矿井瓦斯地面抽放工程初步(编辑修改稿)

矿井瓦斯地面抽放工程初步(编辑修改稿)内容摘要：

分 Wf （％） 灰分 Ag （％） 挥发分（洗煤） Vr（％） 硫分 （％） 发热量 QrDT （ MJ/kg） 3 上 ～ ～ ～ 3 ～ ～ ～ 153 ～ ～ ～ 综上所述， 3 上 煤层为中灰、低硫、高发热量的贫煤，为优良的动力用煤； 153煤层为中～富灰、富硫、高发热量的贫煤、部分为无烟煤，主要为动力用煤。 瓦斯 根据地质报告提供的资料，本矿井 3＃煤层瓦 斯含量分布具有一定的规律性，即随着煤层埋藏深度的增加，瓦斯含量逐渐增高。 在浅部存在一个瓦斯风化带，深部大片地段瓦斯含量大于 10ml/。 3＃煤层瓦斯成分为氮气～二氧化碳带、氮气～瓦斯带及瓦斯带。 而以氮气～瓦斯带和瓦斯带为主。 在浅部出现大片瓦斯风化带，深部出现高瓦斯含量带。 故在深部开采时，应密切注意煤层瓦斯含量的测定工作，加强安全措施，防止瓦斯危害。 矿井首采区已进入井田深部。 根据七一煤矿提供的 20xx 年度矿井瓦斯等级鉴定结果：矿井绝对瓦斯涌出量为 m3/min 左右 ，相对瓦斯涌出量为 m3/t 左右，矿井为高瓦斯矿井。 煤的自燃与煤尘爆炸 20xx 年 4 月山西省煤炭工业局综合测试中心对七一煤矿 3＃煤层进行了煤尘爆炸性与自燃倾向性试验。 根据煤尘爆炸性试验结果，火焰长度 25 ㎜，岩粉用量 50％，3＃煤层煤尘有爆炸危险性；根据自燃倾向性试验结果，自燃等级为 Ⅲ 类， 3＃煤层为不易自燃煤层。 矿井开拓与开采 煤炭储量及矿井生产能力 七一煤矿矿井瓦斯抽方工程初步设计 7 七一煤矿目前井田范围由 12 个拐点座标组成，分别是 1 至 12 点。 矿井正在办理扩界手续，扩界后增加了三个拐点，井田由 15个拐点坐标连 线而成，井田面积为 ,开采 3＃煤层。 1. X＝ 4056556， Y＝ 19676013； 2. X＝ 4057144， Y＝ 19678156； 3. X＝ 4054936， Y＝ 19677645； 4. X＝ 4054916， Y＝ 19677015； 5. X＝ 4053237， Y＝ 19677067； 6. X＝ 4053264， Y＝ 19677937； 7. X＝ 4053073， Y＝ 19678252； 8. X＝ 4052464， Y＝ 19677991； 9. X＝ 4052529， Y＝ 19677839； 10. X＝ 4051458， Y＝ 19677323； 11. X＝ 4051701， Y＝ 19676280； 12. X＝ 4052198， Y＝ 19675208； 13. X＝ 4052323， Y＝ 19675221； 14. X＝ 4052323， Y＝ 19675000； 15. X＝ 4056556， Y＝ 19675763。 、生产能力及服务年限 矿井 3＃煤层资源 /储量 61300kt，可采储量 220xxkt, 设计生产能力 900kt/a， 服务年限。 矿井开拓及开采 目前矿井只在 3＃煤层布置有生产系统， 153＃煤层尚未布置生产系统。 矿井采用斜 立井混合开拓方式，共有主斜井、副斜井、回风立井三个井筒。 七一煤矿在桑家河南岸、大河村东南 150m 处开凿了一对斜 井，在井田西部开凿一初期回风立井，担负矿井生产初期的回风任务。 七一煤矿矿井瓦斯抽方工程初步设计 8 图 12 煤层综合柱状图 七一煤矿仅布置一个生产水平，在煤层倾角较小时采用倾斜长壁开采，煤层倾角较大时布置下山采区、走向长壁开采。 根据井田内村庄、河流煤柱较多的特点，地层单位单层厚度（m）柱状岩 石名 称岩 性 描 述山西组煤层标志层编号0 ～0 . 8 75 . 7 9 ～2 0 . 3 21 3 . 6 2 ～2 9 . 8 81 . 5 0 ～2 . 6 6( )0 ～1 5 . 5 3( )2 . 1 4 ～7 . 2 00 . 6 0 ～2 2 . 3 80 . 3 0 ～1 3 . 3 71 . 7 0 ～1 1 . 