天禹煤礦瓦斯抽放工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、永龍?zhí)煊恚ǖ欠猓┟簶I(yè)瓦斯抽放工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)61 / 66前言永龍?zhí)煊恚ǖ欠猓┟簶I(yè)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)天禹煤礦）位于登封市區(qū)西南20km的石道鄉(xiāng)溝村，行政區(qū)劃隸屬登封市石道鄉(xiāng)管轄。天禹煤礦屬煤化集團(tuán)永煤公司整合的國(guó)有控股煤礦企業(yè)。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力0.3Mt/a，服務(wù)年限約11a。賦存于組下部的二1煤層和下石盒子組上的五3煤層為主要可采煤層，本礦井的開(kāi)采對(duì)象為二1煤層。礦井采用斜井開(kāi)拓，依據(jù)井田二1煤賦存條件，采煤方法長(zhǎng)壁后退式，全部垮落法管理頂板，采煤工藝為炮采。天禹煤礦所處的登封地區(qū)屬于豫西強(qiáng)變形三軟煤層高突瓦斯帶，為煤與瓦斯突出礦區(qū)。鄰近礦井發(fā)生過(guò)煤與瓦斯突出事故或瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象，為了保障煤礦安全生

2、產(chǎn)，設(shè)計(jì)人員認(rèn)真研究和分析了天禹礦的煤層賦存、開(kāi)拓開(kāi)采、瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)與瓦斯涌出等情況后，對(duì)天禹煤礦的瓦斯抽放系統(tǒng)進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)，現(xiàn)提交瓦斯抽放工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告與相關(guān)圖紙。本次設(shè)計(jì)工作所遵循的依據(jù)是：（1）國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.煤礦安全規(guī)程，2011；（2）國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.煤礦瓦斯抽放規(guī)，AQ1027-2006；（3）中國(guó)煤炭建設(shè)協(xié)會(huì).煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計(jì)規(guī)，GB 50471-2008；（4）國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.防治煤與瓦斯突出規(guī)定，2009；（5）天禹煤礦地質(zhì)說(shuō)明書(shū)；（6）天禹煤礦初步設(shè)計(jì)；（7）天禹煤礦初步設(shè)計(jì)安全專(zhuān)篇；（8）永龍?zhí)煊恚ǖ欠猓┟簶I(yè)二1煤層煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性

3、區(qū)域預(yù)測(cè)報(bào)告。目 錄1 礦井概況11.1交通位置與礦井圍11.2 自然概況11.3 地質(zhì)概況21.3.1 礦井地層21.3.2 地質(zhì)構(gòu)造41.4 煤層賦存與煤質(zhì)51.4.1 煤層賦存51.4.2 煤質(zhì)特征61.5 礦井開(kāi)拓與開(kāi)采61.6 礦井通風(fēng)與瓦斯62 礦井瓦斯抽放的必要性與可行性82.1 天禹礦瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)82.1.1瓦斯含量測(cè)定82.1.2 煤層瓦斯壓力間接測(cè)定92.1.3 瓦斯壓力直接測(cè)定102.1.4 煤的瓦斯吸附常數(shù)測(cè)定112.1.5 煤的堅(jiān)固性系數(shù)與瓦斯放散初速度的測(cè)定112.2 鄰近礦井瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)122.2.1豐陽(yáng)礦122.3 礦井瓦斯儲(chǔ)量152.4 礦井瓦斯可抽量162.

4、5 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)162.5.1 礦井瓦斯涌出構(gòu)成關(guān)系172.5.2 回采工作面的瓦斯涌出量172.5.3 掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量182.5.4 生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)202.5.5 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)212.6 瓦斯抽放的必要性222.7 瓦斯抽放的可行性233 瓦斯抽采方法243.1 抽采方法選擇243.1.1 抽采方法選擇依據(jù)243.1.2 抽放方法選擇253.2 掘進(jìn)工作面抽放方法253.2.1順層長(zhǎng)鉆孔預(yù)抽煤層條帶瓦斯253.2.2順層長(zhǎng)鉆孔掩護(hù)煤巷掘進(jìn)區(qū)域防突措施263.3 回采工作面抽放方法293.4 采空區(qū)抽放方法303.4.1 采空區(qū)高位抽放303.4.2 采面淺孔抽放3

5、13.4.3 采空區(qū)埋管抽放323.5 抽放鉆孔的密封323.5.1 封孔深度323.5.2 封孔材料323.5.3 封孔工藝334 抽放管路系統(tǒng)選型設(shè)計(jì)354.1 抽放管路系統(tǒng)路線354.2 抽采規(guī)模預(yù)計(jì)354.3 抽放管路選型計(jì)算354.4 管網(wǎng)阻力計(jì)算364.5 管路連接與敷設(shè)要求384.6 鉆孔與抽放管路連接384.7 抽放管路附屬裝置405 地面抽放泵選型與泵站布置435.1 抽放泵的選型435.1.1 抽放泵的類(lèi)型確定435.1.2 抽放泵的容量計(jì)算435.1.3 抽放泵選型455.2 瓦斯抽放泵站的布置455.3 瓦斯抽放泵站供電475.4 瓦斯抽放泵給排水475.5 防雷設(shè)施4

6、75.6 瓦斯抽放泵站照明485.7 瓦斯抽放泵站通訊485.8 抽放系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)485.9 泵房采暖與通風(fēng)486 瓦斯抽放系統(tǒng)的安裝496.1 瓦斯抽放系統(tǒng)安裝的基本要求496.2 瓦斯抽放泵的安裝496.3 瓦斯抽放和排放管路與附屬設(shè)施安裝497環(huán)境保護(hù)507.1 抽放瓦斯工程對(duì)環(huán)境的影響507.2 污染防治措施507.3 抽放站綠化508瓦斯抽放組織管理與主要安全技術(shù)措施518.1 組織管理518.2 瓦斯抽放組織機(jī)構(gòu)管理518.3 瓦斯抽放鉆場(chǎng)管理518.4 采空區(qū)抽放管道的拆裝538.5 瓦斯抽放管路管理538.6 主要安全技術(shù)措施548.7 鉆機(jī)操作規(guī)程548.8 瓦斯抽放泵司機(jī)作

7、業(yè)操作規(guī)程558.9 瓦斯抽放報(bào)表管理579瓦斯抽放工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)599.1 勞動(dòng)定員599.2 投資概算591 礦井概況1.1交通位置與礦井圍天禹煤礦位于登封市區(qū)西南20km的石道鄉(xiāng)溝村，行政區(qū)域劃隸屬登封市石道鄉(xiāng)所轄，地理坐標(biāo)為：東經(jīng)112°5104112°5214，北緯34°203534°2144。井田走向長(zhǎng)約1.0km，傾斜寬約1.8km，面積2.0626km2，以下15個(gè)拐點(diǎn)圈定，見(jiàn)表1-1所示。表1-1 井田拐點(diǎn)坐標(biāo)點(diǎn)號(hào)X坐標(biāo)Y坐標(biāo)13803040.9538394237.2623803520.9638394749.2533803600.96

