4、矿井瓦斯涌出量计算
q矿=qf+qj+qk=10.59+0.187+0.809=11.586m3/t 则矿井绝对瓦斯涌出量按日产量455t/d计算 q掘=q相T/1440=11.586×455/1440=3.66m3/min 式中:q掘——绝对瓦斯涌出量,m3/min;
q相——矿井相对瓦斯涌出量,m3/t; T——矿井最大日产量,t/d; 经上述计算得q绝=3.66m3/min。
根据上述计算结果,矿井相对瓦斯涌出量预测值(含回采面瓦斯涌出量、掘进面瓦斯涌出量、采空区瓦斯涌出量)为11.586m3/t,绝对瓦斯涌出量为3.66m3/min。其中本煤层瓦斯涌出量占80%,邻近层瓦斯涌出量占20%。
㈢ 抽放瓦斯的必要性和可能性 1、抽放瓦斯的必要性 ⑴ 相关规定要求
根据《煤矿安全规程》第一百四十五条规定:有下列情况的矿井,必须建立地面永久瓦斯抽放系统或井下临时瓦斯抽放系统:
① 一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或一个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m3/min,用通风方法解决瓦斯有问题不合理的。
② 矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的: A、大于或等于40m3/min;
B、年产量1.0~1.5Mt的矿井,大于30m3/min; C、年产量0.6~1.0Mt的矿井,大于25m3/min; D、年产量0.4~0.6Mt的矿井,大于20m3/min;
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E、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。
根据贵州省安全生产监督管理局、贵州煤矿安全监督局、贵州省煤炭管理局文件(黔安监管办字?2007?345号)关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见,++煤矿按照煤与瓦斯突出矿井设计,必须建立地面永久瓦斯抽放系统。
⑵ 瓦斯涌出治理需要
绝对瓦斯涌出量与矿井生产产量有关系,++煤矿设计生产能力150kt/a,全矿布臵一个回采工作面、两个煤巷掘进工作面,矿井绝对瓦斯涌出量可达到3.66m3/min。根据矿井通风能力计算,工作面风流能够稀释一部分瓦斯涌出量,剩余的瓦斯涌出量必须由瓦斯抽放系统进行抽放排除。
⑶ 综合利用需要
瓦斯是一种优质、洁净的能源,将抽出的瓦斯加以利用,可以变废为宝,改善能源结构,保护矿区环境,取得显著的经济效益和社会效益。根据前面的计算,矿井的瓦斯储量为32.75Mm3,可抽瓦斯量约为9.96Mm3,矿井瓦斯资源比较丰富。因此,从煤层气资源开发利用和环保的角度看,建立瓦斯抽放系统进行瓦斯抽放,还具有一定的社会、经济效益。
综上所述,从防治煤矿瓦斯灾害的需要和资源利用的角度考虑,该矿采用地面固定瓦斯抽放系统进行适当的瓦斯抽放是有必要的。
2、抽放瓦斯的可能性 ⑴ 开采层抽放瓦斯的可能性
本煤层瓦斯抽放的可能性主要取决于煤层的自然透气性,其评价
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指标有两个:煤层的透气性系数(λ)和钻孔瓦斯流量衰减系数(α)。由于该矿煤层透气性系数未测定,各煤层预抽瓦斯难易程度还不清楚。应用高压水射流扩孔、深孔控制预裂爆破等方法来进一步提高煤层的透气性系数。适当加大钻孔密度、延长抽放时间等方式来提高和确保抽放效果,本煤层抽放瓦斯也是可行的。
⑵ 邻近层抽放瓦斯的可能性
