段王煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì)重慶煤科院

1、. . . . 優(yōu)秀設(shè)計(jì)XX煤化XX公司礦井瓦斯抽采工程初步設(shè)計(jì)說(shuō) 明 書（修訂版）煤炭科學(xué)研究總院研究院二00八年八月目錄前言1第一章礦井概況4第一節(jié)井田概況4第二節(jié)煤層賦存情況9第三節(jié)地質(zhì)構(gòu)造情況13第四節(jié)礦井開拓與開采15第五節(jié)礦井通風(fēng)情況16第六節(jié)礦井瓦斯涌出情況17第七節(jié)現(xiàn)瓦斯抽采站概況17第二章瓦斯儲(chǔ)量與可抽量預(yù)測(cè)19第一節(jié)煤層瓦斯基本參數(shù)19第二節(jié)礦井瓦斯儲(chǔ)量21第三節(jié)可抽瓦斯量概算22第四節(jié)瓦斯抽采規(guī)模與服務(wù)年限23第三章礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)28第一節(jié)工作面瓦斯涌出預(yù)測(cè)28第二節(jié)采區(qū)瓦斯涌出量33第三節(jié)礦井瓦斯涌出量34第四節(jié)抽采后瓦斯涌出量35第四章礦井抽采瓦斯必要性和可行性分

2、析37第一節(jié)礦井抽采瓦斯的必要性37第二節(jié)瓦斯抽采的可行性38第五章抽采方法設(shè)計(jì)40第一節(jié)瓦斯來(lái)源分析40第二節(jié)抽采瓦斯方法選擇40第三節(jié)抽采參數(shù)的確定45第四節(jié)抽采鉆孔布置與施工46第五節(jié)抽采施工鉆機(jī)選型48第六章瓦斯抽采系統(tǒng)計(jì)算與設(shè)備選型50第一節(jié)抽采管路系統(tǒng)的選擇與計(jì)算50第二節(jié)抽采設(shè)備選型計(jì)算58第七章工程建設(shè)分步實(shí)施與建設(shè)工期63第一節(jié)工程建設(shè)分步實(shí)施63第二節(jié)建設(shè)工期64第八章瓦斯抽采安全措施66第九章瓦斯利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)69第十章地面工程70第一節(jié)抽采站工業(yè)場(chǎng)地總平面布置70第二節(jié)抽采站建筑72第三節(jié)設(shè)備安裝與管網(wǎng)布置76第四節(jié)給水（含水軟化處理）排水76第五節(jié)采暖、供熱與通風(fēng)81第

3、十一章供電與通訊83第一節(jié)抽采站供、配電與照明83第二節(jié)通訊84第十二章瓦斯抽采監(jiān)測(cè)與控制86第一節(jié)抽采監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)容86第二節(jié)抽采監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案86第三節(jié)抽采監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)87第十三章環(huán)境保護(hù)91第一節(jié)抽采瓦斯工程對(duì)環(huán)境的影響91第二節(jié)污染防治措施91第三節(jié)抽采站綠化92第十四章抽采瓦斯組織管理93第一節(jié)組織管理93第二節(jié)瓦斯抽采組織機(jī)構(gòu)管理93第三節(jié)抽采鉆場(chǎng)管理94第四節(jié)安全管理96第五節(jié)抽采過(guò)程中撤、裝管路時(shí)的管理97第六節(jié)報(bào)表管理97第七節(jié)瓦斯抽采管路管理100第八節(jié)主要安全技術(shù)措施100第十五章技術(shù)經(jīng)濟(jì)102第一節(jié)勞動(dòng)定員102第二節(jié)投資概算與資金籌措102前言 XXX煤化XX公司礦

4、井（以下簡(jiǎn)稱XX煤礦）設(shè)計(jì)主要開采8+9#、15#煤層，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為0.9Mt/a, 為高瓦斯礦井，目前正在進(jìn)行礦井機(jī)械化采煤升級(jí)改造，改造完成后設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.8Mt/a。該礦8+9號(hào)煤層生產(chǎn)時(shí)瓦斯涌出量很大，2005年3月由國(guó)辰建設(shè)工程勘察設(shè)計(jì)、陽(yáng)煤集團(tuán)技術(shù)中心通風(fēng)與瓦斯研究所聯(lián)合進(jìn)行了該礦地面瓦斯抽采系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)如下：礦井生產(chǎn)能力0.9Mt/a，設(shè)計(jì)抽采能力26.62m3/min，水環(huán)式真空泵型號(hào)為CBF410-2BV3,電機(jī)功率為160kw，抽采主管D377×6mm螺旋焊縫鋼管，預(yù)抽和采空區(qū)采用一套系統(tǒng)混合抽采。隨著采掘規(guī)模的擴(kuò)大以與采掘的延伸，礦井絕對(duì)

5、瓦斯涌出量也隨之增加，礦井達(dá)產(chǎn)1.8Mt/a時(shí)，現(xiàn)有的瓦斯抽采系統(tǒng)將遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足礦井瓦斯抽采工藝技術(shù)與瓦斯抽采量的要求。為了保證礦井安全生產(chǎn)，并為礦井盡快達(dá)產(chǎn)創(chuàng)造有利條件，XX煤化XX公司決定對(duì)現(xiàn)礦井瓦斯抽采系統(tǒng)進(jìn)行改擴(kuò)建，并于2007年10月委托煤炭科學(xué)研究總院研究院進(jìn)行礦井瓦斯抽采系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。2007年12月煤炭科學(xué)研究總院研究院向XX煤礦提交了XXX煤化XX公司礦井瓦斯抽采工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書。2008年7月27日，省煤炭工業(yè)局組織有關(guān)專家對(duì)該瓦斯抽采工程初步設(shè)計(jì)進(jìn)行了技術(shù)審查。根據(jù)省煤炭工業(yè)局制定的瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)編制提綱，專家審查認(rèn)為設(shè)計(jì)符合礦井抽放瓦斯工程設(shè)計(jì)規(guī)與國(guó)家有關(guān)規(guī)定，但存在

6、以下問(wèn)題與建議：1、補(bǔ)充礦井、工作面瓦斯抽采指標(biāo)設(shè)計(jì)與驗(yàn)算容。2、補(bǔ)充抽采泵選型曲線與工況點(diǎn)位置資料。3、進(jìn)一步優(yōu)化、細(xì)化采煤工作面瓦斯抽采工藝設(shè)計(jì)容。煤炭科學(xué)研究總院研究院根據(jù)專家提出的問(wèn)題與建議進(jìn)行了相應(yīng)的修改設(shè)計(jì)，并進(jìn)一步完善了原初步設(shè)計(jì)。XX煤礦目前未做煤與瓦斯突出鑒定，同時(shí)該礦提交的各種資料說(shuō)明該礦目前尚未發(fā)生過(guò)煤與瓦斯突出動(dòng)力現(xiàn)象，本次設(shè)計(jì)按高瓦斯礦井進(jìn)行瓦斯抽采系統(tǒng)設(shè)計(jì)，今后若礦井發(fā)生煤與瓦斯突出動(dòng)力現(xiàn)象，經(jīng)鑒定為煤與瓦斯突出礦井后，應(yīng)修改本設(shè)計(jì)。一、編制設(shè)計(jì)的依據(jù)1、原煤炭工業(yè)部礦井抽放瓦斯工程設(shè)計(jì)規(guī)（MT95018-96）（1997）。2、原煤炭工業(yè)部礦井瓦斯抽放管理規(guī)（19

