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
q2＝?hi mi（Xi－Xki）（1－）????????????(2－10)
hpme式中 mi—第i邻近层厚度，m；
me—开采层开采厚度，m；
Xi—第i个邻近层的原始瓦斯含量，m3/t； Xki—第i个邻近层残余瓦斯含量，m3/t； hi—第i个邻近层至开采层的距离，m； hp—受采动影响的瓦斯排放带范围,取hp＝40m。 二
1
煤层开采后，对其有影响的上邻近层二
3
煤层，它到二
1
煤层的距
离为15m。二3层平均厚度为0.44m, 11011和12011工作面的二1煤层开采高度分别为4.57m和4.63m。
根据公式（2-10），则： 11011工作面邻近层瓦斯涌出量为：
q2＝
0.4415(9.76?3.19)(1?)＝0.40m3/t； 4.57400.4415(9.76?3.19)(1?)＝0.39m3/t。 4.634012011工作面邻近层瓦斯涌出量为：
q2＝
3、回采工作面瓦斯涌出量
回采工作面瓦斯涌出量按照下式计算：
Q1＝q1＋q2 （2-11） 回采工作面的瓦斯涌出量计算结果如下： 11011回采工作面的Q1=9.82+0.40=10.22m3/t； 12011回采工作面的Q1=3.69+0.39=4.08 m3/t。
2.4.2 掘进工作面瓦斯涌出量计算
掘进工作面绝对瓦斯涌出量按下式计算：
q掘＝q煤＋q壁 （2-12）
式中：
q掘——掘进工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min；
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q煤——落煤瓦斯涌出量，m3/min； q壁——煤壁瓦斯涌出量，m3/min； 落煤瓦斯涌出量由下式计算：
q煤＝SVγ(X－Xc) （2-13） 式中：
S——煤巷掘进断面积，新义矿掘进巷道断面积为11.73m2； V——掘进速度，m/min，V取0.0046m/min； γ——煤的密度，t/m3，取1.46 t/m3。
有上式可得，11011工作面上、下顺槽落煤瓦斯涌出量为0.76 m3/min，12011工作面上、下顺槽落煤瓦斯涌出量为0.22m3/min。
煤壁瓦斯涌出量由下式计算： Q1-1=D·V·q0(2L式中：
Q1-1—掘进巷道煤壁瓦斯涌出量，m3/min；
D—巷道断面内暴露煤面的周边长度，m,对于薄及中厚以上煤层，
D=2m0, m0为煤层厚度。
V—巷道平均掘进速度，m/min； L—巷道长度，m；
q0—暴露煤壁初始瓦斯涌出强度，m3/min·m2 ，按下式计算： Q0＝0.026[0.0004(Vr)2＋0.16]X （2-15） 式中：
Vr——煤的挥发份，%。
则11011掘进巷道煤壁瓦斯涌出量为2.18 m3/min，落煤瓦斯涌出量为0.76 m3/min，煤巷掘进工作面瓦斯涌出量约为2.94m3/min；12011掘进巷道煤壁瓦斯涌出量为1.00m3/min，落煤瓦斯涌出量为0.22 m3/min，煤巷掘进工作面瓦斯涌出量约为1.22m3/min。
V-1) （2-14）
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2.4.3 生产采区瓦斯涌出量
生产采区瓦斯涌出量系指采区内所有回采工作面，掘进工作面（巷道）和生产采空区瓦斯涌出量之和，按下式计算：
Q3＝K(?q2i?Ai?1440?q1i)/A0i （2-16）
i?1i?1nn式中：
Q3 —生产采区瓦斯涌出量，m3/t；
K—生产采区采空区瓦斯涌出系数， K值为1.20； q2i—第i个回采工作面的瓦斯量，m3/t； Ai—第i个回采工作面的平均日产量，t/d；
q1i—第i个掘进工作面（巷道）的瓦斯涌出量，m3/min；
A0i—生产采区回采煤量和掘进煤量之总和，t/d；
按照新义矿初步设计资料，11采区布置一个工作面，设计生产能力为0.36Mt/a，12采区布置一个工作面，设计生产能力为0.86Mt/a，新义矿11采区和12采区的瓦斯涌出量为：
11采区：相对瓦斯涌出量为18.8 m3 /t，绝对瓦斯涌出量为17.23 m3 /min； 12采区：相对瓦斯涌出量为5.79 m3 /t，绝对瓦斯涌出量为12.7m3 /min；
