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1、第五章第五章 通风与安全通风与安全第一节第一节 概概 况况一、井田瓦斯、煤尘、自燃、煤和瓦斯突出及地温情况一、井田瓦斯、煤尘、自燃、煤和瓦斯突出及地温情况（一）瓦斯1、邻近矿井瓦斯等级根据山西省煤炭工业局瓦斯鉴定结果，本矿井邻近矿井瓦斯等级大部分为低瓦斯，见表 511。邻近矿井瓦斯等级鉴定结果表邻近矿井瓦斯等级鉴定结果表表 511CH4CO2矿井 名称年度绝对涌出量 （m3/min）相对涌出量 （m3/t）绝对涌出量 （m3/min）相对涌出量 （m3/t）瓦斯 等级文件号天泰20075.572.14/（技改）/（技改）高晋煤安发20072030百僧庄20060.331.080.351.49低
2、晋煤安发2007734北河坡20050.291.650.281.59低晋煤安发20059862、本井田瓦斯赋存情况（1）2003 年 6 月由山西地宝能源有限公司编制的生产矿井地质报告提供的对井田内 P26 号孔煤芯取样分析结果，见表 512。煤层瓦斯含量表煤层瓦斯含量表表 512煤中自然瓦斯成分（） 煤号CH4 含量 （ml/g 燃）CH4CO2N2分带煤层埋深 （m）备注915.7694.770.534.70沼气带472.811510.9596.782.900.32沼气带539.415下1.6491.785.242.89沼气带549.18偏小142（2）中国矿业大学（北京）2007 年 6
3、 月编制的河北金牛能源股份有限公司段王煤矿煤层瓦斯赋存规律及瓦斯抽放优化研究项目阶段报告中提供的采用井下间接测定法测定的 9 号煤层瓦斯基本参数结果为：原煤瓦斯含量： 4.645.68m3/t；煤层瓦斯原始压力： 0.560.7MPa；钻孔瓦斯流量衰减系数：0.18(d-1)；煤层透气性系数： 0.082 m2/MPa2d；煤层对瓦斯的吸附性： 吸附常数 a=57.14m3/t，b=0.20Mpa-1。瓦斯放散初速度： 7.2；煤的孔隙率： 3.33测点距地表垂深： 186237m。15号煤层瓦斯基本参数测定结果为：原煤瓦斯含量： 1.66m3/t；煤层瓦斯原始压力： 0.160.19MPa；
4、煤层对瓦斯的吸附性： 吸附常数 a=54.64m3/t，b=0.23Mpa-1；瓦斯放散初速度： 5.94；煤的孔隙率： 2.68测点距地表垂深： 236m。矿井各区域瓦斯分布不均匀，瓦斯含量随着煤层埋藏深度的增加而增加。（3）2008 年 6 月山西省煤炭地质公司提交的矿井地质报告对部分钻孔采取了煤层瓦斯样，共采样 26 个，瓦斯含量试验成果见表 513。各煤层瓦斯含量试验成果汇总表各煤层瓦斯含量试验成果汇总表段王煤化公司矿井机械化升级改造初步设计 第五章 通风与安全煤炭工业石家庄设计研究院 143表 513瓦斯含量(毫升/克可燃质)自然瓦斯成分煤层号总计CH4CO2N2C2-C8CH4CO
5、2C2-C8%2.833.890.070.31 39.8144.510.882.8854.5455.910.071.406 3.36 0.19 0.17 42.16 1.88 55.23 0.74 6.5412.290.030.330.030.0768.2894.580.742.882.9329.750.020.819 8.23 0.20 0.05 85.24 1.98 12.61 0.20 6.4312.750.060.470.100.0375.6191.530.644.337.2520.060.200.5811 9.34 0.21 0.15 85.11 1.82 12.92 0.39 6.
