设计能力150kt年煤矿抽放设计说明(编辑修改稿)

设计能力150kt年煤矿抽放设计说明(编辑修改稿)内容摘要：

存条件，结合水文地质条件简单等特点，开拓方式采用斜井开拓。 将矿井划分为两个块段、两个采区，布置两对井开拓。 选择在矿井的西部、马大湾村附近，作为一号井井口位置，开掘一组斜井 (主斜井、副斜井、风井 )开采。 根据井田煤层赋存情况及开采水平的储量要求，一号井 共划分为二个 水平 开采 ：1560m 水平为第一水平， 1440m 水平标高为第二水 平，阶段垂高为120m；在一水平与回风水平中部布置 1560m 中间水平开拓开采 ； 回风水平为 1680m。 按照尽量布置双翼采区的原则，沿走向将矿井划分为一 个采区，走向长约 ，倾斜宽约 ，面积。 按水平及采区划分顺序，由上至下开采，采区内各煤层按工作面斜长 由上至下划分为区段开采，上、下煤层之间，按二个区段依次交替开采。 第四节 井筒布置 矿井共有 6 个井筒，即主斜井、副斜井和风井 两 采区 各 一组。 一、主斜井 主斜井提煤、提矸、下放材料设备等并兼作进风井，井筒倾角25176。 ，直墙半圆锚喷支护。 23 二 、副斜井 副斜井主要用于行人 、 消防、洒水管路的敷设，装备下放人员的绞车。 井筒倾角 25176。 ，直墙半圆锚喷支护。 三、风井 风井，主要用 于 回 风，设引风道安装主扇。 直墙半圆拱锚喷支护。 表 131 井 筒 特 征 表 名 称 一号井 二号井 主斜井 副斜井 风井 主斜井 副斜井 风井 井口 坐标 X 2832854 2832886 2832885 2833196 2831952 2831880 Y 35431232 35431243 35431302 35432924 35432864 35432804 Z 1800 1802 1805 1830 1835 1875 井筒倾角（度） 25 25 25 25 25 25 出井方位（度） 256 256 256 40 40 40 井筒 斜长 （ m） 至回风水平 285 288 294 28 至一水平 570 573 44 32 至二水平 850 853 224 232 至三水平 438 446 支护材料 锚喷支护 锚喷支护 锚喷支护 锚喷支护 锚喷支护 锚喷支护 净断面 （ m2） 5 5 注：各井筒的表土层均采用砌碹支护。 第四章 矿井瓦斯预测 根据 祥达 煤矿《安全专篇》资料显示， 该矿 M4+ M7煤层最大瓦斯含量分别为 、。 瓦斯含量大于 10m3/t，属高级瓦斯区。 煤层瓦斯含量预算 根据《采矿工程设计手册》下，矿井抽放瓦斯部分瓦斯含量间接测定计算法对矿井各煤层瓦斯含量进行预算： Wh=Wx+Wy 24 式中： Wh— 煤层瓦斯含量， m3/t Wx— 煤的吸附瓦斯量 m3/t Wy— 游离瓦斯量， m3/t P— 实测瓦斯压力， MPa P=（ ～ ） H H— 垂深， m en— 温度系数，（查表） e— 自然对数底； a吸附常数，表示在给定的温度下，单位质量固体的表面饱和吸附气体的气体体积 m3/t，一般为 15～ 55 m3/t。 （可查表） a=+ Vr b— 吸附常数， Mpa1，一般为 ～ 5 Mpa1（可查表） b= Vr Wf— 煤中水分， % Af— 煤中灰分， % Vr— 煤中挥发分， % fn— 煤的孔隙率， %（查表） γ — 煤的容重， t/m3（查表） KY— 相当于煤层瓦斯压力下的瓦斯压缩系数（查表） t— 温度，℃ 根据以上公式计算，矿井各煤层的瓦斯含量如下： 100)()()100( fffWeVrbp aAWWxn  YK pfnWy ptn   25 煤层编号 Vdaf （ %） Wx （ m3/t） Wy （ m3/t） Wh （ m3/t） 残存瓦斯（ m3/t） M2 M2＋ 1 M3 M4＋ 1 M5 M7 M9 M15 M16 预计矿井采掘期间的瓦斯涌出量 （ 1）预计回采期间的瓦斯涌出量 qf=Kw qc+qh+qs+qx 式中： qf— 采煤时瓦斯涌出量， m3/t Kw— 围岩瓦斯涌出系数，一般取 qc— 采出 煤中的瓦斯涌出量， m3/t qc=WhWc Wh— 邻近层瓦斯含量， m3/t Wc邻近层残存瓦斯量， m3/t qh— 开采层由于回采率不高而产生的附加瓦斯涌出量， m3/t b— 考虑丢失在井下煤中瓦斯涌出程度系数，取 ～ c— 丢煤百分率。 % qs— 顶板邻近层及不可采夹矸泄出的瓦斯， m3/t L0— 阶段斜长度， m ∑ h— 阶段煤柱总长度， m ms— 上部邻近层的厚度， m m— 开采层的可采厚度， m bs— 邻近层向开采层涌出瓦斯的程度系数，计算或查表 hh Wccbq  1 0 0)(0 0 chsss WWmmbhL Lq   26 qx— 底板邻近层及不可采夹 矸泄出的瓦斯，（ m3/t） L0— 阶段斜长度， m ∑ h— 阶段煤柱总长度， m ms— 下部邻近层的厚度， m m— 开采层的可采厚度， m bx— 邻近层向开采层涌出瓦斯的程度系数，计算或查表 各煤层在回采期间的相对瓦斯涌出量计算结果表 煤层号 Kw qc （ m3/t） qh （ m3/t） qs （ m3/t） qx （ m3/t） qf （ m3/t） M2 0 M2＋ 1 0 M3 0 M4＋ 1 0 M5 0 M7 0 M9 0 M15 0 M16 0 由于开采顺序由上往下开采，所以未考虑上邻近层瓦斯涌出量。 （ 2）预计掘进期间的瓦斯涌出量 qj=qm+ql 式中： qj— 掘进工作面瓦斯涌出量， m3/min qm— 掘进煤壁瓦斯涌出量， m3/min )1)2( 0  vLqvmnq vm n— 暴露煤面个数，单巷掘进时 n=2 m— 煤层厚度， m v— 平均掘进速度， m/min qv— 煤壁瓦斯涌出初速度， m3/m2 min qv=（ （ vr） 2+） Wh vr— 煤的挥发分， % Wh— 煤的瓦斯含量， m3/t L0— 巷道瓦斯涌出量达到最大稳定值时的巷道长度， m ql— 落煤瓦斯涌出量，（ m3/min） )(00 chxxx WWmmbhL Lq   27 ql=s vγ（ WhWc） s— 掘进端头见煤面积， m2 γ — 煤的容重， t/m3 Wh— 煤的瓦斯含量， m3/t Wc— 煤层残存瓦斯量， m3/t 矿井各煤层掘进期间的绝对瓦斯涌出量计算结果表 煤层号 qm （ m3/min） ql （ m3/min） qj （ m3/min） M2 M2＋ 1 M3 M4＋ 1 M5 M7 M9 M15 M16 为了考虑矿井的发展，本矿按年生产能力 60 万吨进行设计、年工作日 330 天计算，日生产量为 吨，计划有 1 个综采工作面、5 个炮掘工作面同 掘进（其中 3 各同时生产、 2 个进行抽放） ，计划每个炮掘工作面月推进度 120m，巷道掘进宽度 4 m、煤容重 计算 ,掘进期间相对瓦斯涌出量见下表： 掘进期间相对瓦斯涌出量计算表 煤层号 煤层 平均 厚度 （ m） 单巷掘进工作面日产量 （ t） 相对瓦斯涌出量 （ m3/t） M2 M2＋ 1 M3 M4＋ 1 M5 M7 M9 M15 M16 采空区瓦斯涌出量计算： 28 qk=K（ qc+qj） 式中： qk— 采空区瓦斯涌出量， m3/t K— 采空区瓦斯涌出系数，一般为 ～ qc— 采出煤的瓦斯涌出量， m3/t qj— 掘进煤的瓦斯涌出量， m3/t 各煤层回采期间采空区瓦斯涌出量计算结果如下 为了考虑矿井的发展，本矿按年生产能力 60 万吨进行设计、年工作日 330 天计算，矿井日生产量为 吨，计划有 1 个综采工作面 3 个掘进工作面同时生产。 