煤及煤层气工地进程课程设计.doc

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1、煤及煤层气工地进程课程设计煤及煤层气工程课 程 设 计题 目 院(系)别 专业班级 姓 名 指导教师 职 称 年 月 日目录1 矿井概况及安全条件1 1.1 井田概况1 1.1.1 交通位置1 1.1.2 地形与地势2 1.1.3 气象与地震2 1.1.4水源2 1.2地质特征2 1.2.1 区域地层2 1.2.2 地质构造51.2.3 煤层及煤质72 矿井瓦斯地质及抽采参数11 2.1煤层瓦斯基础参数11 2.1.1 煤层瓦斯压力11 2.1.2 煤层瓦斯含量11 2.1.3 煤层透气性系数11 2.1.4 煤质11 2.2矿井瓦斯储量及可抽量11 2.3 瓦斯涌出量预测12 2.4 矿井瓦

2、斯抽放的必要性13 2.5 瓦斯抽采的可行性143 瓦斯抽采施工工艺的确定16 3.1 抽放瓦斯方法16 3.1.1 选择抽采方法的原则16 3.1.2 瓦斯抽采方法17 3.1.3 瓦斯抽采方法的确定184 结语201 矿井概况及安全条件1.1 井田概况1.1.1 交通位置 新建煤矿位于七台河矿区西北部，行政区属七台河市新兴区。矿址东北距七台河火车站约2.5公里，东南距七煤（集团）公司约15公里。地理座标:东经13053北纬4545。区内有矿区专用线经七台河站与牡佳线接轨，公路可通往依兰、佳木斯、鸡西、宝清、密山、哈尔滨等市县及对苏口岸，铁路、公路、交通运输都很方便。如图1.1图1.1 新建

3、矿交通位置示意图1.1.2 地形与地势 矿区地形属漫岗及丘陵区，地势特点是西高东低，标高在160-190米之间。1.1.3 气象与地震矿区地处亚寒带，年均气温3，年平均降雨量500毫米，风向多为西北和西南，风力3-4级。1.1.4水源 井田内有新、老两条七台河，均为季节性河流，新七台河河床宽约20米，平水期流量0.5-1.5m3/秒，洪水期流量为10-25m3/秒。老七台河平水期流量小于0.1m3/秒，洪水期流量10-30m3/秒、井田北部有倭肯河，属常年河流, 河宽约30米，水深1-2米，平水期流量10-30m3/秒，洪水期流量达1000m3/秒以上，河道蜿延曲折，属老年期河流，井田西部有条

4、较大的季节性水沟-西大沟，是汛期主要的防泛地点。1.2地质特征1.2.1 区域地层勃利煤田区域地层自下而上简述如下：下元古界黑龙江群Ptihs黑龙江群主要分布于桦南县东南的湖南营、头道沟、二道沟、闫家及林口县虎山以南。由白云质大理岩、石墨石英片岩、角闪片岩等组成。厚约3690m。下元古界麻山群：Ptims麻山群分布于虎山以西山区、桦南县石头河以西、罗泉东山、勃利县的吉兴河、大四站等以南低山区。主要岩石为黑色云母片岩，红柱石云母石英片岩，石墨石英片岩，厚约7940m。震旦系马家街组。Z1m 分布于桦南县马家街，双鸭子屯一带。岩性为含红柱石，十字石，石榴石千枚状炭质板岩，夹多层灰白色结晶灰岩及大理

5、岩，局部夹少量斜长角闪片岩，二云片岩及绢云母石英片岩等。本组厚5201127米。泥盆系下统新中组D1S仅见于密山县东连珠山西坡。上部为灰色粉砂质板岩，下部为黄褐色中粗粒花岗质砂岩。厚111米，与下伏元古界地层为不整合接触。泥盆系下统下黑台组D1XH分布于密山县珍子山一带。上部为浅灰褐色生物灰岩、夹粉砂质板岩，顶部为凝灰质板岩，下部为灰白色粗粒石英砂岩含石英质细砾岩，本组厚23158米，与下伏新中组为整合接触。泥盆系中统上黑台组D2S出露于老黑背及七里嘎山等地，岩性为钙质砂岩，硬砂岩，凝灰质板岩，绢云母板岩、粉砂质板岩夹生物碎悄灰岩、多呈韵律沉积、本组厚65282米。泥盆系中统青龙山组D2Q分布