3 70 ～3 . 7 00 ～0 . 4 5K65K733上2太原组煤砂质泥岩细粒砂岩砂质泥岩煤中细粒砂岩煤泥 岩细粒砂岩砂质泥岩砂质泥岩石灰岩中粒砂岩煤细粒砂岩灰～深灰色。 成分以石英为主，岩屑次之，夹泥质纹线与条带。 中夹泥岩与砂质泥岩。 上中部位夹薄煤层或炭质泥岩一层。 底部偶尔夹薄煤层。 含菱铁质结核。 产植物碎片与根茎化石。 黑色。 粉末状。 煤层不稳定，时为炭质泥岩取代。 灰～黑灰色。 常相变为中粒砂岩或粉砂岩。 产植物叶片与碎片化石。 深灰～黑灰色。 致密块状。 相变为泥岩。 顶部为薄煤层（4号），厚0～ 0. 40 m， 不稳定。 含菱铁质结核。 具水平层理。 产植物碎片化石。 灰～灰白色。 致密坚硬。 夹泥岩条带与纹线。 常为中粒砂岩或粉砂岩取代。 偶夹泥岩与砂质泥岩薄层。 具缓浪状层理、斜层理。 产少量植物碎片化石。 （ K 砂岩）深灰～黑灰色。 致密块状。 常为泥岩。 顶部偶夹薄煤层或炭质泥岩。 底部偶夹炭质泥岩。 产植物叶片与碎片化石。 黑色。 块状。 本区西北段发育，为3号煤层之分叉煤层。 属稳定型煤层。 浅灰～深灰色。 上部为泥岩与砂质泥岩，偶夹炭质泥岩以薄层。 中、下部砂岩具正粒序结构。 局部常相变为泥岩、砂质泥岩。 黑色。 块状。 半亮型。 稳定型煤层。 中下部常夹1～2 层泥岩或炭质泥岩夹石，上部偶含泥岩夹石一层。 深灰～黑灰色。 致密块状。 偶夹炭质泥岩或薄煤层。 常相变为粉砂岩或细粒砂岩。 偶含菱铁团块。 产植物叶片与碎片化石。 浅灰～深灰色。 致密坚硬。 夹泥质条带与纹线。 常为中粒砂岩，偶为粗粒砂岩或粉砂岩。 常相变为泥岩或砂质泥岩。 具缓波状层理。 产少量植物碎片化石。 灰～深灰色。 常为细粒砂岩，局部为粉砂岩，偶尔为泥岩或砂质泥岩。 夹泥质条纹。 具斜层理。 产植物碎片化石。 深灰色，黑灰色。 含菱铁质结核与团块。 具水平层理。 产植物碎片化石。 灰色。 致密坚硬。 燧石层或泥灰岩。 常为细粒砂岩。 产动物化石。 黑色。 块状。 不稳定。 常为炭质泥岩。 最小～最大平均七一煤矿矿井瓦斯抽方工程初步设计 9 七一煤矿一般以村庄、河流及大巷煤柱划 分采区边界。 全矿井共划分为四个采区，其中倾斜长壁开采采区 1 个，采区走向长度 1800m 左右；非正规采区 2 个。 采区之间的开采顺序采取先近后远、由浅到深的原则，首采区为一采区。 目前二采区为矿井主要生产采区 ， 三采区为准备采区。 二采区目前开采 20xx 工作面，煤层平均厚度 5..4m 左右，采用走向长壁后退式采煤法，为综采放顶煤工艺，全部垮落法管理顶板，工作面顺槽长 1600m 左右，工作面长 150m 左右； 20xx 工作面 为二采区备用面 ， 目前 掘进三采区 3001 工作面运输顺槽，采用掘进机按设计要求一次切割成巷，配套桥式胶带转载机 转载，后配套SSJ800 型双向运输可伸缩胶带输送机出煤。 矿井 采掘比为 1： 3，即一个综放采面，一个综掘面，二个普掘面。 矿井通风 矿井采用中央并列式通风方式，主、副斜井进风，回风立井回风，风机工作方式为负压抽出式。 矿井总进风量为 6245m3/min，总回风量为 6486m3/min。 回风立井口安装了两台同型号对旋轴流式风机，风机型号为 FBDCZ548№25，功率为250kW2，电压为 660V，一台运行，一台备用。 矿井反风采用风机反转反风方式。 七一煤矿矿井 瓦斯抽放工程 初步 设计 10 图 13 七一 煤矿开拓巷道布置图 七一煤矿矿井 瓦斯抽放工程 初步 设计 11 2 矿井瓦斯 涌出量预测 矿井瓦斯涌出量是矿井通风设计、瓦斯抽放和瓦斯管理必不可少的基础参数，本次采用分源预测法对矿井瓦斯涌出量进行预测，该方法是根据煤层瓦斯含量，按矿井瓦斯主要涌出源 —回采（包括开采层、围岩和邻近层）、掘进及采空区瓦斯涌出量进行计算，从而达到预测工作面、采区瓦斯涌出量之目的。 七一煤矿开采 3煤层 ， 设计布置 1个综采工作面， 3个掘进 工作 面， 年产煤炭 900kt/a。 