8、38394737.2543803620.9638394787.2553803590.9638394822.2563804450.9838395717.2573803020.9738396037.2783802326.9738391954.2893802662.9638395461.27103802605.9638395217.27113802602.9638395121.27123802450.9538394849.27133802575.9538394623.26143802630.9538394537.26153802635.9538394537.26礦區(qū)位于登封市西南20km的石道鄉(xiāng)溝村

9、，南距207國(guó)道4km，北距323省道3km，北距伊川新鐵路2km，交通便利。交通位置示意圖詳見(jiàn)（圖1-1）。1.2 自然概況本區(qū)為低山丘陵地形，區(qū)最高海拔標(biāo)高為523.90m，最低海拔標(biāo)高為405.7m，相對(duì)高差為18.20m，區(qū)總體地勢(shì)呈中部高，向東、西南變低，地面坡度大，沖溝發(fā)育，有利于大氣降水的逕流與排泄。區(qū)屬淮河流域穎河水系，區(qū)無(wú)常年性地表水體，僅在礦區(qū)西北邊界附近與隱士溝水庫(kù)相鄰，其淹沒(méi)圍與庫(kù)容較小。地面沖溝幾乎常年干枯。圖1-1 天禹煤礦交通位置示意圖1.3 地質(zhì)概況1.3.1 礦井地層本區(qū)為丘陵地形，基巖為新近系覆蓋。根據(jù)地表露頭、礦井工程和鉆孔揭露，地層由老至新有：寒武系上統(tǒng)

10、（C3）、石炭中統(tǒng)組（C2b）、二疊下統(tǒng)組（P1Sh）、下石盒子組（P1x）、上統(tǒng)上石盒子組（P2s）和新近系(Q)；現(xiàn)由老至新分述如下：一、寒武系上統(tǒng)（C3）為淺灰色、灰色厚狀白云質(zhì)灰?guī)r，局部夾泥質(zhì)條帶與燧石結(jié)核，厚度145.62m。二、石炭系（C）（1）中統(tǒng)組（C2b）以淺灰色鋁質(zhì)泥巖為主，具有鮞狀與豆?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，含黃鐵礦結(jié)核與團(tuán)塊，局部呈層狀。本組厚4.4m。組與下伏寒武系上統(tǒng)呈平行不整合接觸。（2）上統(tǒng)組（C3t）由深灰色石灰?guī)r、黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖和煤層組成，厚度56.11m。依其巖性組合特征可分為三個(gè)巖性段。下部灰?guī)r段：自組底至L4灰?guī)r頂，由石灰?guī)r（L1L4）、煤層（一1、一2、一

11、3、一4）與泥巖砂質(zhì)泥巖組成。石灰?guī)r中含大量動(dòng)物化石與其碎片，裂隙發(fā)育，多被方解石脈充填，其中L1石灰?guī)r厚度大且穩(wěn)定，是一主要標(biāo)志層。煤層僅一1煤偶見(jiàn)可采點(diǎn)，其余均不可采。中部砂泥巖段:自L4石灰?guī)r頂至L7灰?guī)r底,以碎屑巖為主，由深灰色、灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、細(xì)粒砂巖組成。本段地層厚21.31m。上部灰?guī)r段：自L7灰?guī)r底至二1煤層底板砂巖，厚18.08m。由石灰?guī)r、泥巖、砂質(zhì)泥巖組成，局部夾砂巖薄層。發(fā)育石灰?guī)r二層（L7、L8），其中L7石灰?guī)r全區(qū)發(fā)育，厚度穩(wěn)定，為本區(qū)主要標(biāo)志層。三、二疊系（P）（1）下統(tǒng)組（P1Sh）為灰色、深灰色泥巖砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、中粒砂巖與煤層組成。為本區(qū)主要可采煤層

12、。本組厚52.30m。本組底部為灰、深灰色中、細(xì)粒砂巖和煤層（二1煤層底板砂巖），夾泥質(zhì)條帶，具波狀層理和交錯(cuò)層理，為本組與組分界砂巖。下部由深灰、黑灰色細(xì)、中粒砂巖，泥巖、砂質(zhì)泥巖與二1煤層組成，含大量植物化石與其碎片，含煤兩層（二1、二2），其中二1煤層全區(qū)可采；二2煤層不可采。中、上部為砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖組成，其砂巖較發(fā)育，為深灰、灰色細(xì)中料砂巖，層面含較多白云母片和炭屑，具交錯(cuò)層理，局部含泥質(zhì)團(tuán)塊；香炭砂巖發(fā)育穩(wěn)定，為灰色細(xì)中粒砂巖，含炭屑和白云母片與泥質(zhì)包體、菱鐵質(zhì)團(tuán)塊；泥巖、砂巖泥巖中含植物化石。頂板為厚層狀鋁土質(zhì)泥巖與鋁土巖，具暗紫斑和菱鐵質(zhì)鮞粒，局部具鮞狀結(jié)構(gòu)（小紫斑泥巖）。

13、組與下伏組為整合接觸。（2）下統(tǒng)下石盒子組（P1x）由砂鍋窯砂巖底至田家溝砂巖底，厚261.76m，本組以中上部地層在本區(qū)淺部遭受剝蝕，僅在中東部保留該組與其上部的上石盒子組。下部為灰綠色，砂質(zhì)泥巖夾細(xì)粒砂巖，局部為深灰色泥巖，含紫斑泥巖、偶夾薄煤。底部為灰綠色紫斑泥巖與淺灰色中粗粒砂巖，俗稱(chēng)砂鍋窯砂巖，為區(qū)主要標(biāo)志層。上部為青灰色、深灰色、黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖夾青灰色、淺灰色細(xì)、中粒砂巖、紫斑泥巖與薄煤多層。紫斑泥巖常含鋁質(zhì)，二含菱鐵質(zhì)鮞粒。上部的底層為灰、灰綠色中粗粒砂巖，稱(chēng)四煤底板砂巖，為區(qū)標(biāo)志層之一。該組下部為三煤組，上部為四、五、六煤組，僅五3煤大部可采。下石盒子組與下伏組為整合接觸。

14、（3）上統(tǒng)上石盒子組（P2s）由田家溝砂巖底至基巖風(fēng)化面，保留最大厚度為226.13m，按其沉積旋回，可分為七、八、九煤段。 七煤段由田家溝砂巖底至八煤地表砂巖底，厚80.62 m。田家溝砂巖為灰白灰綠色中細(xì)粒砂巖，局部相變?yōu)榇至Ｉ踔梁[，厚5.54 m左右，為下三種盒子組與上盒子組的分界標(biāo)志層。其上為灰灰白色砂巖、灰紫紅色泥巖、砂巖泥巖，局部發(fā)育35層灰褐、灰黃色硅質(zhì)泥巖，是七煤段良好標(biāo)志。 八煤段由煤地表砂巖底至九煤底板砂巖，厚度為70.43 m。八煤地表砂巖為灰、灰綠色中細(xì)粒砂巖。中上部為灰、青灰、紫紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖透鏡體、產(chǎn)植物化石與黃鐵質(zhì)結(jié)核。 九煤段由九煤地表砂巖底至基巖風(fēng)化面，

