2016年度板石煤矿瓦斯综合治理方案

1**煤矿2016年度瓦斯治理技术方案及安全措施计划一、矿井通风情况矿井采用中央并列式通风方式，机械抽出式通风方法，共布置4条井筒，主、副井、新副井进风，立井回风。回风立井井口安装2台同等能力的FBCDZ-№30型轴流对旋主要通风机，一用一备，风机电动机功率为2×450kW，转速594r/min，额定风量7200～14100m3/min，风压4300～2000Pa。矿井各生产采区全部实行分区通风，掘进工作面全部实行独立通风。目前，矿井总入风量为10746m3/min,总排风量为10957m3/min，矿井负压为2800Pa,通风最大流程为7990m。二、煤层瓦斯参数情况2012年10月开始，根据矿井生产情况，**陆续对矿井各煤层瓦斯基础参数进行测定，矿井各煤层瓦斯基础参数测定报告见表1。表1—**煤矿各煤层瓦斯基础参数煤层原始含量解析量残存量相对压力WOWjWcP(m3/t)(m3/t)(m3/t)(MPa)19#3.14742.23980.90760.5219b#2.671.631.040.6520#4.83374.30710.52660.5222#4.05963.39680.66280.5222a#4.39483.85490.53990.5823#5.59564.82670.76890.622223a#4.644.20230.43770.62三、**煤矿2016年度采掘计划2016年度，矿井计划原煤产量240万吨，其中回采煤量204万吨，掘进煤量39万吨。全矿掘进进尺15000米，其中开拓巷道进尺2600米，准备巷道进尺11585米，回采巷道进尺815米。（一）回采计划表2—2016年采煤工作面计划表工作面名称产量安排（吨）1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月合计52303889994475230545555529523a063444520523a056888888541202044311119b1035555427119b1846616（二）掘进计划表3—2016年掘进工作面计划表工作面名称进尺安排（米）合计1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月准备巷道52305下顺反送909052305下顺30030030030030070157052305上顺240300200200230117052607下顺6090909090905103523a05上顺30015045062203下顺2203003003003001420523a05下顺240300300270111052607回风巷8010010010010048052607上顺406060160119b10下顺24090330119b18下顺100150200200200150100012022下顺355050135119b10回风24070310119b10上顺240310550119b18上顺100150200200200170102012022上顺30606015062203上顺703002002002001601130回采巷道52305开切165165523a05开切18018062203开切140140119b10开切180180119b18开切150150开拓巷道-480东翼皮带1001501507047022层回风巷6015015060420-480东翼回风50606060606060606060605070022层皮带巷120150150420-480避难硐室6060-480瓦斯泵站607013019b皮带巷100150150400四、瓦斯来源分析及瓦斯涌出量预测（一）回采工作面瓦斯涌出量4根据AQ1018-2006《矿井瓦斯涌出量预测方法》中的计算方法，将回采工作面瓦斯涌出量预测包括开采层瓦斯涌出量预测和邻近层瓦斯涌出量预测两部分，用相对瓦斯涌出量表达。