6、于宝清县青龙山一带，以灰白色粉砂质叶岩，硅质叶岩为主，夹细砂岩，灰白色结晶灰岩，酸性凝灰岩，下部为结晶灰岩及细砂岩，含砾砂岩，本组厚885米，与下伏地层接触关系不清。泥盆系上统老秃顶子组D3L分布于煤田东部七里嘎山，老黑背、老秃顶子等地。上部为灰色砂岩、泥质叶岩、板岩、中下部为灰白色、浅黄色、灰紫色流纹班岩、凝灰熔岩、凝灰角砾岩夹硅质叶岩，本组厚582米，与下地层上黑台组为整合接触泥盆系上统七里嘎山组D3C出露于七里嘎山，为灰绿、黄褐色英安质凝灰岩、凝灰质板岩流纹质凝灰熔岩和多层紫色凝灰岩、粉砂岩、本组厚104米，与下伏老秃顶子组为整合接触。石炭系上统光庆组C3G分布于珍子山以东一带，岩性为砾

7、岩，含砾砂岩，流纹质凝灰岩，英安质凝灰岩及凝灰质板岩，粉砂岩与硬砂岩互层，本组厚1227米，与下伏地层接触关系不清。石炭系上统庙山组C3M分布于珍子山，七里嘎山等地，为黄褐色细粒，中粗粒硬质砾岩，凝灰质岩夹粉砂岩及板岩，本组厚398米，与下伏光庆组为整合接触。石炭系上统珍子山组C3Z出露于密山县境内珍子山，七里嘎山等地，上部为硬砂岩，长石石英砂岩，长石砂岩夹粉砂质叶岩，泥质叶岩薄层。下部以凝灰岩。凝灰质粉砂岩、叶岩、夹薄层紫色叶岩。本组厚276米，与下伏庙山组为整合接触。二迭系下统塔头河组P1T分布于密山县珍子山以东，二龙山林场以南山区。上部为黑色叶岩、炭质叶岩，中砂岩，凝灰质粉砂岩和空晶石板

8、岩。下部为杂色砂叶岩夹炭叶岩。本组厚97米，与下伏珍子山组整合接触。二迭系上统二龙山组P2L出露于密山县二龙山林场以南。上部为灰绿色暗绿色玄武岩，同玢岩夹碱性岩石。下部为安山质凝灰砂砾岩夹含砾晶悄泞灰岩。本组厚400米，与下伏塔头河组为整合接触。二迭系上统杨岗组P2Y分布于密山县西裴德一带，上部为白色流纹岩，英安岩及其凝灰熔岩，中部为灰绿色中细粒长石砂岩，粉砂岩，泥岩及少量凝灰岩。下部为褐绿色凝灰岩，凝灰熔岩，英安岩。本组厚2016米，与下伏二龙山组为不整合接触。二迭系上统城山组P2CH分布于密山县青年水库以南，以黄灰白色砾岩，含砾砂岩，硬砂质长石砂岩为主，夹粉砂质板岩，安山岩，英安岩，凝灰质

9、砾岩及煤线。本组厚323米，与下伏杨岗组为整合接触。三迭系上统南双鸭山组T3n分面于密山县兴凯以北，宝密公路以东山区。为一套凝灰岩，凝灰质砂岩，粉砂岩，凝灰质泥岩等组成。厚2615米，与下伏地层接触关系不清。白垩系中统万隆组J2W分布于种马场，万隆村大崴子一带及茄子河、东方红、青龙山等勘探区。以浅紫、灰绿色安山岩、英安岩、集块岩、角砾岩、凝灰质砂岩、夹多层中粗砂岩、粉砂岩和煤层。万隆组在各地岩性有差异，在茄子河、东方红、青龙山等区以火山岩为主，夹少量正常沉积岩，在马场为多层滚园较好的安山质砾岩夹胶结坚实的粉细砂岩，本组厚6501000米，与下伏基底元古界混合花岗岩为不整合关系。白垩系上统城子河

