青松岭煤矿瓦斯防突.doc
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2、贵州省铜山县青松岭煤矿资源/储量核实报告未提供各煤层瓦斯含量,邻近也无其它矿井可以参考,因此,本次设计采用的瓦斯参数根据AQ1018-2006标准规定,利用经验公式进办素散雀销燎纠位典积莽翟睛倒赁嗽暑益涛茹肚纽辨梯芭逼卤生尸肛衣旬后鸵茫禽簇雪抹能叫工燃聪扶匙海鸯瞧习撞洱衅获皆磷蓉姑措劈戏街铡咯韦墨焕僧焦勾锥遁孟轴咸穗翌胯邑膘贝辰本换摘榜评钟斥乘扁冀戒和蒸昏溉冯雕券膏袜溜挂疡睡秘卫屿志岔溅泄僧恫康躇姑周已缅嫂腑很署永曰称洁也珐具绿苍狡亢帐欣犯亦住镁沪检佯盎梧记钧如蹭还论刻妈釜殉烦去科倒滔开暮等侄全群痰疫蜀僵慎轮矛峡堑软半用船渐淆落趋屡蜂突咱姨声稀绒善碾壶轿旁偶贿铃子是刁镁优杖筒娇拉涧戈视变冻乌汲
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4、拎念匝浑铜山县青松岭煤矿瓦斯抽放系统设计青松岭煤矿属资源整合矿井,由刘合煤矿和徐庄煤矿整合,由于贵州省铜山县青松岭煤矿资源/储量核实报告未提供各煤层瓦斯含量,邻近也无其它矿井可以参考,因此,本次设计采用的瓦斯参数根据AQ1018-2006标准规定,利用经验公式进行预测,得出矿井绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量。根据2003年7月国家安全生产监督管理局(国家煤矿安全监察局)发布的第五号令第十条,高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井应建立瓦斯抽放系统,本次设计采用地面固定瓦斯抽放系统,抽放泵站建在+1650m回风平硐附近。一、矿井年抽放量及抽放年限(一)矿井瓦斯储量及可抽量1、瓦斯储量计算范围青松岭煤矿可采煤层
5、为M0、M12、M13、M14煤层,由于M0煤层与M12煤层的层间距为60m,对M12煤层的瓦斯涌出量不会造成影响,但M13、M14煤层的瓦斯涌出量会影响M12煤层,当开采M12煤层时,M13、M14煤层均处于充分卸压区,瓦斯会涌入M12煤层的采煤工作面。因此,本次计算瓦斯储量将邻近的M13、M14煤层的瓦斯储量一并计算。2、瓦斯储量及可抽量(1)煤层瓦斯含量该矿由于无瓦斯压力、煤层瓦斯含量、瓦斯含量梯度等实测数据,也无邻近矿实测资料,本次设计按以下经验公式进行计算。1)矿井瓦斯压力计算按以下经验公式计算:P=(2.0310.13)H,根据当地的经验取值,取P=3.0H;式中:P距地表垂深H处
6、煤层瓦斯压力,kPa;H煤层所埋藏深度,m。(首采+1510m标高煤层埋深为140m,可采范围最低标高+1400m标高煤层埋深为180m);则+1510m标高:P=3.0140=420kPa=0.42MPa;+1400m标高:P=3.0180=540kPa=0.54MPa;2)矿井煤层瓦斯含量计算由于该矿井没有瓦斯储量图及测定的相关资料,故采用以下经验公式计算煤层瓦斯含量。Wh=WX+WY式中:Wh煤层瓦斯含量,m3/t;WX吸附瓦斯含量,m3/t;WY游离瓦斯含量,m3/t;WX=式中: Wf 、Af 、Vr煤的水分、灰分、挥发分,;P实测瓦斯压力,MPa(由于没有实测值,采用以上计算值);
7、en温度系数,按瓦斯压力查表得1/en;a2.4+0.21 Vr;b1-0.004Vr;WY=式中: fn:煤的孔隙率,查表;KY:相当于煤层瓦斯压力下的瓦斯压缩系数,查表;:煤的容重,1.5t/m3;p:实测瓦斯压力,MPa(由于没有实测值,采用以上计算值);按以上经验公式计算,各煤层在+1510m水平和+1400m水平的瓦斯含量见表4-5-1、4-5-2、4-5-3:表4-5-1 各煤层各水平吸附瓦斯含量计算表煤层标高(m)水分Wf灰分Af挥发分Vr1/enab吸附含量Wx(m3/t)M0+15101.9816.237.310.6723.940.9718.81+14001.9816.237
8、.310.6803.940.9719.99M12+15102.0218.517.290.6723.930.9718.50+14002.0218.517.290.6803.930.9719.65M13+1510512.006.300.6723.720.9755.93+1400512.006.300.6803.720.9756.71M14+1510512.576.730.6723.810.9735.79+1410512.576.730.6803.810.9736.56表4-5-2 各煤层各水平游离瓦斯含量计算表煤层标高容重孔隙率压缩系数游离含量(m)t/m3%m3/tM0+15101.4561.0
9、70.166+14001.4561.070.213M12+15101.5061.070.160+14001.5061.070.206M13+15101.5061.070.160+14001.5061.070.206M14+15101.5061.070.160+14001.5061.070.206表4-5-3 各煤层各水平瓦斯含量及梯度计算表煤层标高(m)WX(m3/t)WY(m3/t)Wh(m3/t)含量梯度m3/t100mM0+15108.810.1668.9761.12+14009.990.21310.203M12+15108.500.1608.6601.09+14009.650.2069
