第四节 矿井通风与瓦斯
一、通风方式
矿井通风方式为中央并列式,通风方法为分区抽出式。
采煤工作面采用负压通风方式,根据采区巷道布置和开采方法,回采工作面和掘进工作面均采用独立的通风系统。
本矿井年生产能力为21万t,采用炮采采煤工艺,以一个回采工作面达到生产能力,回采工作面采用U型通风。一个工作面配风16m3/s。
主扇选用防爆对旋式轴流通风机:FBCDZ-6-No15A二台(一台工作、一台备用);配用电机型号YBFe250M-6,功率37KW×2;风量范围22~46 m3/s,风压范围220~1200Pa,电压380V。
掘进工作面采用KDF-5型局部通风机(功率2×5.5kw,风量取245~135 m3/min)供风作压入式通风,2个掘进工作面,每个掘进工作面配风为7m3/s;掘进工作面采用压入式通风,局扇和启动装置安设在距掘进巷道口10m以外的进风侧。为了保证局部通风机安全运转,除了要满足下列有关要求外,还必须《煤矿安全规程》(2010版)有关规定:
投产初期采煤工作面通风线路为:
11191回采工作面通风线路为:主斜井(副斜井)→+1819m材料运输石门和+1822m皮带运输石门→11191运输顺槽→11191回采工作面→11191回风顺槽→+1839m回风石门→回风斜井→地面。
投产初期掘进工作面通风线路为:
线路1:副斜井→+1786m运输石门→11192工作面运输巷掘进面→+1786m回风石门→回风斜井→地面。
线路2:副斜井→+1806m运输石门→11192工作面回风巷掘进面→+1806m回风石门→回风斜井→地面。
二、矿井瓦斯涌出情况
该矿未作瓦斯等级鉴定,参照临近的盘县响水镇大地煤矿的瓦斯等级鉴定报告的批复,根据贵州省煤炭管理局文件:黔煤行管字[2007]67号《对六盘水煤矿2006年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复》结果,响水镇大地煤矿矿井绝对瓦斯涌出量1.59m3/min,相对瓦斯涌出量19.08m3/t,绝对二氧化碳涌出量0.11m3/min,相对二氧化碳涌出量1.36m3/t,鉴定结果为高瓦斯矿井,以此内推维六采区(自然井)为高瓦斯矿井。
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按照AQ1018-2006标准,本设计采用分源预测方法进行瓦斯预测,经预算矿井深部开采时采煤工作面预测相对瓦斯涌出量12.1m3/t、绝对瓦斯涌出量为4.9m3/min,2个掘进工作面绝对瓦斯涌出量为2×1.5=3.0m3/min,矿井绝对瓦斯涌出量为13.32m3/min,矿井相对瓦斯涌出量为30.1m3/t。
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第二章 抽放瓦斯设计参数
第一节 煤层瓦斯基本参数
一、煤层瓦斯压力
贵州省煤田地质局地质勘察研究院2003年10月提交的《贵州省盘县雨谷井田煤矿勘探地质报告》提供了煤层瓦斯含量资料,但缺乏瓦斯压力、围岩构造类型及特征、瓦斯放散初速度等,因此,在矿井的生产过程中必须进行各煤层及各区域煤层的瓦斯压力、瓦斯涌出初速度、煤层透气性等有关参数的测定,并按贵州省人民政府办公厅文件黔府办发〔2008〕83号“省人民政府办公厅关于加强煤矿瓦斯治理和综合利用工作的实施意见”采取有效的瓦斯防治措施。
二、煤层瓦斯含量
贵州省煤田地质局地质勘察研究院2003年10月提交的《贵州省盘县雨谷井田煤矿勘探地质报告》(响水矿井一期)提供了相应的煤层原始瓦斯含量资料,并作了相应的分析,根椐报告显示,雨谷井田内测定的各主采煤层的瓦斯含量0.14~18.65ml/g·r。5-3#、12-1#、17-1#、19#煤层瓦斯含量分别为4.3m3/t,5.12m3/t,3.22 m3/t,7.1m3/t。
根据《贵州省盘县雨谷井田煤矿勘探地质报告》(响水矿井一期)提供的煤层瓦斯含量资料,井田内瓦斯在煤层中的赋存形式一般以吸着状态为主,占总体积的90%左右;..游离状态的占10%左右。