10、组J3CH以106号煤层顶部砾岩层之底界为界，以上地层为城子河组，其下为滴道组。城子河组是主要含煤组是重点勘探开采对象。在区内广泛分布，青龙山、七台河、桃山、茄子河、铁东、龙湖、七峰等地发育较好。为灰白色粗中细砂岩、灰黑粉砂岩，泥岩和岩叶岩夹数层凝灰岩，含可采煤层1040层。中下部产海相动物化石。本组厚9002300米，与下伏滴道组为整合接触。白垩系上统穆棱组J3m在煤田西部以42号煤层顶部含砾粗砂岩为界，含砾粗砂岩层以上划为穆棱组、其下划为城子河组。分布于桃山以西新民屯，保安屯一带及大义西部，铁山等地。岩性以灰黑色粉岩和灰白色细砂岩为主。中粗砂岩较少，夹数层凝灰岩，含可采煤层1-5层。本组厚

11、400600米，与下伏城子河组为整合接触。白垩系下统东山组K1d分布于铁东、龙湖、珠山、勃利平原，多数地区岩性为灰绿，浅紫色安山质集块岩，角砾岩，夹闪长玢岩，安山岩。本组向东厚度增大、熔岩居分增多。在铁东区东山组为滚园较好的安山质砾岩，凝灰质砂砾岩。东部龙湖、北兴等地为角砾岩或熔岩。本组厚为50400米，与下伏穆棱组为平行不整合接触。白垩系下统猴石沟组k1h分布于勃利、小五站、北兴、龙湖西部、金沙农场等地。以黄绿，浅绿色粉细砂岩为主，次为中粗砂岩及泥岩，夹68层玻屑晶屑凝灰岩，本组厚5002000米，与下伏东山组为整合接触。下第三系八虎力组E2-3b分布于桦南县梨树园、民主村一带，上部由巨厚砾

12、岩、砂岩、粉砂岩互层及薄层油叶岩和煤层组成，600680米。下部由砂岩、粉砂岩、叶岩及可采煤层组成、下部厚3050米，全组厚630730米，与下伏猴石沟组为不整合接触。上第三系道台桥组N1-2d分布于桦南桃源屯、曙光农场及勃利双兴等地，由半胶结构的砾石，砂岩及透镜状粘土组成。本组厚30-50米，不整合复盖于白垩系地层之上。上第三系玄武岩：BN2分布于北部种马场及岚峰、宝密桥等地。为青灰色，少量为紫色致密气孔状玄武岩夹砂泥质松散沉积岩，厚70-250米，不整合复盖于下伏中、新生界或元古界地层之上。 第四系在本区分布较广、区内沟谷、河床、尤为平缓丘陵平原有大面积分布。为冲积层，洪各层、坡积层、残积

13、层的砂、砾石、粘土，亚粘土，部分沿河谷分布黑色气孔状玄武岩。本组厚350米，与下伏花冈时代老地层呈不整合接触。1.2.2 地质构造 勃利煤田位于新华夏系第二隆起带，是一个弧形构造。新建煤矿位于勃利煤田弧型构造前弧西翼内侧。区内构造形态以南西向倾斜的单斜构造为主，断层较发育。1）、褶曲：井田内岩层倾角较小，褶曲表现不甚明显，只有一个宽缓褶曲，位于勘探线南部，褶曲轴为北东向。2）、断层：井田内断层较发育，断层又以 NW向NE倾斜，并行排列的张扭性正断层为主。井田内控制有大中型断层29条，其中逆断层只有2条，绝大多数是与岩层走向斜交的正断层。24条大中型断层在开采实践中已控制。本区断层控制程度可分为

14、可靠和较可靠两种，可靠断层即断层走向和倾向均有勘探工程和巷道控制，较可靠断层为勘探工程控制断层确实存在，本区可靠断层21条，较可靠断层8条。现将落差较大断层叙述如下：我矿主要断层特征可归纳为：以张扭性正断层为主，阶梯状并行排列，北西走向，东北或西南倾向。（1）、F1：走向S75EN43W，倾向N15EN47E，倾角47度左右，正断层，落差2040m，走向延展于13线D线之间，2个钻孔及小窑实见。（2）、F2：走向断层，与F1平行，走向N40W，倾向N50E，倾角50左右，正断层，落差2555m，走向延展于20线D线之间，2个钻孔及老二井实见。（3）、F3c：走向断层，与F1、F2平行，走向N2

