即是與回采率成反比關(guān)系，說明礦井回采率越 低，相對 瓦斯涌出量越大， 井下實際開采中也證明 丟煤中所含瓦斯的絕大部分會涌入巷道或采空區(qū)。 中大槽煤層中央采區(qū)在+791m水平巷道掘進時瓦斯涌出量為 ， +740m水平巷道掘進時瓦斯涌出量為 ，由此可證明中采采區(qū)受火燒區(qū)的影響，其瓦斯含量較低。 根據(jù)西溝二號井對礦區(qū)內(nèi)火燒區(qū)的勘察，東翼采區(qū)火燒區(qū)在 +860m水平以上，中央采區(qū)火燒區(qū)深度最深到了 +740m水平，最淺部 +850m水 平。 二號井在開采東翼采區(qū)時， 20xx年礦井瓦斯等級鑒定結(jié)果為絕對瓦斯涌出量 m3/ min，相對涌出量 m3/ t；絕對二氧化碳涌出量 m3/ min, 相對二氧化碳涌出量 ，礦井瓦斯等級為低瓦斯礦井； 20xx礦井瓦斯等級鑒定結(jié)果為 相對瓦斯涌出量 m3/t，絕對涌出量 m3/min；相對二氧化碳涌出量 m3/t,絕對二氧化碳涌出量 m3/min，礦井瓦斯等級為高瓦斯礦井； 20xx年 礦井 開采深度 到 220m時，測得礦井 瓦斯相對涌出量為 22m3/t。 西溝一號井測定中大槽煤層瓦斯基本參數(shù)的標(biāo)高為 +854m，其煤層埋深為 200多米， 測得中大槽煤層原始煤層瓦斯含量為 ， 20xx年開采水平到 +854m時 ，生產(chǎn)能力為 100kt/a，礦井瓦斯絕對涌出量為 ， 相對瓦斯涌出量為 ，采煤方法為 倉儲式采煤法 ，回采率為 45%。中大槽煤層厚度 ～ ，平均 ，煤層穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，頂板為粉沙巖及細砂巖，局部為中粒砂巖，頂板為泥巖及粉沙巖。 礦山 統(tǒng)計法是根據(jù)對本礦井或鄰近礦井實際瓦斯涌出資料的統(tǒng)計分析得出礦井瓦斯涌出量隨開采深度變化的規(guī)律，預(yù)測新井或新水平瓦斯涌出量的方法。 但 西溝二號井采用 水平分層開采 方法 ，開采 +791m水平時， 由于+791m水平煤層被開采，下部的煤層因為卸壓作用， 從 +782m水平到 +740m水平甚至更下水平煤層的瓦斯皆會涌向 +791m水平工作面的采空區(qū)，然后進入回風(fēng)巷中， 本煤層瓦斯涌出是礦 井主要瓦斯來源， 這與計算結(jié)果中的本煤層瓦斯已經(jīng)釋放完畢相矛盾，因此西溝二號井水平分層開采煤層時的瓦斯涌出量不適于采用 目前《礦井瓦斯涌瓦斯抽采系統(tǒng)方案設(shè)計說明書 15 出量預(yù)測方法》（ AQ101820xx） 分源預(yù)測法 中的公式 進行預(yù)測 。由公式25得 K3＝（ 2） /＝ 。 Q礦 （ 213） Kn‘ —— 礦井瓦斯涌出不均衡系數(shù) 。 4． 礦井瓦斯涌出量 ??????? niiniinAAQkQ11采區(qū)礦 （ 212） 式中： Q礦 —— 礦井瓦斯涌出量， m3/t； Q采區(qū) i—— 第 i采區(qū)瓦斯涌出量， m3/t； A i—— 第 i采區(qū)日平均煤炭產(chǎn)量， t； 瓦斯抽采系統(tǒng)方案設(shè)計說明書 14 Kn—— 已采采空區(qū)瓦斯涌出 系數(shù) 。 3． 采區(qū)瓦斯涌出量 采區(qū)內(nèi)瓦斯涌出量除了回采和掘進涌出外，還包括采區(qū)內(nèi)已采區(qū)段老空區(qū)瓦斯涌出。 