15、保留最大百度為75.08 m。九煤地表砂巖為灰、灰綠色中粗粒砂巖，厚5.50m左右。中上部為淺灰、灰綠色泥巖、泥巖、夾砂巖透鏡體、產(chǎn)植物化石與黃鐵質(zhì)結(jié)核。上石盒子組與下伏石盒子組為整合接觸四、新近系（Q）以角度不整合覆蓋于下伏各時(shí)代地層之上。厚度為020m。主要由黃土、黃褐色亞粘土、土紅色砂質(zhì)粘土、砂礫石組成。1.3.2地質(zhì)構(gòu)造礦區(qū)位于潁陽(yáng)蘆店向斜南翼中段，總體構(gòu)造為一走向115140°，傾向2550°，傾角30°左右單斜構(gòu)造。礦區(qū)與周邊鄰近構(gòu)造較復(fù)雜，以斷裂為主，多數(shù)為NE向性正斷層，少數(shù)為壓扭性逆斷層與東西向扭性正斷層。區(qū)發(fā)育3條走向?yàn)楸睎|向的正斷層，結(jié)合郭溝

16、井田地質(zhì)報(bào)告構(gòu)造發(fā)育情況確定本區(qū)構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等構(gòu)造。（1）新莊斷層（郭F2）F2斷層位于本區(qū)西北邊界，正斷層，區(qū)域延伸長(zhǎng)度大于5.0km區(qū)延伸長(zhǎng)度約2.0km。斷層走向5085º左右，傾向140175º，傾角70º。落差100200m。該斷層在礦區(qū)與附近由5701、5803孔和地表露頭控制，已基本查明。（2）郭F5斷層郭F5斷層位于本區(qū)東南部，正斷層，區(qū)域延伸長(zhǎng)度2.30km，區(qū)延伸長(zhǎng)度約1.6km。該斷層走向7090º左右，傾向340360º，傾角70º，落差3050m，該斷層在區(qū)由5901、6002、6103孔和地表露頭控制，

17、已基本查明。（3）郭F9斷層郭F9斷層位于本區(qū)南部，原財(cái)興煤礦南部邊界，正斷層。區(qū)域延伸長(zhǎng)度約1.4km，區(qū)延伸長(zhǎng)度0.2km。斷層走向70º，傾向340º，傾角70º，落差050.0m。該斷層在礦區(qū)附近由地表露頭控制，斷層已查明。1.4 煤層賦存與煤質(zhì)1.4.1 煤層賦存本區(qū)含煤地層為石炭系上統(tǒng)組合二疊系下統(tǒng)組、下石盒子組，含煤地層總厚度370.17m，共計(jì)含量煤12層，煤層總厚7.15 m，含煤系數(shù)1.93%，其中賦存于組下部的二1煤層、下石盒子組的五3煤層為主要可采煤層，可采煤層總厚4.17 m，可采含煤系數(shù)1.13%。（1）二1煤層賦存于組下部，全區(qū)發(fā)育，

18、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，全區(qū)可采，結(jié)合郭溝井田地質(zhì)報(bào)告煤層發(fā)育情況，屬較穩(wěn)定煤層。下距L7石灰?guī)r11.15 m，距寒武系灰?guī)r45.55 m。煤層底板標(biāo)高為+450-650 m，煤層埋深601070 m，煤厚0.7014.39 m，平均3.49 m，南部和西部厚度較大，煤層厚度變化標(biāo)準(zhǔn)差為0.78，變異系數(shù)為22%，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不含夾矸。煤層頂板為黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖，老頂為細(xì)砂巖；底板為黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖。（2）五3煤層賦存于石盒子組中部全區(qū)發(fā)育，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，大部可采，結(jié)合郭溝井田煤層發(fā)育情況，屬穩(wěn)定煤層，下距二1煤層240 m，下距寒武系灰?guī)r285.5 m。煤層底板標(biāo)高為+450-480 m，煤層埋深18

19、0900 m。煤層厚度00.94 m。煤厚變化標(biāo)準(zhǔn)差0.11，變異系數(shù)為16%。煤層結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，一般不含夾矸。煤層頂板為深灰色砂巖，局部為泥巖質(zhì)泥巖偽頂；底板為泥巖或砂質(zhì)泥巖。1.4.2 煤質(zhì)特征（一）煤的物理性質(zhì)二1煤層顏色為黑色，粉狀，間夾塊狀、粒狀煤，粉狀煤的原生結(jié)構(gòu)、構(gòu)造不清，塊狀煤具有似金屬光澤，據(jù)測(cè)定二1煤視密度1.38t/m3。（二）煤的化學(xué)性質(zhì)二1煤原煤水份（Mad）平均為0.61%0.87%，平均為0.76%，為低水分煤；原煤灰份(Ad)為16.0728.06%，平均為20.21%，為中灰煤。原煤干燥無(wú)灰基揮發(fā)分（Vdaf）為13.24%；屬特低硫、中高發(fā)熱量、特低磷煤。（三

20、）煤類(lèi)由前述可知，二1煤浮煤揮發(fā)份（Vdaf）為13.24%，煤中氫元素含量（Hdaf）為4.15%，依據(jù)中國(guó)煤炭分類(lèi)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，本區(qū)二1煤應(yīng)為貧煤。礦區(qū)二1煤為中灰、特低硫、特低磷、中高發(fā)熱量之貧煤。因此，可做為動(dòng)力用煤和火力發(fā)電用煤，也是良好的民用燃料。1.5 礦井開(kāi)拓與開(kāi)采礦井采用斜井開(kāi)拓（其中包括主斜井、副斜井、回風(fēng)井），井筒均布置在二1煤層底板灰?guī)r，傾角為30°，主井斜長(zhǎng)836米，副井斜長(zhǎng)826米，回風(fēng)斜井斜長(zhǎng)810米。井田圍共有資源儲(chǔ)量二1煤1032.75萬(wàn)噸，可采儲(chǔ)量473.8萬(wàn)噸；礦井主采二1煤層，井田面積為2.0626km2，平均厚度為3.49m。采煤方法走向長(zhǎng)壁后退

