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1、矿井瓦斯防治设计题目：矿井瓦斯防治设计姓名：学号：专业班级：10安全本科（一）班 指导教师:毕节学院矿业工程学院目录第一章工作面概况采区位置范围、地质条件2201采煤工作面位于矿井二水平一采区 M2煤层，是一采区M2煤层第一个回采工作 面，位于回风斜井东南翼+1500m标高，其上部是M2煤层的采空区，下部煤 层尚未开采，工作面尽头是矿井边界，停采线是回风斜井保护煤柱线。表一工作面位置及井上下关系表水平名称二水平采区名称一采区地面标高1600 米井下标高15001515 米地面的相 对位置采面距地表垂高为 10085,对应地表为一缓坡。回采对地面 设施的影响地面无建筑物、水体、交通设施。井下位置
2、及相邻关 系其上部是原采空区，其右侧为井田边界，其下部为实体煤，其左侧为回风斜井。走向长度（m）240倾斜长度（m）160一 一一2面积（m）38400本工作面设计开采煤层为M2层煤，通过掘进期间的地质资料显示，该工作面地质条件较简单，煤层变化不大，煤层厚度在之间，具体情况如表二、表三所示。表二煤层情况表煤厚（m）煤层结构简单煤层倾角（度）7左右开采煤层M2煤层煤种无烟煤稳定程度稳定煤层情况描述该工作面M2煤层层位位于二叠系龙潭组，煤层沉积稳定，结构单一，地层产状平缓，煤层品种为无烟煤，硬度中硬，多见块状，半亮、低硫、低灰无烟煤。表三煤层顶底板情况表顶、底板名称岩石名称厚度m特征基本顶砂岩15
3、较坚固，易支护，为一般稳定顶板直接顶砂质页岩5伪顶粉质泥岩较破碎，随回柱易冒落直接底泥质砂岩遇水易底鼓老底粉砂质页岩10较坚固，为较稳定底板图1:工作面地层综合柱状图地质构造与水文地质情况该地层产状平缓，煤层沉积稳定，无地质构造变动情况，对回采无影响。本采面无褶曲构造。本区无其他地质构造影响。（ 1） 、涌水量：预计该工作面正常涌水量为5m3/h ，最大涌水量为10m3/min 。（ 2） 、含水层（顶部和底部）分析：区域内岩层主要为碎屑岩，其次为峨眉山玄武岩。碎屑岩分布面积较大，主要为二叠系上统龙潭组砂岩、粉砂岩、粘土岩。碎屑岩靠近地表风化作用较强烈，风化裂隙较发育，含风化裂隙水。发育构造裂
4、隙地段，含构造裂隙水，碎屑岩区地下水运动受地形、地貌、岩性、构造控制，富水性总体较弱，主要依靠大气降水补给，受地势影响，多数不产生深部径流循环。各含水层对本工作面的开采没有太大的影 响。（ 3） 、其它水源的分析：其它水源主要有： 1 、大气降水补给为主要补给水源；2、地表水渗入补给；3、采空区积水、断层水。煤层瓦斯参数和抽放瓦斯参数2010年2月，煤炭科学研究院沈阳研究所对我矿M2 M4煤层进行了煤与瓦斯突出危险性鉴定，鉴定结果是：无煤与瓦斯突出危险性，该矿M2煤层瓦斯涌出量预计为 min 左右，工作面瓦斯含量在t 左右，瓦斯压力在左右。2号煤层透气性系数入=（m2/,抽采时间3个月以上，孔
5、口抽放负压保持在 13KPa以上。采区和工作面巷道布置通风方式及风量矿井采用中央并列抽出式通风方式，由主斜井、副斜井进风，专用回风斜井回风。主要通风机型号为FBCDZN01,7电机额定功率：2X110kw,额定负压12002900Pa；额定风量70R3/S;主轴额定转数980r/min ;叶片可调角度045。采煤工作面采用“ U”型负压通风方式，掘进工作面采用 2Xl1kw局部通风机 压入式供风，风筒直径600mm。2201 回采工作面采用矿井全负压通风，计划分配风量750m3/min ，风流路线由2201 运输巷进风， 2201 回风巷回风，经 2201 回风巷道的回风上山进入矿井总回风 巷
6、道。图 1：采煤工作面平面布置图第二章瓦斯储量计算、抽放瓦斯必要性论证煤层瓦斯储量计算本工作面设计开采煤层为 M2 层煤，通过掘进期间的地质资料显示，该工作面地质条件较简单，煤层变化不大，煤层厚度在之间，M2煤层瓦斯涌出量预计为min 左右，煤层瓦斯含量在t 左右，瓦斯压力在左右，煤的密度为m3。根据GB50471式中 W 矿井瓦斯储量，Mm3；W可采煤层白瓦斯储量（Mrrl;W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（ Mrr1; W-一受采动影响后能够向开采空间排放的围岩瓦斯储量（Mr3）,实测或按式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
