抽采畢業(yè)設(shè)計(jì)---地面固定瓦斯抽采系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　平煤六礦地面固定瓦斯抽采系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：煤與瓦斯突出，瓦斯爆炸都是煤礦井下嚴(yán)重的災(zāi)害，并且很多其他事故的發(fā)生都和瓦斯分不開(kāi)，平煤六礦的工作面瓦斯涌出量和礦井的瓦斯涌出量都遠(yuǎn)大于規(guī)定中所要求的標(biāo)準(zhǔn)，而且從2005年起，平煤六礦在在采掘過(guò)程中曾發(fā)生多次煤與瓦斯突出，從保障煤礦安全生產(chǎn)的意義上來(lái)講，六礦必須建立地面抽采本站對(duì)礦井進(jìn)行瓦斯抽采。</p><p&

2、gt;　　基于此，本設(shè)計(jì)以平煤六礦丁5-6煤層為對(duì)象，通過(guò)前期收集、整理、分析該礦的相關(guān)資料，對(duì)該礦的瓦斯抽采系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：</p><p>　?。?）根據(jù)《礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法》（AQ 1018-2006）選擇分源預(yù)測(cè)法對(duì)六礦進(jìn)行礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)結(jié)果是丁5-6煤層工作面瓦斯涌出量為 25.57m3/min，掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量為5.73m3/min。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》和《煤礦瓦斯抽采

3、工程設(shè)計(jì)規(guī)范》論證了瓦斯抽采的必要性，從煤層透氣性系數(shù)λ、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)α方面論證瓦斯抽采的可行性，同時(shí)，對(duì)礦井瓦斯儲(chǔ)量，可抽瓦斯量進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　?。?）通過(guò)分析瓦斯涌出的來(lái)源及構(gòu)成得出：回采區(qū)瓦斯涌出量比例高達(dá)68%，掘進(jìn)區(qū)瓦斯涌出量占 15.2%，已采區(qū)瓦斯涌出量占 16.8%。所以回采區(qū)的瓦斯抽采是重中之重。本設(shè)計(jì)的開(kāi)采層瓦斯抽放方法為本層預(yù)抽方法，采用順層布孔方式。回采區(qū)域采用順層上

4、下鉆孔預(yù)抽區(qū)域瓦斯，掘進(jìn)區(qū)域采用順層鉆孔預(yù)抽條帶瓦斯，采空區(qū)采用上隅角插管抽放方法，并繪制了抽采示意圖和煤層瓦斯抽采系統(tǒng)圖。</p><p>　　（3）根據(jù)《煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50471-2008）3.2.1~3.2.1 要求，本設(shè)計(jì)需分別布置高負(fù)壓和低負(fù)壓瓦斯抽采系統(tǒng)。根據(jù)管路的瓦斯純量及瓦斯?jié)舛?，?jì)算得出主管、分路、支管的管徑；根據(jù)管路的長(zhǎng)度及管徑等參數(shù)計(jì)算出管路的摩擦阻力，進(jìn)而計(jì)算出高負(fù)壓抽采

5、管路的總阻力為11892Pa，低負(fù)壓抽采管路的總阻力為 9284Pa。根據(jù)需求選擇合適的抽采泵，高負(fù)壓泵型號(hào)為：2BEC-52；低負(fù)壓泵型號(hào)為：2BEC-52。</p><p>　?。?）根據(jù)相關(guān)規(guī)定，制定了抽采系統(tǒng)及抽采泵站的安全措施及管理方案。</p><p>　　關(guān)鍵詞：煤與瓦斯突出 瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 抽采方法 管路 設(shè)備選型</p><p>　　Gas

6、 Drainage System With ground-fixed pump station Design </p><p>　　of No.6 Mine in Pingdingshan</p><p>　　Abstract:Coal and gas outburst and gas explosion are serious coal mine disasters, and many

7、other accidents are inseparable with gas, No.6 mine in Pingdingshan working face gas emission and coal mine gas emission is greater than the required standard of regulations. Since 2005, Coal and gas outburst often happe

8、ned in the process of tunnelling in No.6 mine, In the sense of guaranteeing the coal mine production safety, gas drainage system with ground-fixed pump station must be established in No.6 </p><p>　　(1) Acco

9、rding to The Mine Gas Emission Quantity Prediction Method (AQ 1018-2006), select different-source prediction method to predict mine gas emission of NO.6 mine in Pingdingshan. The results are as follows: the gas emission

10、of coal face is 25.57m3/min and the emission of the tunneling working surface is 5.73m3/min. According to the coal Mine Safety Engineering 145 content, demonstrate the necessity of the coal mine gas drainage; with gas pe

11、rmeability coefficient of coal seam and damping fact</p><p>　　(2) With the analysis of gas emission sources and structure, the result are obtained: up to 68% of gas emission quantity springs from the stope,

12、and the tunneling area accounts for 15.2% of gas emission, and the gas emission of the mined area accounts for 16.8%. Accordingly, the gas extraction of the mining area is a top priority. Gas drainage methods include gas

13、 drainage from extracting seam, and gas drainage from gob. The gas drainage from extracting seam of the design is gas drainage from vir</p><p>　　(3) According to "mine gas drainage engineering design sp

14、ecifications" (GB50471-2008) 3.2.1 ~ 3.2.3 requirements, the mine needs to arrange gas drainage system. According to the values of gas content and gas concentration in pipeline, calculated the diameter of main pipel

15、ine, branch, branch pipe; base on line length and diameter and other parameters to calculate the friction resistance of pipe, then calculate the high negative pressure is 11892Pa and low negative pressure is 9284Pa. Acco

16、rding to</p><p>　　(4) According to the relevant regulations, formulate safety measures and management scheme of the pumping system and pumping station.</p><p>　　Keywords：Coal and gas outburst P

17、rediction of mine gas emission rate Drainage method</p><p>　　Drainage pipeline Equipment selection</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1引言1</b></p>

18、<p>　　1.1 研究的背景與意義1</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外綜述1</p><p>　　1.3 抽采系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容2</p><p>　　1.4 研究方法與技術(shù)路線3</p><p><b>　　2礦井概況4</b></p><p>　　2.1 井田位置和交通

19、4</p><p>　　2.2 井田境界4</p><p>　　2.3 井田儲(chǔ)量5</p><p>　　2.4 開(kāi)采煤層及煤質(zhì)6</p><p>　　2.5 主要生產(chǎn)系統(tǒng)7</p><p>　　2.6 礦井生產(chǎn)和開(kāi)拓能力8</p><p>　　2.7 礦井通風(fēng)9</p>

20、<p>　　2.8 礦井瓦斯基本參數(shù)9</p><p>　　3 瓦斯涌出量預(yù)測(cè)和抽采系統(tǒng)的選擇12</p><p>　　3.1瓦斯涌出量分源預(yù)測(cè)法12</p><p>　　3.2 預(yù)測(cè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)12</p><p>　　3.3 回采工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)13</p><p>　　3.4 掘進(jìn)工作面瓦

21、斯涌出量預(yù)測(cè)15</p><p>　　3.5生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)17</p><p>　　3.6 礦井瓦斯涌出量18</p><p>　　3.7 建立地面固定抽采系統(tǒng)的必要性18</p><p>　　4 瓦斯抽采設(shè)計(jì)參數(shù)20</p><p>　　4.1 煤層瓦斯儲(chǔ)量20</p><p&