15、040W，倾向NE，倾角50左右，正断层，落差2070m，走向延展较长、穿越全区，2个钻孔及二、三井、新立矿实见。（4）、F4：走向N3850W，倾向N4052E，倾角58左右，正断层，落差50200m，穿越全区，钻孔及实际揭露情况交好，其上盘煤层较陡、下盘煤层较缓。（5）、F6：走向东南，倾向西南，倾角65左右，正断层，落差1035m，走向延展于12线10线之间，2个钻孔及红升六井实见。（6）、F7c：走向N4050W，倾向N4050E，倾角60左右，正断层，落差1050m，西部落差大，东部落差小，走向延展于12线8线之间，4个钻孔及一、四井实见。（7）、F8c：走向N40W，倾向N5075

16、E，倾角71左右正断层，落差1080m，东部落差大，西部落差小，走向延展于19线6线之间，2个钻孔及五井、小井实见。（8）、F8：走向东西，倾向北，倾角40左右，正断层，落差25m左右，走向延展于12线20线之间。（9）、F9：边界断层，走向北西，倾向南西，倾角52左右，正断层，落差100m左右，向南落差小，走向延展于12线-B安线之间2个钻孔及多处小井实见。（10）、F11：边界断层，走向东45南，倾向南西，倾角72左右，正断层，落差260400m，穿越全区2个钻孔及桃山矿揭露。（11）、F13：与F14断层斜交，走向N50W，倾向EW，倾角65左右，正断层，落差30130m，西部落差大，东

17、部落差小，走向延展于10线-7线之间，4个钻孔及多处小井实见。（12）、F14：边界断层，走向NS，倾向W，倾角75左右，正断层，落差150-250m，B安线以东发育，西部交于F9，东风矿和我矿均以揭露。（13）、F15：走向断层平行于F3、F4，走向SE，倾向EN，倾角65左右，正断层，落差015m，走向延展于15线D线之间，新建矿九采区实见。（14）、F16：走向SE，倾向NE，倾角72左右，正断层，落差050m，西部落差小，东部落差大，走向延展于19线D线之间， F7的分叉断层，新建矿一采区实见。（15）、F17：平行于F16，西部交于F18，走向NW，倾向NE，倾角60左右，正断层，落

18、差010m，走向延展于19线D线之间，新建矿一采区实见。（16）、F18：走向NW，倾向NE，倾角48左右，逆断层，落差5030m，走向延展于19D线之间，新建矿一采区实见。（17）、F19：走向NW，倾向NE，倾角56左右，正断层，落差1040m，走向延展于19-D线之间，新建矿一采区实见。（18）、F20：走向N40W，倾向N5070E，倾角70左右，正断层，落差26m左右，F8的伴生、分叉断层，1个钻孔及直属五井、四井实见。（19）、F22：走向ES，倾向NS，倾角70左右，正断层，落差22米左右，走向延展于109线之间，F6的分叉断层，三采五井实见。（20）、F10：走向EWNW，倾向

19、NEN，倾角60左右，正断层，落差20m左右，走向延展于78线之间，成月牙形尖灭一个钻孔及服务公司小井实见。（21）、F21：走向SN，倾向E，倾角61左右，正断层，落差8米左右，走向延展于718线之间，新建矿一采区87层85大巷实见。（22）、F25：走向SN，倾向E，倾角45左右，正断层，落差10米左右，走向延展于718线之间，新建矿一采区、三采区实见。（23）、F29：走向SN，倾向W，倾角59左右，正断层，落差60米左右，走向延展于A19线之间，新建矿二采区揭露。（24）、F30：走向SN，倾向E，倾角72左右，正断层，落差15米左右，走向延展于78线之间，呈弧形搌布，两翼被F13切割

20、，其与F13之间形成孤立块段。（25）、F34：走向SN，倾向E，倾角62左右，正断层，落差60米左右，走向延展1300米左右，搌布于1221线之间，一个钻孔及建材小井实见。（26）、F35：走向NW，倾向NE，倾角55左右，逆断层，落差80120m，走向自西部井田边界延展至21线，61104钻孔是实见。（27）、FD：走向E20-40W，倾向SW，倾角50左右，正断层，落差050 m，走向延展于18H线之间，此断层被F3切割扭曲落差变化较大。2个钻孔及新立矿、新建矿实见。（28）、F3：走向N1540W，倾向N5075E，倾角60左右，正断层，落差20 m，走向延展于19H之间，4个钻孔及新