21、式，全部垮落法管理頂板，采煤工藝為炮采。目前井下布置有21031采煤工作面，21021采煤工作面和21061掘進(jìn)工作面。1.6 礦井通風(fēng)與瓦斯礦井采用中央并列式通風(fēng)方式，即主、副斜井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)斜井回風(fēng)。通風(fēng)方法為抽出式。主通風(fēng)機(jī)為FBCDZ-No.18型軸流式風(fēng)機(jī)，共2臺(tái)，一備一用。掘進(jìn)工作面采用局部通風(fēng)機(jī)壓入式通風(fēng)，回采工作面采用全負(fù)壓通風(fēng)，工作面通風(fēng)系統(tǒng)為“U”型，采用上行通風(fēng)方式。本礦井位于郭溝井田的西部，根據(jù)省登封煤田郭溝井田勘探地質(zhì)報(bào)告，二1煤層在269.36 792.73m取樣圍，瓦斯成分以甲烷為主，由淺至深甲烷約占?xì)怏w成分為55.9897.60%，一笛膜在85%以上，次為氮?dú)夂投?/p>

22、氧化碳；瓦斯含量為5.68%13.96%m3/t.daf，平均7.60%m3/t.daf，其變化和成分變化大體一致，即隨煤層埋深加深，瓦斯含量呈增高趨勢(shì)。瓦斯風(fēng)化帶分布在井田淺部，其下界深度一般在160m左右。以深則瓦斯含量高，屬瓦斯富集區(qū)。本區(qū)煤層埋深01070m，除淺部煤層露頭附近外，基本上處于煤層瓦斯富集區(qū)。屬于瓦斯礦井，在+60m水平以下深部瓦斯含量相對(duì)較高，應(yīng)按高瓦斯礦井管理。在埋深510.97642.39m圍，CH4含量為7.5112.93m3/t。本區(qū)煤層瓦斯存在不均衡性，特別是在新F1、郭F14斷層附近有可能形成瓦斯相對(duì)聚集區(qū)。根據(jù)省煤炭工業(yè)管理局，理工大學(xué)編著的省瓦斯地質(zhì)規(guī)律

23、研究與煤礦瓦斯地質(zhì)圖，登封地區(qū)屬于豫西強(qiáng)變形三軟煤層高突瓦斯帶，為煤與瓦斯突出礦區(qū)。2 礦井瓦斯抽放的必要性與可行性2.1 天禹礦瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)2.1.1瓦斯含量測(cè)定煤層瓦斯含量是單位體積或重量的煤體中所含的瓦斯量，常用m3/t或ml/g作為計(jì)量單位。煤層瓦斯含量是煤層瓦斯的主要參數(shù)。生產(chǎn)礦井煤層瓦斯含量普遍采用間接法或直接法測(cè)定。直接法測(cè)定煤層瓦斯含量即利用煤層鉆孔采集原始煤體煤芯，用解吸法直接測(cè)定煤層瓦斯解吸量。直接法測(cè)定煤層瓦斯含量的原理是：用解吸法直接測(cè)定煤樣的瓦斯解吸量，根據(jù)煤樣瓦斯解吸量與解吸規(guī)律，推算煤樣從采集開(kāi)始至裝罐解吸測(cè)定前的損失量，再利用解吸測(cè)定后煤樣中殘存瓦斯量計(jì)算煤層瓦

24、斯含量。2012年元月，理工大學(xué)按照煤層瓦斯含量井下直接測(cè)定方法（AQ1066-2008）和煤層瓦斯含量井下直接測(cè)定方法（GB/T 23250-2009）的要求，在21031下副巷外段和21031下副巷里段等位置測(cè)定了7組煤層瓦斯含量。設(shè)計(jì)測(cè)定鉆孔深度2530m。在施工鉆孔過(guò)程中，在孔深15m、20m、25m和30m處取樣，測(cè)定30min以的瓦斯解吸量，把解吸量最大的煤樣送實(shí)驗(yàn)室測(cè)定煤層殘余瓦斯含量，最終測(cè)定出煤層瓦斯含量。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2-1。表2-1 天禹煤礦煤層瓦斯含量測(cè)定結(jié)果鉆孔開(kāi)孔位置標(biāo)高（m）瓦斯含量（m³/t）瓦斯壓力（MPa）W121031下副巷外段距揭煤點(diǎn)40m（1#

25、孔），取樣深度18m-753.170.41W221031下副巷外段距揭煤點(diǎn)70m（2#孔），取樣深度25m-745.910.66W321031下副巷外段距甩車(chē)場(chǎng)260m（3#孔），取樣深度19m-905.080.56W421031下副巷外段距甩車(chē)場(chǎng)260m上幫（4#孔），取樣深度20m-626.250.67W521031下副巷外段距甩車(chē)場(chǎng)200m（5#孔），取樣深度21m-404.680.50W621031下副巷里段迎頭（6#孔），取樣深度16m-422.820.29W721031下副巷里段迎頭（7#孔），取樣深度24m-383.980.41 從瓦斯含量（全組分）測(cè)定結(jié)果來(lái)看，二1煤層瓦斯含量

26、為2.826.25m3/t,最大瓦斯含量未超過(guò)臨界值8m3/t。2.1.2 煤層瓦斯壓力間接測(cè)定直接法測(cè)試煤層瓦斯壓力受諸多因素的影響，不易獲得真實(shí)的值，為了盡可能多的獲得瓦斯壓力資料，可以依據(jù)井下實(shí)測(cè)的瓦斯含量，用間接法反算得到瓦斯壓力。間接法是井下確定煤層瓦斯含量的重要方法，在已知煤層瓦斯壓力、煤的瓦斯吸附常數(shù)時(shí)，由公式（2-1）計(jì)算煤層瓦斯含量：（2-1）式中：W 煤層瓦斯含量，m3/t；P煤層瓦斯壓力，MPa；a吸附常數(shù)，煤的極限吸附量，m3/t；b吸附常數(shù)，MPa-1；Mad煤中水分含量，%；Ad煤中灰分含量，%；煤的孔隙率，%；煤的容重（視密度），t/m3。在采用式2-1計(jì)算煤層瓦

27、斯壓力時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)： 因混合氣體的壓力是組成混合氣體的各種單一氣體的壓力之和，故在采用間接法計(jì)算煤層瓦斯壓力時(shí)要考慮氮?dú)狻⒍趸?、一氧化碳?xì)怏w等產(chǎn)生的壓力； 在氣體自然組份中，CH4是分子量最小的氣體，在自然組份中與其它氣體相比，同等吸附氣體體積的氣體CH4產(chǎn)生的壓力小于氮?dú)猓?將實(shí)測(cè)瓦斯含量、氣體組份數(shù)據(jù)和表2-1中的有關(guān)數(shù)據(jù)代入朗格繆爾公式進(jìn)行計(jì)算，得到實(shí)測(cè)瓦斯含量推算的壓力結(jié)果如表2-1所示。按瓦斯含量反推瓦斯壓力的煤層瓦斯壓力的值域?yàn)?.290.67MPa，7個(gè)測(cè)定值全部小于臨界值0.74MPa。2.1.3 瓦斯壓力直接測(cè)定直接測(cè)定煤層瓦斯壓力的方法為從巖層巷道或煤層巷道中向預(yù)

