义马煤业（集团）有限责任公司新义煤业限公司瓦斯抽放初步设计
2 矿井瓦斯抽放的必要性与可行性
2.1 瓦斯基础参数
在地勘期间矿井共采取瓦斯样11个，全部采用解析罐采取，其值见表2-1。根据瓦斯分析资料，在-200m水平以下属于沼气带，沼气成分大于80％，瓦斯含量为2.21~9.80m3/t，平均为5.39m3/t。
表2-1 新义矿地勘期间测定的二1煤层瓦斯含量
钻孔 孔号 01013 01015 0501 0802 0904 11012 11015 1201 1203 1301 15011 瓦斯成分（％） CO2 8.52 21.23 7.23 12.33 4.59 1.48 3.76 5.80 6.52 2.87 1.40 CH4 88.33 23.53 74.57 80.33 88.33 94.69 94.79 85.24 24.67 79.56 97.27 N2 3.15 55.24 8.13 7.34 2.53 3.83 1.45 3.46 62.83 9.24 1.33 瓦斯含量 Mad 3（m/t.燃） （％） 7.42 0.30 3.33 5.20 7.00 8.73 5.15 6.76 2.21 3.42 9.80 0.47 － 0.74 0.90 0.98 － － 0.47 0.6 0.64 － Ad （％） 24.00 10.92 18.10 17.10 11.35 22.77 19.20 9.52 12.68 17.55 15.14 Vd （％） 14.90 － 16.58 13.40 13.81 － － 11.67 11.35 13.10 － 在矿井基本建设期间，新义矿与河南理工大学合作进行了矿井煤与瓦斯突出危险性鉴定工作，二1煤层和二3煤层被鉴定为突出煤层，鉴定工作实施期间对二1煤层的瓦斯含量和瓦斯压力进行了测定，其测定结果如表2-2和2-3所示。由所测结果来看：二1煤瓦斯含量在8.38~12.84m3/t之间，最大为12.84m3/t。
矿井在基本建设期间在巷道掘进中遇见了二3煤层，在进行矿井煤与瓦斯突出危险性鉴定期间同时测定了二3煤的瓦斯含量，由于二3煤揭露点很少，井下测定条件有限，二3煤瓦斯含量仅测定了一套，其值为9.76m3/t。
表2-2 新义矿二1煤层瓦斯压力直接测定结果
编号 1# 地 点 东大巷第一检修硐室内 封孔方式 聚胺脂、 水泥沙浆 孔深 封孔长倾角 （m） 度（m） （°） 16.5 11.5 90 实测压力（MPa） 0.52 7
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聚胺脂、 水泥沙浆 聚胺脂、 水泥沙浆 聚胺脂、 水泥沙浆 聚胺脂、 水泥沙浆 聚胺脂、 水泥沙浆 聚胺脂、 水泥沙浆 聚胺脂、 水泥沙浆 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 炸药库东口距运输大巷6m处 西胶带大巷绞车房内 距炸药库东口94m处壁坎内 距第一车场口4m前正头 东回风大巷距开口262m（距正头10m） 首采工作面回风石门开口向里2m（读数尚未稳定） 首采工作面回风石门开口向里7m（读数尚未稳定） 14.8 20.4 10.6 15.1 27.2 15.2 20.25 11.4 16.4 7.5 8.7 11.3 11.0 18.0 90 90 90 70 90 -83 -30 0.72 4.80 0.78 0.56 1.1 0.5 0.3 表2-3 新义矿煤层瓦斯含量
测定地点 MadAad （％） （%） 1.3 1.０ 1.46 1.27 1.16 2.38 4.38 0.65 0.79 13.3 13.5 15.27 14.98 16.02 14.22 14.77 19.42 27.99 Vf （%） 13.53 13.65 13.06 14.22 13.97 14.08 14.85 11.91 12.50 瓦斯成分（%） CH4 91.42 N2 7.12 O2 1.46 3.45 2.17 1.82 1.78 0.08 0.22 1.77 0.93 原煤瓦斯含量 (m3/t) 12.84 9.76 9.53 8.38 8.46 10.87 9.95 10.23 8.73 -305m水平西翼胶带运输巷 -305m水平西翼胶带运输巷(二3煤) 东回风大巷距回风石门中线135.3m 东轨道大巷炸药库口以里87.5m 东轨道大巷距回风联络巷口52.3m 11011工作面轨道上山距东轨大巷19.4m 东轨道大巷距回风联络巷口150m 11011面轨道顺槽开口向里11m 东回风大巷距11011面回风石门51m 67.29 29.26 85.28 12.55 90.26 90.56 99.11 98.70 7.92 7.66 0.81 1.08 85.84 12.39 85.37 13.70 2.2 矿井瓦斯储量
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，应为矿井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。矿井瓦斯储量计算公式如下：
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W = W1 + W2 + W3 式中 W—矿井瓦斯储量，万m3；
??????????????（2-1）
W1—可采煤层的瓦斯储量总和，万m3；
W1??A1i?X1ii?1
n ??????????????（2-2）
1i
A—矿井每一个可采煤层的煤炭储量，万t；
X1i—矿井每一个可采煤层的瓦斯含量，m3/t；
W2—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，万m3；
W2?
