矿井瓦斯抽放设计说明书精编版Word下载.docx

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煤质为特低硫、特低磷、中灰份、高发热量的优质无烟煤。

矿井水文地质条件中等。

煤层浅部低瓦斯，深部瓦斯局部富集。

1.3矿井开拓方式

车集煤矿为立井单水平上下山开拓，一个主井、一个副井，南、北两翼各有一个回风立井。

南北翼水平大巷布置在煤层顶板中，标高为-550m。

1.4矿井开拓方式

目前矿井采煤方法以走向长壁采煤法为主，局部采用倾斜或伪斜长壁采煤法，回采工艺采用综采。

1.5矿井通风方式

矿井通风方式为两翼对角式，通风方法为抽出式，工业广场布置主、副井进风，南北风井回风。

南翼风井运行的两台主要通风机型号为G4-73-11No.25D（Ⅰ#、Ⅱ#），配用电机功率为630kw；

北翼风井运行的两台主要通风机型号与南风井一样，配备电机功率630kw。

目前，南翼风井风量6200m3/min，北翼风井风量4500m3/min，矿井总风量10700m3/min。

1.6矿井瓦斯情况

根据2007年矿井瓦斯等级鉴定结果，车集煤矿为低瓦斯低二氧化碳矿井。

车集煤矿矿井瓦斯绝对涌出量为11.53m3/min，矿井相对瓦斯涌出量为2.32m3/t，采区最大瓦斯涌出量为5.86m3/min；

矿井二氧化碳绝对涌出量为11.52m3/min，相对二氧化碳涌出量为2.32m3/t。

但是随着开采深度的增加，车集矿在27采区、26采区、23延伸采区从精查地质报告和实际揭露煤层看，局部地点瓦斯富集。

在一定程度上制约了生产。

2矿井瓦斯抽放的必要性与可行性

我矿随着开采深度的增加，瓦斯涌出量明显增加，其中27采区、26采区均存在瓦斯赋存异常区。

27采区的2707下巷和上巷在掘进期间，虽然使用2×

15对旋风机2台，供风量达700m3/min,同时还采取了煤层注水技术，但是回风流中的瓦斯浓度在割煤期间仍然达到0.4－0.5％之间。

精查地质报告中本采区的5605孔（底板标高-541.34m）瓦斯含量达10.67cm3/g，405孔（底板标高-655.86m）瓦斯含量达14.49cm3/g。

26采区精查地质报告中本采区的1028钻孔（底板标高-901.37m），瓦斯含量达到13.37cm3/g。

1819钻孔（底板标高为-921.63m），当采取二2煤芯时，由于煤中瓦斯含量高，压力增大，结果将煤芯从待卸的煤管中喷出来。

23延深采区根据矿井瓦斯地质图预测，本采区蒋庄向斜区域及采区南部边缘瓦斯含量较高。

精查地质报告中记录上述几个钻孔在取芯时都发生过瓦斯喷出现象。

为贯彻国家安全生产监督管理局”先抽后采,以风定产,监测监控”的安全生产方针,为保证矿井的安全生产，决定对26、27采区进行瓦斯抽放，23延伸采区正在开拓，暂时不考虑瓦斯抽放。

2.1矿井瓦斯涌出量预测结果

根据我矿27、26采区实际瓦斯涌出情况及地质勘探期间27、26采区钻孔瓦斯参数情况和河南理工大学对27、26采区瓦斯测定情况（见表2－1至表2-4），由此可知，26采区和27采区瓦斯含量较高。

河南理工大学27采区瓦斯参数测定情况表2-1

测点位置

孔号

瓦斯含量（m3/t）

瓦斯压力（MPa）

2703上巷车场

1#

10.36

0.42

2#

9.35

0.5

2703下巷车场

11.3

0.48

7.17

2707上巷车场

7.21

0.25

8.85

0.27

2707下巷车场

3.1

0.35

2.11

0.1

2713上巷车场

10.48

0.7

11.89

0.92

27轨道水仓底部

地质勘探期间27采区钻孔瓦斯情况表2-2

5065#

10.67

404#

7.4

405#

14.49

509#

6.77

2.2回采工作面瓦斯涌出来源与构成

三22煤与二2煤相距80米，所以回采工作面瓦斯来源主要是本煤层。

随着开采深度的增加，在二2煤层瓦斯异常区,绝对瓦斯涌出量将超过5m3/min。

2.3瓦斯抽放的必要性

为了更好的贯彻“先抽后采,以风定产,监测监控”的十二字方针，从瓦斯测定参数来看，矿井瓦斯异常区绝对瓦斯涌出量较高,在个别掘进、回采工作面绝对瓦斯涌出量大于3m3/min和5m3/min,单纯靠通风系统来稀释瓦斯比较困难,因此，必须建立瓦斯抽放系统。

2.4瓦斯抽放的可行性

本煤层瓦斯抽放的可行性是指在自然透气条件下进行预抽的可能性.衡量本煤层瓦斯预抽可行性指标有2个：

车集矿煤层透气性系数（λ）为0.2103-2.0109，可以判定车集煤矿二2煤层属于可以抽放煤层。

钻孔瓦斯流量衰减系数（α）为0.0426-0.3653d-1，可以判定二2煤属于可以抽放-较难抽放煤层。

按λ、α和Qj判定本煤层瓦斯抽放可行性标准如表2－5示。

本煤层预抽瓦斯难易程度分类表表2－5

抽放难易程度

钻孔瓦斯流量衰减系数

α（d-1）

煤层透气系数

λ（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

2.5矿井瓦斯储量与可抽量

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，开采二2深部煤层时，根据已经掘进的巷道和地质精查报告中钻孔瓦斯含量进行估算，按每吨煤瓦斯涌出量8m3计算；

二2煤层深部工业储量为3749.3万t，（其中包含23采区-800水平以下部分储量），根据公式

…………………………（2－1）

式中:

Wk-----矿井瓦斯储量，万m3；

C------围岩瓦斯储量系数，取C=1.05；

A-----二2煤层工业储量，万吨；

X------二2煤层平均瓦斯含量，m3/t.