7、97）。3、國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局煤礦安全規(guī)程（2006）。4、國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法（AQ1018-2006）。5、國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)（AQ1026-2006）。6、國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局煤礦瓦斯抽放規(guī)（AQ1027-2006）。7、國(guó)務(wù)院關(guān)于預(yù)防煤礦生產(chǎn)安全事故的特別規(guī)定（國(guó)務(wù)院令446號(hào)）。8、省煤炭工業(yè)局瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)編制提綱（晉煤安發(fā)2008313號(hào)）。9、XX煤礦煤層瓦斯賦存規(guī)律與瓦斯抽放優(yōu)化研究項(xiàng)目階段報(bào)告（以下簡(jiǎn)稱瓦斯賦存規(guī)律階段報(bào)告）。10、XXX煤化XX公司礦井?dāng)U建可行性研究報(bào)告（以下簡(jiǎn)稱擴(kuò)建可行性研究報(bào)告）11、省X

8、XX煤化XX公司生產(chǎn)礦井地質(zhì)報(bào)告。12、XX煤礦提供的其它設(shè)計(jì)資料和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。二、設(shè)計(jì)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1.礦井9號(hào)煤層平均瓦斯含量： 13.40m3/t；殘存瓦斯含量：3.1m3/t；鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)： 0.18(d-1)；煤層透氣性系數(shù)：0.082 m2/MPa2·d；瓦斯放散初速度：7.20礦井15號(hào)煤層平均瓦斯含量： 10.00m3/t；殘存瓦斯含量：3.4m3/t；瓦斯放散初速度：5.942.設(shè)計(jì)瓦斯抽采量：75m3/min純瓦斯(其中設(shè)計(jì)初期抽采瓦斯量45m3/min，二期抽采瓦斯量30m3/min)；3.礦井瓦斯抽采率：55%4.瓦斯抽采站占地面積：0.6ha；5.

9、抽采工程投資（初期）：2492.40萬(wàn)元 其中建筑工程： 223.97萬(wàn)元 設(shè)備購(gòu)置費(fèi)： 432.45萬(wàn)元 安裝工程： 1418.69萬(wàn)元 工程建設(shè)其他費(fèi)用： 254.23萬(wàn)元 工程預(yù)備費(fèi)： 163.05萬(wàn)元6.抽采系統(tǒng)服務(wù)年限：60年。105 / 105第一章 礦井概況第一節(jié) 井田概況一、位置與交通XX煤礦礦區(qū)位于縣城西北22km處，行政區(qū)劃隸屬晉中市。該礦有鐵路專用線可從井口直城車站，而且井口有貨臺(tái)，鐵路全長(zhǎng)21km。石（家莊）太（原）公路從井田中部通過(guò)，瀝清路面，每日班車數(shù)趟?？h各鄉(xiāng)村之間均有簡(jiǎn)易公路，交通極為方便。二、地形地貌井田位于構(gòu)造堆積盆地的西北部，屬黃土丘陵地貌，梁、峁比較發(fā)育

10、，且平坦，溝谷多呈“U”字形，僅東南、西南部有小面積基巖出露，為上石盒子組地層。地勢(shì)東高西低，最高點(diǎn)在東南部的架梁三角點(diǎn)附近，標(biāo)高1297.1m，最低點(diǎn)為西南邊界的白馬河谷，標(biāo)高1105m，最大高差192.1m，相對(duì)高差多在40100 m之間。三、水源、電源與通信礦井主井口東北1.1km處有一眼深井，日供水量700m3，水質(zhì)呈中性，且懸浮物濃度小于150mg/L，懸浮物直徑小于0.3mm，符合礦區(qū)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。該礦現(xiàn)有供水方式為：深井水加壓送至高位水池，利用靜壓供各用水點(diǎn)用水。供水系統(tǒng)中，深井泵為兩臺(tái)3水泵，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。工業(yè)廣場(chǎng)高山水池位于副井口南部102m處，池底標(biāo)高1100m，水池

11、容積700m3。生活區(qū)用水管路與工業(yè)廣場(chǎng)地面供水管路采用水煤氣鋼管和聚乙烯管，枝狀布置，均為埋地敷設(shè)，管頂埋深1.1m。礦井兩回35kV電源主供電源引自白家莊220kV變電站，備用電源（帶電備用）引自XX35kV變電站。白家莊220kV變電站為本地區(qū)的樞紐站，現(xiàn)安裝120MVA主變壓器一臺(tái)與150MVA主變壓器一臺(tái)，四回220kV電源線路；XX35kV變電站主變壓器容量2×8MVA，35kV電源一回引自白家莊220kV變電站，導(dǎo)線LGJ150，輸電距離11.7km，另一回引自平頭110kV變電站，導(dǎo)線LGJ185，輸電距離4km，目前最大負(fù)荷約8000kW。礦井供電電源可靠。礦井現(xiàn)裝

12、備有一臺(tái)HJD-256型，容量為256門可擴(kuò)充至1024門的地面行政總機(jī)，一臺(tái)JSY-2000D型，容量為128門可擴(kuò)充至256門的井下調(diào)度總機(jī)，另外網(wǎng)通公司在公司安裝有2000門的總機(jī)基站，井下調(diào)度總機(jī)配有調(diào)度臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)通話跟蹤、強(qiáng)拆、各方通話等功能。礦井對(duì)外、井上下通訊暢通。四、井田圍和煤炭?jī)?chǔ)量礦區(qū)東西寬4.5km，南北長(zhǎng)3.74.7km，形似玻璃罐頭瓶，面積為19.0015km2。根據(jù) 省XXX煤化XX公司生產(chǎn)礦井地質(zhì)報(bào)告，井田共探明資源/儲(chǔ)量26402萬(wàn)t，其中采空區(qū)儲(chǔ)量為845萬(wàn)t，具體各煤層儲(chǔ)量見表1-1-2。根據(jù)煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)研究院對(duì)該礦改擴(kuò)建成1.8Mt/a的設(shè)計(jì)，礦井設(shè)計(jì)資源/

13、儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地煤柱、風(fēng)井煤柱、大巷與采區(qū)上（下）山煤柱與開采損失后，得出礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為14757萬(wàn)t，井田批準(zhǔn)開采6#、8#、9#、11#、15#、15#下層煤，其中主采煤層為9#、15#煤層。表1-1-2各煤層煤炭?jī)?chǔ)量表煤層號(hào)能利用儲(chǔ)量（萬(wàn)t）保安煤柱儲(chǔ)量（萬(wàn)t）采空區(qū)儲(chǔ)量(萬(wàn)t)暫不能利用儲(chǔ)量(332)小計(jì)A111bB121bC122bA2M21B2S21C2S2261025 28 191 243 1244 8466 63 68 95 59791358 6100 46192 350 56 747 9164 11277 764 2 83 307 1126 151584 7170 685