22、gt;　　4.2 瓦斯抽采率21</p><p>　　4.3 瓦斯可抽量22</p><p>　　4.3 可抽瓦斯量23</p><p>　　4.4 設(shè)計(jì)瓦斯抽采規(guī)模24</p><p>　　4.5 設(shè)計(jì)瓦斯年抽采量24</p><p><b>　　5 瓦斯抽采25</b></p

23、><p>　　5.1 礦井瓦斯來(lái)源分析25</p><p>　　5.2瓦斯抽采方法選擇26</p><p>　　5.3 順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶26</p><p>　　5.4 回采工作面順層鉆孔抽采28</p><p>　　5.5 采空區(qū)埋管抽放29</p><p>　　5.6 抽采鉆孔的密

24、封30</p><p>　　6 抽采管路系統(tǒng)及選型計(jì)算32</p><p><b>　　6.1 規(guī)定32</b></p><p>　　6.2 抽采管路選型計(jì)算33</p><p>　　6.3 管路連接與敷設(shè)要求36</p><p>　　6.4 鉆孔與抽采管路連接37</p>

25、<p>　　6.5 抽采管路附屬裝置38</p><p>　　7 抽采設(shè)備選型40</p><p>　　7.1 抽采泵的選型40</p><p>　　7.2 抽采系統(tǒng)附屬裝置45</p><p>　　8 地面抽采泵站建設(shè)48</p><p>　　8.1 瓦斯抽采泵站48</p>

26、<p>　　8.2 地面抽采站通風(fēng)與采暖51</p><p>　　8.3 地面抽采站監(jiān)控與通訊51</p><p>　　8.4 地面抽采站環(huán)境保護(hù)51</p><p>　　9 安全監(jiān)測(cè)與安全措施52</p><p>　　9.1 安全監(jiān)測(cè)與計(jì)量52</p><p>　　9.2 主要安全措施及附屬設(shè)施

27、52</p><p><b>　　致 謝55</b></p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)56</p><p><b>　　1引言</b></p><p>　　1.1 研究的背景與意義</p><p>　　在我國(guó)的能源工業(yè)中，煤炭占我國(guó)一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的70％左右

28、，預(yù)計(jì)到2050年還將占50％以上。但受自然條件和現(xiàn)有技術(shù)條件等因素的制約，我國(guó)煤礦生產(chǎn)中還存在著大量的不安全因素，以致煤礦災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，特別是煤礦瓦斯災(zāi)害已成為我國(guó)煤炭生產(chǎn)的最大障礙。</p><p>　　瓦斯又稱為煤層氣，在一定條件下造成瓦斯突出、瓦斯爆炸等危害事故。因?yàn)橥咚故鹿示哂袠O強(qiáng)的破壞和巨大的危害性，給國(guó)家和人民生命財(cái)產(chǎn)造成巨大的損失。所以說(shuō)“瓦斯是我國(guó)煤礦安全的第一殺手”，煤礦瓦斯問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)

29、的最大障礙，是隨時(shí)會(huì)引爆的主要危險(xiǎn)源，防治瓦斯是煤礦一項(xiàng)很復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要投入大量人力物力。由此看來(lái)，防治瓦斯是礦井長(zhǎng)治久安的必由之路。</p><p>　　平頂山天安煤業(yè)股份有限公司六礦是中平能化集團(tuán)公司大型骨干礦井之一，礦區(qū)位于河南省平頂山礦區(qū)中西部，平頂山市西北郊8Km，礦井開(kāi)拓方式為立斜井多水平混合開(kāi)拓方式，副立井、主石門、集中大巷開(kāi)拓，上下山開(kāi)采，年產(chǎn)量達(dá)到400萬(wàn)噸.</p><

30、;p>　　2005年6月19日，我礦經(jīng)中國(guó)煤科院撫順?lè)衷鸿b定為煤與瓦斯突出礦井，其中丁組煤層為突出煤層，礦井絕對(duì)瓦斯涌出量達(dá)到64.21m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量8.46m3/t瓦斯涌出量，大于通風(fēng)所能解決的瓦斯涌出量。顯然，六礦建立抽采系統(tǒng)是必要的。一方面，瓦斯抽采不僅解決了制約六礦正常生產(chǎn)和威脅礦井工作人員生命安全的瓦斯問(wèn)題；另一方面，瓦斯又是一種優(yōu)質(zhì)資源，對(duì)煤礦瓦斯進(jìn)行合理的抽采并加以利用，可以給煤礦帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。&

31、lt;/p><p><b>　　1.2 國(guó)內(nèi)外綜述</b></p><p>　　美國(guó)是世界上瓦斯開(kāi)發(fā)最早和最成功的國(guó)家。20世紀(jì)80年代初，美國(guó)地面瓦斯試驗(yàn)取得成功。從1985年到1995年的10年間，煤礦瓦斯抽采量從不足2億立方米猛增至250億立方米，形成了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。2003年煤礦瓦斯抽采量已超過(guò)450億立方米，2004年產(chǎn)量達(dá)到500億立方米，煤礦瓦斯占天然氣總產(chǎn)量

32、的8％~10％，成為重要的能源資源。在美國(guó)煤層氣成功開(kāi)發(fā)實(shí)踐的鼓舞下，澳大利亞、加拿大、英國(guó)、德國(guó)、中國(guó)等國(guó)家先后開(kāi)始煤層氣開(kāi)發(fā)。到2004年，加拿大煤層氣生產(chǎn)井已達(dá)2900多口，單井日產(chǎn)量在3000~7000立方米，年產(chǎn)量達(dá)到15.5億立方米，澳大利亞煤層氣產(chǎn)量也已突破10億立方米，均已實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模商業(yè)化。隨著技術(shù)的進(jìn)步以及對(duì)煤礦安全要求的提高，人們逐步認(rèn)識(shí)到了抽采瓦斯的重要作用，世界上各主要產(chǎn)煤國(guó)均逐步投入了大量的人力、物力和財(cái)力開(kāi)

33、展礦井瓦斯的抽采工作。尤其是自1951年以來(lái)，煤礦瓦斯抽采工作得到了迅猛的發(fā)展。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)表明：在195l—1987年間，世界煤礦瓦斯抽采量基本上是呈線性增加，自1951年的134×106m3增至1987年的5430×106m3，增加了39倍。這種瓦斯抽采量的迅</p><p>　　我國(guó)隨著采煤產(chǎn)量的提高以及瓦斯涌出量的增加，抽采瓦斯方法出現(xiàn)了相應(yīng)的變化。雖然從形式上看抽采瓦斯方法并沒(méi)出現(xiàn)

34、新的方法，但從實(shí)質(zhì)內(nèi)容上看確有許多創(chuàng)新之處。作為防治瓦斯災(zāi)害事故的主要技術(shù)措施的瓦斯抽采，雖然取得了較快的發(fā)展，但總體上看水平仍然較低。我國(guó)目前的平均抽采率僅有28%，而俄羅斯、美國(guó)、澳大利亞等主要采煤國(guó)家的抽采率均在50%以上，大大高于我國(guó)。我國(guó)抽采率低的原因主要有以下幾點(diǎn)：一是有些礦井該建抽采系統(tǒng)而未建；二是煤層基礎(chǔ)條件差，透氣性普遍較低；三是鉆孔工程量少，有些礦井雖然建立了抽采系統(tǒng)，但對(duì)瓦斯抽采的認(rèn)識(shí)不足，也缺乏相應(yīng)的巷道和鉆孔工

