瓦斯抽采及利用方案.doc

矿井可行性研究报告瓦斯抽采及利用方案13—第十三章瓦斯抽采及利用方案第一节瓦斯抽采一、矿井瓦斯灾害程度及抽采的必要性（一）矿井瓦斯灾害程度根据勘探地质报告及Ι1煤层瓦斯含量等值线示意图，矿井可采煤层为Ι1煤层，Ι1煤层瓦斯含量一般13~19ml/g·r，在钻孔N21-3局部瓦斯含量大于19ml/g·r。本矿井Ι1煤层瓦斯含量普遍偏高，瓦斯成分以沼气为主。经预测，矿井绝对瓦斯涌出量47.35m3/min，相对瓦斯涌出量46.79m3/t，Ι1工作面绝对瓦斯涌出量20.48m3/min，相对瓦斯涌出量22.27m3/t，本矿井瓦斯涌出量较大。本矿井按煤与瓦斯突出矿井进行设计，Ι1煤层煤与瓦斯突出危险性较大。（二）瓦斯抽放的必要性从以下几个方面来分析本矿井瓦斯抽采的必要性。1、从煤层瓦斯含量和瓦斯涌出量的大小来看根据勘探地质报告，煤层瓦斯含量大，经预测，+50m水平矿井最大绝对瓦斯涌出量为47.35m3/min，相对瓦斯涌出量为46.79m3/t，Ι1煤层工作面最大绝对瓦斯涌出量为20.48m3/min，相对瓦斯涌出量为22.27m3/t。按《煤矿安全规程》第145条规定，本矿井必须建立瓦斯抽采系统。2、从工作面需风量和最大通过风量来看本矿井Ι1煤层为中厚煤层，工作面采高1.91m，有效过风断面不大，工作面稀释瓦斯所需风量大于工作面的实际通过能力，如不考虑本煤层预抽和采空区抽放，难以保证工作面瓦斯不超限。因此，为保证安全生产，确保保护层工作顺利推进，必须抽放。3、从防突的角度本矿井按煤与瓦斯突出矿井设计，煤层瓦斯含量普遍较高，Ι1煤层煤与瓦斯突出危险性大，在开采Ι1煤层前先预抽本煤层瓦斯，解除Ι1煤层的煤与瓦斯突出的潜在威胁，同时可以有效地解决Ι1煤层开采时采掘工作面及回风巷等处瓦斯浓度超限问题，降低瓦斯爆炸的风险，因此从井下安全的角度考虑，也有必要进行瓦斯抽采。4、从资源利用和环保的角度看据初步估算，本井田的瓦斯储量约821Mm3，可抽瓦斯量约410.5Mm3，矿井瓦斯资源非常丰富。抽出的瓦斯是一种优质、清洁、高效的能源，用途较广。同时又减少矿井瓦斯排放量，减轻温室效应，达到保护矿区环境的目的。因此，从资源利用和环保的角度看也有必要进行瓦斯抽采。二、煤层瓦斯抽采基本参数（一）煤层瓦斯含量在本井田范围内对Ι1煤层钻孔中采瓦斯样12件，瓦斯压力测试6层次，对3层次煤芯样进行瓦斯突出参数测试。区内背斜轴部及东翼瓦斯含量高，西翼瓦斯含量较低。根据地质报告提供的Ι1煤层瓦斯含量等值线示意图，瓦斯含量一般为13～19m3/t。测得煤层瓦斯含量普遍较高，瓦斯自然成分中以沼气为主，其次为H2、N2、C2～C6、CO2所占百分比很小。井田位于华蓥山背斜北端，是井田的主体构造，东翼地层倾角在15～45°，西翼地层倾角在10～50°。区内未发现有次级小褶曲，地表未见断层，钻孔中有隐伏断层4条，对煤层有一定的破坏作用，故构造复杂程度属中等偏简单。勘探区内为一近似对称背斜，按常规煤层中的瓦斯一般应沿倾斜面由深部向浅部运移，在倾向上瓦斯含量应由浅至深逐渐增高，在走向同标高点的瓦斯含量应大致相等。但在勘探区内出现了异常区，位于西翼焦煤区的N20-3瓦斯中CH4含量低于平均值，仅为9.86m3/t，N21-2、N21-5瓦斯压力值分为1.80MPa、1.56MPa，远低于轴部及东翼的瘦煤区。影响该区瓦斯赋存和导致异常的主要地质因素为煤层的变质程度。地质报告中提供的瓦斯含量需要在生产实践中进一步检验。（二）煤层瓦斯压力根据地质报告，勘探的6个钻孔进行了瓦斯压力的测试，压力值为1.56～5.07MPa，平均值1.79MPa。区内瓦斯压力在背斜两翼及轴部均有一定的变化，在轴部及东翼瓦斯压力值为2.20～5.07MPa，在背斜西翼瓦斯压力值均在2MPa以下。根据《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》(MT637-1996)，当瓦斯压力大于0.74MPａ时，煤层有突出危险。（三）煤层瓦斯吸附常数在地质勘探期间，未采样进行工业分析，也未提供各煤层瓦斯吸附常数a、b值、各煤层孔隙率、瓦斯放散初速度和煤的坚固性系数等参数。有待于在下一步工作中补充完善。（四）煤层透气性系数地质报告未提供各煤层透气性系数、百米钻孔自然瓦斯涌出量及其衰减系数等参数。有待于在下一步工作中补充完善。三、矿井瓦斯储量（一）矿井瓦斯储量根据《煤矿瓦斯抽采规范》（AQ1027-2006），矿井瓦斯储量系指煤田开发过程中，能够向开采空间排放瓦斯的煤岩层赋存的瓦斯总量，包括可采煤层、不可采煤层以及围岩中所赋存的瓦斯，其计算公式如下：Wk＝W1+W2+W3式中：Wk——矿井瓦斯储量，Mm3；W1——可采煤层瓦斯储量总和，Mm3；W1＝A1i·X1iA1i——每一可采煤层的煤炭储量，Mt；X1i——每一可采