【正文】 5b C5b C5b工程編號(hào) ZK201 ZK202 ZK301 ZK302采樣深度（m） ～ ～ ～ ～N2 CO2 CH4 C2H6 C3H8 煤層氣成分（%）合計(jì) 100 100 100 100N2 CO2 CH4 C2H6 C3H8 煤層氣含量（ ml/g）合計(jì) 其中：可燃?xì)怏w（CH C 2HC 3H8）含量（ ml/g） 從上表可知，《云南省鎮(zhèn)雄縣獅子山煤礦勘探報(bào)告》提供的斯瓦斯含量與礦井歷年瓦斯等級(jí)數(shù)據(jù)相差甚遠(yuǎn)，使用任何一個(gè)瓦斯參數(shù)數(shù)據(jù)都不能27 / 122反映出獅子山煤礦的瓦斯變化規(guī)律。根據(jù)鄰近礦井的瓦斯資料表明，多數(shù)鉆孔瓦斯含量較高在 ～ 3/tr 之間。為找出該片區(qū)瓦斯含量規(guī)律，設(shè)計(jì)采用中國(guó)礦業(yè)大學(xué)、云南方圓中正工貿(mào)有限公司測(cè)定提供的獅子山煤礦開采煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)（見表 2—1—3），結(jié)合周邊久源、融安、大成和西朗溝煤礦瓦斯資料，首先采用線性回歸方程分析本礦煤層瓦斯含量。根據(jù)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)和云南方圓中正工貿(mào)有限公司對(duì)該礦及周邊三礦（久源、融安和大成煤礦）測(cè)定現(xiàn)開采煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)數(shù)據(jù)，結(jié)合各礦煤質(zhì)情況后換算成原煤瓦斯含量，結(jié)果見表 2—1—4。表 2—1—3 開采煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)定結(jié)序號(hào) 名稱 C b5C a61 煤層相對(duì)瓦斯壓力(MPa) 2 煤體堅(jiān)固性系數(shù) f 3 瓦斯放散初速度△p 4 煤的破壞類型 Ⅲ Ⅲ5 吸附常數(shù) a(m3/t) 6 吸附常數(shù) b(Mpa1) 7 孔隙率（%） 8 真密度(t/m 3) 9 視密度(t/m 3) 10 分析基水分 /Mad(%) 11 分析基灰分/Aad(%) 12 分析基揮發(fā)分/Vad(%) 13 分析基固定碳 Fcad(%) 14 鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù) (d1)? 15 煤層透氣性系數(shù)（m 2/Mpa2d） 16 瓦斯含量(m 3/t) 28 / 122表 2—1—4 各礦煤質(zhì)及原煤瓦斯含量表C5b 煤層 C6a 煤層瓦斯含量 瓦斯含量礦井水分 灰分m3/t m3/tr水分 灰分m3/t m3/tr測(cè)定標(biāo)高設(shè)計(jì)開采標(biāo)高獅子山 +1625 +1610久源 +1588 +1410大成 +1508融安 +1500 +1380由于上述幾個(gè)相鄰煤礦的瓦斯資料都比較單一，因此為了更好的摸清獅子山煤礦區(qū)瓦斯的變化規(guī)律，本設(shè)計(jì)參考重慶地質(zhì)礦產(chǎn)研究院編制的《云南省鎮(zhèn)雄縣西朗溝煤礦勘探報(bào)告煤層瓦斯突出危險(xiǎn)性指標(biāo)測(cè)定說明書》，取西朗溝 C 煤層+1300m 以上 10 個(gè)鉆孔，西朗溝 C 煤層+1300m 以上b5 a65 個(gè)鉆孔，綜合久源煤礦、融安煤礦、獅子山煤礦和大成煤礦的瓦斯含量資料（見表 2—1—5），采用線性回歸方程分析法，分析獅子山煤礦煤層瓦斯含量。