35、程；四是抽采方法落后，很多礦區(qū)缺乏對(duì)瓦斯抽采工藝方法的研究，幾十年一貫制，抽采效果差，難以滿足安全生產(chǎn)的要求。另外，我國(guó)抽采瓦斯的發(fā)展亦不平衡，有些礦區(qū)頻繁發(fā)生瓦斯爆炸，也從一個(gè)側(cè)面說(shuō)明瓦斯抽采工作搞得不好，不能滿足安全生產(chǎn)的要求。要從根本上提高抽采瓦斯的能力，減少瓦斯事故的發(fā)生，提高安全生產(chǎn)水平，就必須搞清楚井下瓦斯積聚和瓦斯釋放的模式，加快抽采瓦斯系統(tǒng)建設(shè)及更新改造。掌握這個(gè)模式的一個(gè)主要手段就是主動(dòng)地預(yù)測(cè)井下瓦斯的賦存狀況，并動(dòng)態(tài)

36、模擬出瓦斯卸</p><p>　　中國(guó)煤礦瓦斯抽采經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，經(jīng)歷了“局部防突措施為主、先抽后采、抽采達(dá)標(biāo)和區(qū)域防突措施先行”四個(gè)階段，形成了采前、采中、采后抽采的系統(tǒng)瓦斯抽采方法和基本指標(biāo)。2011年中國(guó)煤礦瓦斯抽采量達(dá)115億立方米，2012年煤炭產(chǎn)量達(dá)37億噸，瓦斯抽采有利地保障了煤礦的安全生產(chǎn)，百萬(wàn)噸死亡率下降到0.374。但是，我們還應(yīng)該看到，隨著中國(guó)煤礦開(kāi)采深度的增加和開(kāi)采條件的復(fù)雜，煤礦瓦斯抽

37、采還面臨著一系列技術(shù)難題：例如：1)單一低透氣松軟突出煤層增透及瓦斯抽采；2)高瓦斯煤層瓦斯抽采及安全高效生產(chǎn)；3)區(qū)域性瓦斯抽采指標(biāo)及快速效果檢驗(yàn)方法；4)煤礦瓦斯抽采技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化等．上述技術(shù)難題，還需要在國(guó)家的支持下，通過(guò)煤礦科研單位與煤炭企業(yè)共同努力，進(jìn)一步開(kāi)展基礎(chǔ)理論研究和科技攻關(guān)，使中國(guó)煤礦瓦斯抽采技術(shù)水平上一個(gè)新臺(tái)階，更好地保障中國(guó)煤礦的安全生產(chǎn)。</p><p>　　1.3 抽采系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主

38、要內(nèi)容</p><p>　?。?）瓦斯抽采系統(tǒng)的選擇：六礦主采丁5-6，戊8，戊9-10三層煤，考慮到實(shí)際原因，本設(shè)計(jì)只選擇丁5-6煤層做抽采設(shè)計(jì)。</p><p>　?。?）瓦斯抽采方法：根據(jù)六礦丁5-6煤層賦存條件、瓦斯來(lái)源、瓦斯管理等級(jí)等，設(shè)計(jì)其回采工作面采用上下順層鉆孔預(yù)抽、上隅角抽采相結(jié)合的抽采方式，其掘進(jìn)工作面采用順層鉆孔預(yù)抽煤層條帶瓦斯的方法。</p><

39、p>　?。?）瓦斯抽采管路選型：根據(jù)工作面預(yù)計(jì)的系統(tǒng)最大混合抽采量和采掘巷道管路系統(tǒng)不重復(fù)建設(shè)的原則，采掘工作面統(tǒng)一選用內(nèi)徑250mm的聚乙烯管，采空區(qū)用300mm的聚乙烯管；礦井高負(fù)壓主管路選用內(nèi)徑475mm，低負(fù)壓主管選用300mm的螺旋縫自動(dòng)埋弧焊接鋼管。</p><p>　?。?）瓦斯抽采泵選型：高低負(fù)壓抽放管路都選用2BEC-52型水環(huán)式真空泵。高負(fù)壓抽放泵轉(zhuǎn)速為300r/min，低負(fù)壓抽采系統(tǒng)轉(zhuǎn)

40、速為260r/min時(shí)，完全滿足要求。在地面抽放泵站配備三臺(tái)，其中兩臺(tái)進(jìn)行抽采，一臺(tái)備用。</p><p>　　（5）地面抽采站：根據(jù)該礦開(kāi)拓系統(tǒng)條件和地理環(huán)境條件，設(shè)計(jì)該礦地面抽采站建設(shè)在風(fēng)井地面工業(yè)廣場(chǎng)，并要求根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，進(jìn)行抽采站建筑、供水、供電、監(jiān)測(cè)、排水、暖通、通訊、消防、環(huán)保等建設(shè)。</p><p>　　1.4 研究方法與技術(shù)路線</p><p>

41、　　首先先收集數(shù)據(jù)，通過(guò)整理、分析數(shù)據(jù)，運(yùn)用分源預(yù)測(cè)法計(jì)算瓦斯涌出量，從而確定抽采方法，再進(jìn)一步根據(jù)抽采方法的選擇來(lái)確定抽采管路與抽采泵。同時(shí)，選擇相應(yīng)的附屬裝置，最后在確定地面泵站的建設(shè)及附屬建筑，同時(shí)要考慮到安全措施。技術(shù)路線如圖1-1所示。</p><p>　　圖1-1 技術(shù)路線</p><p>　　Fig.1-1 Technique route of research</

42、p><p><b>　　2礦井概況</b></p><p>　　2.1 井田位置和交通</p><p>　　礦區(qū)位于河南省平頂山礦區(qū)中西部，平頂山市西北郊8Km。行政區(qū)隸屬平頂山市管轄，地理坐標(biāo)：東經(jīng)113°11′45″至113°22′30″，北緯33°40′15″至33°48′45″。主井口坐標(biāo)：X=374

43、0542.40m，Y=38429640.29m，Z=174.0m。工業(yè)廣場(chǎng)位于平頂山市西北龍山南坡，距市區(qū)約8km，有市1路公交車直通礦工業(yè)廣場(chǎng)。礦區(qū)專用鐵路經(jīng)井口分別在寶豐、焦店與國(guó)鐵接軌。平頂山火車站向東至漯河孟廟火車站約70km與京廣線相接，向西至寶豐火車站約28Km與焦枝線相接。以平頂山市為中心，分別有高速公路、高等級(jí)公路通往許昌、鄭州、南陽(yáng)、洛陽(yáng)等市，與鄰近縣、鄉(xiāng)均有公路相通，交通極為便利，詳見(jiàn)圖2-1。</p>

44、<p>　　圖2-1 交通位置</p><p>　　Fig.2-1 Traffic location</p><p><b>　　2.2 井田境界</b></p><p>　　主要開(kāi)采二疊系下石盒子組五、四（丁、戊）煤段煤層，自投產(chǎn)以來(lái)，井田邊界曾多次進(jìn)行調(diào)整，大致范圍，北（深部）與郟縣、東與一礦、四礦、西與原五礦井田以人為邊界