10、.856M13+15105.930.1606.0900.75+14006.710.2066.916M14+15105.790.1605.9500.74+14006.560.2066.766(2)瓦斯储量计算矿井瓦斯储量是指矿井可采煤层的瓦斯储量、受采动影响后能够向开采空间排放的不可采煤层及围岩瓦斯储量之和,按下式进行计算:W=W1+W2+W3式中:W矿井瓦斯储量,Mm3;W1可采煤层的瓦斯储量,Mm3;式中:A1i矿井可采煤层i的资源量,Mt;X1i矿井可采煤层i 的瓦斯含量,m3/t;W2受采动影响后能够向开采空间排放的各不可采煤层的瓦斯储量,Mm3;式中:A2i受采动影响后能够向开采空间排
11、放的不可采煤层i 的资源量,Mt;X2i受采动影响后能够向开采空间排放的不可采煤层i 的瓦斯含量,m3/t;W3受采动影响后能够向开采空间排放的围岩瓦斯储量,Mm3,实测或按下式计算:W3=K(W1+W2)式中:K围岩瓦斯储量系数,一般取K=0.050.20;当围岩瓦斯很小时,可取W3=0;若含瓦斯量较多时,可按经验取之或实测确定。矿井瓦斯储量经上述公式计算,其结果详见表4-5-4。表4-5-4 矿井瓦斯储量计算结果表煤层瓦斯含量(m3/t)地质资源储量(Mt)瓦斯储量(Mm3)W1M129.8561.52515.0304W2M136.9161.3459.30202M146.7661.2448
12、.416904W3K(W1+W2)0合计32.749324(3)瓦斯可抽量计算瓦斯可抽量是指在瓦斯储量中在当前技术条件下能被抽出的最大瓦斯量,其计算公式如下:W抽WK可式中:W抽可抽瓦斯量,Mm3;K可可抽系数;K可K1K2KgK1煤层瓦斯排放系数;K1K3(XXk)XK3瓦斯涌出程度系数,按经验取之或实测确定;X煤层原始瓦斯含量,m3/t;Xk运到地面煤的残余瓦斯含量,m3/t;K2负压抽采时抽采作用系数,K21.11.2;Kg矿井瓦斯抽采率,%。瓦斯可抽量计算结果见表4-5-5。表4-5-5 瓦斯可抽量计算结果表煤层原始瓦斯含量m3/t残余瓦斯含量Xk瓦斯涌出程度系数K3瓦斯排放系数K1抽
13、采作用系数K2矿井瓦斯抽采率Kg瓦斯储量Mm3可抽瓦斯量Mm3M129.85630.80.561.235%15.034.55M136.91620.80.571.29.302.86M146.76620.80.561.28.422.55合计32.759.96(二)瓦斯涌出量计算本矿井可采煤层为M0、M12、M13、M14煤层,由于M0煤层与M12煤层的层间距为60m,对M12煤层的瓦斯涌出量不会造成影响,因此,只考虑M13、M14煤层的瓦斯涌出量会影响M12煤层。工作面瓦斯涌出量由本煤层、临近层和围岩三部份组成,采用瓦斯涌出量预测法计算瓦斯涌出量。1、有邻近层时回采瓦斯涌出量计算qf=qb+qn式
14、中:qf开采层瓦斯涌出量,m3/t; qb开采层本层瓦斯涌出量,m3/t; qn邻近层瓦斯涌出量,m3/t。(1)开采层本层瓦斯涌出量式中:Kw围岩瓦斯涌出系数,全部陷落法管理顶板取1.3;Kd丢煤损失系数,Kd=100/(100C),C为损失率,%,计算得Kd =1.03;Kz掘进回采巷道瓦斯预排系数,Kz=(L2h)/L,L为工作面长度102m,h为掘进预排宽度,本矿井为无烟煤,取10m,计算得Kz=0.8;Ks瓦斯涌出程度系数,取0.8;m开采层厚度,m;m0开采分层厚度,m;Wh本煤层瓦斯含量,根据上述瓦斯含量预测值,M12煤层+1400m的瓦斯含量为9.856m3/t;根据以上数据,
15、代入公式可得开采M12煤层+1400m标高时,本层瓦斯涌出量为:(2)邻近层瓦斯涌出量式中:mi邻近煤层厚度,m;bi邻近煤层瓦斯涌出程度系数,其计算公式:bi= Wi第i邻近层瓦斯含量,m3/t;Wcii邻近层残余瓦斯量,m3/t;Lii邻近层的瓦斯排放带宽度,m,其计算公式:Li=;Hi第i煤层与开采层的间距,m;卸压角,();L回采工作面长度,102m;根据以上数据,代入公式可得邻近层M13、M14煤层的瓦斯涌出量为:代入以上数据可得qn=2.144m3/t。则回采面瓦斯涌出量为:qf=qb+qn=8.446+2.144=10.59m3/t。2、掘进面瓦斯涌出量计算掘进工作面瓦斯涌出qj
16、来源包括两部份:一是暴露煤壁涌出瓦斯,二是破落煤块涌出瓦斯。其涌出量计算公式如下:qj= qm + qL式中: qj掘进工作面瓦斯涌出量,m3/t; qm掘进煤壁瓦斯涌出量,m3/t,其计算公式如下:qm=nmVqv(),代入数据得qm=0.131m3/t; qL落煤瓦斯涌出量,m3/min,其计算公式如下:qL=sV(WhWC),代入数据得qL=0.056m3/t;n暴露煤面个数,单巷掘进时n=2;m煤层厚度,m;V巷道平均掘进速度,0.003m/min;qv煤壁瓦斯涌出初速度,m3/(m2min),参照如下公式:qv=0.0260.0004(Vr)2+0.16WhVr煤的挥发份,%;Wh煤
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