表 2—1—5 相鄰 4 礦及西朗溝鉆孔瓦斯含量表C5b 煤 層 C6a 煤 層礦 井名 稱 鉆 孔名 稱 標(biāo) 高 瓦斯含量（ m3/tr） 鉆 孔名 稱 標(biāo) 高 瓦斯含量（m 3/tr）獅 子 山 實(shí) 測(cè) 1645 實(shí) 測(cè) 1625 久源 實(shí) 測(cè) 1585 實(shí) 測(cè) 1590 大成 實(shí) 測(cè) 1515 實(shí) 測(cè) 1502 融安 實(shí) 測(cè) 1503 實(shí) 測(cè) 1500 西朗溝 3803 1449 Zk3 1339 3805 1442 Zk10 1335 4802 1423 Zk6 1319 4004 1354 Zk11 1306 Zk3 1347 Zk6 1302 Zk14 1341 Zk12 1337 Zk6 1322 29 / 122Zk13 1311 Zk8 1302 線性回歸方程如下：X=A+BY式中：X—煤層瓦斯含量（m 3/t）；Y—開采標(biāo)高與起始點(diǎn)標(biāo)高差（m）； A、B—待定回歸系數(shù)。求相關(guān)系數(shù)： C5b 煤層： r= = =??22YXiiii????C6a 煤層： r= = ??22iiii .式中： —相應(yīng)標(biāo)高處瓦斯含量（m 3/tr）； —與起始點(diǎn)標(biāo)高差iXiY（m） —瓦斯含量的平均值（m 3/tr）； —標(biāo)高差的平均值（m）經(jīng)計(jì)算可知：C 5b、C 6a 煤層相關(guān)系數(shù)分別為 、。說明統(tǒng)計(jì)參數(shù)瓦斯含量與煤層賦存標(biāo)高相關(guān)性較高，線性回歸方程成立。（見圖 2—1—1）。123456789101250150250350YX4314516718 123456789101250150250350YX4314516718（ m） （ m）（ m /t）3 （ m /t）330 / 122C5b煤層瓦斯含量與開采深度的關(guān)系 C 6a煤層瓦斯含量與開采深度的關(guān)系相關(guān)系數(shù) r= 相關(guān)系數(shù) r=Y—開采標(biāo)高與起始點(diǎn)標(biāo)高差 m； X—瓦斯含量 m3/t圖 2—1—1 瓦斯含量與開采深度的關(guān)系求回歸系數(shù)：C5b煤層：B=r =??2YXii??==；A=（ B ）=（）=C6a 煤層：B=r =??2Yii??==；A=（ B ）==回歸方程：C5b 煤層 線性回歸方程為：X=+ C6a 煤層線性回歸方程為：X=+以 C5b 煤層最高開采標(biāo)高+1645m 和 C6a 煤層最高開采標(biāo)高+1625m 為起始點(diǎn)，本礦設(shè)計(jì)開采水平+1610m 各煤層瓦斯含量計(jì)算如下：C 煤層： X=+ b5 式中： X—純煤瓦斯含量；m 3/ Y—開采標(biāo)高與起始點(diǎn)標(biāo)高差（m）；Y=1645－1610=35m X=+35= m3/C 煤層： X=+式中： X—純煤瓦斯含量；m 3/ Y—開采標(biāo)高與起始點(diǎn)標(biāo)高差（m）；Y=1625－1610=15m31 / 122 X=+15= m3/由于通過線性回歸方程分析的數(shù)據(jù)比云南方圓中正工貿(mào)有限公司編制的《云南省鎮(zhèn)雄縣獅子山煤礦開采煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)定報(bào)告》中的煤層瓦斯參數(shù)小，按照就高不就低的原則，選取《云南省鎮(zhèn)雄縣獅子山煤礦開采煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)定報(bào)告》測(cè)定的參數(shù)，然后乘以 的修正系數(shù)，得出本礦兩層煤層修正后的原煤瓦斯含量，詳見表 2－1－5。表 2—1—5 C b、C a6煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)結(jié)果工業(yè)分析煤層Mad Aad純煤瓦斯含量m3/原煤瓦斯含量m3/t修正后原煤瓦斯含量 m3/tC C 二 、 煤 層 瓦 斯 壓 力 及 透 氣 性 及 其 他 參 數(shù)根據(jù)《云南省鎮(zhèn)雄縣獅子山煤礦開采煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)定報(bào)告》，開采煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)定結(jié)果見表 2—1—3。