毕业设计论文段王煤矿瓦斯抽放设计重庆煤科院(6)

2019-01-18 19:24

少,因此,在浅部15#煤层暂不考虑进行瓦斯抽采,随着向深部开采,加强瓦斯监测,当采用通风解决瓦斯困难时,即时对15#煤层采取抽采措施。对15#深部煤层进行预抽时,工作面的瓦斯预抽量为9m3/min。回采时工作面预抽钻孔可作为边采边抽钻孔,工作面瓦斯抽采量预计为2m3/min。

但随着矿井技改完成后产量增加、开采深度的加深及采空区增加,矿井瓦斯涌出量将随之不断增加,当初期抽采瓦斯规模无法满足矿井安全生产需求时,建设二期抽采系统,抽采规模为30m3/min纯瓦斯,主要用于矿井增加瓦斯量抽采。到时,矿井将形成两套独立的抽采系统,预抽系统抽采规模为45m3/min纯瓦斯,采空区抽采系统抽采规模为30m3/min纯瓦斯,矿井瓦斯抽采规模达到75m3/min。

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第三章 矿井瓦斯涌出量预测

根据《矿井瓦斯涌出量预测方法》(AQ1018-2006,国家安全生产监督管理总局)。矿井瓦斯涌出量预测方法主要有两种:分源预测法和矿山统计法。根据该矿实际情况,采用分源预测法进行矿井瓦斯涌出量预测。

第一节 工作面瓦斯涌出预测

一、回采工作面瓦斯涌出预测

回采工作面相对瓦斯涌出量按下式计算:

q采=q1+q2 (3-1) 式中 q1—开采层相对瓦斯涌出量,m3/t;

q2—邻近层相对瓦斯涌出量,m3/t; 开采层相对瓦斯涌出量按下式计算:

q1=K12K22K32

m 2(W0-Wc) (3-2) M式中 K1—围岩瓦斯涌出系数,根据顶板管理方法查表选取;

K2—工作面丢煤系数,用回采率的倒数来计算; 则9#煤层K2?1?1.08 0.931?1.18 0.8515#煤层K2?K3—采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数; K3?L?2h (3-3) LL—回采工作面长度,m;

h—掘进巷道预排等值宽度,m,根据煤种查表选取,h=13m; 则9#煤层K3?160?2?13?0.84 160140?2?13?0.81 1402008年8月

15#煤层K3?27

m—开采层厚度,m; M—工作面采高,m;

W0—煤层原始瓦斯含量,m3/t;

Wc—运出矿井后煤的残存瓦斯含量,根据煤的挥发分查表选

取,m3/t。

回采工作面基本情况见表3-1-1,预测结果见表3-1-2。

表3-1-1 综采工作面基本情况一览表

煤层 9# 15# 埋藏 煤层 工作面平均日采高(m) 深度(m) 厚度(m) 长度(m) 产量(t) 472m左右 540m左右 4.89 4.35 4.4 4.1 160 140 3600 1400 地质构 造情况 无大构造 无大构造 备注 9#煤层q1=1.2×1.08×0.84×4.89×(13.4-3.1)=12.46m3/t; 4.4绝对涌出量=12.46×3600/1440=31.15m3/min;

15#煤层q1=1.2×1.18×0.81×4.35×(10.0-3.4)=8.03m3/t; 4.1绝对涌出量=8.03×1400/1440=7.81m3/min 表3-1-2 综采工作面瓦斯涌出预测结果一览表

煤层 9# 15# 相对涌出量(m3/t) 12.46 8.03 绝对涌出量(m3/min) 30.15 7.81 备注 注:残存瓦斯含量根据煤的挥发分查表选取;

根据可采煤层特征表确定邻近层相对瓦斯涌出量。

q2???Woi?Wci??i?1nmi??i (3-4) M式中 mi—第i邻近层煤层厚度,m;

M—工作面采高,m;

W0i—第i个邻近层煤层原始瓦斯含量,m3/t;

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Wci—第i个邻近层煤层残余瓦斯含量,m3/t;

ηi—第i个邻近层瓦斯排放率,根据相关标准查表选取。 根据该矿《扩建可行性研究报告》,采区内煤层开采顺序为先采9#煤层,再采15#煤层。受9#煤层开采影响的邻近层主要有6#、8#、11#三层煤,受15#煤开采影响的邻近层主要有15#下煤,计算结果如表3-1-3、表3-1-4。

9#煤层q2=(0.95×0.85+1.09×0.9+0.92×0.45)×13.4?3.1=5.16m3/t; 4.4绝对涌出量=5.16×3600/1440=12.90m3/min;

15#煤层q2=(1.52×0.8)×10.0?3.4=1.96m3/t; 4.1绝对涌出量=1.96×1400/1440=1.91m3/min 表3-1-3 邻近层瓦斯涌出预测结果一览表(1)

煤层厚采高瓦斯含残存瓦斯含瓦斯排相对涌出量3邻近层 度(m) (m) 量(m3/t) 量(m/t) 放率(%) (m3/t) 6# 0.95 4.4 13.40 3.1 85 1.89 8# 11# 15下# 1.09 0.92 1.52 4.4 4.4 4.1 13.40 13.40 10.00 3.1 3.1 3.4 90 45 80 2.30 0.97 1.96 备注 表3-1-4 邻近层瓦斯涌出预测结果一览表(2)

邻近层 6# 8# 11# 15下# 相对涌出量(m3/t) 5.16 1.96 绝对涌出量(m3/min) 12.90 1.91 备注 9#煤邻近煤层 15#煤邻近煤层 把q1和q2的计算结果代入式2-3中,考虑到瓦斯涌出的不均衡性,因此瓦斯涌出量还需乘以不均衡系数Kn,取Kn为1.2,计算结果见表3-1-5。从表中可以看出:

9#煤回采工作面相对瓦斯涌出量q=1.2×(5.16+12.46)=21.14m3/t; 绝对瓦斯涌出量=21.14×3600/1440=52.85m3/min。

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15#煤回采工作面相对瓦斯涌出量q=1.2×(1.96+8.03)=11.99m3/t;

绝对瓦斯涌出量=11.99×1400/1440=11.66m3/min。

表3-1-5 回采工作面瓦斯涌出预测结果一览表

回采工作面 9#煤回采工作面 15#煤回采工作面 不均衡 系数 1.2 1.2 相对涌出量(m3/t) 21.14 11.99 绝对涌出量(m3/min) 52.85 11.66 备注 二、掘进工作面相对瓦斯涌出预测

掘进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两部分组成,其绝对瓦斯涌出量按下式确定:

q掘=q3+q4 (3-5)

式中 q掘—掘进工作面绝对瓦斯涌出量,m3/min;

q3—落煤瓦斯涌出量,m3/min; q4—煤壁瓦斯涌出量,m3/min;

q3=Svγ(W0-Wc) (3-6)

式中 S—掘进巷道断面积,m2;

V—巷道平均掘进速度,m/min; γ—煤的密度,t/m3。 W0—煤层原始瓦斯含量,m3/t;

Wc—运出矿井后煤的残存瓦斯含量,根据煤的挥发分查表选取,

m3/t。

q4?D?v?q0(2式中:q4—煤壁瓦斯涌出量,m3/min;

L?1) v (3-7)

D—巷道断面内暴露煤面的周边长度,m。对于薄及中厚煤层,D=2m0,

m0为煤层厚度,对于厚煤层,D=2h+b,h及b分别为巷道的高度

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