郑煤集团大平煤矿工作面瓦斯抽放设计.docxVIP

郑煤集团大平矿16071工作面瓦斯抽放设计 摘要：郑煤集团大平煤矿为年产0.9Mt/a, 16071工作面为高产高效 工作面，采用炮采放顶煤开采，虽然该工作面的煤层瓦斯含量并不高， 但是由于其落煤强度大，工作面的绝对瓦斯涌出量也较大，其绝对瓦斯 涌出量的最小值为L214 m3 /min,最大值为24. 98 m3 /min,平均值为 12. 29 m3 /min.根据16采区16071工作面瓦斯涌出量预测结果16071工 作面的瓦斯涌出量是较大的。 本文对16071工作面的瓦斯储量及工作面的瓦斯涌出量进行计算， 并对16071回采工作面瓦斯涌出来源进行了预测，要对该工作面进行瓦 斯抽放。并对瓦斯抽放可行性进行分析。根据瓦斯涌出量预测结果，瓦 斯涌出量满足?煤矿平安规程?建立瓦斯抽放系统的要求。 根据对瓦斯涌出量、抽放量及抽放系统效劳年限来看，已具备建立 抽放系统是可行的。并对抽放系统的管路布置及抽放设备进行选型，最 后提出平安管理及技术措施。 关键词：瓦斯涌出量，瓦斯通风瓦斯抽放瓦斯储量抽放率 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根底数据, 它是矿井通风设计瓦斯抽放和瓦斯管理必不可少的根底参数。 目前，矿井瓦斯涌出量预测方法科概括为两大类；矿山统计预测法 和根据煤层含量进行预测的分源预测法。根据本矿的实际情况，本次瓦 斯涌出量预测采用分源预测法，其实质是根据煤层瓦斯含量，按矿井瓦 斯主要涌出源一回采（包括开采层、围岩和邻近层）、掘进及采空区瓦斯涌 出规律对矿井各回采工作面、掘进工作面的瓦斯涌出量进行计算，到达 预测各采区瓦斯涌出量的目的。 3. 2.1回采工作面瓦斯涌出量预算 采场范围内涌出瓦斯的地点称为瓦斯源，瓦斯源的多少、各源涌出 瓦斯量的大小直接影响着采场的瓦斯涌出量。16071工作面瓦斯涌出来 源可划分为落煤瓦斯涌出、煤壁瓦斯涌出及采空区瓦斯涌出三大局部。 落煤瓦斯涌出是工作面采落煤炭解析出的瓦斯；煤壁瓦斯涌出又可分为 工作面煤壁瓦斯涌出和顺槽煤壁瓦斯涌出；采空区瓦斯涌出可分为三局 部，即围岩瓦斯涌出、回采丢煤瓦斯涌出和邻近层瓦斯涌出。前两局部 的瓦斯直接涌入到采场内，而采空区涌出的瓦斯随着采场内煤层、岩层 的变形或垮落而卸压，按各自的规律涌入采空区，混合在仪器，构成采 空区瓦斯涌出。对16071工作面其工作面瓦斯来源构成图见图3-lo 16071工作面瓦斯涌出 图3-1 16071工作面瓦斯来源构成示意图 为计算方便，将16071工作面的瓦斯来源按性质分为二大类，一类 是主要取决于开采层瓦斯含量的瓦斯源，包括工作面落煤、工作面煤壁 (包括切眼)、围岩、采落后丢到采空区内的煤，在计算中以系数的形式表 现出来；另一类是不取决于开采层瓦斯含量的瓦斯源，包括邻近层及围 岩瓦斯涌出量。由于在工作面开始回采时，工作面顺槽已经排放一年左 右了，顺槽煤壁根本已不再又瓦斯涌出，所以这一局部在计算过程中将 不再考虑。 根据前面的分析，回采工作面瓦斯涌出量包括开采层瓦斯涌出量和 邻近层瓦斯涌出量两局部。即： q=q 开+q 邻 (3-4) 式中：q回一一回采工作面瓦斯涌出量，m3/t； q开 开采层瓦斯涌出量，m3 /t； q邻 邻近层瓦斯涌出量，m3 /to (1)开采层瓦斯涌出量(包括围岩瓦斯涌出量) 按下式计算开采层的平均相对瓦斯涌出量； mo q开=依?k2-k3如?(Xo—Xi) (3-5) 式中：q开一一开采煤层(包括围岩)平均相对瓦斯涌出量，m3/t； ki ——围岩瓦斯涌出系数，其值取决于回采工作面顶板管理方 法； k2 ——工作面丢煤瓦斯涌出系数，其值为工作面回采率的倒数; k3 ——准备巷道预排瓦斯对工作面煤体瓦斯涌出影响系数； mo 煤层厚度，m； mi 煤层开采厚度，m； Xo 煤层原始瓦斯含量，m3 /t； Xi ——煤的残存瓦斯含量，根据实验室测定结果为： 6.3 q 开X X X 6.3 X (3.34-1.87)=1.87 m3/t 其中Xo、Xi为郑州设计院2005年所做的3#煤层煤层原始瓦斯含 量和残存瓦斯含量，其取样地点适合于16071工作面，所以本次设计直 接取用其值。 本矿回采工作面采用炮采放顶煤开采，在放顶煤或检修期间，工作 面落煤强度变化较大，工作面瓦斯涌出呈现出不均衡性，再者，由于受 开采层的采动影响，围岩、邻近层的瓦斯大量涌出，并聚集在采空区内， 在老顶周期来压期间，瓦斯随着煤层顶板的垮落被“搦出〃采空区，使 工作面瓦斯涌出量大幅度增加，使工作面瓦斯涌出的不均衡性更加严重。 一般情况下，工作面瓦斯涌出不均衡系数与开采层平均相对瓦斯涌 出量的乘积即为开采层的最大相对瓦斯涌出量。根据16采区16071工作 面年生产天