14、 149 694 127 193 10602 15下526 1565 1152 53 314 59 200 3669 總計(jì)3468 15112 4553 2941360 416 1199845 26402 五、礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限礦井可采儲(chǔ)量147.57Mt，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力將由0.9Mt/a改擴(kuò)建成1.80Mt/a，礦井服務(wù)年限為58.6a。六、地表塌陷情況根據(jù)XX煤礦對(duì)地表塌陷情況的監(jiān)測(cè)，地表下沉各參數(shù)如下：（1）15#煤：煤厚3.6m；9#煤：煤厚4m左右，傾角612°。（2）巖移塌陷角走向73°左右。（3）地表下沉率為采高的60%左右。（4）地表穩(wěn)定期為1.52年

15、。第二節(jié)煤層賦存情況井田主要含煤地層為石炭系上統(tǒng)組和二疊系下統(tǒng)組，共含煤19，自上而下編號(hào)為1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#、9#、10#、11#、12#、13#、13#下、15#、15#下、16#、17#。含煤地層總厚167.82m，煤層總厚18.10m，含煤系數(shù)為10.8?？刹擅簩佑?#、8#、9#、11#、15#、15#下6層，可采煤層總厚13.72m，可采含煤系數(shù)8.2。6#、9#煤以瘦煤、貧煤為主，少量焦煤；8#煤為瘦煤、貧瘦煤；11號(hào)煤以貧瘦為主，次為瘦煤；15#煤以貧瘦煤為主，次為貧煤；15#下煤為貧煤、貧瘦煤。1、可采煤層（1）6#煤位于組底部，上距K8砂巖約45

16、m，下距K7砂巖（第三砂巖）3m左右。井田39號(hào)孔以北小圍被剝蝕，P16、103號(hào)兩孔尖滅。井田大面積不可采，煤層厚度01.37m，平均0.95m。可采區(qū)分布于東部，面積約10km2，可采煤厚0.81.37m，平均1.14m?？刹蓞^(qū)厚度變化不大，最厚點(diǎn)為307號(hào)孔，厚1.37m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有時(shí)含一層泥巖夾矸。頂板為泥巖或砂質(zhì)泥巖，局部為粉砂巖或細(xì)粒砂巖。底板為砂質(zhì)泥巖，局部為中、細(xì)粒砂巖。本煤層屬局部可采的不穩(wěn)定煤層。北部和西北部為采空破壞區(qū)和采空區(qū)，南部有大量不可采區(qū)。 （2）8#煤位于組頂部，K7砂巖下7m左右，下距9#煤09.52m，平均3.84m，東部大面積與9#煤合并，稱8+9#煤，

17、西部有一片不規(guī)則狀分布區(qū)。煤厚01.73m，平均1.09m，107號(hào)孔尖滅。可采區(qū)零星分布，可采面積約3.6km2?？刹擅汉?.01.73m，平均1.29m。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，以其明顯的高灰分有別于其他煤層。頂板為泥巖，局部為炭質(zhì)泥巖。底板為粉砂巖或細(xì)粒砂巖。本層屬局部可采的不穩(wěn)定煤層。本煤層在與9號(hào)煤層合并區(qū)附近少量采空，屬局部可采煤層。 （3）9#煤位于組上部，K5砂巖（第一砂巖）上3m左右，局部直接覆于K5之上。東部大面積與8#煤合并，稱8+9#煤，西部為8#、9#煤的分叉區(qū)。該煤層層位穩(wěn)定，全井田可采。煤厚1.36.69m，平均4.89m。一般厚度大于3.5m。西部分叉區(qū)由南往北煤層由薄漸厚，

18、規(guī)律明顯，最厚處約6.5m。東部合并區(qū)的西部由北往南，煤層漸薄，合并區(qū)東部112號(hào)孔最薄，厚3.02m，往南北兩測(cè),煤層漸厚，最厚點(diǎn)為39號(hào)孔，達(dá)6.69m。結(jié)構(gòu)中等，含夾矸04層，一般12層，巖性為泥巖或炭質(zhì)泥巖，夾矸厚0.080.62m。含一層夾矸時(shí)，一般下分層厚度略大于上分層厚度。頂板為泥巖、砂質(zhì)泥巖，局部為中、細(xì)粒砂巖。底板為細(xì)、中粒砂巖，局部為砂質(zhì)泥巖或粉砂巖。本煤層屬全井田穩(wěn)定可采煤層。在井田東北部已大量開采，為主要開采煤層。（4）11#煤位于組中上部，K4石灰?guī)r為其直接頂板，煤厚0.411.35m，平均0.92m?？刹蓞^(qū)主要分布于東部，可采面積約12km2，占全井田面積近2/3。

19、可采厚度0.801.35m，平均1m，厚度變化不大。最厚點(diǎn)為112號(hào)孔，厚1.35m。以103、112、14、P26號(hào)等4孔連線的中心較厚，向四周厚度遞減。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含夾矸01層，夾矸厚度0.050.52m，一般夾矸厚度小于煤分層厚度，P26、112號(hào)孔夾矸厚度大于下分層厚度。底板為細(xì)粒砂巖，局部為砂質(zhì)泥巖。本煤層屬大部可采的較穩(wěn)定煤層。本煤層在井田尚未開采。（5）15#煤位于組下部，大部分地段K2下石灰?guī)r為其直接頂板，局部頂板為泥巖。煤厚3.555m，平均4.35m。最厚點(diǎn)為14號(hào)孔，厚5m，往東本兩測(cè)稍薄，井田厚度變化不大，穩(wěn)定可采。結(jié)構(gòu)中等，含夾矸03層，夾矸厚度0.040.8m，一般小

20、于0.2m，巖性為泥巖或炭質(zhì)泥巖。底板為砂質(zhì)泥巖或泥巖，局部為細(xì)粒砂巖。本煤層屬全井田穩(wěn)定可采煤層。本煤層在井田東北部已開采。（6）15#下煤位于組底部，上距15#煤5.2m，下距K1砂巖約14m，是本井田的最下一層可采煤層。煤層厚度1.112.13m，平均1.52m。最厚點(diǎn)為109號(hào)孔，厚2.13m。中部煤層較薄，其南、北兩側(cè)由薄變厚，又趨變薄。20號(hào)孔最薄，僅1.1m?？傮w來(lái)看，厚度變化不大。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含夾矸02層，一般01層，巖性為泥巖或炭質(zhì)泥巖。頂板為泥巖或砂質(zhì)泥巖，局部為中、細(xì)粒砂巖，底板為中、細(xì)粒砂巖，局部為砂質(zhì)泥巖或粉砂巖。本煤層屬全井田穩(wěn)定可采煤層。可采煤層特征見表1-2-1。