7、量（m3/t ） ；A2i 受采动影响后能够向开采空间排放的不可采煤层i 的资源量（ Mt） ；X2i 受采动影响后向开采空间排放的不可采煤层i 的瓦斯含量（m3/t ） ；K-围岩瓦斯储量系数，可取；当围岩瓦斯很小时，可取W=0;若含瓦斯量较多时，可按经验取值或实测确定。M2号煤层瓦斯储量 M2=240rhC 160rrK X m3xt= xl0-2Mrk最后得到，M2煤层瓦斯总储量W=M2=10-2Mrm 抽放必要性可行性论证瓦斯抽放的必要性 抽放瓦斯的必要性论证应对矿井、回采工作面及掘进工作面分别进行抽放瓦斯必要性分析。规定有下列情况之一的矿井，必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放
8、瓦斯 系统：（1）1个采煤工作面的瓦斯涌出量大于 5m3/min或1个掘进工作面瓦斯涌出量大 于3m/min ,用通风方法解决瓦斯问题不合理的。矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的：大于或等于40m3/min ；年产量的矿井，大于 30m3/min ；年产量的矿井，大于 25m3/min ；年产量的矿井，大于 20m7min ；年产量小于或等于的矿井，大于15m3/min。开采有煤与瓦斯突出危险煤层的。该矿M2煤层瓦斯涌出量预计为 min左右，工作面瓦斯含量在 min左右，瓦斯 压力在左右。必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统。据供风量为 750m3/min,工作面瓦斯浓度按计算风排
9、瓦斯量Cp=QX C=750X100=min。而工作面绝对瓦斯涌出量为 min,如不可抽放瓦斯，则工作面的瓦斯浓度 将超过 ,尚需抽放瓦斯量=q- qf =,工作面瓦斯浓度才能维持。通风处理瓦斯量核定当一个矿井、采区或工作面的绝对瓦斯涌出量大于通风所能允许的瓦斯涌出量 时，就要抽放瓦斯，即：q qfq矿井（采区或工作面）的瓦斯涌出量，m3/min；qf通风所能承担的最大瓦斯涌出量，m3/min ;v通风巷道（或工作面）允许的最大风速，m/s；S一通风巷道（或工彳面）断面积，m2;C煤矿安全规程允许的风流中的瓦斯浓度，;K瓦斯涌出不均衡系数，取值为 。q qf =min故应该对煤层进行瓦斯抽放。
10、瓦斯抽放的可行性开采层瓦斯抽放的可行性是指在原始透气性条件下进行预抽的可能性，一般来 说，其衡量指标有两个：一为煤层的透气性系数入；二为钻孔瓦斯流量衰减系数a , 接入和a判定开采层瓦斯抽放可行性的标准，如表1所示。表4煤层瓦斯抽放难易程度分类表抽放难易程度钻孔瓦斯流量衰减系数(a) (d-1)煤层透气性系数(入)(m2/容易抽放10可以抽放10较难抽放mc Qmf(11)式中m 一工作面月平均瓦斯抽采率， ；Qmc 一回采期间，工作面月平均瓦斯抽采量，m3/min；Qmf 工作面月平均风排瓦斯量，m3/min100QmcQmcQmf= 100Xmin/ (min+min)=%根据 GB504
11、7W= W- KK= K1 - K2 - K3K =(M-Mc) /My式中W可抽瓦斯量（Mrm）;K可抽系数;K瓦斯涌出程度系数；&负压抽采时的抽采作用系数，可取；(AQ1018-2005K矿井瓦斯抽采率（）。按目前我国的抽采技术水平，预抽煤层瓦斯时, 可取25% 35%;抽采上下邻近层瓦斯时，可取 353 45%K煤层瓦斯排放率，可根据矿井瓦斯涌出量预测方法中的规定选取;当采高大于时，K按式（）计算式中：hi 第i邻近层与开采层垂直距离;M工作面米图L工作面长度K4=80%My 煤层原始瓦斯含量(t ) ；MC 运到地面煤的残余瓦斯含量(m3/t ) ，取4。K = K4 (M-Mc) /
12、MyMy=/=01939K= Ki - K2 - Ka=x X =所以，可抽瓦斯量 Wc=10-3Miti年抽采量和可抽期根据GB50471矿井设计瓦斯年抽采量可按下式计算：QN=1440X 365 X Q/1000000式中Q矿井设计瓦斯年抽采量(MT);Q矿井设计瓦斯抽采规模(T/min )。Q=1440X 365 X 1000000= xl0-2Mrm则可抽期T=第三章 煤层瓦斯抽放方法设计抽放方法的比较和选择根据GB50471(1) 尽可能利用开采巷道抽放瓦斯，必要时可设专用抽放瓦斯巷道；(2) 适应煤层的赋存条件及开采技术条件；(3) 有利于提高瓦斯抽放率；(4) 抽放效果好，抽放的瓦斯量和浓度尽可能满足利用要求；(5) 尽量采用综合抽放；(6) 抽放瓦斯工程系统简单，有利于维护和安全生产，建设投资省，抽放成本低。瓦斯抽放系统选择还应注意以下问题：分期建设、分期投产的矿井，抽放瓦斯工程可一次设计，分期建设、分期投 抽。抽放瓦斯站的建设方式，应经技术经济比较确定。一般情况下，宜采用集中 建站方式。当