45、毗鄰，南及西南以鍋底山正斷層與現(xiàn)五礦井田為界。井田東西長(zhǎng)約7.3km，南北寬約7.6km，面積38.07km2。確切邊界依據(jù)《中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部2001年4月頒發(fā)的采礦許可證》及平煤集團(tuán)優(yōu)化邊界控制的坐標(biāo)點(diǎn)范圍為準(zhǔn)，詳見(jiàn)表2-1。</p><p>　　表2-1 各煤段邊界拐點(diǎn)坐標(biāo)</p><p>　　Tab. 2-1 The coordinates of the field bo

46、undary turning points table</p><p><b>　　2.3 井田儲(chǔ)量</b></p><p>　　依據(jù)采礦許可證劃定的范圍，含煤巖系上石盒子組六、五、四和一5（丙、丁、戊和庚20）煤段煤層。二（己）煤段煤層由相鄰五礦、四礦開(kāi)采。截止2009年底，全礦保有儲(chǔ)量33027.8萬(wàn)噸，工業(yè)儲(chǔ)量26315.8萬(wàn)噸（其中A+B為11718.3萬(wàn)噸）

47、累計(jì)探明43018.7萬(wàn)噸，累計(jì)采出量6630.9萬(wàn)噸，累計(jì)損失量為3358.2萬(wàn)噸，可采儲(chǔ)量為18198.0萬(wàn)噸，按年產(chǎn)320萬(wàn)噸，可采43年。</p><p>　　2.4 開(kāi)采煤層及煤質(zhì)</p><p><b>　　2.4.1 煤層</b></p><p>　　井田可采煤層由上至下包括：六2、五2、四3、四2、二2、二1和一5（丙3、丁5－

48、6、戊8、戊9-10、己15、己16-17和庚20）煤層，以及五2（丁5－6）煤層分叉煤層五22和五21（丁5和丁6），四2（戊9-10）煤層的分叉煤層四22和四21（戊9和戊10），以及二1（己16-17）煤層的分叉煤層二12和二11（己16和己17）。由于集團(tuán)公司內(nèi)部資源調(diào)整，現(xiàn)六礦僅采戊9-10，戊8，丁5-6三層，己、庚組由五礦回采。</p><p>　　丁5-6煤層賦存標(biāo)高與埋藏深度，分別為123～-1

49、000m，138～1050m，含煤面積24.3km2，煤層厚0.65～12.65m，平均3.53m。計(jì)算煤厚變異系數(shù)56.43％，可采性指數(shù)0.91，屬不穩(wěn)定大部可采煤層。</p><p>　　戊8煤層距丁5-6煤層40.55～112.92m，平均71.38m，賦存標(biāo)高60～-1000m，埋藏深度150～1100m，含煤面積36.3km2,煤厚0～3.72m，平均1.86m，煤厚變異系數(shù)39.88%，可采性指數(shù)K

50、m=0.91，屬較穩(wěn)定大部分可采煤層。</p><p>　　戊9-10煤層距戊8煤1.04～29.03m，平均13.38m，賦存標(biāo)高60～－1000m，埋藏深度150～1100m，含煤面積31.3km2。煤厚0.4～5.39m，平均2.50m，煤厚變異系數(shù)38.37%，可采性指數(shù)0.95，屬較穩(wěn)定全區(qū)可采煤層。</p><p><b>　　2.4.2 煤質(zhì)</b>&l

51、t;/p><p>　　丁5-6煤層、戊8煤層、戊9-10煤層均呈黑色，片狀及塊狀，弱玻璃光澤，條帶狀及線理狀結(jié)構(gòu)，煤塊呈層狀構(gòu)造。斷口平坦或呈鋸齒狀。煤層內(nèi)含1～2層不穩(wěn)定夾矸。硬度1～2.5，平均容重1.393。</p><p>　　水分（Mad，%）：丁5-6煤層為1.43%，戊8煤層為1.20%，戊9-10煤層為1.27%，精煤水分平均值基本上和原煤相當(dāng)，差別很小。</p>

52、<p>　　灰分（Aad，%）：丁5-6煤層為25.95%，戊8煤層為27.16%，戊9-10煤層為24.12%，屬富灰煤，原煤灰分有自上而下從高變低的趨勢(shì)，僅戊8煤層例外，灰分較高。</p><p>　　硫分（St.ad，%）丁5-6煤層為0.39%，戊8煤層為0.39%，戊9-10煤層為0.41%，均為特低硫煤。</p><p>　　發(fā)熱量（Qgr.ad，MJ/Kg）：原煤

53、發(fā)熱量平均值，丁5-6煤層為32.80MJ/Kg，戊8煤層為34.81 MJ/Kg，戊9-10煤層為34.80 MJ/Kg，發(fā)熱量數(shù)值較為接近，垂向上變化不明顯。</p><p>　　揮發(fā)分（Vad，%）：精煤揮發(fā)分產(chǎn)率平均值，丁5-6煤層為34.51%，戊8煤層為35.14%，戊9-10煤層為34.12%，揮發(fā)分自上而下逐漸降低，反映了隨埋藏深度增加，煤的變質(zhì)程度增高。</p><p>

54、　　膠質(zhì)層厚度（Y，mm）和粘結(jié)指數(shù)（G）：膠質(zhì)層厚度丁5-6煤層為16.14mm，戊8煤層為22.68mm，戊9-10煤層為22.22mm，各煤層粘結(jié)指數(shù)自上而下分別為89.68、94.13、93.22，上述結(jié)果表明，煤的粘結(jié)性隨著煤層的埋深而增大。按膠質(zhì)層厚度劃分，粘結(jié)性等級(jí)，丁5-6煤層為中等粘結(jié)性煤，其它為強(qiáng)粘結(jié)性煤。</p><p>　　丁5-6煤層、戊8煤層、戊9-10煤層：屬中～富灰、特低硫、特低～

55、低磷、中等發(fā)熱量、極難選1/3焦煤及肥煤類，結(jié)焦性能不佳，也只宜作動(dòng)力用煤。</p><p>　　2.4.3 煤塵爆炸危險(xiǎn)性和自燃發(fā)火傾向性</p><p>　　六礦開(kāi)采的丁組煤層、戊組煤層均具有煤塵爆炸危險(xiǎn)性和自燃發(fā)火傾向性，礦井為自燃發(fā)火礦井。丁組、戊組煤層自燃發(fā)火周期均為3～6個(gè)月，各煤層煤塵爆炸指數(shù)、自然發(fā)火期如表2-2所示。</p><p>　　表2-2

56、 六礦各煤層煤塵爆炸指數(shù)、自燃發(fā)火期表</p><p>　　Tab.2-2 table of the coal dust explosion index、the spontaneous combustion period </p><p>　　2.5 主要生產(chǎn)系統(tǒng)</p><p><b>　　⑴主井提升系統(tǒng)</b></p>&l