21、表1-2-1可采煤層特征一覽表煤號(hào)煤層厚度最小最大平均（m）煤層間距最小最大平均（m）夾石層數(shù)煤層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性可采性項(xiàng)板巖性底板巖性6#01.370.9513.6426.0419.3609.523.842.4521.2417.1639.9457.8148.183.227.385.2001簡(jiǎn)單不穩(wěn)定局部可采泥巖、砂質(zhì)泥巖砂質(zhì)泥巖8#01.731.0901簡(jiǎn)單不穩(wěn)定零星可采泥巖粉砂巖或細(xì)砂巖9#1.306.694.8904中等穩(wěn)定可采泥巖、砂質(zhì)泥巖細(xì)、中粒砂巖11#0.411.530.9201簡(jiǎn)單較穩(wěn)定局部可采K4石灰?guī)r細(xì)砂巖15#3.555.004.3503中等穩(wěn)定可采K2下石灰?guī)r砂質(zhì)泥巖或泥巖1

22、5#下1.102.131.5202簡(jiǎn)單穩(wěn)定可采泥巖、砂質(zhì)泥巖中、細(xì)砂巖2、煤層工業(yè)分析根據(jù)2007年9月煤炭科學(xué)研究總院分院對(duì)XX煤礦9#、15#煤層工業(yè)分析，9#、15#煤層工業(yè)分析結(jié)果見表1-2-2。表1-2-2煤層工業(yè)分析結(jié)果表煤層水分Mad（%）灰分Aad（%）揮發(fā)分（%）硫SQ（%）真比重視比重孔隙率（%）VadVdaf9#0.5914.3614.2516.751.251.501.453.3315#0.368.2513.7215.012.271.491.452.683、煤塵爆炸性根據(jù)2007年9月煤炭科學(xué)研究總院分院對(duì)XX煤礦9#、15#煤層的煤塵爆炸性鑒定，9#、15#煤層煤塵爆炸

23、性鑒定結(jié)果見表1-2-3。表1-2-3煤塵爆炸性鑒定結(jié)果表 煤層火焰長(zhǎng)度（mm）抑制煤塵爆炸最低巖粉用量（%）有無(wú)爆炸性備注9#55弱爆炸15#55弱爆炸4、煤的自燃傾向性根據(jù)2007年9月煤炭科學(xué)研究總院分院對(duì)XX煤礦9#、15#煤層的自燃傾向性鑒定，9#、15#煤層自燃傾向性鑒定結(jié)果見表1-2-4。表1-2-4自燃傾向性鑒定結(jié)果表 煤層吸氧量（ml/g，干煤）自燃傾向性等級(jí)自燃傾向性備注9#0.56類不易自燃15#0.65類自燃第三節(jié) 地質(zhì)構(gòu)造情況礦區(qū)總體構(gòu)造為一走向近東西，傾向南的單斜構(gòu)造，地層傾角一般為612°，局部受斷層影響傾角可達(dá)19°。在此背景上又發(fā)育著次一級(jí)

24、的褶曲，褶曲軸向呈東西向展布，兩翼多不對(duì)稱，向斜北翼陡南翼緩，背斜軸部開闊，傾角平緩。井田斷層較少，均為近東西走向的正斷層，落差235m。柱狀陷落發(fā)育。總體來(lái)說(shuō)，井田構(gòu)造復(fù)雜類型屬中等類型。第四節(jié) 礦井開拓與開采一、開拓方式礦井現(xiàn)在采用斜井立井單水平開拓方式，有主斜井、副斜井、東回風(fēng)斜井、北進(jìn)風(fēng)立井和西回風(fēng)立井5個(gè)井筒；開采水平標(biāo)高+950m，大巷基本沿東西方向布置；現(xiàn)主要開采9#煤和15#煤，局部探采6#煤和8#煤。改建成1.8Mt/a后，該礦井還是采用斜井立井單水平開拓方式，分組聯(lián)合布置形式。根據(jù)9#煤、15#煤剩余儲(chǔ)量的分布區(qū)域，在井田中西部沿南北向布置兩組上、下山（各三條），上組煤沿9

25、#煤層布置皮帶、軌道、回風(fēng)下山；下組煤沿15#煤層布置皮帶、軌道、回風(fēng)上、下山。上、下山與礦井現(xiàn)有系統(tǒng)之間采用軌道、回風(fēng)巷相連接。在下山兩側(cè)沿走向布置工作面，由邊界向下山方向后退回采。礦井共劃分六個(gè)采區(qū)，上、下組煤各三個(gè)采區(qū)。首采煤層為9#煤和15#煤，9#煤和15#煤各布置一個(gè)工作面達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量。其中9#煤為綜采工作面，采高4.4m，工作面長(zhǎng)度為160m，日進(jìn)尺4.8m，正規(guī)循環(huán)率為0.8,年推進(jìn)度為1267m，回采率為93%。15#煤為輕型綜采放頂煤工作面，采高4.1m，采2m，放2.1m，工作面長(zhǎng)度為140m，日進(jìn)尺2.4m，正規(guī)循環(huán)率為0.85,年推進(jìn)度673m，下層回采率為95%，放

26、頂煤回采率為75%。二、采區(qū)布置與開采順序根據(jù)井田各煤層開采現(xiàn)狀與采區(qū)分布情況，全井田劃分為六個(gè)采區(qū)，其中，上組煤劃分為三個(gè)采區(qū)，編號(hào)為四、五、六采區(qū)；下組煤劃分為三個(gè)采區(qū)，編號(hào)為三、七、八采區(qū)。井田各煤層按煤層間距可分為上、下兩組，上組煤包括6#、8#、9#、11#四層煤，下組煤包括15#、15#下兩層煤。主采煤層為9#和15#煤層，二者間距70m左右。9#煤各采區(qū)之間的開采順序?yàn)椋合炔晌宀蓞^(qū)（投產(chǎn)后過(guò)渡期同時(shí)開采四采區(qū)剩余儲(chǔ)量），再采六采區(qū)。15#煤各采區(qū)之間的開采順序?yàn)椋航ň陂g開采3采區(qū)，投產(chǎn)后先采七采區(qū)，后采八采區(qū)。三、采煤方法與頂板管理礦井?dāng)U建后，主采煤層仍為9#和15#煤層，根據(jù)

27、煤層賦存情況，頂?shù)讕r性、開采現(xiàn)狀、各煤層煤質(zhì)與產(chǎn)量配比情況，確定9#煤層采用走向長(zhǎng)壁一次采全高綜采采煤法，15#煤層采用走向長(zhǎng)壁輕型綜采放頂煤采煤法，頂板管理方式采用全部垮落法。第五節(jié) 礦井通風(fēng)情況一、通風(fēng)方式礦井目前采用分區(qū)式通風(fēng)系統(tǒng)，抽出式通風(fēng)方式，擴(kuò)建完成后，仍采用分區(qū)抽出式通風(fēng)，新主井、副井，進(jìn)風(fēng)行人井（老主井）為進(jìn)風(fēng)井；西風(fēng)井、北風(fēng)井為回風(fēng)井，東風(fēng)井停止使用。其中西風(fēng)井主要用于9#煤各采區(qū)回風(fēng)用，北風(fēng)井用于15#煤各采區(qū)回風(fēng)用。采面通風(fēng)情況為9#煤工作面采用“一進(jìn)兩回”的通風(fēng)系統(tǒng)，15#煤工作面采用“一進(jìn)一回”的通風(fēng)系統(tǒng)。二、礦井供風(fēng)量礦井改擴(kuò)建設(shè)計(jì)初稿總風(fēng)量7320m3/min，其