++煤矿开采的M12煤层与上邻近层M0煤层间距较大,约为60m,M12煤层开采后,相对于M0煤层而言,起不到卸压作用。而M12煤层的下邻近层M13和M14煤层与其间距较小,在8m左右,M12煤层开采后,M13、M14煤层均处于充分卸压区,为邻近层抽采创造了条件。因此,邻近层抽放瓦斯可行。
⑶ 煤层抽放瓦斯难易程度分类
根据《煤矿瓦斯抽放技术规范》MT/T 692-1997,对未卸压的原始煤层,瓦斯抽放的难易程度可划分为三类,详见表3-6。
表3-6 煤层瓦斯抽放的难易程度划分表
钻孔流量衰减系数 煤层透气性系数 分类 -1d m2/MPa2〃d 容易抽放 <0.003 >10 可以抽放 >0.003~0.05 <10~0.1 较难抽放 >0.05 <0.1 由于该矿煤层透气性系数未测定,各煤层预抽瓦斯难易程度还不清楚。但随着矿井抽放系统的建立,瓦斯抽放将长期化、规范化。矿井可在抽放过程中,对抽放技术、工艺、参数进行不断的改进和完善,从而提高抽放效果。
3、抽放瓦斯效果预计 ⑴ 矿井(采区)瓦斯抽放率
矿井(采区)瓦斯抽放率按以下公式计算:
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?k?100QkQk?Qz
式中:?k——矿井(采区)瓦斯抽放率,%;
Qk——矿井(采区)瓦斯抽放量,Mm3/a;
3
Qz——矿井(采区)总回风绝对瓦斯涌出量,Mm
/a。
由以上公式计算,矿井(采区)瓦斯抽放率为10%。根据《煤矿瓦斯抽采基本指标》(AQ1026-200⑥的要求,矿井绝对瓦斯涌出量小于20m3/min时,矿井(采区)瓦斯抽放率不小于25%,本矿井(采区)瓦斯抽放率取25%。
⑵ 矿井瓦斯抽放量
矿井设计生产能力150kt/a,投产时布臵一个采区、一个采煤工作面、两个掘进工作面,抽放率按照25%考虑,通风可以稀释的瓦斯涌出量为40~50%。根据上述基本情况,采用下列公式预计矿井年抽采量。
Qa=Qd×N
式中:Qa——矿井设计年瓦斯抽放量,Mm3/a;
Qd——矿井设计日瓦斯抽放量,经计算得0.005Mm3/d; N——矿井设计年工作日数,d。 Qa=0.005×330 =1.65Mm3
⑶ 瓦斯抽放年限
利用可抽量计算矿井瓦斯抽放年限如下:
A=Q可/Qa
式中:A——瓦斯抽放年限,a;
Qa——矿井设计年瓦斯抽放量,Mm3/a;
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A=9.96÷1.65=6a
第四章 抽放瓦斯方法
㈠ 矿井瓦斯来源分析
1、矿井瓦斯来源及涌出构成
矿井瓦斯的来源一般是:煤层瓦斯、围岩瓦斯以及井田范围内溶洞等孔隙中储存的瓦斯。根据++煤矿地质资料显示,井田内无溶洞存在,因此,矿井瓦斯来源主要是含煤地层中可采煤层和不可采煤层中的瓦斯以及围岩瓦斯构成。
2、回采工作面瓦斯来源和涌出构成
回采工作面瓦斯涌出来源主要包括两部份,即本煤层涌出和邻近层涌出。++煤矿矿界范围内开采煤层为M0、M12、M13、M14四层煤层,首采面布臵在M12煤层。根据各煤层的层间距,开采M12煤层时,M13、M14煤层处于充分卸压区,瓦斯会涌入M12煤层采煤工作面,M0煤层由于间距较远,对M12煤层的瓦斯涌出量影响不大。根据上述瓦斯涌出量预测结果,本煤层瓦斯涌出量占80%,邻近层瓦斯涌出量占20%。
㈡ 抽放瓦斯方法 1、选择抽放方法的原则
矿井瓦斯抽采方法应依据矿井煤层赋存条件、瓦斯基本参数、瓦斯来源、开采顺序、巷道布臵、瓦斯抽采的目的及利用要求等因素确定,并遵循以下原则:
⑴ 尽可能利用开采巷道抽采瓦斯,必要时可设专用瓦斯抽采巷道; ⑵ 能适应煤层的赋存条件及开采技术条件; ⑶ 有利于提高瓦斯抽采率;
⑷ 抽采的瓦斯量和浓度能满足利用要求;
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