2.4.4 矿井瓦斯涌出量
矿井瓦斯涌出量依各个时期的矿井配采安排不同而异。为确定矿井最大时期瓦斯涌出量，按《矿井瓦斯涌出量预测方法》（AQ1018-2006）预测矿井瓦斯涌出量，其计算式为：
k矿??q采区?Aii?1nnq矿? …… (2-17)
?Ai?1i式中：
q矿——矿井瓦斯涌出量，m3/t； q采区i——第i采区瓦斯涌出量，m3/t；
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A i——第i采区日平均煤炭产量，t；
k矿——矿井内老空区瓦斯涌出系数，一般为1.15～1.25，取1.20。 由此可得，新义矿矿井相对瓦斯涌出量为11.55 m3/t，绝对瓦斯涌出量为35.9m3 /min
2.5 瓦斯抽放的必要性
瓦斯抽放旨在保障矿井安全生产，同时也是解决瓦斯问题的基本手段。众所周知，加强通风是处理瓦斯的最有效方法，而当瓦斯涌出量大于通风所能解决的瓦斯涌出量时就应当采取抽放瓦斯措施，对于局部区域的瓦斯超限（如上隅角等），采用通风方法可能无法解决瓦斯问题或采用通风方法不合理时，也必须采取瓦斯抽放措施。
根据《煤矿安全规程》（2006）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、《煤矿瓦斯抽放规范》（AQ1027-2006）第4.1条、《煤矿瓦斯抽采基本指标》（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。
新义矿主采煤层为二1煤层，矿井设计年产量120万t/a，经河南理工大学煤矿安全工程技术研究中心鉴定为煤与瓦斯突出矿井，二
1
煤瓦斯含量在
8.38~12.84m3/t之间。位于新义矿浅部的新安矿、与新义矿相邻的孟津矿和义安矿业有限公司的二1煤层都已发生过煤与瓦斯突出煤层，显然，新义矿建立抽放系统是必要的。
根据《矿井瓦斯抽采管理规范》（煤安字[1997]第189号）第10条和《煤矿
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瓦斯抽放规范》（AQ1026-2006）第4.2条规定，建立永久瓦斯抽采系统的矿井，应同时具备下列2个条件：
（1）瓦斯抽采系统的抽采量可稳定在2m3/min以上；
（2）瓦斯资源可靠、储量丰富，预计瓦斯抽采服务年限在5年以上。 根据河南省煤炭工业管理局文件（豫煤安[2007]1号），高、突矿井以及低瓦斯矿井高瓦斯区域必须健全瓦斯抽采系统，突出矿井和瓦斯绝对涌出量在40m3/min以上的矿井必须建立地面瓦斯抽采系统。
新义矿主采煤层二1煤层为煤与瓦斯突出煤层，矿井为煤与瓦斯突出矿井，因此矿井抽采系统应选择地面固定瓦斯抽采系统。
2.6 瓦斯抽放的可行性
根据《矿井瓦斯抽采管理规范》（煤安字[1997]第189号）第19条、《煤矿瓦斯抽放规范》（AQ1027-2006）第7.2.1条的有关规定，衡量未卸压的原始煤层瓦斯抽放可行性指标有：煤层透气性系数（λ），钻孔瓦斯流量衰减系数（α）。按λ、α判定本煤层瓦斯抽放可行性标准如表2-5所示。
表2-5 本煤层预抽瓦斯难易程度分类表
抽放难易程度 容易抽放 可以抽放 较难抽放 钻孔瓦斯流量衰减系数 α（d-1） <0.003 0.003～0.05 >0.05 煤层透气系数 λ（m2/MPa2·d） >10 10～0.1 <0.1 目前，新义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。临近矿井义安矿测定的透气性系数为0.0052-0.0083m2/(MPa2·d)之间，钻孔瓦斯流量衰减系数为：0.280-0.878d-1之间。结合新义矿煤层特软、煤厚变化大、煤层透气性差的实际情况，可以断定，新义矿二1煤属于较难抽放煤层(表2-5)，需要采取其他辅助技术措施强化瓦斯抽放。
结合新义矿二1煤层为煤与瓦斯突出煤层的实际情况，同时考虑开采过程中采空区和邻近层瓦斯的涌出等因素，综合未卸压区和卸压区两种瓦斯来源，新义矿建立地面固定瓦斯抽采系统是可行的。
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