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：

……………………………………（2－2）

Wkc----矿井瓦斯可抽量，万m3；

ηk----矿井瓦斯抽放率，根据煤矿设计规范预计，

取平均值ηk=40%；

Wk----矿井瓦斯储量，万m3。

矿井瓦斯储量和可抽量计算结果如表2－6所示.由表可知，矿井瓦斯储量和可抽取量分别为31494万m3和12598万m3。

表2－6矿井瓦斯储量及可抽取量计算结果

储量类别

煤层

煤炭工业储量

（万吨）

平均瓦斯含量（m3/t）

瓦斯储量

（万m3）

可抽量

开采层

二2

3749.3

8

31494

12598

3矿井瓦斯抽放方案初步设计

3.1抽放方法选择的原则

选择矿井瓦斯抽放方法应根据矿井煤层赋存条件,瓦斯基本参数,瓦斯来源,巷道布置,抽放瓦斯的目的及瓦斯利用等因素来确定,并应遵守以下原则:

（1）.抽放方法应适合煤层赋存状况、巷道布置、地质条件和开采技术条件。

（2）.应根据矿井瓦斯涌出来源及涌出量进行分析,有针对性地选择抽放瓦斯方法,以提高瓦斯抽放效果。

（3）.在满足瓦斯抽放的前提下,应尽可能地利用生产巷道,以减少抽放工程量。

（4）.选择的抽放方法应有利于抽放巷道的布置和维护。

（5）.选择的抽放方法应有利于提高瓦斯抽放效果,降低瓦斯抽放成本。

（6）.瓦斯抽放应有利于钻场,钻孔的施工和抽放系统管网的设计,有利于增加钻孔的抽放时间。

3.2抽放瓦斯方法选择

车集煤矿抽放瓦斯的目的是要把工作面的瓦斯涌出量降低到通风能解决的水平或减轻矿井通风负担。

因此,确定矿井抽放瓦斯的方法为开采煤层抽放（包括开采工作面和掘进工作面抽放）、高位钻孔裂隙抽放和采空区瓦斯抽放等方式。

选择的瓦斯抽放方法如下：

（1）采用预抽和边采边抽相结合的抽放方法抽放回采工作面瓦斯；

（2）掘进工作面采用边掘边抽方法抽放本煤层瓦斯。

3.2.1回采工作面本煤层瓦斯抽放

采用预抽和边采边抽相结合的抽放方法，即：

利用工作面进风巷和回风巷向煤层打平行钻孔预抽本煤层瓦斯，并利用回采工作面前方超前卸压效应边采边抽本煤层瓦斯，以提高煤层瓦斯抽放效率。

钻孔布置方式如图3－1示.

3.2.2掘进工作面瓦斯抽放

掘进工作面抽放瓦斯的方法采用边掘边抽和先抽后掘两种，抽放钻孔布置方式如图3－2和3-3所示。

1、掘进工作面边掘边抽就是：

在煤巷掘进工作面后5m处的巷道两邦各施工一个钻场，钻场的规格应根据巷帮瓦斯抽放钻孔布置的要求,选用钻机的外形尺寸及钻杆长度而定.根据该矿的具体情况,每组钻场在煤巷两侧错开布置,其规格为:

4x4x2m,采用锚网支护，相邻两组钻场之间的间距为40-50m。

在每一钻场内,沿走向布置3个边掘边抽钻孔,即左,右钻场各三个,孔深60m左右。

钻孔布置参数如下：

钻孔长度60m；

钻孔直径∮89mm；

相邻孔间夹角3°

～5°

；

钻场间距50m；

钻场内钻孔数3个；

封孔深度5m；

封孔方式马丽散封孔。

图3－2

图3－2掘进工作面边掘边抽瓦斯钻孔布置示意图

2、掘进工作面先抽后掘就是在煤巷掘进工作面向前方煤层施工扇形钻孔,每个循环6-9个钻孔,钻孔深度15-20m,每个循环间距10-15m,预计抽放时间为3小时以上，或根据瓦斯涌出量的大小，适当增加或减少抽放时间，钻孔终孔点分别距离巷道中心线0m，1m和2.5m.

钻孔布置的原则就是保证将钻孔布置在煤层内,钻孔倾角与巷道底板平行或根据煤层的厚度向上或下倾斜，当掘进工作面抽放钻孔数量较多时,为扩大钻孔覆盖范围,抽放钻孔应以巷道中线为基准,向周围煤体呈放散状排列,以提高抽放效果。

图3－3

3.2.3采空区瓦斯抽放

在回采的过程中，随着采空区面积的不断增大，采空区内积聚的大量瓦斯，在开采过程中会向工作面涌出,而且在工作面采完密闭后也仍有瓦斯涌出。

所以在工作面隅角进行插管抽放也是必要的。

3.2.4抽放量预计及抽放服务年限

由于矿井瓦斯抽放方式为采空区抽放、边采边抽和边掘边抽，瓦斯抽放服务年限与采区生产服务年限相同。

3.2.4.1回采工作面本煤层预抽量预计

对于回采工作面，回采前打顺层钻孔进行预抽，回采时高位钻孔和采空区抽放同时进行。

回采工作面瓦斯涌出量预测

预测方法如下：

q总=q1+q2+q3

式中：

q总——工作面瓦斯涌出总量m3/t

q1——开采层瓦斯涌出量m3/t