回采工作面瓦斯涌出量采用下式计算：𝑞采=𝑞+𝑞式中：𝑞采—回采工作面相对瓦斯涌出量，m3/t；𝑞—开采层相对瓦斯涌出量，m3/t；𝑞—邻近层相对瓦斯涌出量，m3/t。开采层瓦斯涌出量采用下式计算：𝑞=𝑘∙𝑘∙𝑘∙∙(𝑊−𝑊)式中：𝑞—开采层相对瓦斯涌出量，m3/t；𝑘—围岩瓦斯涌出系数，其值取决于回采工作面顶板管理方法，全部垮落法管理顶板时取1.2；𝑘—工作面丢煤瓦斯涌出系数，用回采率的倒数计算，取值为1.03；𝑘—采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数；𝑚—开采层厚度，m；𝑀—工作面采高，m；𝑊—煤层原始瓦斯含量，m3/t；𝑊—运出矿井后煤的残存瓦斯含量，m3/t。邻近层瓦斯涌出量采用下式计算:𝑞=∑(𝑊−𝑊)∙∙𝜂式中：𝑞－邻近层瓦斯涌出量，m3/t；𝑚－第i个邻近层煤层厚度，m；𝑀－工作面采高厚度，m；5𝑊－第i邻近层煤层原始瓦斯含量，m3/t；𝑊－第i邻近层煤层残存瓦斯含量，m3/t；𝜂－第i邻近层瓦斯排放系数，根据层间距关系得出。根据2016年度矿井采煤工作面计划表及各煤层瓦斯基础参数，计算回采工作面瓦斯涌出量，分别为：1、119b10工作面𝑞采=𝑞+𝑞=𝑞9𝑏+𝑞9+𝑞+𝑞𝑎+𝑞=1.2×1.03×0.85×1.7÷1.7×(2.67-1.04)+(3.1474-0.9076)×1.37÷1.7×0.9+(4.8337-0.5266)×1.51÷1.7×0.9+(4.0596-0.6628)×1.02÷1.7×0.8+(4.0596-0.6628)×1.15÷1.7×0.7=1.72+1.62+3.44+1.63+1.61=10.02m3/t2、119b18工作面𝑞采=𝑞+𝑞=𝑞9𝑏+𝑞9+𝑞+𝑞𝑎+𝑞=1.2×1.03×0.85×1.7÷1.7×(2.67-1.04)+(3.1474-0.9076)×1.37÷1.7×0.9+(4.8337-0.5266)×1.51÷1.7×0.9+(4.0596-0.6628)×1.02÷1.7×0.8+(4.0596-0.6628)×1.15÷1.7×0.7=1.72+1.62+3.44+1.63+1.61=10.02m3/t63、12020工作面𝑞采=𝑞+𝑞=𝑞+𝑞9+𝑞9𝑏+𝑞𝑎=1.2×1.03×0.86×1.6÷1.6×(4.8337-0.5266)+(3.1474-0.9076)×1.37÷1.6×0.9+(2.67-1.04)×1.09÷1.6×0.9+(4.0596-0.6628)×1.02÷1.6×0.8=4.4+1.73+1.0+1.73=8.86m3/t4、52303工作面𝑞采=𝑞+𝑞=𝑞+𝑞+𝑞𝑎+𝑞𝑎=1.2×1.03×0.87×2.1÷2.1×(5.5956-0.7689)+(3.202-0.5204)×1.34÷2.1×0.8+(4.3948-0.5399)×1.25÷2.1×0.7+(4.64-0.4377)×1.45÷2.1×0.2=5.3+1.37+2.07+2.03=10.77m3/t5、52305工作面𝑞采=𝑞+𝑞=𝑞+𝑞+𝑞𝑎+𝑞𝑎=1.2×1.03×0.87×1.8÷1.8×(5.5956-0.7689)+(3.202-0.5204)×1.34÷1.8×0.8+(4.3948-0.5399)×1.25÷1.8×0.7+(4.64-0.4377)×1.45÷1.8×0.27=5.3+1.6+2.41+2.37=11.68m3/t6、523a06工作面𝑞采=𝑞+𝑞=𝑞𝑎+𝑞+𝑞𝑎+𝑞+𝑞6=1.2×1.03×0.85×1.6÷1.6×(4.64-0.4377)+(3.202-0.5204)×1.34÷1.6×0.5+(4.3948-0.5399)×1.25÷1.6×0.7+(5.5956-0.7689)×1.51÷1.6×0.8+(4.64-0