抽放能力核定报告.docx

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抽放能力核定报告

重庆市永川区协合煤业有限公司

矿井抽采能力核定报告

2019年度

协合煤矿矿井抽采能力核定报告

一、矿井基本情况

1、煤层：

（1）井田内可采煤层为k2、k5、k6、k8煤层。

（2）可采储量及服务年限

协合煤矿按照重庆市煤炭工业管理局验收（渝煤综合[2011]336号）煤矿设计生产能力为180kt/a。

2、开拓部署基本情况

（1）开拓方式

矿井采用斜井开拓方式。

（2）采区划分及开采顺序

根据矿井煤层赋存特点，将四个煤层划分为中、外两组煤，外组煤是k2、k5、k6三个煤层，中组煤是k8一个煤层。

分别在外组煤层和中组煤层中布置大巷进行开采。

3、瓦斯赋存及瓦斯等级鉴定基本情况

重庆市永川区协合煤业有限公司2018年度计算出矿井最大相对瓦斯涌出量34.0m3/t，最大绝对瓦斯涌出量13.043m3/min，最大相对二氧化碳涌出量为16.482m3/t，最大绝对二氧化碳涌出量为2.911m3/min，该矿井为高瓦斯矿井。

二、瓦斯抽采系统现状

协合煤矿设置有地面瓦斯抽放泵站，安设2BE1-355-1型水环式真空抽放泵2台高负压抽放泵站，一台工作，一台备用，电机功率90KW，吸气量60m3/min；抽放管路从抽放泵站沿人行斜井至+60m水平为315mmPVC管，干管路采用250mmPVC管，支管路采用108mmPVC管。

三、矿井瓦斯抽采系统能力核定

根据现场核定时收集的资料来估算矿井瓦斯涌出量。

矿井风排瓦斯量：

qcf＝Q排×q排

＝4200×0.24%

＝10.08m3/min

式中：

qcf—矿井风排绝对瓦斯量，m³/min，;

Q排—总排风量，实测为4200m³/min，

q排—总回风巷瓦斯浓度%，实测为0.24%，

矿井瓦斯抽采量：

现场瓦斯监测装置显式数字为，高负压抽采量为：

2.8m³/min，故矿井相对瓦斯涌出量

q绝＝qcf+qcC

＝10.08+2.8＝12.88m³/min

q相＝12.88×330×1440/180000＝34.m³/t

矿井瓦斯抽采系统能力核定按矿井瓦斯抽采泵站能力和抽采主管道系统能力分别核定，取小值。

1．按矿井瓦斯抽采泵站装机能力核定

按式

（1）计算核定年产量：

（1）

＝{0.24%×4200+[（60×28%×0.8）/2×（97-3.2）/101.325]}×330×1440×10－4/34

＝19万t/a

式中A1—按矿井瓦斯抽采系统能力核定的年产量，万t/a；

Qbe—单台矿井瓦斯抽采泵装机抽采混合量的能力，45m3/min；

q—矿井相对瓦斯涌出量，34m3/t;

C1—矿井总回风巷瓦斯浓度0.24%；

C2—单台矿井瓦斯抽采泵年平均抽采瓦斯浓度28%；

—当地大气压力，97kPa；

—标准大气压力，101.325kPa；

—单台运行泵的年均运行负压，43.2kPa；

Qf—矿井最大总回风风量。

有多个回风系统的，取所有回风巷风量的总和，4200m3/min；

2.0—抽采泵富裕系数；

k—抽采系统工况系数。

按实际考察取值，一般取≤0.8。

2．按矿井瓦斯抽采主管道系统能力核定

按式

（2）计算核定年产量：

（2）

＝{0.24%×4200+（0.315/0.1457）2×10×28%/1.4×（97-43.2）/101.325}×330×1440×10－4/34

＝21万t/a

式中D—每套抽采主管道系统瓦斯管实际内径，m；

v—每套管道中混合瓦斯的经济流速，m/s，一般取v=5～12m/s。

k—富余系数，一般取1.2～1.8。

按照实际考察管道内气体的流速取值，管道内流速大时取大值，流速小时取小值。

经计算比较，核定最小生产能力为19万t/a。

2、按矿井实际抽采瓦斯量核定

矿井上年度实际抽采瓦斯量核定年产量按式（3）计算：

（3）

={0.24%×4200+1860000/365/1440}×330×1440/34×10－4

＝19万t/a

式中A2—按矿井实际抽采瓦斯量核定年产量，万t/a；

Qs—矿井2018年度实际抽采瓦斯量，186万m3；

k—矿井超前抽采系数，取1。

q0—预开采区域瓦斯含量最大煤层应抽瓦斯吨煤含量，m3/t。

3、按矿井满足防突要求预抽瓦斯量核定

必须保证突出煤层预抽后煤层瓦斯含量或瓦斯压力满足防突要求，核定年产量按（4）式计算：

（4）

式中A3—按满足矿井防突要求核定的年产量，万t/a；

wi—核定区域内煤层的最大瓦斯含量，m3/t；

wc—抽采后满足防突要求的残余瓦斯含量，一般取≤8m3/t，如大于8m3/t时，按实际考察取值（需有相应鉴定证明），m3/t；

K—矿井回采率，%。

Qy—矿井年实际预抽瓦斯量，m3；

y—邻近层和围岩瓦斯储量系数，取1.2；

m—核定区域内无需抽采煤层或非突煤层中的采煤工作面个数。

按照《煤业安全规程》、《防治煤与瓦斯突出规定》等规定确定核定区域允许生产采煤的最多工作面个数；

j—矿井掘进出煤系数，取1.1~1.2；

lbi—第i个采煤工作面平均长度，m；

hbi—第i个采煤工作面煤层平均采高，m。

放顶煤开采时为采放总厚度；

ρbi—第i个采煤工作面的原煤视密度，t/m3;

vbi—第i个采煤工作面平均日推进度，m/d;