三、煤层透气性系数
维六采区(自然井)还未测定煤层的透气性系数,根据相邻矿井煤层透气性系数情况,该矿各煤层透气性系数在0.1~10 m2/ MPa2.d之间。
四、百米钻孔瓦斯自然流量及衰减系数
维六采区(自然井)还未测定煤层百米钻孔瓦斯自然流量,钻孔流量衰减系数。根据煤层的透气性系数范围,该矿井目前虽尚未进行煤层透气性及钻孔瓦斯流量衰减系数测定,根据煤层的透气性系数范围,预计煤层百米钻孔瓦斯自然流量为0.1-1.05m3/min.hm,钻孔流量衰减系数为0.02-0.15d-1;
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第二节 瓦斯储量
1、瓦斯储量计算范围
瓦斯储量计算范围包括井田范围内各可采煤层、可采煤层开采影响范围内的不可采煤层及围岩所赋存的瓦斯总量,其中,围岩瓦斯储量据测定资料取或按煤层瓦斯储量的10%~15%估算。
2、瓦斯储量
瓦斯储量计算公式为:Wk = W1 + W2 +W3 式中:W1——可采煤层瓦斯储量的总和,万m;
n
W1=∑ A1iX1i
i=1
3
A1i——每一个可采煤层的煤炭储量,万t; X1i——每一个可采煤层相应的瓦斯含量,m3/t;
W2——可采煤层采动影响范围内的不可采邻近煤层的瓦斯储量总和,万m3
n
W2=∑ A2iX2i
i=1
A2i——可采煤层采动影响范围内每一个不可采邻近煤层的煤炭储量,万t;
X2i——可采煤层采动影响范围内每一个不可采邻近煤层相应的瓦斯含量,m3/t; 因为地质报告没有提供不可采煤层的地质储量,因此受采动影响后能够向开采空间排放的各不可采煤层的瓦斯储量无法计算。
W3——围岩瓦斯储量,万m3。据测定资料取,或按可采煤层瓦斯储量与受采动的不可采邻近煤层的瓦斯储量之和的5%~20%估算,取10%。
因此,维六采区(自然井)参加瓦斯储量计算的煤层有5-3#、12-1#、17-1#、19#煤层,经计算,矿井煤层瓦斯储量为2056.348万m3,围岩瓦斯储量为205.635万m3,共为2261.983万m3。
矿井瓦斯储量见表2-2-1。
表2-2-1 维六采区(自然井)瓦斯储量计算表
序号 1 煤层 各煤层 储量 (万吨) 28.3 各煤层 瓦斯含量(m/t) 4.3 3瓦斯储量(万m) 煤层 瓦斯储量 121.69 围岩 瓦斯储量 12.169 合计 133.859 35-3 17
2 3 4 12-1 17-1 19 合计 31.5 54.4 225.1 339.3 5.12 3.22 7.1 161.28 175.168 1598.21 2056.348 16.128 17.517 159.821 205.635 177.408 192.685 1758.031 2261.983 第三节 瓦斯可抽量
矿井瓦斯可抽量是指瓦斯储量中在当前技术水平能被抽出来的最大瓦斯量。根据《煤矿瓦斯抽采设计规范》GB50471-2008,可按下式概算: 可抽瓦斯量=瓦斯储量×可抽系数
可抽系数=K1×K2×K3=0.8×1.2×35%=0.336 瓦斯涌出程度系数K1=0.8
负压抽采时的抽采作用系数K2=1.2 矿井瓦斯抽采率K3=35%
可抽瓦斯量=2261.983×0.336=760.03(万m3)
维六采区(自然井)煤层的瓦斯可抽量为760.03万m3,这为瓦斯抽放提供了较为充足的资源条件。
第四节 矿井瓦斯涌出量
一、煤层瓦斯含量
贵州省煤田地质局地质勘察研究院2003年10月提交的《贵州省盘县雨谷井田煤矿勘探地质报告》(响水矿井一期)提供了相应的煤层原始瓦斯含量资料,并作了相应的分析。根椐报告显示,雨谷井田内测定的各主采煤层的瓦斯含量0.14~18.65ml/g·r。井田内各煤层瓦斯分析成果汇总见表2-4-1
井田内各煤层瓦斯含量分析成果汇总表2-4-1
瓦斯变化梯度 (ml/g·r)/100m 6.79 5.62 煤层编号 采样深度 (m) 瓦斯含量 (ml/g·r) 5-3# 12-1# 413.55~684.55 587.87~739.30 4.0~25.06 5.0~15.54 18