.4377)×1.62÷1.6×0.4=4.49+1.12+2.11+3.64+1.7=13.06m3/t7、523a05工作面𝑞采=𝑞+𝑞=𝑞𝑎+𝑞+𝑞𝑎+𝑞+𝑞6=1.2×1.03×0.85×2.1÷2.1×(4.64-0.4377)+(3.202-0.5204)×1.34÷2.1×0.5+(4.3948-0.5399)×1.25÷2.1×0.7+(5.5956-0.7689)×1.51÷2.1×0.8+(4.64-0.4377)×1.62÷2.1×0.4=4.49+0.86+1.61+2.78+1.3=11.02m3/t（二）掘进工作面瓦斯涌出量预测根据AQ1018-2006《矿井瓦斯涌出量预测方法》中的计算方法，将回采工作面瓦斯涌出量包括掘进巷道瓦斯涌出量和掘进落煤的瓦8斯涌出量两部分，用绝对瓦斯涌出量表达。掘进巷道瓦斯涌出量𝑞掘=𝑞+𝑞4式中：𝑞掘—掘进巷道绝对瓦斯涌出量，m3/min；𝑞—掘进巷道巷道煤壁绝对瓦斯涌出量，m3/min；𝑞4—掘进巷道落煤绝对瓦斯涌出量，m3/min。掘进巷道煤壁瓦斯涌出量𝑞=𝐷·𝑣·𝑞·(2√−1)式中：𝑞—掘进巷道煤壁瓦斯涌出量，m3/min；𝐷—巷道断面内暴露煤壁面的周边长度，m；对于薄及中厚煤层，𝐷=2𝑚，𝑚为开采层厚度；对于厚煤层，𝐷=2ℎ+𝑏，h及b分别为巷道的高度和宽度；𝑣—巷道平均掘进速度，m3/min；𝐿—巷道长度，m；𝑞—煤壁瓦斯涌出强度，m3/(㎡·min)，如无实测值可参考𝑞=0.026[0.0004(𝑉)+0.16]/𝑊计算，式中：𝑉—煤中挥发分含量，%；𝑊—煤层原始瓦斯含量，m3/min掘进落煤的瓦斯涌出量：q4=S·v·γ·(W−W)式中：q4—掘进巷道落煤的瓦斯涌出量，m3/min；—掘进巷道断面积，㎡；𝑣—巷道平均掘进速度，m/min；𝛾—煤的密度，t/m3；9𝑊—煤层原始瓦斯含量，t/m3；𝑊—运出矿井后煤的残存瓦斯含量，t/m³。根据2016年度矿井掘进计划及各煤层瓦斯基础参数计算掘进工作面瓦斯涌出量，分别为：1、19b#煤层掘进工作面𝑞掘=𝑞+𝑞4=2.18×v×0.026×(0.0004×0.50692+0.16)/2.67×(2×√6√v−1)+9.4×v×1.31×(2.67-1.04)=0.1665√v+23.0646v2、20#煤层掘进工作面q掘=q+q4=0.07852×v×(0.0004×0.50692+0.16)/4.0596×(2×√6√v−1)+9.4×v×1.31×(4.8337-0.5266)=0.1517√v+48.061v3、22#煤层掘进工作面q掘=q+q4=0.07852×v×(0.0004×0.50692+0.16)/4.0596×(2×√6√v−1)+9.4×v×1.31×(4.0596-0.6628)=0.1421√v+48.062v4、23#煤层掘进工作面𝑞掘=𝑞+𝑞4=0.07852×v×(0.0004×0.49562+0.16)/4.0596×(2×√6√v−1)+9.4×v×1.31×(5.5956-0.7689)=0.0778√v+68.2904v105、23a#煤层掘进工作面𝑞掘=𝑞+𝑞4=0.07852×v×(0.0004×0.49562+0.16)/4.0596×(2×√6√v−1)+9.4×v×1.31×(4.64-0.4377)=0.1243√v+59.4577v从以上各式可看出，掘进巷道瓦斯涌出量与其掘进速度有关，掘进速度越快，其瓦斯涌出量越大。按本矿目前掘进巷道的推进度为300m/月计算，2015年本矿井各煤层掘进巷道瓦斯涌出量预测结果如下表。表4—掘进工作面瓦斯涌出量预测煤层瓦斯含量(m3/t)掘进速度(m/min)瓦斯涌出量(m3/min)19b#2.670.006940.1720#4.83370.006940.4322#4.05960.006940.3523#5.59560.006940.4823a#4.64