min，按下式計算： Q0＝ [(Vr)2＋ ]W0 （ 29） 式中 Vr—— 煤的揮發(fā)份， %。 d； 開采層相對瓦斯涌出量按下式確定： )( 03211 cWWMmKKKQ ????? （ 24） 式中 K1—— 圍巖瓦斯涌出系數(shù)； 瓦斯抽采系統(tǒng)方案設(shè)計說明書 12 K2—— 工作面丟煤系數(shù)，用回采率的倒數(shù)來計算； K3—— 采區(qū)內(nèi)準備巷道預(yù)排瓦斯對開 采層瓦斯涌出影響系數(shù)； L hLK 23 ?? （ 25） L—— 回采工作面長度； h—— 巷道煤體瓦斯排放帶寬度； m—— 開采層厚度； M—— 工作面采高； W0—— 煤層原始瓦斯含量； Wc—— 運出礦井后煤的殘存瓦斯含量； 鄰近層相對瓦斯涌出量按下式確定： ?? ?? ni iicii MmWWQ 1 02 )( ? （ 26） 式中 mi—— 第 i鄰近層厚度， m； M—— 工作面采高， m； W0i—— 第 i個鄰近層的原始瓦斯含量， m3/t； Wci—— 第 i個鄰近層殘余瓦斯含量， m3/t； η i—— 第 i個鄰近層瓦斯排放率； 2．掘進工作面瓦斯涌出量計算 掘進工作面的瓦斯涌出量由落煤瓦斯涌出量和煤壁瓦斯涌出量兩部分組成，其絕對瓦斯涌出量按下式確定： Q掘 ＝ Q3＋ Q4 （ 27） 式中 Q掘 —— 掘進工作面絕對瓦斯涌出量， m3/min； Q3—— 掘進巷道煤壁瓦斯涌出量， m3/min； Q4—— 掘進巷道落煤瓦斯涌出量， m3/min； )12(03 ???? vLQvDQ （ 28） 式中： D—— 巷道斷面內(nèi)暴露煤面的周邊長度， m。 一、 分源預(yù)測法 預(yù)測數(shù)學(xué)模型 1．回采工作面瓦斯涌出量計算 回采工作面的瓦斯涌出量由開采層、鄰近層瓦斯涌出量兩部 分組成，其相對瓦斯涌出量按下式確定： Q采 ＝ Q1＋ Q2 （ 23） 式中 Q1—— 開采層相對瓦斯涌出量， m3/t因此 +800m～ +680m水平煤層平均瓦斯含量取8m3/t， 經(jīng)計算得出西溝二號井 +800m～ +680m水平煤層 的瓦斯儲量 ， 表 221 礦井瓦斯儲量計算結(jié)果表 開采水平 瓦斯含量 (m3/t) 煤炭地質(zhì)儲量 (kt) 圍巖含量系數(shù) 瓦斯儲量 (km3) 備 注 +800～ +740 8 K= +740～ +680 8 合計 52888 第 三 節(jié) 礦井瓦斯涌出量預(yù)測 根據(jù)《礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法》（ AQ1018—— 20xx）對礦井瓦斯涌出量進行預(yù)測分為分源預(yù)測法和礦山統(tǒng)計法。 根據(jù)經(jīng)驗圍巖瓦斯儲量取 K=，因地質(zhì)報告中無不可采煤層的煤炭地質(zhì)儲量數(shù)據(jù)，本設(shè)計中根據(jù)礦井 不可采煤層厚度，取不可采煤層瓦斯儲量為可采煤層瓦斯儲 量的 20%。 其計算公式如 下： Wc＝ K?Ai d。百米煤孔的初始瓦斯流量為 m3/。 （ 2） +740m水 平中大槽煤層原始瓦斯含量為 。 d。 hm， 衰減系數(shù)為 d1。 （ 2） 中大槽煤層 瓦斯含量 。 