28、中，9#煤回采工作面設(shè)計(jì)風(fēng)量為2880m3/min，掘進(jìn)工作面設(shè)計(jì)風(fēng)量為660m3/min；15#煤回采工作面設(shè)計(jì)風(fēng)量為858m3/min，掘進(jìn)工作面設(shè)計(jì)風(fēng)量為300m3/min。目前，礦井實(shí)際回風(fēng)量為東風(fēng)井5300m3/min，西風(fēng)井3600m3/min，共8900m3/min。第六節(jié) 礦井瓦斯涌出情況2006年礦井瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果為：絕對(duì)瓦斯涌出量19.76m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量13.30m3/t；二氧化碳絕對(duì)涌出量2.50m3/min，相對(duì)涌出量1.70m3/t，為高瓦斯礦井。鑒定時(shí)生產(chǎn)能力為60萬(wàn)t/a，月均日產(chǎn)量為2140t。2007年礦井瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果為：絕對(duì)瓦斯涌出量25

29、.43m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量12.95m3/t；二氧化碳絕對(duì)涌出量3.55m3/min，相對(duì)涌出量1.81m3/t，為高瓦斯礦井。鑒定時(shí)生產(chǎn)能力為90萬(wàn)t/a，月均日產(chǎn)量為2828t。目前，礦井處于改擴(kuò)建階段，且開采的煤層屬于淺部煤層，因此，礦井瓦斯涌出量較小。根據(jù)XX煤礦2008年14月測(cè)風(fēng)報(bào)表， 2008年全礦井最大絕對(duì)瓦斯涌出量為23.13 m3/min（含瓦斯抽采量5 m3/min），150302工作面最大絕對(duì)瓦斯涌出量為3.0 m3/min，090412工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為7.5m3/min以上（含瓦斯抽采量5m3/min）。但根據(jù)XX煤礦詳查地質(zhì)報(bào)告，瓦斯含量與埋藏深度成正

30、比，即由淺到深逐漸增大，因此，隨著礦井技改完成、產(chǎn)量增加與開采深度的加深，礦井瓦斯涌出量必將大量增加。第七節(jié) 現(xiàn)瓦斯抽采站概況XX煤礦目前建有地面瓦斯抽采站，安裝有兩臺(tái)CBF4102BV3型水環(huán)式真空泵，電機(jī)功率為160kw，最大抽氣量為130m3/min。瓦斯抽采站其它主要設(shè)備有S9315型變壓器2臺(tái)，QFX2型低壓開關(guān)柜2臺(tái)，XGN210型高壓開關(guān)柜2臺(tái)；防爆防回火裝置2套；2TC24型自吸泵2臺(tái)，流量為18m3/h，揚(yáng)程22m，電機(jī)功率2.2kw；避雷針2套；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一套。為了統(tǒng)一管理新、老瓦斯抽采泵站，原瓦斯抽采泵站的瓦斯泵房，泵房的瓦斯管路系統(tǒng)，原泵房外的防爆防回火裝置，吸空管，排氣

31、管和變壓器將保留。供排水系統(tǒng)、避雷系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)將與新瓦斯抽采站統(tǒng)一重新設(shè)計(jì)。第二章 瓦斯儲(chǔ)量與可抽量預(yù)測(cè)第一節(jié) 煤層瓦斯基本參數(shù)煤層瓦斯基本參數(shù)包括煤層瓦斯壓力、瓦斯含量、鉆孔自然瓦斯涌出量、鉆孔瓦斯涌出衰減系數(shù)、煤層透氣性系數(shù)、煤的工業(yè)分析、瓦斯吸附常數(shù)、煤的孔隙率、煤的瓦斯放散初速度、堅(jiān)固性系數(shù)與鉆孔瓦斯組分等參數(shù)。一、礦井煤層瓦斯基本參數(shù)井下實(shí)際測(cè)定情況瓦斯賦存規(guī)律階段報(bào)告中采用井下間接測(cè)定法測(cè)定9#和15#煤層瓦斯基本參數(shù)。其瓦斯基本參數(shù)測(cè)定結(jié)果如下：9#煤層：原煤瓦斯含量：4.645.68m3/t；煤層瓦斯原始?jí)毫Γ?.560.7MPa；鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)：0.18(

32、d-1)；煤層透氣性系數(shù)：0.082 m2/MPa2·d；煤層對(duì)瓦斯的吸附性： 吸附常數(shù)a=57.14m3/t，b=0.20Mpa-1。瓦斯放散初速度：7.2；煤的孔隙率：3.33測(cè)點(diǎn)距地表垂深：186237m；15#煤層：原煤瓦斯含量：1.66m3/t；煤層瓦斯原始?jí)毫Γ?.160.19MPa；煤層對(duì)瓦斯的吸附性： 吸附常數(shù)a=54.64m3/t，b=0.23Mpa-1；瓦斯放散初速度：5.94；煤的孔隙率：2.68測(cè)點(diǎn)距地表垂深：236m。二、地勘時(shí)期煤層瓦斯含量測(cè)定情況XX煤礦地質(zhì)詳查報(bào)告中，通過(guò)對(duì)井田P26號(hào)孔煤芯取樣分析，1g可燃物質(zhì)中CH4含量，8+9#煤為15.76ml

33、，15#煤為10.95ml（表2-1-1）。瓦斯含量換算成原煤瓦斯含量，則9#煤層瓦斯含量為13.40m3/t，15#煤層瓦斯含量為10.00m3/t。根據(jù)XX煤礦詳查地質(zhì)報(bào)告，礦井煤層瓦斯含量與埋藏深度成正比，即由淺到深逐漸增大。瓦斯風(fēng)氧化帶深度為50m。表2-1-1煤層瓦斯含量表孔號(hào)煤號(hào)CH4含量（ml/g）煤中自然瓦斯成分（）煤層埋深（m）備注CH4CO2N2分帶P26915.7694.770.534.70沼氣帶472.8115上10.9596.782.900.32沼氣帶539.415下1.6491.875.242.89沼氣帶549.18偏小三、礦井目前瓦斯涌出情況目前，礦井處于改擴(kuò)建階