28、定測(cè)量瓦斯壓力的地點(diǎn)用鉆機(jī)打一鉆孔，然后從鉆孔中引出一個(gè)管子與測(cè)壓裝置，再將鉆孔嚴(yán)密封閉堵塞，用壓力表和引出的管子或測(cè)壓裝置相連，從而測(cè)出煤層中的瓦斯壓力。如果在測(cè)定中能保證鉆孔封閉得嚴(yán)密不漏氣，則壓力表顯示的數(shù)值即為測(cè)點(diǎn)與其附近的實(shí)際瓦斯壓力。嚴(yán)格執(zhí)行AQ1047-2007（煤礦井下煤層瓦斯壓力的直接測(cè)定方法）的有關(guān)規(guī)定測(cè)定煤層瓦斯壓力。在礦井的不同標(biāo)高采用聚胺脂和水泥砂漿封孔方法測(cè)定了二1煤層的瓦斯壓力，其表壓力值為0.050.25MPa，測(cè)壓孔的參數(shù)見(jiàn)表2-2。表2-2 二1煤層瓦斯壓力測(cè)定地點(diǎn)標(biāo)高（m）鉆孔傾角（度）方位角（度）終孔深度（m）封孔深度(m)表壓力（MPa）21031下副

29、巷外段水倉(cāng)處硐室（1#）-55-3017017140.0521031下副巷外段水倉(cāng)處硐室（2#）-45-3022020.5170.2521061下副巷密閉外（3#）-50-5026525220.1521061下副巷密閉外（4#）-75-3513535260.252.1.4 煤的瓦斯吸附常數(shù)測(cè)定煤的甲烷吸附常數(shù)的測(cè)定是在等溫吸附儀上進(jìn)行的，該實(shí)驗(yàn)采用壓力法進(jìn)行測(cè)定。實(shí)驗(yàn)時(shí)煤樣經(jīng)過(guò)粉碎后，用6080目的篩子篩取粒度為0.20.25mm的煤樣，真空干燥后，在恒溫30下，放入吸附缸中真空脫氣，向吸附缸中充入一定體積甲烷，使吸附缸壓力達(dá)到平衡，部分氣體被吸附，部分氣體仍以游離態(tài)處于死體積中，已知充入的甲

30、烷體積，扣除死空間的游離體積，即為吸附體體積。重復(fù)這樣的測(cè)定，得到各壓力段平衡壓力與吸附體積量，連接起來(lái)即為吸附等溫線，從而求得吸附常數(shù)a、b值。在井下的合適位置測(cè)定了煤樣吸附常數(shù)a、b值和煤樣的視密度與孔隙率，測(cè)定結(jié)果如表2-3。表2-3 煤樣吸附常數(shù)a、b值的測(cè)定結(jié)果采樣地點(diǎn)a值b值視密度(g/cm3)孔隙率(%)21061下副巷密閉外32.8950.6771.453.9721031下副巷外段水倉(cāng)處硐室31.7400.6171.443.362.1.5 煤的堅(jiān)固性系數(shù)與瓦斯放散初速度的測(cè)定煤的堅(jiān)固性系數(shù)是表示煤體抵抗外力破壞能力的一個(gè)綜合指標(biāo)，主要由煤的物理力學(xué)性質(zhì)決定。它反映的是單位質(zhì)量的

31、煤被破壞所消耗能量的大小，即煤體是否容易被破壞而發(fā)生突出。鑒定工作實(shí)施期間，在煤礦井下的采掘地點(diǎn)采集煤樣，采樣時(shí)如果是新暴露的煤層直接采樣，如果不是新暴露的煤層，采樣前先剝落300mm的表層后采樣或打鉆后采取鉆孔的煤樣，在新暴露的煤層表面采樣時(shí)，在新暴露的煤層上，取最軟的塊度為100mm煤樣兩塊，煤樣采出后用塑料袋包嚴(yán)，使其保持自然含水狀態(tài)，以免風(fēng)化。本次進(jìn)行鑒定時(shí)，煤的堅(jiān)固性系數(shù)按照煤和巖石物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)定方法第12部分：煤的堅(jiān)固性系數(shù)測(cè)定方法（GB/T23561.12-2010）進(jìn)行煤樣采集與測(cè)試。煤的瓦斯放散初速度（p）反映了煤在常壓下吸附瓦斯的能力和放散瓦斯的速度，表現(xiàn)了煤的微觀結(jié)構(gòu)，

32、是反映煤層突出危險(xiǎn)性大小的指標(biāo)之一。煤的瓦斯放散初速度越大，煤層的突出危險(xiǎn)性越大。鑒定工作實(shí)施期間，在煤礦井下的采掘地點(diǎn)采集煤樣，采樣時(shí)如果是新暴露的煤層直接采樣，如不是新暴露的煤層，采樣前先剝落300mm的表層后采樣或打鉆采取鉆孔的煤樣。本次進(jìn)行鑒定時(shí)，煤的瓦斯放散初速度指標(biāo)（p）測(cè)定方法按照煤的瓦斯放散初速度指標(biāo)（p）測(cè)定方法（AQ1080-2009）進(jìn)行煤樣采集與測(cè)試。項(xiàng)目研究期間，在二1煤層共采集若干組新鮮煤樣，測(cè)定了6套煤的堅(jiān)固性系數(shù)與瓦斯放散初速度，測(cè)試結(jié)果如表2-4所示。二1煤層煤的堅(jiān)固性系數(shù)f為0.120.15，瓦斯放散初速度p為14.025.0。從煤的堅(jiān)固性系數(shù)和瓦斯放散初速

33、度測(cè)試結(jié)果來(lái)看，天禹煤礦煤質(zhì)松軟，單從煤體結(jié)構(gòu)來(lái)看，已經(jīng)具備了發(fā)生突出的條件。表2-4 煤的堅(jiān)固性系數(shù)和瓦斯放散初速度測(cè)定結(jié)果序號(hào)采樣地點(diǎn)瓦斯放散初速度（p）堅(jiān)固性系數(shù)（f）破壞類(lèi)型121031回采工作面上巷距切眼60m處15.50.13V221031回采面下巷20.00.13V321031回采面切眼14.00.14IV421031下副巷里段掘進(jìn)頭20.00.12V521031下副巷外段掘進(jìn)頭25.00.13V621031下副巷外段距巷道開(kāi)口處240m24.00.15IV2.2 鄰近礦井瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)天禹煤礦位于登封煤田的郭溝井田，該井田的西部為突出特別嚴(yán)重的馬嶺山井田，東部為突出特別嚴(yán)重的新新