各煤层回采期间采空区瓦斯涌出量计算表 煤层号 K qc （ m3/t） qj （ m3/t） qk （ m3/t） qk （ m3/min） M2 M2＋ 1 M3 M4＋ 1 M5 M7 M9 M15 M16 各煤层 采掘期间的矿井瓦斯涌出量计算（按照 1 个回采工作面和3 个煤巷掘进同时生产计算） 式中： qk— 矿井相对瓦斯涌出量， m3/t qai— 各采煤工作面瓦斯涌出量总和， m3/t qki— 掘进巷道瓦斯涌出量总和， m3/t 21 NqNqq ikaik   29 N1— 采面数量， N2— 同时掘进工作面数量， 计算结果如下 煤层号 采面瓦斯 涌出 量 （ （ m3/t）） 采空区瓦斯涌出量 （ m3/t） 掘进面瓦斯涌出量 （ m3/t） 矿井瓦斯相对涌出量 （ m3/t） 矿井瓦斯绝对涌出量 （ m3/min） M2 M2＋ 1 M3 M4＋ 1 M5 M7 M9 M15 M16 第五章 抽放方法设计 第一节 瓦斯抽放必要性和可行性 一、 矿井抽放瓦斯的必要性 从以上计算还可以看出：矿井 相对 瓦斯涌出量 最高 达到（采掘 M9煤层期间） ，其中采煤工作面 ， 掘进工作面。 按日产 计算，其 矿井 绝对瓦斯涌出量为。 该矿瓦斯较大。 根据 中华人民共和国国家标准《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》 GB 504712020的相关要求 ： 凡符合下列情况之一时，必须建立瓦斯抽采系统 （ 1）高瓦斯矿井。 （ 2）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，且用通风方法解决瓦斯问题不合理的 30 矿井。 （ 3） 矿井绝对瓦斯涌出量达到下列条件时： Ⅰ、大于或等于 40m3/min。 Ⅱ、年产量 （ ～ ） Mt 的矿井，大于 30m3/min。 Ⅲ、年产量（ ～ ） Mt 的矿井，大于 25m3/min。 Ⅳ、年产量（ ～ ） Mt 的矿井，大于 20m3/min。 Ⅴ、年产量小于 的矿井，大于 15m3/min。 （ 4）开采有煤与瓦斯突出危险煤层的矿井。 凡符合下列情况之一时，应建立地面固定瓦斯抽采系统： （ 1）开采有煤与瓦斯突出危险煤层的矿井。 （ 2）瓦斯抽采系统设计抽采量大于或等于 2m3/min 的矿井。 （ 3）地面固定瓦斯抽采系统宜根据下列具体情况分别布置高负压或低负压瓦斯抽 采系统。 Ⅰ、采用采空区抽采等抽放方法的矿井宜采用低负压抽采系统。 Ⅱ、采用本煤层预抽、边采边抽、边掘边抽、临近层卸压抽采等抽采方法的矿井，宜采用高负压抽采系统。 Ⅲ、均采用以上方法抽采的矿井且矿井设计抽采量大于或等于10m3/min 时，宜采用两套管路分别建立高、低负压抽采瓦斯系统。 根据以上计算，该采用两套管路分别建立高、低负压抽采瓦斯系统是非常必要的。 且该矿 在建设及生产过程中，应进一步做好生产地质勘探工作，及时收集、修正和完善各种资料，特别要作好矿井瓦斯的监测工作 以 指导矿井瓦斯灾害 的 防治。 31 二 、抽放瓦斯 的可 行 性 衡量 煤层可抽性的指标主要有下列 两 项。 （ 1） 煤层的透气性系数 （ 2） 钻孔流量衰减系数 煤层抽放瓦斯难易程度分类 类别 钻孔流量衰减系数 d1 煤层透气性系数 m2/Mpa2 d 容易抽放 ＜ ＞ 10 可以抽放 ～ 10～ 较难煤矿 ＞ ＜ 由于本矿在地质勘查阶段 未 做相应的工作，故建议在今后开采过程中必须进行这项工作，以确定煤层进行预抽的可能性。 瓦斯抽放的可行性应以抽出瓦斯效果和经济性、可操作性来评价。 鉴于本矿未作抽放可抽性的几项 指标鉴定 ,该矿在 生产 期间必须根。