57、t;p>　　六礦主井提升系統(tǒng)由山南主立井提升系統(tǒng)和眀、暗斜運(yùn)輸系統(tǒng)組成，主井承擔(dān)六礦各采區(qū)煤炭提升任務(wù)。</p><p><b>　?、聘本嵘到y(tǒng)</b></p><p>　　山南付井承擔(dān)一水平、二水平物料提升、少量人員提升及提矸任務(wù)，北一區(qū)付井承擔(dān)二水平部分物料和設(shè)備提升、少量人員提升、排矸任務(wù)。</p><p><b>　

58、　⑶井下運(yùn)輸系統(tǒng)</b></p><p>　　煤炭運(yùn)輸工作全部采用膠帶輸送機(jī)，一水平運(yùn)輸系統(tǒng)由四部1m普通膠帶輸送機(jī)、三部1m鋼絲繩芯膠帶輸送機(jī)和一部1m鋼絲繩牽引膠帶輸送機(jī)組成。二水平運(yùn)輸系統(tǒng)由四部普通1m膠帶輸送機(jī)、一部1m鋼絲繩芯膠帶輸送機(jī)、兩部1m鋼絲繩牽引膠帶輸送機(jī)組成。</p><p><b>　?、韧L(fēng)系統(tǒng)</b></p>&l

59、t;p>　　礦井通風(fēng)方法為抽出式，通風(fēng)方式為分區(qū)與中央并列混合式通風(fēng)，四個(gè)進(jìn)風(fēng)井(明斜井、一水平副井、一水平主井、二水平北山副井)，兩個(gè)回風(fēng)井(戊二風(fēng)井、北山風(fēng)井)分別擔(dān)負(fù)著丁一采區(qū)、丁二采區(qū)、戊二上山采區(qū)、戊二下山采區(qū)的通風(fēng)任務(wù)。</p><p><b>　　⑸排水系統(tǒng)</b></p><p>　　六礦井下排水系統(tǒng)為一水平和二水平設(shè)有主排水泵房各一座。一水平皮

60、帶巷和大巷排水經(jīng)管路進(jìn)入一水平主、副水倉(cāng)，一水平中央泵房分兩趟管路，通過(guò)管路直接排至地面水廠。二水平丁一采區(qū)、丁二采區(qū)、戊二軌上采區(qū)、戊二軌下采區(qū)的水分別由水管排至二水平-440大巷水溝，由水溝匯集排到二水主副水倉(cāng)，在由北一區(qū)井下大泵排到地面水倉(cāng)處理，均經(jīng)過(guò)凈化后再通過(guò)山南、山北井筒向井下供水。</p><p><b>　?、蕢猴L(fēng)系統(tǒng)</b></p><p>　　六礦

61、建立有完善的壓風(fēng)系統(tǒng)。六礦壓風(fēng)系統(tǒng)分為山南壓風(fēng)機(jī)房和北一工區(qū)壓風(fēng)機(jī)房，共有壓風(fēng)機(jī)10臺(tái)。</p><p><b>　　⑺供電系統(tǒng)</b></p><p>　　六礦總裝機(jī)容量為86958.5KW，其中井下34440.5KW，地面30623KW，生活用電21895KW。礦井最大負(fù)荷18342KW，平均負(fù)荷15047KW。井下低壓饋電線裝設(shè)了選擇性漏電保護(hù)裝置。配電網(wǎng)絡(luò)裝設(shè)

62、了可靠的過(guò)流、短路保護(hù)、接地裝置齊全。通訊裝置符合規(guī)程要求。礦井電源線路為4根，入井電纜7根，一水平中央下井電纜3根，型號(hào)為MYJV42-3×150 mm2兩根，MYJV42-3×120mm2一根，都是采用的是聚氯乙烯鋼絲鎧裝電纜，下井三趟電纜其中一趟電纜為備用線路；二水平中央下井電纜4根，型號(hào)均為MYJV42—3×150 mm2，都是采用的是聚氯乙烯鋼絲鎧裝電纜，每根長(zhǎng)950m。主要扇風(fēng)機(jī)、提升機(jī)、中央變

63、電所均為雙回路供電。</p><p><b>　　⑻采掘系統(tǒng)</b></p><p>　　六礦劃分三個(gè)水平開(kāi)采，一水平基本結(jié)束，二水平為生產(chǎn)水平，三水平正在建設(shè)。目前六礦開(kāi)采丁組、戊組兩組煤層。四個(gè)綜采工作面同時(shí)生產(chǎn)，年實(shí)際生產(chǎn)原煤320萬(wàn)噸左右。現(xiàn)有生產(chǎn)采區(qū)三個(gè)（丁一采區(qū)、丁二采區(qū)、戊二上山采區(qū)、戊二下山采區(qū)），三水平戊組正在開(kāi)拓。</p><p

64、><b>　?、偷孛嫦到y(tǒng) </b></p><p>　　六礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)主要包括一、二水平煤樓、洗煤廠、一、二水平煤倉(cāng)、鐵路牽引線、儲(chǔ)煤場(chǎng)，根據(jù)目前井下回采煤層，地面生產(chǎn)系統(tǒng)分為戊組煤和丁組煤運(yùn)輸系統(tǒng)，戊組煤主要是通過(guò)主井提升，丁組煤主要是通過(guò)明斜井皮帶運(yùn)輸。</p><p>　　礦井提升、運(yùn)輸、壓風(fēng)、防塵、防滅火、排水、供電等系統(tǒng)完善可靠，能力符合規(guī)定。<

65、;/p><p>　　2.6 礦井生產(chǎn)和開(kāi)拓能力</p><p>　　礦井于1957年動(dòng)工建設(shè)，1970年7月1日正式投產(chǎn)。1980年至1990年進(jìn)行了一次較大規(guī)模的技術(shù)改造，年生產(chǎn)能力提高到120萬(wàn)t。1988年，為進(jìn)一步提高生產(chǎn)能力，由原平頂山礦務(wù)局設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，對(duì)二水平生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了擴(kuò)建改造，生產(chǎn)能力達(dá)到210萬(wàn)t。1993年又經(jīng)技術(shù)改造后，年生產(chǎn)能力增加到260萬(wàn)t，2006年，核定年生產(chǎn)

66、能力320萬(wàn)t，實(shí)際生產(chǎn)原煤329萬(wàn)t。</p><p>　　礦井采用豎井主副井提升及明暗斜井運(yùn)輸，石門開(kāi)拓方式。集中運(yùn)輸大巷布置在四21（戊10）煤層底板巖層中，上距煤層垂深大于25m，不影響上部煤層正?；夭?。結(jié)合通風(fēng)斷面要求，采用雙巷開(kāi)拓，除五、四（丁、戊）二采區(qū)上山通過(guò)-260運(yùn)輸石門卸入五、四（丁、戊）采區(qū)煤倉(cāng)外，其余各采區(qū)皆由東、西翼皮帶運(yùn)輸大巷向井底集中，通過(guò)井底上倉(cāng)皮帶卸入井底煤倉(cāng)，運(yùn)輸大巷通過(guò)輔助