34、井田。礦井周?chē)V井多為小煤礦，由于小煤礦人員更替頻繁，瓦斯地質(zhì)資料保存不全，煤與瓦斯突出資料不全。與天禹煤礦近鄰有原省登封市陽(yáng)城企業(yè)集團(tuán)陽(yáng)城二煤礦（現(xiàn)豐陽(yáng)煤礦）。與郭溝井田西臨的是馬嶺山井田，該井田東部的礦井大多在標(biāo)高約+50+150m時(shí)進(jìn)入了突出區(qū)，其中原馬嶺山礦在+303m(垂深242m)水平發(fā)生重大煤與瓦斯突出事故。馬嶺山井田距離天禹煤礦比較遠(yuǎn)，這里重點(diǎn)介紹郭溝井田的豐陽(yáng)煤礦。2.2.1豐陽(yáng)煤礦天禹煤礦位于豐陽(yáng)煤礦的西部，豐陽(yáng)煤礦井田圍二1煤層共有10個(gè)地勘期間瓦斯含量控制點(diǎn)，如表2-5所示，地勘期間瓦斯含量大于8m3/t的控制點(diǎn)全部位于井田的中部和深部（埋深大于550m）或煤層特厚區(qū)（

35、煤厚大于9m），說(shuō)明埋藏深度和煤層厚度是控制該井田煤層瓦斯含量的一個(gè)重要參數(shù)。表2-5 豐陽(yáng)煤礦二1煤層地勘瓦斯含量測(cè)值匯總表 序號(hào)鉆孔/地點(diǎn)采樣深度（m）甲烷成分（%）瓦斯含量（ml/g.r）評(píng)價(jià)結(jié)果16701123.365.82.64不合格26303269.3683.354合格3650194.0581.085.66合格46502385.597.67.69合格56705621.4886.937.91合格66602250.4587.2811.8合格76505588.7692.1513.01合格86901594.1489.9613.14合格96902783.594.414.81合格1067067

36、46.789.6616.43合格豐陽(yáng)煤礦的煤厚在015m，煤厚變化大；天禹煤礦的煤厚0.865.93m，平均煤厚3.49m左右，從煤厚的角度看，天禹煤礦的瓦斯賦存比豐陽(yáng)煤礦穩(wěn)定。豐陽(yáng)煤礦在標(biāo)高+70m以淺（埋深約400m以淺）采掘活動(dòng)中未有瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象，+70m以深的采掘進(jìn)活動(dòng)中有響煤炮等瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象，說(shuō)明煤層在+70m以深可能升級(jí)為突出煤層。表2-6是豐陽(yáng)煤礦提供的近年來(lái)在井下直接測(cè)定的瓦斯含量資料，從表中可知：豐陽(yáng)煤礦在埋深小于300m區(qū)域瓦斯含量小于4.0m3/t，在埋深300400m區(qū)域瓦斯含量小于7.0m3/t，埋深在500m以下區(qū)域瓦斯含量多數(shù)不超過(guò)7.0m3/t。表2-6豐陽(yáng)煤礦

37、二1煤層井下瓦斯含量測(cè)值匯總表 序號(hào)地點(diǎn)采樣深度（m）甲烷成分（%）瓦斯含量（ml/g.r）評(píng)價(jià)結(jié)果1+135巖石集中巷中部28682.363.84合格2+135巖石集中巷東部29080.043.98合格3+135巖石集中巷西部29580.153.95合格43202回采工作面中部30885.863.86合格5補(bǔ)4*32089.416.64合格6補(bǔ)3*35085.156.35合格7+70m巖石集中巷西段36785.244.82合格8補(bǔ)1*37483.274.84合格9+70m巖石集中巷東段40681.264.85合格10+70m巖石集中巷中部揭煤處41282.365.15合格1130030下副巷

38、14m處53880.157.18合格1230040下副巷13m處54582.987.69合格13-16m巖石大巷56085.717.65合格14補(bǔ)2*56287.438.14合格15-16m巖石大巷車(chē)場(chǎng)56286.937.53合格從豐陽(yáng)煤礦的地勘瓦斯數(shù)據(jù)和生產(chǎn)期間測(cè)定的煤層瓦斯含量看，整個(gè)郭溝井田具有中部瓦斯含量高、東西兩翼瓦斯含量低的特點(diǎn)。天禹礦煤層厚度低于豐陽(yáng)煤礦，所以瓦斯含量要低于豐陽(yáng)煤礦，根據(jù)這一賦存規(guī)律，可以推斷，在一樣埋藏深度條件下，天禹煤礦的瓦斯含量要低于鄰近的豐陽(yáng)煤礦。在測(cè)定煤層瓦斯壓力的同時(shí)，理工大學(xué)瓦斯地質(zhì)研究所還在豐陽(yáng)煤礦的-16m標(biāo)高的巖石大巷以與以上的地點(diǎn)測(cè)定了煤層瓦

39、斯壓力，部分測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2-7。由表2-7可以看出，豐陽(yáng)煤礦在-16m標(biāo)高測(cè)定的最大煤層瓦斯壓力（表壓）為0.56MPa。表2-7 二1煤層瓦斯壓力測(cè)定結(jié)果測(cè)點(diǎn)編號(hào)號(hào)2號(hào)3號(hào)4號(hào)5號(hào)測(cè)壓地點(diǎn)-16m巖石大巷-16m巖石大巷車(chē)場(chǎng)+70m巖石大巷揭煤點(diǎn)+70m巖巷中部+135m順槽巖石集中巷西部鉆孔深度/ m4142454232巖層中孔深/ m2536352926煤層中孔深/ m16610136見(jiàn)煤點(diǎn)標(biāo)高/ m05122110145封孔長(zhǎng)度/ m2036202525表壓力/ MPa0.560.520.450.480.282.3礦井瓦斯儲(chǔ)量礦井瓦斯儲(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與圍

40、巖所儲(chǔ)存的瓦斯量，應(yīng)為礦井可采煤層的瓦斯儲(chǔ)量、受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放的不可采煤層與圍巖瓦斯儲(chǔ)量之和。礦井瓦斯儲(chǔ)量計(jì)算公式如下： W = W1 + W2 + W3（2-2）式中 W礦井瓦斯儲(chǔ)量，萬(wàn)m3；W1可采煤層的瓦斯儲(chǔ)量總和，萬(wàn)m3；（2-3）A1i礦井每一個(gè)可采煤層的煤炭?jī)?chǔ)量，萬(wàn)t； X1i礦井每一個(gè)可采煤層的瓦斯含量，m3/t；W2受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放的各不可采煤層的瓦斯儲(chǔ)量，萬(wàn)m3；（2-4）A2i受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放瓦斯的不可采煤層的地質(zhì)儲(chǔ)量，萬(wàn)t；X2i受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放的不可采煤層的瓦斯儲(chǔ)量，m³/t； W3受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采

