跃进煤矿瓦斯抽放设计
生产时期 生产时期 采区 二-1煤层 二-3煤层 煤厚(m) 10 10 10 10 10 10 3瓦斯含量(m/t) 日产量(t/d) 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 1500 1500 2500 2500 2500 2500 开采层瓦斯涌出量 33(m/t) (m/min) 7.49 15.60 中期 二-1煤层 二-3煤层 7.49 26.01 后期 二-1煤层 二-3煤层 7.49 26.01 表2－2 掘进工作面瓦斯涌出量预测结果
生产 时期 前期 中期 后期 二煤 二煤 二煤 煤层 煤厚 (m) 10 10 10 瓦斯含量(m3/t) 5.0 5.0 5.0 巷长 (m) 1000 1000 1000 掘进速度(m/月) 150 150 150 瓦斯涌出量(m3/min) 煤壁 1.80 1.80 1.80 落煤 0.60 0.60 0.60 合计 2.40 2.40 2.40 备注：⑴每个炮掘工作面掘进一条大巷，其瓦斯涌出量为这条大巷的煤壁瓦斯涌出量加上单头掘进落煤瓦斯涌出量；⑵每个炮掘工作面掘进煤量均为70t/d，瓦斯涌出量为：初期2.40m3/min，中期2.40m/min，后期2.40 m/min。 33统计表明， 21181工作面掘进期间瓦斯绝对涌出量为1.8-2.4m3/min。因此，当前阶段和以后生产时期的每个掘进工作面的绝对瓦斯涌出量定为2.4m/min(表2-2)。
目前跃进矿布置一个工作面(21181工作面)，今后考虑布置两个回采工作面，即一个综采综放工作面和一个综采工作面。今后考虑布置4个掘进工作面。表2-3给出了各个生产时期的瓦斯涌出量预测。 表2－3 采区瓦斯涌出量预测结果
生产 时期 目前 工作面 平均产量(t/d) 3000 3000 2000 采区瓦斯涌出量 回采 (m3/min) 15.6 15.6 10.4 7
3
掘进(m3/min) 4.8 4.8 4.8 采空区(m3/min) 2.0 2.0 1.0 合 计 (m/min) (m3/t) 3综采 综采综放 22.4 22.4 16.2 7.49 7.49 7.49 中期 综采 跃进煤矿瓦斯抽放设计
后期 综采 2000 10.4 4.8 1.0 16.2 7.49 综采综放 3000 15.6 4.8 2.0 22.4 7.49 表2-4给出了当前和今后生产时期的矿井瓦斯涌出量预测。由于地面瓦斯
抽放系统为一工程量较大的项目，服务年限长，一旦管路安装完毕不易更换。因此，对将来矿井瓦斯涌出量的预测留有一定余地。 表2－4 矿井瓦斯涌出量预测结果
生产 开采区域 时期 目前 中期 后期 采掘工作面等 采掘工作面等 采掘工作面等 （t/d） 3000 4000 4000 平均产量生产采区（m3/min） 22.4 38.6 38.6 瓦斯涌出量 已采采区 （m3/min） 合计 （m3/min） （m3/t） 22.4 38.6 38.6 7.49 7.49 7.49 2.2 生产工作面与掘进工作面瓦斯涌出来源与构成 在二-1和二-3煤层工作面采空区，生产工作面(按两个回采工作面考虑)和掘进工作面(按4个掘进工作面考虑)，预计将来的最大瓦斯涌出量可达到38.6m3/min。
2.3 瓦斯抽放的必要性
抽放瓦斯的必要性论证应对矿井、回采工作面及掘进工作面分别进行抽放瓦斯必要性分析。
2.3.1 规定
根据《煤矿安全规程》第145条及《AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放规范》第4.1.1~4.1.3条规定：
有下列情况之一的矿井，必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统：
（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3m/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；
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3