從“表 2—1—3”可知，C 5b 煤層和 C6a 煤層堅(jiān)固性系數(shù)均小于 ，同時(shí)煤的破壞類型均為 III 類。根據(jù)安監(jiān)總煤裝 [2022]154 號(hào)文精神，高瓦斯礦井開采非突出煤層過程中，收集煤層瓦斯壓力、煤的破壞類型、瓦斯放散初速度和堅(jiān)固性系數(shù)等“四項(xiàng)指標(biāo)”資料，發(fā)現(xiàn)有一項(xiàng)指標(biāo)超標(biāo)或突出預(yù)測(cè)敏感性指標(biāo)出現(xiàn)超標(biāo)的，該煤層按突出煤層管理。雖然本礦有兩單項(xiàng)指標(biāo)符合安監(jiān)總煤裝[2022]154 號(hào)文精神的內(nèi)容，但據(jù)了解，自建礦開采以來，本礦井從未發(fā)生過有動(dòng)力現(xiàn)象，設(shè)計(jì)暫按無煤（巖）與瓦斯突出進(jìn)行設(shè)計(jì)。建議業(yè)主在投產(chǎn)前盡快委國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局授權(quán)單位對(duì)本井田內(nèi)煤層進(jìn)行礦井瓦斯突出危險(xiǎn)程度的鑒定，并根據(jù)鑒定結(jié)果對(duì)瓦斯抽采工程初步設(shè)計(jì)對(duì)相應(yīng)的修改。32 / 122第二節(jié) 礦井瓦斯儲(chǔ)量及可抽量一 、 礦 井 瓦 斯 儲(chǔ) 量礦 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 ： W＝ (K1K2)?AiXi式 中 ： W——礦 井 瓦 斯 儲(chǔ) 量 ， 萬 m3； K1——不 可 采 鄰 近 層 瓦 斯 儲(chǔ) 量 系 數(shù) ； 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 ， 萬 t；Xi——第 i 個(gè) 可 采 煤 層 瓦 斯 含 量 ， m3/t；獅 子 山 煤 礦 的 煤 層 賦 存 情 況 及 頂 底 板 巖 性 分 析 可 知 ， 不 可 采 鄰 近 煤 層總 厚 度 占 可 采 煤 層 總 厚 度 的 30%， 但 因 賦 存 不 穩(wěn) 定 ， 所 以 按 一 半 計(jì) 算 ， 則 取K1=； 又 因 煤 系 地 層 圍 巖 中 的 石 灰 巖 可 能 存 在 著 較 多 的 裂 隙 和 溶 洞 ， 賦存 有 大 量 瓦 斯 ， 根 據(jù) 經(jīng) 驗(yàn) 取 K2=。 經(jīng) 計(jì) 算 ， 獅 子 山 煤 礦 的 瓦 斯 儲(chǔ) 量 計(jì) 算 結(jié)果 見 表 2－ 2－1， 從 表 中 可 以 看 出 本 礦 井 的 瓦 斯 儲(chǔ) 量 為 萬 m3。表 2－2－1 礦井瓦斯儲(chǔ)量計(jì)算表煤層編號(hào)瓦斯含量Xi（ m3/t）地質(zhì)儲(chǔ)量Ai（萬 t） K1 K2瓦斯儲(chǔ)量W（萬 m3）C 858 12167C 160 合計(jì) 二 、 礦 井 瓦 斯 可 抽 量瓦 斯 可 抽 量 是 指 在 瓦 斯 儲(chǔ) 量 中 能 被 抽 出 的 最 大 瓦 斯 量 ， 其 計(jì) 算 公 式33 / 122如 下 ：W 抽 ＝ WK 可式 中 ： W 抽 —可 抽 瓦 斯 量 ， 萬 m3； W—瓦 斯 儲(chǔ) 量 ， 萬 m3； K 可 —可 抽 系 數(shù) ； K 可 ＝K 1K2Kg式 中 ： K1—煤層瓦斯排放系數(shù)；K1＝K 3(Wo ? Wc)247。Wo式 中 ： K3—瓦斯涌出程度系數(shù)；因獅子山煤礦的瓦斯涌出除主要來自開采層外，還來自于鄰近層。