6、4719.790.120.540.010.8293.6397.501.082.840.173.990.092.3415 11.34 0.21 0.17 96.08 1.90 1.31 0.71 5.6613.540.060.340.010.0789.6197.951.064.700.386.050.050.3815下 9.50 0.22 0.04 94.96 2.65 2.18 0.21 3、矿井瓦斯涌出量根据 2007 年 12 月 19 日山西省煤炭工业局“晋煤安发【2007】2030 号关于2007 年度年产 30 万吨及以上煤矿矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复文件” ，段王煤
7、矿 2007 年度瓦斯鉴定结果见表 544。鉴定时生产能力为 90 万 t/a，月均日产量为 2828t。属高瓦斯矿井。矿井矿井 2007 年度瓦斯等级鉴定结果表年度瓦斯等级鉴定结果表表 514CH4CO2 矿井 名称年度绝对涌出量 （m3/min）相对涌出量 （m3/t）绝对涌出量 （m3/min）相对涌出 量 （m3/t）瓦 斯 等 级文件号段王200725.4312.953.551.81高晋煤安发 20072030目前，矿井开采的煤层属于浅部煤层，因此，矿井瓦斯涌出量较小。根据段王煤矿 2008 年 14 月测风报表，2008 年全矿井最大绝对瓦斯涌出量为 23.13 m3/min（含1
8、44瓦斯抽采量 5m3/min） ，工作面最大绝对瓦斯涌出量为 3.0m3/min，工作面绝对瓦斯涌出量为 7.5m3/min 以上（含瓦斯抽采量 5m3/min） 。4、煤与瓦斯突出段王煤矿目前未做煤与瓦斯突出鉴定，同时该矿提交的各种资料说明该矿目前尚未发生过煤与瓦斯突出动力现象，本次设计按高瓦斯矿井进行设计。今后若矿井发生煤与瓦斯突出动力现象，经鉴定为煤与瓦斯突出矿井后，应修改本设计。（二）煤尘根据测试结果，井田内各煤层煤尘均有爆炸性。（三）煤的自燃发火倾向性根据测试结果，井田内 6 号煤层自燃倾向性等级为类，属容易自燃自燃；9 号煤层自燃倾向性等级为类，以自燃、不易自燃为主，局部为容易自
9、燃；11 号煤层自燃倾向性等级为类，属自燃不易自燃；15 号煤层自燃倾向性等级为类，以不易自燃、自燃为主，局部为容易自燃；15下号煤层自燃倾向性等级为类，属不易自燃煤层。（四）煤和瓦斯突出地质报告未提供有关本井田煤和瓦斯突出的信息。根据矿井开采实践，本井田无煤和瓦斯突出现象。（五）地温本次补充勘查中测试了 D3、D8、D10 号 3 个钻孔的简易井温测量，测温资料结果本区为无热害区。二、随着开采深度的增加，对各水平瓦斯等级及地温变化的预测和依据二、随着开采深度的增加，对各水平瓦斯等级及地温变化的预测和依据（一）瓦斯涌出量预测随着开采深度的增加，矿井瓦斯涌出量亦会增加。为此，段王煤矿于 2008
10、 年 8 月委托煤炭科学研究总院重庆研究院编制了寿阳县段王煤化有限责任公司矿井瓦斯抽采工程初步设计（修订版） 。2008 年 9 月 12 日山西省煤炭工业局以“晋煤安发段王煤化公司矿井机械化升级改造初步设计 第五章 通风与安全煤炭工业石家庄设计研究院 145【2008】787 号”文件批准了该设计。该设计根据矿井瓦斯涌出量预测方法 （AQ1018-2006，国家安全生产监督管理总局） ，采用分源预测法对矿井生产规模达到 1.8Mt/t 时的瓦斯涌出量进行了预测。需要说明的是，由于瓦斯抽放设计编制在前，矿井地质报告编制在后，设计所采用的煤层瓦斯含量为 2003 年生产矿井地质报告提供的瓦斯样数