67、運(yùn)輸石門與軌道暗斜井和井底車場(chǎng)溝通。</p><p>　　礦井開(kāi)拓方式為分水平上下山盤區(qū)式開(kāi)拓，采煤方法根據(jù)各煤層厚度采用單一走向長(zhǎng)壁式或傾斜分層走向長(zhǎng)壁式開(kāi)采。采煤工藝，初期以水采為主、60年代開(kāi)始以炮采為主，八十年代中后期之后以綜采為主。采用全巖陷落法管理，通風(fēng)方式采用抽出式。</p><p>　　礦井分兩個(gè)水平同時(shí)開(kāi)采，其中，一水平五（丁）煤段的一采區(qū)、四采區(qū)和四（戊）煤段的一采區(qū)、

68、二采區(qū)已結(jié)束；二水平五（?。┟憾蔚囊弧⒍蓞^(qū)和四（戊）煤段的二采區(qū)正在回采。</p><p><b>　　2.7 礦井通風(fēng)</b></p><p>　　六礦通風(fēng)方法為抽出式，通風(fēng)方式為分區(qū)與中央并列混合式通風(fēng)，共有一水平主、副井、明斜井、二水平北山副井等四個(gè)進(jìn)風(fēng)井和戊二風(fēng)井、北山風(fēng)井兩個(gè)回風(fēng)井。其中戊二風(fēng)井裝有BDK-8-NO28軸流式對(duì)旋風(fēng)機(jī)兩臺(tái)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用

69、，配套電機(jī)功率1000kw，葉片角度32.5°，總風(fēng)量5508 m3/min，負(fù)壓2440 pa，擔(dān)負(fù)戊二上山采區(qū)，采用“兩進(jìn)兩回”式通風(fēng)格局。北山風(fēng)井裝有ANN3600/2800軸流式風(fēng)機(jī)兩臺(tái)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用，配套電機(jī)功率2800kw，葉片角度40°，總風(fēng)量17114 m3/min，負(fù)壓2910 pa，擔(dān)負(fù)二水平丁一、丁二采區(qū)、二水平戊二下山采區(qū)，其中丁一、丁二采區(qū)為“兩進(jìn)一回”式通風(fēng)格局，戊二下山采區(qū)為“兩進(jìn)

70、兩回”式通風(fēng)格局。礦井主要通風(fēng)機(jī)按雙機(jī)同能力配備，實(shí)現(xiàn)雙回路供電。</p><p>　　礦井總進(jìn)風(fēng)量20623m3/min，總排風(fēng)量為21826m3/min，有效風(fēng)量為18040m3/min，有效風(fēng)量率為87.48%，風(fēng)機(jī)實(shí)測(cè)風(fēng)量為22622m3/min，礦井等積孔為8.49m2。</p><p>　　采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)巷貫穿整個(gè)采區(qū)，各采區(qū)均設(shè)置有瓦斯專用回風(fēng)巷。</p><

71、;p>　　2.8 礦井瓦斯基本參數(shù)</p><p>　　2.8.1 煤層瓦斯賦存狀況及規(guī)律</p><p>　　六礦位于平頂山礦區(qū)的中西部，井田位于李口向斜的南西翼，為一向北偏西傾斜的單斜構(gòu)造，構(gòu)造地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單，地表除龍山一帶有二疊系上統(tǒng)石千峰組平頂山砂巖有出露外，大部分被第四系覆蓋。井田淺部瓦斯含量與涌出量低，隨著開(kāi)采深度的增加，瓦斯含量與涌出量顯著增大，礦井煤層瓦斯賦存主要受采

72、深和地質(zhì)條件影響，由于煤層被巨厚地層覆蓋，沉積巖性多為泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖等，具有較好的煤層瓦斯生、儲(chǔ)條件。對(duì)丁組煤層均按垂深每增加50米測(cè)定瓦斯壓力、瓦斯含量，如表2-3。根據(jù)對(duì)不同標(biāo)高的煤層瓦斯基本參數(shù)測(cè)定結(jié)果，丁5-6煤層瓦斯含量與標(biāo)高的關(guān)系圖如2-2所示。</p><p>　　表2-3 各主采煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)表 </p><p>　　Tab.2-3 basic paramete

73、r table of coal seam gas </p><p>　　圖2-2 丁5-6煤層瓦斯含量與標(biāo)高的關(guān)系</p><p>　　Fig.2-2 relationship of levation of coal seam and gas content </p><p&

74、gt;　　2.8.2 瓦斯抽采難易程度的指標(biāo)</p><p>　　根據(jù)《礦井瓦斯抽采管理規(guī)范》（煤安字[1997]第189號(hào)）第19條、《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》（AQ1027-2006）第7.2.1條的有關(guān)規(guī)定，衡量未卸壓的原始煤層瓦斯抽采難易程度指標(biāo)有：煤層透氣性系數(shù)（λ），鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)（α）。按λ、α判定本煤層瓦斯抽采難易程度標(biāo)準(zhǔn)如表2-4所示。</p><p>　　表2-4 本煤

75、層預(yù)抽瓦斯難易程度分類表</p><p>　　Tab.2-4 Coal gas drainage classification of difficulty</p><p>　　目前，六礦基本測(cè)定丁5-6透氣性系數(shù)為0.09366m2/(MPa2·d)，鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)為0.055d-1 ，屬于較難抽放煤層。</p><p>　　3 瓦斯涌出量預(yù)測(cè)和抽

76、采系統(tǒng)的選擇</p><p>　　本章將詳盡的介紹分源預(yù)測(cè)法預(yù)測(cè)的應(yīng)用，以及根據(jù)平煤六礦的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算煤礦的瓦斯涌出量。本章是瓦斯抽放設(shè)計(jì)中最重要的部分，所得瓦斯涌出量是管路選型和抽采泵選擇的重要依據(jù)。</p><p>　　3.1 瓦斯涌出量分源預(yù)測(cè)法</p><p>　　根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》（2009）第十四條，新建礦井或生產(chǎn)礦井新水平，都必須進(jìn)行瓦斯涌出

77、量預(yù)測(cè)，以確定新礦井、新水平、新采區(qū)投產(chǎn)后瓦斯涌出量大小，作為礦井和采區(qū)通風(fēng)設(shè)計(jì)、瓦斯抽采及瓦斯管理的依據(jù)。礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)是根據(jù)某些已知數(shù)據(jù)，按照一定的方法與規(guī)律，預(yù)先估算出礦井瓦斯涌出量大小的工作。</p><p>　　根據(jù)《礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法》（AQ1018-2006）第4.3條，礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)應(yīng)包括以下資料：</p><p>　　（1）礦井采掘設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</p>

78、;<p>　　①開(kāi)拓、開(kāi)采系統(tǒng)圖，采掘接替計(jì)劃；</p><p>　?、诓擅悍椒?、通風(fēng)方式；</p><p>　?、劬蜻M(jìn)巷道參數(shù)、煤巷平均掘進(jìn)速度；</p><p>　?、艿V井、采區(qū)、回采工作面及掘進(jìn)工作面產(chǎn)量；</p><p><b>　?。?）礦井地質(zhì)報(bào)告</b></p><p>

79、;　?、俚貙悠拭鎴D、柱狀圖等；</p><p>　?、诟髅簩雍兔簥A層的厚度、煤層間距離及頂、底板巖性；</p><p>　　（3）煤層瓦斯含量測(cè)定成果、風(fēng)化帶深度及瓦斯含量等值線圖</p><p>　?。?）鄰近礦井和該礦已采水平、采區(qū)（盤區(qū)）以及采掘工作面瓦斯涌出測(cè)定結(jié)果</p><p>　?。?）煤的工業(yè)分析指標(biāo)（水分、灰分、揮發(fā)分和密度