取K3＝。 Wo—煤層原始瓦斯含量，m 3/t； Wc—運(yùn)到地面煤的殘余瓦斯含量， m3/t；各煤層的殘余瓦斯含量根據(jù) AQ10182022 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法計(jì)算。 K2—負(fù)壓抽采時(shí)抽采作用系數(shù)，K 2＝；Kg—礦井瓦斯抽采率，根據(jù)獅子山煤礦煤 層 透 氣 性 系 數(shù) 及 鉆 孔 流量 衰 減 系 數(shù) ， 煤 層 瓦 斯 抽 放 難 易 程 度 屬于可以抽放類型，按國(guó)內(nèi)其他類似礦井經(jīng)驗(yàn)并采取措施，取礦井瓦斯抽放率Kg=33%。對(duì)獅子山煤礦各煤層的瓦斯可抽量預(yù)測(cè)結(jié)果見表 2－2－3。從計(jì)算結(jié)果看，礦井瓦斯可抽量為 萬 m3。表 2－2－3 獅子山煤礦瓦斯可抽量預(yù)測(cè)表34 / 122煤層原始瓦斯含量W0（ m3/t）殘存瓦斯含量 Wc (m3/t) K1 K 可瓦斯儲(chǔ)量 (萬 m3)瓦斯可抽量W 抽 (萬 m3)C 12167 C 合計(jì) 第三節(jié) 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)根據(jù)各可采煤層瓦斯含量、煤層厚度、煤層間距等參數(shù)，結(jié)合本礦井開拓開采布置，采掘工作面技術(shù)參數(shù)（包括工作面長(zhǎng)度、采高、推進(jìn)度等）等，采用國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局 20220227 發(fā)布的《礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法》（AQ10182022 ）預(yù)測(cè)礦井投產(chǎn)時(shí)各采掘工作面瓦斯涌出量及全礦井瓦斯涌出量。一、回采工作面瓦斯涌出量q 采 =q1+q2式中：q 采 —回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量，m 3/t；q1—開采層相對(duì)瓦斯涌出量，m 3/t；q2—鄰近層相對(duì)瓦斯涌出量，m 3/t；㈠ 開采層相對(duì)瓦斯涌出量 q1 的計(jì)算如下：q1=K1?K2?K3? ?（W 0 —Wc）M式中： K1—圍巖瓦斯涌出量系數(shù)，根據(jù)圍巖特性，全部跨落法管理頂板時(shí)取 ；K2—工作面丟煤瓦斯涌出量系數(shù)，用回采率的倒數(shù)計(jì)算，薄煤層工作面回采率取 97%；中厚煤層工作面回采率取 95%，厚煤層工作面回采率取 93%；35 / 122K3—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)，按下式計(jì)算：K3=（L—2h）/L；其中 L—工作面長(zhǎng)度， H—巷道預(yù)排瓦斯帶寬度值，取 9m；則 K3=（100－29 ）/100=m—開采層厚度，m；M—工作面采高，m；W0—煤層的原始瓦斯含量，m 3/t，下同；Wc—運(yùn)出礦井后煤的殘存瓦斯含量，m 3/t。瓦 斯 含 量 W0 小 于 10m3/tr， 純 煤 殘 存 瓦 斯 含 量 按 公 式計(jì) 算 。0=將各開采煤層厚度、瓦斯含量等參數(shù)代入上述公式，開采層相對(duì)瓦斯涌出量計(jì)算結(jié)果見表 2－3－1。表 2－3－1 開采層相對(duì)瓦斯涌出量計(jì)算結(jié)果表系數(shù)煤層編號(hào)開采層純煤厚度 (m)工作面采高M(jìn)(m)工作面平均長(zhǎng)度 L(m)掘進(jìn)巷道預(yù)排等值寬度 h(m)K1 K2 K3煤層原始瓦斯含量W0(m3/t)殘存瓦斯純煤含量Wc(m3/)殘存瓦斯原煤含量Wc(m3/t)開采層相對(duì)瓦斯涌出量q1(m3/t)C 100 9 ㈡ 鄰近層相對(duì)瓦斯涌出量 q2 按下式計(jì)算： q2= ?