34、段，且開采煤層處于淺部煤層，煤層瓦斯含量低，礦井瓦斯涌出量較小。根據(jù)XX煤礦2008年14月測(cè)風(fēng)報(bào)表，全礦井最大絕對(duì)瓦斯涌出量為23.13m3/min（瓦斯抽采量5m3/min），150302工作面最大絕對(duì)瓦斯涌出量為3.0m3/min，090412工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為6.33m3/min（瓦斯抽采量5m3/min）。四、設(shè)計(jì)所需的煤層瓦斯含量根據(jù)瓦斯賦存規(guī)律階段報(bào)告，采用井下間接測(cè)定法測(cè)定的9號(hào)煤層瓦斯含量為4.645.68m3/t, 測(cè)點(diǎn)埋深186237m ；15號(hào)煤層瓦斯含量為1.66m3/t，測(cè)點(diǎn)埋深236m。根據(jù)測(cè)定的結(jié)果進(jìn)行礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)與礦井目前開采水平瓦斯涌出情況基本符合

35、，但根據(jù)XX煤礦詳查地質(zhì)報(bào)告，礦井瓦斯含量與埋藏深度成正比，即由淺到深逐漸增大。隨著礦井開采深度的加深，礦井瓦斯含量必然不斷增加，到時(shí)瓦斯賦存規(guī)律階段報(bào)告中所測(cè)煤層瓦斯含量將明顯偏小。因此，根據(jù)XX煤礦煤層賦存情況、礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造與周邊礦井9#、15#煤層實(shí)際賦存情況，地質(zhì)勘探時(shí)期9#、15#煤層煤層埋深472.81m，15#煤層埋深539.4m時(shí)，原煤瓦斯含量分別為：9#煤層13.40m3/t，15號(hào)煤層10.00m3/t，基本符合礦井深部瓦斯含量真實(shí)情況。目前，礦井已經(jīng)開采深度為250m左右，因此，將13.40m3/t與10.00m3/t分別作為XX煤礦9#煤層、15#煤層平均瓦斯含量，本次

36、設(shè)計(jì)中以地質(zhì)勘探時(shí)期P26孔瓦斯含量作為礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)的基本依據(jù)。由于礦井地質(zhì)勘探時(shí)，僅對(duì)一個(gè)鉆孔進(jìn)行了瓦斯取樣分析，而且實(shí)測(cè)瓦斯基本參數(shù)又較少，因此，所采用的煤層原始瓦斯含量值不確定性較大，建議該礦今后加強(qiáng)各煤層瓦斯基本參數(shù)的測(cè)定工作，以便修正瓦斯抽采設(shè)計(jì)，同時(shí)使之能更科學(xué)合理的指導(dǎo)礦井瓦斯的抽采工作。第二節(jié) 礦井瓦斯儲(chǔ)量礦井瓦斯儲(chǔ)量指煤田開發(fā)過(guò)程中，能夠向開采空間排放瓦斯的煤巖層賦存的瓦斯總量，包括可采煤層瓦斯儲(chǔ)量、可采煤層采動(dòng)影響圍的不可采鄰近煤層瓦斯儲(chǔ)量以與圍巖瓦斯儲(chǔ)量的總和，其計(jì)算公式如下：WK(K1·K2)åAi·Xi（2-1）式中 WK礦井瓦斯儲(chǔ)

37、量，Mm3； K1可采煤層影響圍不可采鄰近煤層瓦斯儲(chǔ)量系數(shù)； K2圍巖瓦斯儲(chǔ)量系數(shù)；Ai礦井第i個(gè)可采煤層的煤炭?jī)?chǔ)量，Mt； Xi第i個(gè)可采煤層瓦斯含量，m3/t。根據(jù)XX煤礦煤層賦存情況與頂?shù)装鍘r性分析，可采煤層影響圍不可采鄰近煤層賦存不穩(wěn)定，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，取K1=1.3，K2=1.1。由于無(wú)其它煤層瓦斯含量數(shù)據(jù)，6#、8#、11#煤層距9#煤層較近，因此取9#煤層的瓦斯含量值作為其鄰近煤層的瓦斯含量，經(jīng)計(jì)算，得出XX煤礦的瓦斯儲(chǔ)量為4365.28Mm3，說(shuō)明XX煤礦的瓦斯儲(chǔ)量較為豐富。表2-2-1 XX煤礦瓦斯儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果表煤層瓦斯含量(m3/t)煤炭地質(zhì)儲(chǔ)量(Mt)圍巖與不可采煤層含量系數(shù)瓦

38、儲(chǔ)儲(chǔ)量(Mm3)備 注613.4012.44 K1=1.1K2=1.3238.37813.405.97114.40913.4091.64 1756.001113.4011.26 215.761510.00106.02 1516.0815下10.0036.69 524.67合計(jì)264.024365.28第三節(jié) 可抽瓦斯量概算可抽瓦斯量是指瓦斯儲(chǔ)量中在當(dāng)前技術(shù)水平下能被抽出的最大瓦斯量，其計(jì)算下：W抽Wk·k （2-2）式中 W抽可抽瓦斯量，Mm3；k礦井瓦斯抽采率；根據(jù)實(shí)測(cè)和開采情況來(lái)看，XX煤礦的煤層透氣性較低，但增加抽采時(shí)間與其他增加抽采效果的措施后，會(huì)提高抽采率。所以綜合分析，按

39、礦井抽采率k=0.55進(jìn)行瓦斯可抽量概算。計(jì)算結(jié)果見表2-3-1。從計(jì)算結(jié)果看，礦井可抽瓦斯量約為2400.92Mm3,這為礦井瓦斯開發(fā)利用提供了較為充足的資源條件。表2-3-1 XX煤礦可抽瓦斯量計(jì)算結(jié)果表煤層煤層瓦斯儲(chǔ)量(Mm3)k可抽瓦斯量(Mm3)備 注6238.370.55 131.118114.400.55 62.9291756.000.55 965.8011215.760.55 118.67151516.080.55 833.8515下524.670.55 288.57合計(jì)4365.280.552400.92第四節(jié) 瓦斯抽采規(guī)模與服務(wù)年限一、抽采量預(yù)計(jì)回采工作面的瓦斯抽采量按下式

40、計(jì)算: q= （2-3）式中 q預(yù)抽期間平均瓦斯抽采量，m3/min； K鄰近層和圍巖瓦斯儲(chǔ)量系數(shù)，K=1.2； L1工作面長(zhǎng)度，m； L2工作面平均走向長(zhǎng)度，m； M煤層平均厚度，m；煤的視密度，t/m； X煤層瓦斯含量，m3/t；瓦斯預(yù)抽率，； t預(yù)抽時(shí)間，年。9#煤層按工作面平均走向長(zhǎng)度2500m，工作面長(zhǎng)度160m，工作面年推進(jìn)度1267m，預(yù)抽時(shí)間1.5年，因此設(shè)計(jì)預(yù)抽率為35%。15#煤層按工作面平均走向長(zhǎng)度2500m，工作面長(zhǎng)度140m，工作面年推進(jìn)度673m，預(yù)抽時(shí)間2年，預(yù)抽率為40%計(jì)算。9#煤層一個(gè)回采工作面的瓦斯抽采量為：q20m3/min15#煤層一個(gè)回采工作面的瓦斯