瓦斯抽采系統(tǒng)方案設(shè)計說明書 10 第二章 礦井瓦斯涌出量預(yù)測及抽采可行性分析 瓦斯涌出量預(yù)測就是以煤層瓦斯含量及其分布規(guī)律或以煤層瓦斯涌出量變化規(guī)律為基礎(chǔ)，結(jié)合地質(zhì)因素、開采因素選取合理參數(shù)，以一定的方法預(yù)計瓦斯涌出量的多少 ， 預(yù)測結(jié)果是選擇瓦斯防治措施的依據(jù) 。 20xx年西溝二號井進行改擴建， 采用 水平分層走向長壁綜放采煤法 ， 在 +740m 掘進工作面測定的瓦斯涌出量 。 西溝二號井 礦區(qū)內(nèi) 西翼采區(qū)火燒區(qū)深度到了 +700m水平，在中央采區(qū)火燒深度最深 +750m最淺到 +850m,東翼采區(qū)火燒區(qū) 為 +860m以上 。 礦井總進風(fēng)量為 2460m3/min，礦井風(fēng)量分配為：采煤工作面配風(fēng)量為 1440m3/min，掘進工作面的配風(fēng)量為 360m3/min， 后期絞車房配風(fēng)量為 120 m3/min ， 其它地點配風(fēng)量為 540m3/min。 最小負壓時的主要通風(fēng)路線：（新鮮風(fēng)）副斜井→ +791分層石門→ +791m分層中大槽煤軌道運輸巷→回采工作面（污風(fēng)）→ +791m分層中大槽煤皮帶運輸巷→ +791m分層回風(fēng)石門→ +791分層八尺槽集中回風(fēng)巷→斜風(fēng)井（地面）。 第五節(jié) 礦井通風(fēng)與瓦斯 一、通風(fēng)方式及供風(fēng)量 礦井的開拓方式為混合開拓，礦井的通風(fēng)系統(tǒng)前期為中央并列式，后期為單翼對瓦斯抽采系統(tǒng)方案設(shè)計說明書 9 角式。 采高和放頂煤高度分別為采高 、放頂煤高度 。八尺槽煤層順槽標(biāo)高分別為： +800m、 +773m、 +764m、 +740m，順槽均與副井或煤門相通。 四 、采煤方法 中大槽煤采用水平分層走向長壁綜放采煤法 ，回采率為 75%左右 。東采區(qū)位于克理煤礦主井以東，為一單翼采區(qū)，走向長 320m。投產(chǎn)工作面皮帶運輸巷、軌道運輸巷的位置分別在 +791m中大槽煤層頂板和底板。中大槽煤層不留設(shè)水平隔離煤柱，八尺槽煤水平之間留設(shè)垂高 10米的隔離煤柱。 二、水平劃分及階段垂高的確定 根據(jù)該礦的煤層賦存條件和礦井已開采范圍，設(shè)計確定水平段高為 60米，第一水平運輸標(biāo)高為 +740米，回風(fēng)標(biāo)高為 +800米。承擔(dān)提人任務(wù) 。沿八尺槽煤層偽斜布置，至一水平斜長 447米。井口位置在現(xiàn)開西三礦主井以南 210米、 ZK201鉆孔以北 50米瓦斯抽采系統(tǒng)方案設(shè)計說明書 8 處，主立井至一水平時井筒長 242米。因此礦區(qū)構(gòu)造較簡單。 ～ 90176。 ～320176。沿傾向傾角變化不大。向西逐漸變陡，傾角在 52176。全區(qū)地層走向變化不大，東部地層略緩，傾角在 41176。傾角 41176。 根據(jù)新疆煤炭科研究所 20xx年 4月提供的鑒定結(jié)果，煤層屬于自然發(fā)火煤層，發(fā)火期 36個月。 可采 煤層 特征見表 121。煤層頂、底板均為粉砂巖，個瓦斯抽采系統(tǒng)方案設(shè)計說明書 7 別地段其頂板為中粒砂巖，距上部四尺槽煤層約 30m。 