80、）以及煤質(zhì)牌號(hào)</p><p>　　鑒于平煤六礦的采掘部署、瓦斯參數(shù)、煤層參數(shù)等具體情況，礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)采用分源預(yù)測(cè)法。</p><p>　　3.2 預(yù)測(cè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)</p><p><b>　?。?）煤層基礎(chǔ)參數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)六礦地質(zhì)報(bào)告丁5-6煤層平均厚度取3.53m，采區(qū)最深處的標(biāo)高-654，由

81、圖2-2可得出瓦斯含量為7.38m3/t，煤層具體參數(shù)詳見(jiàn)表3-1</p><p>　　表3-1 各主采煤層的參數(shù)</p><p>　　Tab.3-1 Parameters of the main mining coal seam</p><p>　?。?）礦井生產(chǎn)部署設(shè)定</p><p>　　平煤六礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為400Mt/a，采用立井

82、上、下山開(kāi)拓方式，一水平標(biāo)高定在-100m，二水平標(biāo)高-450m。戊8煤層作為保護(hù)層開(kāi)采，保護(hù)戊9-10和丁5-6煤層。在丁5-6煤層，布置1個(gè)采區(qū)。采區(qū)內(nèi)布置1個(gè)工作面，一個(gè)備采面，兩個(gè)掘進(jìn)頭。。采煤方法采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法，綜采一次采全高，后退式開(kāi)采，全部垮落法管理頂板。丁5-6煤層采掘工作面具體參數(shù)見(jiàn)表3-2 、表3-3。</p><p>　　表3-2 回采工作面參數(shù)表</p><p&g

83、t;　　Tab.3-2 The parameter list of the mining face</p><p>　　表3-3 掘進(jìn)工作面參數(shù)表</p><p>　　Tab.3-3 The parameter list of Heading Face</p><p>　　3.3 回采工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)</p><p>　　回采工作面

84、瓦斯涌出來(lái)源主要包括開(kāi)采層和鄰近層?；夭晒ぷ髅嫱咚褂砍隽款A(yù)測(cè)用相對(duì)瓦斯涌出量表示，以24h為一個(gè)預(yù)測(cè)圓班，由開(kāi)采層（包括圍巖）、鄰近層瓦斯涌出量?jī)刹糠纸M成，采用式（3-1）計(jì)算</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中 ——回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t；</p><p>　　——開(kāi)采層相對(duì)瓦斯涌出量，

85、m3/t；</p><p>　　——鄰近層相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t。</p><p>　?。?）開(kāi)采煤層（包括圍巖）瓦斯涌出量按式（3-2）計(jì)算</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中 ——開(kāi)采煤層（包括圍巖）相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t；</p><p>　　

86、——圍巖瓦斯涌出系數(shù)，對(duì)于垮落法頂板管理的工作面，取=1.3；</p><p>　　——工作面丟煤瓦斯涌出系數(shù)，其值為工作面回采率的倒數(shù)，工作面回采 率按85%，則=1.18；</p><p>　　——順槽掘進(jìn)預(yù)排瓦斯對(duì)工作面煤體瓦斯涌出影響系數(shù)；</p><p>　　——開(kāi)采層厚度，m；</p><p>　　—

87、—工作面采高，m；</p><p>　　——煤層原始瓦斯含量，m3/t； </p><p>　　——煤層殘存瓦斯含量，m3/t。</p><p>　　采用長(zhǎng)壁后退式回采時(shí)，系數(shù)按下式（3-3）確定：</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中 ——回采工作面長(zhǎng)度

88、，m；</p><p>　　——巷道瓦斯預(yù)排等值寬度，m，取h=10m。</p><p>　　根據(jù)表3-4中值為殘存可燃基瓦斯含量，。所以需要按公式（3-4）換算成原煤的殘存瓦斯含量：</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　式中 ——原煤殘余瓦斯含量，m3/t；</p>

89、<p>　　——原煤中灰分含量，%；</p><p>　　——原煤中水分含量，%。</p><p>　　表3-4 殘存可燃基瓦斯含量</p><p>　　Tab.3-4 Remnants of combustible content</p><p>　?。?）鄰近層瓦斯涌出量</p><p>　　鄰近層瓦

90、斯涌出量采用下式（3-5）計(jì)算： </p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　式中 ——鄰近層相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t；</p><p>　　——第i個(gè)鄰近層煤層原始瓦斯含量，m3/t，如無(wú)實(shí)測(cè)值可參照開(kāi)采層選取；</p><p>　　——第i個(gè)鄰近層煤層殘存瓦斯含量，m3/t，如無(wú)實(shí)

91、測(cè)值可參照開(kāi)采層選??；</p><p>　　——第i個(gè)鄰近層煤層厚度，m；</p><p>　　——工作面采高，m；</p><p>　　——第i個(gè)鄰近層瓦斯排放率，%；</p><p>　?。?）采煤工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果</p><p>　　由表3-4得知丁5-6煤的殘存瓦斯含量為1.45m3/t，戊8煤的殘存瓦

92、斯含量為1.43m3/t,戊9-10煤的殘存瓦斯含量為1.49m3/t。戊8煤層距丁5-6煤層平均71.38m，戊9-10煤層距戊8煤層平均13.38m。依據(jù)AQ1018-2006鄰近層瓦斯排放率與層間距的關(guān)系曲線，戊8煤層開(kāi)采時(shí)，取丁5-6鄰近層瓦斯排放率20%，戊9-10煤層開(kāi)采時(shí)，丁5-6煤層的排放率取10%，固開(kāi)采時(shí)丁組時(shí)可忽略因戊組煤層采動(dòng)帶來(lái)的瓦斯影響。經(jīng)計(jì)算各煤層采煤工作面瓦斯涌出量如表3-5所示。</p>

93、<p>　　表3-5 采煤工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果</p><p>　　Tab.3-5 The Results of Coal Face’s Gas Emission Prediction</p><p>　　考慮到回采工作面瓦斯涌出量程不均衡性，其不均衡系數(shù)在1.2~1.5,若不均衡系數(shù)取1.5，丁5-6煤層1個(gè)采煤工作面最大絕對(duì)瓦斯涌出量為25.57m3/min。<

94、/p><p>　　3.4 掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)</p><p>　　掘進(jìn)工作面瓦斯涌出來(lái)源主要有兩類：掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量和掘進(jìn)巷道落煤瓦斯涌出量。掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)用絕對(duì)瓦斯涌出量表示，用下式（3-6）計(jì)算：</p><p><b>　　（3-6）</b></p><p>　　式中 ——掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯

95、涌出量，m3/min；</p><p>　　——掘進(jìn)工作面巷道煤壁絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min；</p><p>　　——掘進(jìn)工作面落煤絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min。</p><p>　　（1）掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量</p><p>　　掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量由式（3-7）計(jì)算：</p><p><b>　　

96、（3-7）</b></p><p>　　式中 ——掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量，m3/min；</p><p>　　——巷道斷面內(nèi)暴露煤壁面的周邊長(zhǎng)度，m；對(duì)于薄及中厚煤層，， 為開(kāi)采層厚度；對(duì)于厚煤層，，及分別為巷道的高度 及寬度；</p><p>　　——巷道平均掘進(jìn)速度，m/min；</