矿井瓦斯基础参数 煤层瓦斯基础参数是矿井瓦斯防治和瓦斯抽放设 计的依据，主要基础参数有：煤对瓦斯吸附常数、煤层孔隙率、煤层瓦斯压力、煤层瓦斯含量、煤中残存瓦斯含量、煤层透气性系数、百米钻孔瓦斯流量及其衰减系数、瓦斯放散初速度。 本次设计所依据的煤层瓦斯基础参数数据取自《七一煤矿 3煤层瓦斯基础参数测定及煤与瓦斯突出危险性预评价》（抚顺分院 20xx03），详见表 2表 2表 23。 表 21 煤样吸附瓦斯试验与工业分析结果 地点 标高 吸附常数 灰分 Aad(%) 水份 Mad ( %) 挥发份ｖ r(%) 真密度(t/m3) 视密度(t/m3) 孔隙率(%) a(ml/) b(MPa1) 二采区皮带下山 +609 1005 工作面 +533 1006 工作面 +490 表 22 3＃煤层瓦斯含量实测结果表 测 定 地 点 标高 （ m） 解吸量 (m3/tr) 损失量 (m3/tr) 残存量 (m3/tr) 瓦斯含量 (m3/tr) 瓦斯成分（ %） CH4 CO2 N2 二采区皮带下山 ＋ 609 1005 工作面 ＋ 533 表 23 煤层瓦斯压力与含量 测定 煤层 测定地点 标高（ m） 瓦斯压力 (MPa) 煤层瓦斯原始含量 （ m3/t） 3 二采区皮带下山 ＋ 609 1005 工作面 ＋ 533 1006 回风顺槽 ＋ 490 七一煤矿矿井 瓦斯抽放工程 初步 设计 12 表 24 煤层瓦斯自然涌出特征及煤层透气性系数 测定地点 标高（ m） 煤层透气性系数 （ m2/） 钻孔自然瓦斯流量率减系数 d1) 1006 回风顺槽 ＋ 507 1006 回风顺槽 ＋ 507 矿井瓦斯储量 矿井瓦斯储量是指在煤田开发过程中，能够向开采空间排放瓦斯的煤岩层所赋存的瓦斯总量。 瓦斯储量计算公式如 下： Wk=W1+W2+W3 式中 Wk－矿井瓦斯储量，万 m3； W1－可采层的瓦斯储量总和，万 m3； W1 ni iixA1 11 A1i－矿井每一个可采煤层的煤炭储量，万 t； n－矿井可采煤层数； X1i－矿井每一个可采煤层的瓦斯含量， m3/t； W2－可采煤层采动影响范围内的不可采邻近煤层的瓦斯储量总和，万 m3； W2 mi ii xA1 22 A2i－可采煤层采动影响范围内的每一个不可采邻近煤层的煤炭储量，万 t； X2i－可采层采动影响范围内的每一 个不可采邻近煤层的瓦斯含量， m3/t； m—可采层采动影响范围内的不可采煤层数； W3－围岩瓦斯储量，万 m3。 计算矿井瓦斯储量时，按以下原则考虑： (1)邻近层的瓦斯含量视为与其邻近的开采层相同，各煤层的瓦斯含量均取其间接法测定结果的平均值； (2)围岩瓦斯因无实测值，故根据经验取 W1+W2的 10％。 矿井可抽瓦斯量是指瓦斯储量中在当前技术水平能被抽出来的最大瓦斯量。 它反映着矿井资源的开发程度，与抽放工艺技术和抽放能力密切相关。 可抽瓦斯量为开采层的瓦斯储量与抽放率之积；邻近层可抽瓦斯量为邻近层的瓦斯储量 、瓦斯涌出系数与抽放率三者之积；围岩瓦斯可抽瓦斯量按岩层瓦斯储量和涌出系七一煤矿矿井 瓦斯抽放工程 初步 设计 13 数计算。 为使计算的可 抽 量能较符合实际，瓦斯涌出系数，应考虑由于层间距、岩性不同而导致邻近层卸压程度的差别等因素，抽放率可参照我国的实际情况与经验确定。 矿井瓦斯储量、可开发瓦斯量的计算基础数据与计算结果详见表 25。 表 25 矿井瓦斯储量计算表 煤 层 地质储量 (万 t) 最大瓦斯含量(m3/t) 瓦斯地质储量 (万 m3) 可抽瓦斯量 (万 m3) 3 3248 151 929 153 1374 小计 5551 岩层 合计 七一煤矿瓦斯总储量 ，可抽瓦斯量。 计算结果表明，七一煤矿瓦斯资源较丰富，同时可开发瓦斯量亦比较可观，能为瓦斯利用提供充足的气源，应尽快开展矿井瓦斯抽放工作。 矿井瓦斯 涌出量预测 矿井瓦斯涌出量预测的任务是确定新矿井、新水平、新采区投产时瓦斯涌出量的大小，为矿井和采区提供通风及瓦斯管理方面的基础数据，它是矿井通风设计、瓦斯抽放和瓦斯管。