?Ai?1m2i?X2i ??????????????（2-3）
A2i—受采动影响后能够向开采空间排放瓦斯的不可采煤层的地质储量，万
t；
X2i—受采动影响后能够向开采空间排放的不可采煤层的瓦斯储量，m3/t； W3—受采动影响后能够向开采空间排放的围岩瓦斯储量，万m3，实测或按下式计算：
W3=K（W1+W2） ???????????????（2-4） K—围岩瓦斯储量系数，一般取K=0.05～0.20。
考虑到新义煤矿主采煤层为二1煤，其它煤层皆不可采，故纳入矿井瓦斯储量计算为二1煤层和围岩（含煤线）的瓦斯储量，可按如下公式计算：
Wk?C?A?X ??????????????（2-5）
式中 Wk—矿井瓦斯储量，万m3；
C—围岩瓦斯储量系数 ，取C = 1.1； A—二1煤工业储量， A=22729万t； X—二1煤平均瓦斯含量，X=12.84 m3/t。
由此可得，新义矿的矿井瓦斯储量为291840.36万m3。
2.3 矿井瓦斯可抽量
为计算矿井的瓦斯可抽量，需首选确定矿井的瓦斯抽采率。瓦斯抽采率可根据煤层瓦斯抽采难易程度、瓦斯涌出情况、采用的瓦斯抽采方法等因素综合确定，
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也可参照邻近矿井或条件类似矿井数值选取。
根据《矿井瓦斯抽采管理规范》（煤安字[1997]第189号）第28条、《矿井瓦斯抽放规范》（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》（2006）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%。
根据新义矿二1煤层的实际情况，采煤工作面瓦斯预抽率设计为30%，矿井瓦斯抽采率设计为30%。
矿井瓦斯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：
W??k?Wk kc ??????????????（2-6） 式中：
Wkc—矿井瓦斯可抽量，万m3；
ηk—矿井瓦斯抽采率，按照义马矿区生产矿井和新义煤矿的现状预计，ηk =25～35%，取平均值ηk = 30%； Wk—矿井瓦斯储量，万m3。
由此可得新义矿的瓦斯可抽量为87552.1万m3。
2.4 矿井瓦斯涌出量预测
2.4.1回采工作面相对瓦斯涌出量计算
1、开采煤层（包括围岩）瓦斯涌出量
mq1?k1?k2?k30??X0?X1? （2-7）
m1式中 q1——开采煤层（包括围岩）相对瓦斯涌出量，m3/t；
k1——围岩瓦斯涌出系数，对于陷落法顶板管理的工作面，取k1=1.3； k2——工作面丢煤瓦斯涌出系数，其值为工作面回采率的倒数，工作面回采率按85%，则k2=1.18；
k3——顺槽掘进预排瓦斯对工作面煤体瓦斯涌出影响系数，采用长壁后退式回采时，系数k3按下式确定：
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k3?L?2h （2-8） LL——回采工作面长度，m；
h——巷道瓦斯预排等值宽度，m，取h=10m； m0——煤层厚度，m； m1——煤层采高，m；
X0——煤层原始瓦斯含量，m3/t； X1——煤的残存瓦斯含量，m3/t。
根据新义矿防治煤与瓦斯突出总体设计提供的资料，新义矿二
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煤的挥
发分含量为13.56%，水分为1.3%，灰分为13.3%。根据表2-3，利用插值法计算纯煤的残存瓦斯含量Xc'为3.74m3/t，由于表2-4中Xc'值为每一吨（即可燃基）的瓦斯残存瓦斯含量，所以需要按公式（2-9）换算成原煤的残存瓦斯含量：
XC =式中：
XC —原煤残余瓦斯含量，m3/t；
Aad—原煤中灰分含量，%；
Wad—原煤中水分含量，%。
根据公式（2-9）将纯煤的残存瓦斯含量Xc'转换为原煤的残存瓦斯含量Xk＝3.19m3/t。
表2-4 纯煤的残存瓦斯含量
煤的挥发分（%） 纯煤残存瓦斯含9～6 量（m3/t.r） 6～4 4～3 3～2 2 2 2 6～8 8～12 12～18 18～26 26～35 35～42 42～50 100?Aad?Wad?Xc'm3/t?????????????? (2-9)
100根据开采层瓦斯涌出量计算公式（2-7）预测新义矿回采工作面开采层瓦斯涌出量，经计算，11011工作面开采煤层瓦斯涌出量为9.82m3/t，12011工作面开采煤层瓦斯涌出量为3.69 m3/t。
2、邻近层瓦斯涌出量按下式进行计算：
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