洛阳矿业义安矿业有限公司11采区防突专项设计
第五章 瓦斯抽采设计
第一节 概 述
一、开拓开采系统概况
11采区投产时配备一个综采工作面，三个煤巷掘进工作面和一个底板预抽巷工作面。
二、煤层瓦斯基本参数及突出值判定 1、煤层瓦斯含量和瓦斯压力
根据《防治煤与瓦斯突出规定》、《洛阳义安矿业有限公司煤与瓦斯突出防治体系研究》以及与河南理工大学煤矿安全工程技术研究中心合作科研成果决定，煤层突出危险性的瓦斯含量的临界值为8m3/t，相对瓦斯压力临界值为0.74MPa。
《11采区二1煤突出区域划分报告》中指出，义安矿11采区所处的瓦斯地质单元内在走向上布置了8个参数测定点7#和8#瓦斯含量测点、四个瓦斯压力点分别按走向上的一个测定点），测点布置符合相关要求，从瓦斯含量和瓦斯压力参数测定值、突出点分布情况等综合分析可知，义安矿11采区西翼为无突出危险区。
由于11采区东翼东邻F29断层，F29断层东侧2802地质钻孔瓦斯含量高达12.19m3/t，目前11采区东翼采掘揭露区域少，瓦斯地质参数匮乏，在11采区东翼没有测定大量详实的瓦斯压力、煤层瓦斯含量等基本参数前，暂不对11采区东翼进行划分，待11052轨道、胶带顺槽向前掘进后，测定了充足的瓦斯基础参数后再进行划分。
2、瓦斯放散初速度、坚固性系数
义安矿业公司与河南理工大学合作，在井下采集新鲜煤样，并
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对二1煤层的瓦斯放散初速度和坚固性系数进行了测定，从测定结果可知二1煤构造软煤发育，瓦斯放散初速度较大，二1煤层煤体坚固性系数f值在0.14～0.46之间，瓦斯放散初速度ΔP数值值域在15.17～31.66之间，具备了发生突出的煤体强度和放散初速度条件。计算得到的二1煤层煤样K值在42.00～221.43之间，大于烟煤的临界值，按照《防治煤与瓦斯突出规定》第13条、第43条规定及《11采区二1煤突出区域划分报告》，11采区西翼按区域无突出危险区设计,11采区东翼暂按区域突出危险区设计,等区域划分后再进一步设计。
三、可抽性参数
根据《洛阳义安矿业有限公司防治煤与瓦斯突出总体设计》要求，煤的透气性差别较大，实测结果表明，煤层总体上透气性差，透气性系数λ=0.0052～0.0083（m2／MPa2·d），平均0.00675（m2／MPa2·d），个别地点透气性较好，二1煤层属“较难抽采”煤层。
平均百米钻孔瓦斯抽采量：0.005m3/min.hm 钻孔有效排放半径：0.8m。 钻孔有效抽采半径：1.5m。 四、瓦斯抽采的必要性和可行性 1、抽采瓦斯的必要性
根据《防治煤与瓦斯突出规定》（国家安全生产监督管理总局令19号）的有关规定，突出矿井必须建立满足防突工作要求的地面永久瓦斯抽采系统。
根据《煤矿安全规程》（2009）第一百四十五条、《矿井瓦斯抽采管理规范》（煤安字[1997]第189号）第9条、《煤矿瓦斯抽采规范》（AQ1027—2006）第4.1条、《煤矿瓦斯抽采基本指标》
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（AQ1026—2006）第3条的有关规定，有下列情况之一的矿井，必须建立地面永久抽采瓦斯系统或井下临时抽采瓦斯系统：
（1）1个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或1个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，用通风方法解决瓦斯问题不合理的。
（2）矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的： ①大于或等于40m3/min；
②年产量1.0～1.5Mt的矿井，大于30m3/min； ③年产量0.6～1.0Mt的矿井，大于25m3/min； ④年产量0.4～0.6Mt的矿井，大于20m3/min； ⑤年产量小于或等于0.4Mt的矿井，大于15m3/min。 （3）开采有煤与瓦斯突出危险煤层的。