11、据。由于仅采取了1 个钻孔的 3 个瓦斯样，数量较少，代表性较差。但对照 2008 年矿井地质报告提供的瓦斯含量试验成果，可以看出，9 号煤层瓦斯含量前者高于后者，15 号煤层基本接近，说明瓦斯抽放设计所采用的数据及得出的结论对矿井而言是偏于安全的。本设计以现瓦斯抽放设计做为矿井通风设计的依据。1、设计采用的煤层瓦斯含量采用地质勘探时期对煤芯取样分析的结果， 9 号煤层 CH4含量为 15.76ml/g燃，15 号煤层 CH4含量为 10.95ml/g燃，瓦斯含量换算成原煤瓦斯含量， 9 号煤层原煤瓦斯含量 13.40m3/t，15 号煤层原煤瓦斯含量 10.00m3/t。2、瓦斯涌出量预测（
12、1）回采工作面瓦斯涌出量预测回采工作面相对瓦斯涌出量按下式计算：q采q1q2 式中 q1开采层相对瓦斯涌出量， m3/t；q2邻近层相对瓦斯涌出量， m3/t；、开采层相对瓦斯涌出量按下式计算：q1K1K2K3(W0Wc) Mm式中 K1围岩瓦斯涌出系数，根据顶板管理方法查表选取；K2工作面丢煤系数，用回采率的倒数来计算；1469#煤层08. 193. 012K15#煤层18. 185. 012KK3采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数；LhLK23L回采工作面长度；h掘进巷道预排等值宽度，m，根据煤种查表选取， h13m；9#煤层84. 01601321603K15#煤层81. 0
13、1401321403Km开采层厚度，m；M工作面采高，m；W0煤层原始瓦斯含量， m3/t；Wc运出矿井后煤的残存瓦斯含量，根据煤的挥发分查表选取，m3/t；回采工作面基本情况见表 515，预测结果见表 516。综采工作面基本情况一览表综采工作面基本情况一览表表 515煤层埋藏深度（m）煤层厚度（m）采高（m）工作面长度(m)平均日产量(t)地质构造情况备注9#472m 左右4.894.41603600无大构造15#540m 左右4.354.11401400无大构造段王煤化公司矿井机械化升级改造初步设计 第五章 通风与安全煤炭工业石家庄设计研究院 147综采工作面瓦斯涌出预测结果一览表综采工作
14、面瓦斯涌出预测结果一览表表 516煤层相对涌出量（m3/t）绝对涌出量（m3/min）备注9#12.4630.1515#8.037.81注:残存瓦斯含量根据煤的挥发分查表选取；9#煤层 q11.21.080.84(13.43.1)12.46m3/t；4 . 4 89. 4绝对涌出量12.463600/1440=31.15m3/min；15#煤层 q11.21.180.81(10.03.4)8.03m3/t；1 . 4 35. 4绝对涌出量8.031400/1440=7.81m3/min、根据可采煤层特征表确定邻近层相对瓦斯涌出量。 niii cioiMmWWq12式中 mi第 i 邻近层煤层厚
15、度， m；M工作面采高，m；W0i第 i 个邻近层煤层原始瓦斯含量， m3/t；Wci第 i 个邻近层煤层残余瓦斯含量， m3/t；i第 i 个邻近层瓦斯排放率，根据相关标准查表选取。本矿井，受 9#煤层开采影响的邻近层主要有 6#、8#、11#三层煤，受 15#煤开采影响的邻近层主要有 15#下煤，计算结果见表 517、表 518。9#煤层 q2(0.950.85+1.090.9+0.920.45)5.16m3/t；4 . 4 1 . 34 .13绝对涌出量5.163600/1440=12.90m3/min；148邻近层瓦斯涌出预测结果一览表（邻近层瓦斯涌出预测结果一览表（1 1）表 517邻近层煤层厚 度 （m）采高 （m ）瓦斯含量 （m3/t）残存瓦斯含量 （m3/t）瓦斯排放 率（%）相对涌出量 （m3/t）备注6#0.954.413.403.1851.898#1.094.413.403.1902.3011#0.92
