21采区瓦斯抽放系统.docx

抽放瓦斯设计参数
第一节煤层瓦斯基本参数
一、煤层瓦斯压力
根据邻近矿井地质报告测压钻孔情况，测定二1煤层的瓦斯压力为0.4MPa。
二、煤层瓦斯含量
煤层瓦斯含量采用间接法测定，并采用下列公式计算：
5.78592
式中X——煤层瓦斯含量，m3/t；
a,b——吸附常数，4号煤层为a＝20.09m3/t，b=0.72MPa-1；
P——煤层绝对瓦斯压力，MPa；4号煤层的瓦斯压力为0.4MPa；
Mad——煤的灰分，％;为16.16％；4号煤层平均为34.46％；
Ad——煤的水分，％;4号煤层为0.76％；
K——煤的孔隙体积;m³/m³,4号煤层为5.5％；
γ——煤的视密度，t/m3;4号煤层为1.33t/m3；
经计算4号煤层瓦斯含量为：10.2m3/t。
三、煤层透气性系数
根据该矿邻近矿井地质报告测压钻孔情况，4#煤层的透气性系数为6.92m2/MPa.d，属于可以抽放类型。
四、百米钻孔自然瓦斯涌出量及其衰减系数
根据该矿邻近宽矿井地质报告测压钻孔情况，4#煤层的百米钻孔自然瓦斯流量衰减系数为0.03286d-1，属于可以抽放类型。
第二节矿井瓦斯储量
矿井瓦斯储量包括可采煤层、不可采煤层以及围岩中所赋存的瓦斯，根据煤矿瓦斯抽放规范AQ1027－2006，其计算公式如下：
Wk=W1+W2=242.76+149.408=392.168Mm3
式中Wk——矿井瓦斯储量，Mm3；
W1——可采煤层瓦斯储量总和，Mm3，
W1=A1i*X1i=23.8*10.2=242.76Mm3
式中A1i——矿井每一个可采煤层的煤炭储量，矿井地质总储量为Mt，其中4号煤储量为23.8Mt。
X1i——每一个可采煤层的瓦斯含量，m3/t；4#煤层为10.2m3/t；
W2=W5号=10.15*14.72=149.408Mm3
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，Mm3；
经计算矿井瓦斯储量为392.168Mm3。
第三节矿井瓦斯抽放率
矿井瓦斯抽放率按下式计算：
Dk=Qkc/(Qky+Qkc)
式中ŋk——矿井月平均瓦斯抽放率，％；
Qkc——矿井月平均瓦斯抽放量，取15m3/min;
Qky——矿井月平均风排瓦斯量，该矿设计总需风量为6000m3/min，则Qky≤6000×0.75%＝45m3/min，预测矿井绝对涌出量为39m3/min，设计瓦斯抽放量为15m3/min，则Qky＝24m3/min。
经计算，4号煤层矿井瓦斯抽放率为38.5%。

第四节矿井瓦斯可抽量
瓦斯可抽量是指在瓦斯储量中能被抽出的最大瓦斯量，其计算公式为：W＝Wk·ŋ=392.168*38.5%=150.98Mm3
式中W——可抽瓦斯量，Mm3；
ŋ——抽放率，取38.5%；
WK——矿井瓦斯储量，Mm3。
经计算矿井瓦斯可抽量为150.98Mm3，这为瓦斯开发利用提供了较为充足的资源条件。

抽放方法设计
第一节瓦斯抽放的必要性与可行性

一、必要性
煤矿安全规程规定：
1、当回采工作面瓦斯涌出量>5m3/min，掘进工作面瓦斯涌出量>3m3/min，采用通风方法解决瓦斯问题不合理时，应该抽放瓦斯。
2、矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件：
1）大于或等于40m3/min；
2）年产量1.0Mt－1.5Mt的矿井，大于30m3/min；
3）年产量0.6Mt－1Mt的矿井，大于25m3/min；
4）年产量0.4Mt－0.6Mt的矿井，大于20m3/min；
5）年产量等于或小于0.4Mt的矿井，大于15m3/min；
3、开采有煤与瓦斯突出危险煤层的。
东于煤矿回采工作面瓦斯涌出量预测为11.26m3/min，大于5m3/min；年产量900kt时，预测矿井瓦斯涌出量39m3/min，大于30m3/min，均满足煤矿安全规程规定，有抽放瓦斯的必要性。
二、可行性
根据《矿井瓦斯抽放管理规范》，将未卸压的原始煤层的抽放瓦斯难易程度划分为三个等级，见下表。
表原始煤层抽放瓦斯难易程度分类指标
煤层抽放瓦斯难易程度百米钻孔瓦斯流量衰减系数/d-1煤层透气性系数/(m2.Mpa.d-1)容易抽放<0.003>10可以抽放10~0.1难以抽放>0.05<0.1东于煤矿4#煤层的透气性系数为6.92m2。百米钻孔瓦斯流量衰减系数α为0.03286，属于可以抽放范围，具有瓦斯抽放的可行性。

抽放瓦斯方法选择
一、选择抽放瓦斯方法的原则
选择矿井瓦斯抽放方法应根据矿井煤层赋存条件、瓦斯基础参数、瓦斯来源、巷道布置、抽放瓦斯目的及利用要求等因素确定，并遵循以下原则：
1、选择的抽放瓦斯方法应适合煤层赋存状况、巷道布置、地质条件和开采技术条件。
2、应根据矿井瓦斯涌出来源及涌出量构成分析，有针对性地选择抽放瓦斯方法，以提高瓦斯抽放效果。
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