41、空間排放的圍巖瓦斯儲(chǔ)量，萬(wàn)m3，實(shí)測(cè)或按下式計(jì)算： W3=K（W1+W2） （2-5） K圍巖瓦斯儲(chǔ)量系數(shù)，一般取K=0.050.20。由天禹煤礦的初步設(shè)計(jì)可知，該礦保有儲(chǔ)量為1032.75萬(wàn)t，由此可得天禹煤礦的礦井瓦斯儲(chǔ)量為5655.59萬(wàn)m3。2.4 礦井瓦斯可抽量為計(jì)算礦井的瓦斯可抽量，需首選確定礦井的瓦斯抽采率。瓦斯抽采率可根據(jù)煤層瓦斯抽采難易程度、瓦斯涌出情況、采用的瓦斯抽采方法等因素綜合確定，也可參照鄰近礦井或條件類(lèi)似礦井?dāng)?shù)值選取。根據(jù)煤礦瓦斯抽放規(guī)（AQ1027-2006）第8.6.3條規(guī)定，以本煤層預(yù)抽為主的礦井，工作面抽采率不小于25%，礦井抽放率不小于20%。根據(jù)煤礦安全

42、規(guī)程（2012）第190條，采用預(yù)抽煤層瓦斯作為防突措施時(shí)，煤層瓦斯預(yù)抽率大于30%。根據(jù)防突規(guī)定，高、突采面采前瓦斯預(yù)抽率不得低于30%。根據(jù)天禹煤礦二1煤層的實(shí)際情況，采煤工作面瓦斯預(yù)抽率設(shè)計(jì)為30%，礦井瓦斯抽放率設(shè)計(jì)為30%。礦井瓦斯可抽量是指礦井瓦斯儲(chǔ)量中能被抽出的瓦斯量，由下式計(jì)算： （2-6）式中：Wkc礦井瓦斯可抽量，萬(wàn)m3；k礦井瓦斯抽放率，按照天禹煤礦的現(xiàn)狀預(yù)計(jì)，k =2535%，取平均值k =30%；Wk礦井瓦斯儲(chǔ)量，萬(wàn)m3。由此可得天禹煤礦的瓦斯可抽量為1696.68萬(wàn)m3。2.5 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)目前，我國(guó)用于瓦斯涌出量預(yù)測(cè)的方法有二類(lèi)：即分源預(yù)測(cè)法和礦山統(tǒng)計(jì)法。統(tǒng)

43、計(jì)預(yù)測(cè)法則要求被預(yù)測(cè)的工作面在開(kāi)采方法、煤層賦存條件、瓦斯地質(zhì)條件與樣本工作面一樣或相似，否則，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率難以保證。分源預(yù)測(cè)法根據(jù)工作面瓦斯涌出來(lái)源與各源涌出規(guī)律并結(jié)合煤層開(kāi)采技術(shù)條件、煤層瓦斯賦存參數(shù)來(lái)計(jì)算工作面瓦斯涌出量，適應(yīng)于各種采煤方法的工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)；只要選取的預(yù)測(cè)參數(shù)合理，可以取得很高的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率。各個(gè)瓦斯源涌出瓦斯量的大小是以煤層瓦斯含量、瓦斯涌出規(guī)律與煤層開(kāi)采技術(shù)條件為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算確定的，該方法適應(yīng)較為廣泛。本次礦井瓦斯等級(jí)鑒定依據(jù)礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法（AQ1018-2006）采用分源預(yù)測(cè)法對(duì)礦井瓦斯涌出量進(jìn)行預(yù)測(cè)。2.5.1 礦井瓦斯涌出構(gòu)成關(guān)系根據(jù)礦井的采掘布置情況

44、，礦井瓦斯涌出主要由生產(chǎn)采區(qū)的瓦斯涌出、已采采區(qū)采空區(qū)瓦斯涌出等構(gòu)成，礦井瓦斯涌出關(guān)系如圖2-1所示。圖2-1 礦井瓦斯涌出構(gòu)成關(guān)系圖2.5.2 回采工作面的瓦斯涌出量礦井主采二1煤層，平均煤厚3.49m。依據(jù)礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法（AQ1018-2006）A.1.2，一次采全高時(shí)，開(kāi)采層瓦斯涌出量采用式2-7計(jì)算： （2-7）式中：開(kāi)采層相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t； K1圍巖瓦斯涌出系數(shù)；K2工作面丟煤瓦斯涌出系數(shù)；K3采區(qū)準(zhǔn)備巷道預(yù)排瓦斯對(duì)開(kāi)采層瓦斯涌出影響系數(shù)；m開(kāi)采層厚度，m；M工作面采高，m；W0煤層原始瓦斯含量，m3/t；Wc煤的殘余瓦斯含量，m3/t。其中：采區(qū)巷道預(yù)排瓦斯影響系數(shù)

45、K3依據(jù)礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法（AQ1018-2006）附錄D中規(guī)定，采用長(zhǎng)壁后退式回采時(shí)，K3按照式2-8計(jì)算。K3 （2-8）式中：K3采區(qū)準(zhǔn)備巷道預(yù)排瓦斯對(duì)開(kāi)采層瓦斯涌出影響系數(shù)；L工作面長(zhǎng)度，m，取L=122m；h掘進(jìn)巷道預(yù)排等值寬度，m；與煤的變質(zhì)程度有關(guān)，本礦井煤種為貧煤，依據(jù)礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法（AQ1018-2006）附錄D中表D.1取變質(zhì)程度較高的無(wú)煙煤的最短暴露時(shí)間25天時(shí)h=6.5m；根據(jù)以上參數(shù)可計(jì)算出k3=0.89。開(kāi)采層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)時(shí)各參數(shù)的取值見(jiàn)表2-8。表2-8 開(kāi)采層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)各參數(shù)取值表參數(shù)取值取值依據(jù)K11.3依據(jù)（AQ1018-2006）中附錄A

46、：全部陷落法管理頂板K21.18二1煤層回采率按照0.85K30.89依據(jù)式2-8計(jì)算m3.49依據(jù)天禹礦初步設(shè)計(jì)M1.80依據(jù)21031采煤工作面規(guī)程W06.25見(jiàn)本報(bào)告2.1，本次測(cè)定的最大值Wc3.79依據(jù)礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法（AQ 10182006）推測(cè)根據(jù)式2-7與表2-8中所列數(shù)據(jù)計(jì)算可得回采工作面開(kāi)采層瓦斯涌出量為： =1.3×1.18×0.89×1.94×2.46 =6.52m3/t2.5.3 掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量依據(jù)礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法（AQ1018-2006）掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)用絕對(duì)瓦斯涌出量表達(dá)，采用式2-9進(jìn)行計(jì)算。（