41、抽采量為：q9.8m3/min取15#煤層一個(gè)回采工作面的瓦斯抽采量為10m3/min。二、邊采邊抽工作面抽采量預(yù)計(jì)由于邊采邊抽工作面已經(jīng)預(yù)抽較長(zhǎng)時(shí)間（12年以上），且隨著回采的不斷推進(jìn)，鉆孔數(shù)量在不斷減少，抽采量下降較快。所以，其抽采量9#煤層為5m3/min，15#煤層為2m3/min。三、采空區(qū)瓦斯抽采量預(yù)計(jì)XX煤礦9#煤層采用走向長(zhǎng)壁一次采全高綜采采煤法，15#煤層采用走向長(zhǎng)壁輕型綜采放頂煤采煤法，采空區(qū)殘留煤炭較多，工作面走向長(zhǎng)度較長(zhǎng)，加上鄰近層與圍巖瓦斯的大量涌出，采空區(qū)瓦斯涌出量較大，所以采空區(qū)瓦斯抽采量按30m3/min計(jì)算。四、掘進(jìn)面瓦斯抽采量預(yù)計(jì)XX煤礦正常生產(chǎn)時(shí)配置4個(gè)綜

42、掘工作面，其中9號(hào)煤層布置兩個(gè)掘進(jìn)面，15號(hào)煤層布置兩個(gè)掘進(jìn)面，根據(jù)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)，其掘進(jìn)時(shí)瓦斯涌出量較大，9號(hào)煤層每個(gè)掘進(jìn)面的預(yù)抽量為3m3/min，15號(hào)煤層掘進(jìn)工作面預(yù)抽量為1m3/min。五、礦井瓦斯抽采量預(yù)計(jì)按礦井生產(chǎn)安排，9#煤層1個(gè)回采工作面，2個(gè)掘進(jìn)工作面，15#煤層1個(gè)回采工作面2個(gè)掘進(jìn)工作面生產(chǎn)，年產(chǎn)量為1.8Mt，預(yù)抽時(shí)間9#煤層按1.5年考慮，15#煤層按2年考慮，則全礦需同時(shí)保證有2個(gè)預(yù)抽工作面抽采。另外，有2個(gè)邊采邊抽工作面抽采， 2個(gè)采空區(qū)瓦斯抽采。則礦井總抽采量為:Q=20+10+5+2+3+3+1+1+30=75m3/min 六、按通風(fēng)能力計(jì)算礦井瓦斯抽采量礦

43、井年抽采量需根據(jù)采掘工程計(jì)劃安排來(lái)確定，按照每個(gè)采區(qū)應(yīng)當(dāng)抽采的瓦斯量或?qū)嶋H所能達(dá)到的抽采量來(lái)計(jì)算礦井年抽采瓦斯量。從安全的角度考慮，應(yīng)該抽采的瓦斯量為：IIIP式中I為保證通風(fēng)安全所需抽采的瓦斯量，m3/min；I 礦井瓦斯涌出量，m3/min；Ip 通風(fēng)所能允許的瓦斯涌出量，m3/min。根據(jù)該礦擴(kuò)建可行性研究報(bào)告,礦井總供風(fēng)量為122m3/s，設(shè)計(jì)2個(gè)采區(qū)，2個(gè)綜采工作面，產(chǎn)量為1.8Mt/a。目前，礦井實(shí)際供風(fēng)量為8900 m3/min。根據(jù)預(yù)測(cè),礦井相對(duì)瓦斯涌出量為34.60m3/t，按年產(chǎn)1.8Mt計(jì)算，絕對(duì)瓦斯涌出量達(dá)到137.93m3/min，而通風(fēng)能力所允許的瓦斯涌出量為66.

44、75m3/min，則需抽出瓦斯量為：I137.9366.7571.18m3/min按此計(jì)算，礦井達(dá)到年產(chǎn)1.8Mt設(shè)計(jì)能力時(shí)，為保證礦井安全生產(chǎn)，礦井瓦斯抽采率必須達(dá)到52%以上，為保證礦井安全生產(chǎn)，在加強(qiáng)瓦斯抽采工藝技術(shù)研究和瓦斯抽采管理技術(shù)水平的同時(shí)，該礦應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)組織管理，使礦井通風(fēng)系統(tǒng)更加合理。為了既保證礦井安全生產(chǎn)，又能使抽采量保持長(zhǎng)期穩(wěn)定，瓦斯抽采規(guī)模按75m3/min設(shè)計(jì)，其中采空區(qū)抽采瓦斯量按30m3/min設(shè)計(jì)，則年抽采量為： W年抽365×1440×7539.42 Mm3上述抽采規(guī)模是按煤層平均瓦斯含量進(jìn)行計(jì)算的，煤層平均瓦斯含量以開采煤層深部地質(zhì)鉆孔瓦

45、斯含量為依據(jù)，因此，礦井在開采淺部煤層時(shí)，由于煤層瓦斯含量較低，工作面可抽采瓦斯量較少，因此，初期抽采瓦斯時(shí)，在較長(zhǎng)一段時(shí)間難以達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模。所以，為了充分發(fā)揮投資效益，減少不必要的浪費(fèi)，瓦斯抽采系統(tǒng)一次設(shè)計(jì)，分期實(shí)施。七、瓦斯抽采系統(tǒng)規(guī)模根據(jù)礦井瓦斯抽采量預(yù)計(jì)，礦井瓦斯抽采設(shè)計(jì)規(guī)模為75m3/min純瓦斯（其中采空區(qū)抽采量為30m3/min純瓦斯），瓦斯抽采工程分兩期建設(shè)，初期設(shè)計(jì)規(guī)模為45m3/min純瓦斯（其中采空區(qū)抽采量為15m3/min純瓦斯），主要是開采淺部煤層時(shí)，對(duì)工作面瓦斯進(jìn)行預(yù)抽和采空區(qū)瓦斯進(jìn)行抽采，二期設(shè)計(jì)規(guī)模為30m3/min純瓦斯，主要用于抽采開采深部煤層時(shí)增加的瓦斯量

46、。抽采系統(tǒng)服務(wù)年限按下式計(jì)算：N（2-4）式中N抽采系統(tǒng)服務(wù)年限，年;WK可抽瓦斯量，Mm3；WNC預(yù)計(jì)年最大抽采量，Mm3。XX煤礦主采9#、15#煤，因此，本次瓦斯抽采工程設(shè)計(jì)只包括9#、15#煤。根據(jù)前面計(jì)算，礦井9#、15#煤可抽瓦斯量為2400.92Mm3。按瓦斯抽采設(shè)計(jì)規(guī)模75m3/min計(jì)算，年抽采瓦斯量為39.42Mm3。則礦井抽采系統(tǒng)服務(wù)年限為：NWK÷WNC2400.92÷39.4260 根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，抽采系統(tǒng)服務(wù)年限為60年。為保證煤層預(yù)抽效果與瓦斯安全利用，設(shè)計(jì)采用兩套抽采系統(tǒng)，即預(yù)抽抽采系統(tǒng)和采空區(qū)瓦斯抽采系統(tǒng)，兩套系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立。本瓦斯抽采系統(tǒng)