四尺槽 該煤層位于 J1b2段的中部，五尺槽煤層以下，全區(qū) 2個控煤點，所見煤層厚為— ，為一不穩(wěn)定煤層，局部不可采，煤層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，局部含一層 — 厚的泥巖、炭質(zhì)泥巖夾矸，該煤層的頂板 為粉砂巖，底板多為粉砂巖，距上部五尺槽煤層約 130m，該煤層在礦區(qū)中東部地表火燒。 Ⅱ、含次要煤層段（ J2b2）煤層特征 五尺槽 該煤層位于 J1b2段最上部，全區(qū) 2個控煤點，所見煤層厚度 — ，平均厚度 ，厚度變化較小，但煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，普遍存在 — ，局部有 2層夾矸，該煤層屬全區(qū)可采較穩(wěn)定煤層。 三尺槽 該煤層位于 J1b1的中下部，八尺槽煤層以下，全區(qū) 1個控制點所見的煤 層厚度為，全區(qū)不可采，煤層厚度變化較大，結(jié)構(gòu)較簡單至較復(fù)雜，含有多層夾矸，頂板為灰色、淺灰色細砂巖，底板為淺灰色粉砂巖、細砂巖，距上部八尺槽煤層約 55m。該煤層距上部米尺槽煤層 60— 90m，煤層瓦斯抽采系統(tǒng)方案設(shè)計說明書 6 在地表已基本火燒，老君廟溝克理煤礦（原城北煤礦）主井控制火燒深度 150m左右。 Ⅰ、含主要煤層段（ J1b1）煤層特征 中大槽煤層 該煤層位于 J2b1段上部、米尺槽煤層以下，是該段主要可采煤層，也是礦區(qū)內(nèi)最主要的煤層，該煤層厚度大、結(jié)構(gòu)簡單，不含或極少有夾矸，全區(qū)穩(wěn)定，全區(qū) 5個探煤點煤層厚度為 — ，平均 ，老君廟溝克理煤礦（原城北煤礦）生產(chǎn)井中大槽煤層見煤點的厚度為 。 中大槽煤層厚度巨大，層位穩(wěn)定，分布廣泛，占全區(qū)煤層總資源量 56%，為礦區(qū)主采煤層；八尺槽、五尺槽煤層厚度、層位穩(wěn)定，亦為全區(qū)可采煤層；四尺槽、米尺槽為較穩(wěn)定的大部分可采煤層；不可采煤層有尺八槽、三尺槽、 1 17號 四層煤，尺八槽、三尺槽在全區(qū)連續(xù)出露， 1 17號煤層以不穩(wěn)定的斷續(xù)狀在礦區(qū)出露。 （ 3）含不穩(wěn)定煤層段（ J1b3） 該段廣泛出露于礦區(qū)南部，近東西向展布，為一套淺濱湖相 —— 覆水沼澤相含煤碎屑巖沉積，巖性以具水平層理的淺灰色、灰色、綠灰色泥巖、含砂泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、含炭泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖及灰白色中、細砂巖為主，夾少量粗砂巖，該段為極不穩(wěn)定的薄層及炭質(zhì)泥巖，煤層編號為 13— 17號，厚度大部 分僅數(shù)十厘米，局部厚 1m，時而變薄尖滅，該段含煤系數(shù) ～ %，該段地層厚度可達 250余米。 （ 2）含次要煤層段（ J1b2） 該段出露于礦區(qū)中部，呈帶狀近東西向展布，由多個河流相、露水沼澤相至泥炭沼澤相含煤碎屑巖沉積旋回組成。中大槽最厚，一般均在 25m左右，該段煤層厚可達 ，該段地層厚度 210m，含煤系數(shù) 14%，故為含主要煤層段。主要巖性為深灰色、灰色、灰