47、2-9）式中：掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min；掘進(jìn)工作面巷道煤壁絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min；掘進(jìn)工作面落煤絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min。（1）掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量采用式2-10計(jì)算。（2-10）式中：D巷道斷面暴露煤壁面的周邊長(zhǎng)度，m；V巷道平均掘進(jìn)速度，m/min；L巷道長(zhǎng)度，m；q0煤壁瓦斯涌出強(qiáng)度，m3/(m2·min)，可按式2-11計(jì)算。（2-11）式中：Vr煤中揮發(fā)分含量，%；w0煤層原始瓦斯含量，m3/t；掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量預(yù)測(cè)時(shí)各參數(shù)的取值見(jiàn)表2-9。依據(jù)式2-10、式2-11與表2-9所列數(shù)據(jù)計(jì)算掘進(jìn)工作面煤壁瓦斯涌出量為： =

48、0.37m3/min表2-9 掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量預(yù)測(cè)參數(shù)取值表參數(shù)取值取值依據(jù)D6.98依據(jù)（AQ1018-2006）中附錄B（按中厚煤層）：D=2m0，m0：開(kāi)采層厚度V0.0035掘進(jìn)速度一般在150m/月左右計(jì)算w06.25見(jiàn)本報(bào)告2.1，本次測(cè)定的最大值L300按瓦斯涌出量穩(wěn)定的巷道極限長(zhǎng)度，約為300m（2）掘進(jìn)落煤的瓦斯涌出量掘進(jìn)巷道落煤的瓦斯涌出量采用式2-12計(jì)算。 （2-12）式中：S掘進(jìn)巷道斷面積，m2；r煤的密度，t/m3；v巷道平均掘進(jìn)速度，m/min；w0煤層原始瓦斯含量，m3/t；wc煤的殘余瓦斯含量，m3/t。掘進(jìn)巷道落煤瓦斯涌出量預(yù)測(cè)時(shí)各參數(shù)的取值見(jiàn)表2-1

49、0。表2-10 掘進(jìn)巷道落煤瓦斯涌出量預(yù)測(cè)各參數(shù)取值表參數(shù)取值取值依據(jù)S9.3掘進(jìn)巷道的實(shí)際斷面V0.0035掘進(jìn)速度一般在150m/月r1.45見(jiàn)本報(bào)告中1.4w06.25見(jiàn)本報(bào)告2.1，本次測(cè)定的最大值wc3.79根據(jù)AQ 1018-2006標(biāo)準(zhǔn)附錄C 選取依據(jù)式2-12與表2-10所列數(shù)據(jù)計(jì)算掘進(jìn)工作面落煤瓦斯涌出量為0.12m3/min。（3）掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，可得掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為0.49 m3/min。2.5.4 生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量除了回采工作面和掘進(jìn)工作面瓦斯涌出外，還包括采區(qū)已采區(qū)域采空區(qū)瓦斯涌出。依據(jù)礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)

50、方法（AQ1018-2006）其計(jì)算可按式2-13計(jì)算。 （2-13）式中：生產(chǎn)采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t；k生產(chǎn)采區(qū)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)；第i個(gè)回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t；Ai第i個(gè)回采工作面的日產(chǎn)量，t；第i掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min；A0生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量，t。礦井目前主采組二1煤層，依據(jù)礦井初步設(shè)計(jì)，礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為30萬(wàn)噸，年生產(chǎn)天數(shù)按330天，回采工作面日產(chǎn)量約為820t，每個(gè)掘進(jìn)工作面日產(chǎn)煤量約為90t，采區(qū)日產(chǎn)量為910t，生產(chǎn)采區(qū)進(jìn)行瓦斯涌出量預(yù)測(cè)時(shí)的參數(shù)取值見(jiàn)表2-11。表2-11 生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)參數(shù)取值表參數(shù)取值取值依據(jù)k1.35依據(jù)（AQ10

51、18-2006）中附錄表D.46.52本報(bào)告中計(jì)算結(jié)果0.49本報(bào)告計(jì)算結(jié)果采區(qū)日產(chǎn)量910依據(jù)天禹礦初步設(shè)計(jì)依據(jù)式2-13與表2-11中所列數(shù)據(jù)，采區(qū)的瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2-12。表2-12 生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果采區(qū)名稱(chēng)采區(qū)瓦斯涌出量m3/t采區(qū)日產(chǎn)量(t)瓦斯涌出量備注相對(duì)量 m3/t絕對(duì)量m3/min21采區(qū)8.989108.985.672.5.5 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)礦井瓦斯涌出量依各個(gè)時(shí)期的礦井配采安排不同而異。按礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法（AQ1018-2006）預(yù)測(cè)礦井瓦斯涌出量可按式2-14計(jì)算。 （2-14）式中：礦井瓦斯涌出量，m3/t；q區(qū)i第i生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量，m

52、3/t；A0i第i生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量，t；已采采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)。天禹煤礦已開(kāi)采多年，在進(jìn)行礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)時(shí)要考慮已開(kāi)采區(qū)的影響，并且礦井的煤層厚度變化大，采空區(qū)遺煤必然較多。考慮到采空區(qū)的影響，礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)時(shí)的參數(shù)取值見(jiàn)表2-13。表2-13 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)參數(shù)取值表參數(shù)取值單位取值依據(jù)1.35無(wú)依據(jù)（AQ1018-2006）中附錄表D.421采區(qū)涌出量8.98m3/t見(jiàn)表2-1221采區(qū)日產(chǎn)量910t依據(jù)礦井初步設(shè)計(jì)依據(jù)式2-14與表2-13中所列數(shù)據(jù)，礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2-14。表2-14 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果礦井日產(chǎn)量(t)瓦斯涌出量備注相對(duì)量m3/t絕對(duì)量m3

53、/min91012.127.662.6 瓦斯抽放的必要性瓦斯抽放旨在保障礦井安全生產(chǎn)，同時(shí)也是解決瓦斯問(wèn)題的基本手段。眾所周知，加強(qiáng)通風(fēng)是處理瓦斯的最有效方法，而當(dāng)瓦斯涌出量大于通風(fēng)所能解決的瓦斯涌出量時(shí)就應(yīng)當(dāng)采取抽放瓦斯措施，對(duì)于局部區(qū)域的瓦斯超限（如上隅角等），采用通風(fēng)方法可能無(wú)法解決瓦斯問(wèn)題或采用通風(fēng)方法不合理時(shí)，也必須采取瓦斯抽放措施。根據(jù)煤礦安全規(guī)程（2011）第一百四十五條礦井瓦斯抽采管理規(guī)（煤安字1997第189號(hào)）第9條、煤礦瓦斯抽放規(guī)（AQ1027-2006）第4.1條、煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)（AQ1026-2006）第3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)：（1）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。（2）礦井絕對(duì)瓦斯涌出量達(dá)到以下條件的：大于或等于40m3/min；年產(chǎn)量1.01.5Mt的礦井，大于30m3/min；年產(chǎn)量0.61.0Mt的礦井，大于25m3/min；年產(chǎn)量