47、一次設(shè)計(jì)，分期實(shí)施。初期設(shè)計(jì)規(guī)模為45m3/min純瓦斯量，其中預(yù)抽系統(tǒng)抽采規(guī)模為30m3/min純瓦斯，主要用于回采工作面預(yù)抽；采空區(qū)抽采系統(tǒng)利用現(xiàn)有瓦斯抽采系統(tǒng)進(jìn)行抽采，抽采規(guī)模為15m3/min純瓦斯，主要用于工作面邊采邊抽和采空區(qū)抽采。礦井開采初期，由于開采淺部煤層，煤層瓦斯含量低，可抽采瓦斯量少，因此，在淺部15#煤層暫不考慮進(jìn)行瓦斯抽采，隨著向深部開采，加強(qiáng)瓦斯監(jiān)測(cè)，當(dāng)采用通風(fēng)解決瓦斯困難時(shí)，即時(shí)對(duì)15#煤層采取抽采措施。對(duì)15#深部煤層進(jìn)行預(yù)抽時(shí)，工作面的瓦斯預(yù)抽量為9m3/min?；夭蓵r(shí)工作面預(yù)抽鉆孔可作為邊采邊抽鉆孔，工作面瓦斯抽采量預(yù)計(jì)為2m3/min。但隨著礦井技改完成后

48、產(chǎn)量增加、開采深度的加深與采空區(qū)增加，礦井瓦斯涌出量將隨之不斷增加，當(dāng)初期抽采瓦斯規(guī)模無(wú)法滿足礦井安全生產(chǎn)需求時(shí)，建設(shè)二期抽采系統(tǒng)，抽采規(guī)模為30m3/min純瓦斯，主要用于礦井增加瓦斯量抽采。到時(shí)，礦井將形成兩套獨(dú)立的抽采系統(tǒng)，預(yù)抽系統(tǒng)抽采規(guī)模為45m3/min純瓦斯，采空區(qū)抽采系統(tǒng)抽采規(guī)模為30m3/min純瓦斯，礦井瓦斯抽采規(guī)模達(dá)到75m3/min。第三章礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)根據(jù)礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法（AQ1018-2006，國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局）。礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法主要有兩種：分源預(yù)測(cè)法和礦山統(tǒng)計(jì)法。根據(jù)該礦實(shí)際情況，采用分源預(yù)測(cè)法進(jìn)行礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)。第一節(jié)工作面瓦斯涌出預(yù)測(cè)

49、一、回采工作面瓦斯涌出預(yù)測(cè)回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量按下式計(jì)算：q采q1q2（3-1）式中q1開采層相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t；q2鄰近層相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t；開采層相對(duì)瓦斯涌出量按下式計(jì)算：q1K1·K2·K3··(W0Wc)（3-2）式中 K1圍巖瓦斯涌出系數(shù)，根據(jù)頂板管理方法查表選取；K2工作面丟煤系數(shù)，用回采率的倒數(shù)來(lái)計(jì)算；則9#煤層15#煤層K3采區(qū)準(zhǔn)備巷道預(yù)排瓦斯對(duì)開采層瓦斯涌出影響系數(shù)；（3-3）L回采工作面長(zhǎng)度，m；h掘進(jìn)巷道預(yù)排等值寬度，m，根據(jù)煤種查表選取，h13m；則9#煤層15#煤層m開采層厚度，m；M工作面采高，m；W0煤層原始

50、瓦斯含量，m3/t；Wc運(yùn)出礦井后煤的殘存瓦斯含量，根據(jù)煤的揮發(fā)分查表選取，m3/t。回采工作面基本情況見表3-1-1，預(yù)測(cè)結(jié)果見表3-1-2。表3-1-1 綜采工作面基本情況一覽表煤層埋藏深度（m）煤層厚度（m）采高（m）工作面長(zhǎng)度(m)平均日產(chǎn)量(t)地質(zhì)構(gòu)造情況備注9#472m左右4.894.41603600無(wú)大構(gòu)造15#540m左右4.354.11401400無(wú)大構(gòu)造9#煤層q11.2×1.08×0.84××(13.43.1)12.46m3/t；絕對(duì)涌出量12.46×3600/1440=31.15m3/min；15#煤層q11.2

51、15;1.18×0.81××(10.03.4)8.03m3/t；絕對(duì)涌出量8.03×1400/1440=7.81m3/min表3-1-2 綜采工作面瓦斯涌出預(yù)測(cè)結(jié)果一覽表煤層相對(duì)涌出量（m3/t）絕對(duì)涌出量（m3/min）備注9#12.4630.1515#8.037.81注:殘存瓦斯含量根據(jù)煤的揮發(fā)分查表選取；根據(jù)可采煤層特征表確定鄰近層相對(duì)瓦斯涌出量。（3-4）式中 mi第i鄰近層煤層厚度，m；M工作面采高，m；W0i第i個(gè)鄰近層煤層原始瓦斯含量，m3/t；Wci第i個(gè)鄰近層煤層殘余瓦斯含量，m3/t；i第i個(gè)鄰近層瓦斯排放率，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)查表選取。根

52、據(jù)該礦擴(kuò)建可行性研究報(bào)告，采區(qū)煤層開采順序?yàn)橄炔?#煤層，再采15#煤層。受9#煤層開采影響的鄰近層主要有6#、8#、11#三層煤，受15#煤開采影響的鄰近層主要有15#下煤，計(jì)算結(jié)果如表3-1-3、表3-1-4。9#煤層q2(0.95×0.85+1.09×0.9+0.92×0.45)×5.16m3/t；絕對(duì)涌出量5.16×3600/1440=12.90m3/min；15#煤層q2(1.52×0.8)×1.96m3/t；絕對(duì)涌出量1.96×1400/1440=1.91m3/min表3-1-3 鄰近層瓦斯涌出預(yù)測(cè)結(jié)果

53、一覽表（1）鄰近層煤層厚度（m）采高（m）瓦斯含量（m3/t）殘存瓦斯含量（m3/t）瓦斯排放率（%）相對(duì)涌出量（m3/t）備注6#0.954.413.403.1851.898#1.094.413.403.1902.3011#0.924.413.403.1450.9715下#1.524.110.003.4801.96表3-1-4 鄰近層瓦斯涌出預(yù)測(cè)結(jié)果一覽表（2）鄰近層相對(duì)涌出量（m3/t）絕對(duì)涌出量（m3/min）備注6# 8# 11#5.1612.909#煤鄰近煤層15下#1.961.9115#煤鄰近煤層把q1和q2的計(jì)算結(jié)果代入式2-3中,考慮到瓦斯涌出的不均衡性，因此瓦斯涌出量還需乘以不均衡系數(shù)Kn，取Kn為1.2,計(jì)算結(jié)果見表3-1-5。從表中可以看出：9#煤回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量q1.2&#