97、p><p><b>　　——巷道長(zhǎng)度，m；</b></p><p>　　——煤壁瓦斯涌出強(qiáng)度，m3/m2.min，可參考下式（3-8）計(jì)算：</p><p><b>　　（3-8）</b></p><p>　　式中 ——煤中揮發(fā)分含量，%；</p><p>　　——煤層原始

98、瓦斯含量，m3/t；</p><p>　?。?）掘進(jìn)巷道落煤瓦斯涌出量</p><p>　　掘進(jìn)巷道落煤瓦斯涌出量由下式（3-9）計(jì)算：</p><p><b>　　（3-9）</b></p><p>　　式中 ——掘進(jìn)巷道落煤瓦斯涌出量，m3/min；</p><p>　　——掘進(jìn)巷道斷面

99、積，m2；</p><p>　　——巷道平均掘進(jìn)速度，m/min；</p><p>　　——煤的視相對(duì)密度，t/m3；</p><p>　　——煤層原始瓦斯含量，m3/t；</p><p>　　——運(yùn)出礦井后煤的殘存瓦斯含量，m3/t；</p><p>　　有以上得出丁5-6煤層掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果如表3-6所

100、示。</p><p>　　表3-6 掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果</p><p>　　Tab.3-6 The Results of Heading gas emission predictions</p><p>　　由于掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量程不均衡性，其不均衡系數(shù)在1.2~1.5，若不均衡系數(shù)取1.5，丁5-6煤層1個(gè)掘進(jìn)面最大絕對(duì)瓦斯涌出量為5.73m3/m

101、in。</p><p>　　3.5 生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)</p><p>　　生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量指采區(qū)內(nèi)所有回采工作面、掘進(jìn)工作面及采空區(qū)瓦斯涌出量之和，由下式（3-10）計(jì)算：</p><p><b>　?。?-10）</b></p><p>　　式中 ——生產(chǎn)采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t；</p>

102、<p>　　—— 生產(chǎn)采區(qū)內(nèi)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，取值為1.2；</p><p>　　——第i個(gè)回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t；</p><p>　　——第i個(gè)回采工作面的日產(chǎn)量，t；</p><p>　　——第i個(gè)掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min；</p><p>　　——生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量，t。</p>

103、<p>　　丁5-6采區(qū)瓦斯涌出量結(jié)果如表3-7所示。</p><p>　　表3-7 采區(qū)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果</p><p>　　Tab.3-7 The Results of Mining area Gas Emission Prediction</p><p>　　3.6 礦井瓦斯涌出量</p><p>　　礦井瓦斯涌出量為全

104、部生產(chǎn)采區(qū)和采空區(qū)瓦斯涌出量之和，由下式（3-11）計(jì)算：</p><p><b>　?。?-11）</b></p><p>　　式中 ——礦井相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t；</p><p>　　——第i個(gè)生產(chǎn)采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t；</p><p>　　——第i個(gè)生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量，t/d；</p>

105、<p>　　——已采采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)；對(duì)于單一煤層=1.15~1.25，對(duì)于近距離煤 層群，=1.25~1.45。</p><p>　　取=1.3，計(jì)算出正常情況下礦井相對(duì)瓦斯涌出量為27.21m³/t，絕對(duì)瓦斯涌出量為215.41m3/min。</p><p>　　3.7 建立地面固定抽采系統(tǒng)的必要性</p><

106、p>　　3.7.1 規(guī)定要求</p><p>　　根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》（2011）第一百四十五條、《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》（AQ1026-2006）第3條、《煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50471-2008）第3.1條、《煤礦瓦斯抽采達(dá)標(biāo)暫行規(guī)定》（安監(jiān)總煤裝[2011] 163號(hào)）第七條的有關(guān)規(guī)定，有下列情況之一的礦井，必須建立地面永久抽采瓦斯系統(tǒng)或井下臨時(shí)抽采瓦斯系統(tǒng)：</p><

107、;p>　?。?）1個(gè)采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或1個(gè)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量大于 3m3/min，用通風(fēng)方法解決瓦斯問(wèn)題不合理的。</p><p>　　（2）礦井絕對(duì)瓦斯涌出量達(dá)到以下條件的：</p><p>　?、俅笥诨虻扔?0m3/min；</p><p>　?、谀戤a(chǎn)量1.0~1.5Mt的礦井，大于30m3/min；</p><

108、;p>　?、勰戤a(chǎn)量0.6~1.0Mt的礦井，大于25m3/min；</p><p>　?、苣戤a(chǎn)量0.4~0.6Mt的礦井，大于20m3/min；</p><p>　?、菽戤a(chǎn)量小于或等于0.4Mt的礦井，大于15m3/min。</p><p>　　開(kāi)采有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層的。</p><p>　　根據(jù)六礦生產(chǎn)能力4Mt/a，丁5-6煤層

109、回采工作面最大絕對(duì)瓦斯涌出量已達(dá)到25.57m3/min，遠(yuǎn)大于5m3/min，并且丁5-6煤層已發(fā)生多次煤與瓦斯突出，因此六煤必須建立地面固定瓦斯抽采系統(tǒng)對(duì)丁5-6煤層進(jìn)行抽采。</p><p>　　3.7.2 通風(fēng)處理瓦斯量核定</p><p>　　當(dāng)一個(gè)礦井、采區(qū)或工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量大于通風(fēng)所能允許的瓦斯涌出量時(shí)，就要抽放瓦斯，回采工作面風(fēng)排瓦斯量按式（3-12）計(jì)算。</

110、p><p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　式中 ——通風(fēng)所能承擔(dān)的最大瓦斯涌出量，m3/min；</p><p>　　——工作面允許的最大風(fēng)速，取4m/s；</p><p>　　——工作面斷面積，取12m2；</p><p>　　——《煤礦安全規(guī)程》允許的風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛?/p>

111、，取1%；</p><p>　　——瓦斯涌出不均衡系數(shù)，取值為1.2~1.7，這里取1.5。</p><p>　　計(jì)算得回采工作面的風(fēng)排瓦斯量是11.52m3/min，根據(jù)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)，回采工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量可達(dá)25.57m3/min。由于預(yù)測(cè)瓦斯涌出量大于通風(fēng)所能稀釋瓦斯量，故通風(fēng)不能滿足工作面所需風(fēng)量的要求，難以保證工作面瓦斯不超限。因此，從通風(fēng)能力看必須建立抽放瓦斯系統(tǒng)對(duì)丁5-

112、6進(jìn)行瓦斯抽放。</p><p>　　4 瓦斯抽采設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p>　　瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)包括：煤層瓦斯含量、瓦斯儲(chǔ)量、可抽瓦斯量、抽放率等，本章將詳細(xì)介紹這些參數(shù)，并根據(jù)這些參數(shù)計(jì)算出瓦斯抽放規(guī)模及抽放量。</p><p>　　4.1 煤層瓦斯儲(chǔ)量</p><p>　　礦井瓦斯儲(chǔ)量是指在煤田開(kāi)發(fā)過(guò)程中能夠向礦井排放瓦斯的煤層及圍巖所儲(chǔ)存的