义安矿主采煤层二1煤层，煤层平均瓦斯含量9.8m3/t，矿井设计年产量120万t/a，二1煤层为煤与瓦斯突出煤层，已发生煤与瓦斯突出3次。显然，义安矿建立抽采系统是必要的，而且义安矿已经根据要求建立了地面瓦斯永久瓦斯抽采系统和井下（东翼）瓦斯永久瓦斯抽采系统。
2、本煤层瓦斯抽采的可行性
矿井二1煤层透气性系数λ=0.0052～0.0083m2／（MPa2.d），属于“较难抽采”煤层。根据FX采区及FD采区实测，采取抽采措施后，回采工作面瓦斯综合抽采率可达到40%。抽出后，采掘工作面回风中瓦斯含量明显降低，瓦斯抽采是可行的。
3、瓦斯抽采率的确定
（1）、依据当前“不掘突出头，不采突出面”的区域性瓦斯治理要求，结合义安矿煤层赋存条件：二1煤层赋存于下二迭统山西组
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（P1s）下部，全区可采，二1煤具有突出危险性，因此11采区底板巷预抽以掩护突出煤巷掘进实现“不掘突出头”；然后进行本煤层顺层预抽，实现“不采突出面”
根据二1煤层赋存条件、瓦斯来源、瓦斯基础参数等，主要采取开采层未卸压抽采（采前预抽，边掘边抽），工作面回采时根据瓦斯涌出情况配以边采边抽、高位钻场钻孔抽采、采空区埋管抽采等措施。
（2）、根据《矿井瓦斯抽采管理规范》（煤安字[1997]第189号）第28条、《矿井瓦斯抽采规范》（AQ1027—2006）第8.6.3条规定，以本煤层预抽为主的矿井，工作面抽采率不小于25%，矿井抽采率不小于20%。根据《煤矿安全规程》（2009）第190条，采用预抽煤层瓦斯作为防突措施时，煤层瓦斯预抽率大于30%。根据河南省煤炭工业管理局文件（豫煤安[2007]1号），高、突采面采前瓦斯预抽率不得低于30%。
根据我矿二
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煤层的实际情况，采煤工作面瓦斯预抽率设计为
30%以上，矿井瓦斯抽采率设计为30%以上。
第二节 11采区瓦斯储量及可抽量预测
一、11采区瓦斯储量
瓦斯储量是指在井田开发过程中能够向矿井排放瓦斯的煤层及围岩所储存的瓦斯量。应为可采煤层的瓦斯储量、受采动影响后能够向开采空间排放的不可采煤层及围岩瓦斯储量之和。
由于矿井主采煤层为二1煤，附近无其它邻近煤层开采，故纳入瓦斯储量计算为二1煤层和围岩（含煤线）的瓦斯储量，按如下公式计算：
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W东翼=C·A·X
式中： W东翼—11采区东翼瓦斯储量，万m3； C—围岩瓦斯储量系数 ，取C = 1.05；
A东翼—11采区东翼二1煤地质储量，841.2万吨； X东翼—二1煤平均瓦斯含量，X= 9 m3/t。 代入数据计算得：W东翼=7949.34×104m3 W西翼=C·A·X
式中： W西翼—11采区西翼瓦斯储量，万m3； C—围岩瓦斯储量系数 ，取C = 1.05；
A西翼—11采区西翼二1煤地质储量，442.6万吨； X西翼—二1煤平均瓦斯含量，X= 5.47 m3/t。 代入数据计算得：W西翼=2542.07×104m3 W= W东翼+W西翼
式中： W—11采区瓦斯储量，万m3；
W东翼—11采区东翼瓦斯储量，7949.34万m3； W西翼—11采区西翼瓦斯储量，2542.07万m3；
代入数据计算得：W=10491.41×104m3 二、瓦斯可抽量
瓦斯可抽量是指瓦斯储量中能被抽出的瓦斯量，由下式计算：
Wc???W式中：Wc—瓦斯可抽量，万m3； η—采区瓦斯综合抽采率，30%； W—采区的瓦斯储量，10491.41×104m3。 通过计算得Wc=3147.423×104 m3
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