ηbi—第i个采煤工作面回采率，%。

按矿井实际回采率取值。

本矿井为高瓦斯矿井，不计算满足防突要求预抽瓦斯量。

4、按矿井瓦斯抽采率核定

按式（5）计算核定年产量：

（5）

=330

1440/10000

18/34

=25万t/a

式中A4—按矿井瓦斯抽采率核定年产量，万t/a；

Q—瓦斯抽采达标允许最大矿井绝对瓦斯涌出量，m3/min；取18

瓦斯抽采达标允许的最大矿井绝对瓦斯涌出Q，按表1取值，具体数值可采用线性插值法计算得到。

表1达标允许最大矿井绝对瓦斯涌出量

矿井瓦斯抽采率η/%

达标允许最大矿井绝对瓦斯涌出量Q/m3/min

η＜35

Q＜20

35≤η＜40

20≤Q＜40

40≤η＜45

40≤Q＜80

45≤η＜50

80≤Q＜160

50≤η＜55

160≤Q＜300

55≤η＜60

300≤Q＜500

η≥60

Q≥500

瓦斯抽采达标生产能力验证方法

5、按矿井允许生产工作面个数、采煤工作面瓦斯抽采达标生产能力进行验证，按式（6）进行计算：

（6）

=545

1.2

330/10000

=22万t/a

式中B—瓦斯抽采达标生产验证能力，万t/a。

计算结果取整；

B1—矿井采煤工作面的瓦斯抽采达标生产能力，t/d；

j—矿井掘进出煤系数，取1.1~1.2。

矿井采煤工作面的瓦斯抽采达标生产能力是所有达标采煤工作面产量之和，单个采煤工作面的瓦斯抽采达标生产能力按Bbi、Bci和Bdi选取小值。

矿井采煤工作面瓦斯抽采达标生产能力B1按照式（7）计算：

（7）

=2×165

=310t

式中Bbi—第i个采煤工作面日产量，t/d；

Bci—第i个采煤工作面抽采达标时允许工作面最大日产量，单位为t/d；

Bdi—第i个采煤工作面回风瓦斯浓度达标的工作面最大日产量，t/d；

n—核定的采煤工作面个数。

按照《煤业安全规程》、规定确定矿井允许生产采煤的最多工作面个数，取2。

1、采煤工作面日产量计算

按式（8）计算:

（8）

=120×0.5×1.45×2×95%

=165t/d

式中lbi—第i个采煤工作面平均长度，m；

hbi—第i个采煤工作面煤层平均采高，m。

放顶煤开采时为采放总厚度；

ρbi—第i个采煤工作面的原煤视密度，t/m3；

vbi—第i个采煤工作面平均日推进度，m/d；

ηbi—第i个采煤工作面回采率，%。

按矿井实际回采率取值。

6、采煤工作面瓦斯抽采达标生产能力计算

（1）对瓦斯涌出量主要来自于开采层的采煤工作面，瓦斯抽采达标生产能力Bci应以表2中煤层可解吸瓦斯量对应的工作面日产量计算，可采用线性插值法计算得到。

表2采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯量对应的工作面日产量

可解吸瓦斯量

/m3/t

抽采达标时允许工作面日产量Bc/t/a

7.0＜

≤8.0

≤1000

6.0＜

≤7.0

2500～1001

5.5＜

≤6.0

4000～2501

5.0＜

≤5.5

6000～4001

4.5＜

≤5.0

8000～6001

4.0＜

≤4.5

10000～8001

≤4.0

>10000

（2）对瓦斯涌出量主要来自于邻近层或围岩的采煤工作面，按照表3工作面瓦斯抽采率对应的瓦斯涌出量计算的工作面瓦斯抽采达标生产能力Bci按式（9）计算。

（9）

式中Qci—第i个采煤工作面达标允许最大工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min。

根据工作面瓦斯抽采率按表3取值，按线性插值法计算得到；

qci—第i个采煤工作面相对瓦斯涌出量，m3/t。

表3采煤工作面瓦斯抽采率应达到的指标

工作面抽采率N/%

工作面绝对瓦斯涌出量Qc/m3/min

20≤N＜30

5≤Q＜10

30≤N＜40

10≤Q＜20

40≤N＜50

20≤Q＜40

50≤N＜60

40≤Q＜70

60≤N＜70

70≤Q＜100

70≤N

100≤Q

经资质单位鉴定，工作面采前煤层可解吸瓦斯量最大值为0.5m3/t≤4m3/t，允许工作面日产量为>10000t。

3、采煤工作面回风瓦斯浓度达标生产能力计算

按照采煤工作面风速不得超过4m/s，回风流中瓦斯浓度不得超过1%验证采煤工作面瓦斯抽采达标生产能力Bdi，Bdi按式（10）计算。

（10）

=1440

1%

180/3.14

=825.5t/d

式中Qfci—第i个采煤工作面满足工作面风速要求的最大供风量，m3/min；

Qci—第i个采煤工作面相对瓦斯涌出量（不包含已抽采瓦斯量），m3/t。

四、瓦斯抽采达标能力最终确定

通过以上计算和验证矿井瓦斯抽采能力如下：

根据矿井瓦斯抽采系统能力核定产量最小值为19万t/a，根据矿井实际瓦斯抽采量核定产量最小值为19万t/a，根据矿井瓦斯抽采率核定产量最小值为25万t/a，按核定要求比较，最终确定系统能力核定产量为19万t/a。