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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15m/min。 ⑶开采有煤与瓦斯突出危险煤层的。
3
2.3.2通风处理瓦斯量核定
当一个矿井、采区或工作面的绝对瓦斯涌出量大于通风所能允许的瓦斯涌出量时，就要抽放瓦斯，即：
q?qf?0.6vSCK （8）
式中 q—矿井（采区或工作面）的瓦斯涌出量，m3/min；
qf—通风所能承担的最大瓦斯涌出量，m3/min； v—通风巷道（或工作面）允许的最大风速，m/s； S—通风巷道（或工作面）断面积，m2；
C—《煤矿安全规程》允许的风流中的瓦斯浓度，1%； K—瓦斯涌出不均衡系数，取值为1.2~1.7。
风速v 断面积s 瓦斯浓度c 不平衡系数k 最大瓦斯涌出量 4 m/s 6 m2 1%； 1.5 5.76 m3/min
q=21.84m3/min> qf =0.6*4*6*1%/1.5*60= 5.76 m3/min 因此需进行瓦斯抽放
2.4 瓦斯抽放的可行性
本煤层瓦斯抽放的可行性是指在自然透气条件下进行预抽的可能性。衡量本煤层瓦斯预抽可行性指标有三个：煤层透气性系数(λ)，钻孔瓦斯流量衰减系数（α）和百米钻孔瓦斯极限抽放量衰减系数(Qj)。
按λ、α和Qj判定本煤层瓦斯抽放可行性标准如表2－6示： 表2－6 本煤层预抽瓦斯难易程度分类表
钻孔瓦斯流量衰减系数 抽放难易程度 α（d-1） <0.003 9
百米钻孔瓦斯极限抽量 Qj (m3) >14400 煤层透气系数 λ（m2/MPa22d） >10 容易抽放 跃进煤矿瓦斯抽放设计
可以抽放 较难抽放 0.003～0.05 >0.05 14400～2880 <2880 10～0.1 <0.1 目前，跃进煤矿基本没有测定煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数和百米钻孔瓦斯极限抽放量。
考虑到跃进煤矿毗邻的其他矿井的情况和地质勘探资料及有关文献,可以断定，跃进煤矿二煤属于较难抽放煤层(表2-6)，如不采取其他技术措施, 基本不具备预抽本煤层瓦斯的可行性。
2.5 矿井瓦斯储量与可抽量
矿井瓦斯储量是指在煤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。开采二煤时，应该纳入矿井瓦斯储量计算有二-1和二-3煤层和围岩（含煤线）的瓦斯储量，计算公式如下：
Wk?C?A?X ??????????（2－2）
式中:
Wk — 矿井瓦斯储量，万m3；
C — 围岩瓦斯储量系数 ，取C = 1.05； A X
— 二煤煤炭储量，万吨；16452 万吨 — 二煤平均瓦斯含量，m3/t. 5m3/t
可抽量是指矿井瓦斯储量中能被抽出的瓦斯量，由下式计算：
式中:
Wkc ---- 矿井瓦斯可抽量，万m3；
Wkc??k?Wk ??????????????（2－3）
ηk ---- 矿井瓦斯抽放率，按照义马矿区生产矿井的现状预计，
ηk =25～35%，取平均值ηk = 30%；
Wk ---- 矿井瓦斯储量，万m3.
Wk =1.05*16452*5=82260万m3 Wkc =30%*86373=24678万m3
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所以加上煤层围岩的瓦斯储量：总瓦斯储量为86373万m3 总的可抽量为25911.9万m3 表2－7 矿井瓦斯储量及可抽取量计算结果
储量类别 开采层 围岩 合计 煤层 二煤 煤炭储量 （万吨） 16452 平均瓦斯含量（m3/t） 5 瓦斯储量 （万m3） 82260 4113 86373 可抽量 （万m3） 24678 1233.9 25911.9
矿井瓦斯储量和可抽量计算结果如表2－7所示。由表可知， 矿井瓦斯储量和可抽取量分别为86373万m3和25911.9万m3。
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