21、立矿实见。（29）、F7：走向NW，倾向NE，倾角59左右，正断层，落差70-100 m，走向延展于E5线之间，1个钻孔及新兴矿见，呈弧形搌布，两翼被F4切割，其与F4之间形成孤立块段。 随着开采深度的增加，次生小断层明显增加。特别是落差小于5m的小断层连续出现，形成小断裂密集区，直接影响开采和回采率提高。如：经二采85、87，三采96层揭露，A线与13线间，有明显的小构造带。又如，经一采87、90层揭露在7线与18线处，也有一小构造带，F:24、F:25、F:26的伴生小构造带等。这些小构造带的展布方向亦为北西向，与大中型断层的走向一致。在生产中揭露的落差在5米以下的小断层，无法进行编号，只

22、能在图面上以断层产状表示，此类断层无预见性，延展长度较小，产状变化较大。3）、岩浆岩本区内无岩浆岩体侵入。上述褶曲与断裂构造为本区的构造骨架，反映了本区的构造格局。1.2.3 煤层及煤质 1）、含煤性 本矿地层为中生界下白垩系鸡西群城子河组下部，地层厚度约800米，含煤24层，总厚11.93米，含煤系数1.49。其中可采和局部可采13层，现开采82、85、87、90、91、92、93、96、98等9层煤，而85、87、90、93、96是我矿的主力煤层。2）、主采煤层 本区参与储量计算的煤层共11层，其中参与能利用储量计算的煤层计10层，自上而下为82、85、87、90、91、92、93、94、

23、96、98号煤层。参与暂不能利用储量计算的煤层计1层，为95号煤层。其中主要可采煤层有85、87、90、91、92、93、94、96计9层。这些主要可采煤层发育情况好。储量多，它们的合计储量占全区总储量的80以上。本区内煤层厚度和结构均发育稳定，发生变化处均为渐变。下面将主要煤层发育情况加以叙述：82煤层赋存较稳定，9线以东F4以西之间较发育，局部可采，。最大厚度0.88m，一般厚度0.64m。单一结构无夹矸，属较稳定型煤层。85煤层赋存较稳定，F14以东、7线之间发育稳定，局部可采，。最大厚度1.11m，一般厚度0.90m。单一结构无夹矸，属较稳定型煤层。87煤层赋存稳定，F29以东较发育稳

24、定，从13线向西分叉，大部可采，。最大厚度1.80m，一般厚度1.35m。单一结构，偶有夹石, 夹石厚一般为0.10-0.20m，为炭质泥岩,属稳定型煤层。90煤层赋存稳定，F29以东发育稳定9线以西分叉变薄，全层可采，。最大厚度1.64m，一般厚度1.30m。单一结构，属稳定型煤层。91煤层较不稳定，A线至F29之间较稳定，局部可采，。最大厚度1.04m，一般厚度0.70m。单一结构，属较不稳定型煤层。92煤层较稳定，A线至18线发育稳定，局部可采，。最大厚度1.04m，一般厚度0.8m。为单一结构至夹一层矸石，夹石厚一般为0.10-0.20m，为炭质泥岩,有0.20米伪顶,为炭质页岩。属较

25、稳定型煤层。93煤层赋存稳定，15线G线间发育稳定，全区可采，。最大厚度2.22m，一般厚度1.00m。单一结构至夹一层矸石，夹石厚一般为0.10-0.20m，为炭质泥岩,属稳定型煤层。94煤层不稳定，七台河以东发育较好，局部可采，。最大厚度1.44m，一般厚度1.0m。为单一结构至夹一层矸石，夹石厚一般为0.10-0.20m，为炭质泥岩,属不稳定型煤层。95煤层不稳定，F8以东1713线发育稳定，局部可采，。最大厚度1.30m，一般厚度0.60m。单一结构,属不稳定型煤层。96煤层赋存稳定，全区可采，。最大厚度1.40m，一般厚度1.10m。单一结构，属稳定型煤层。98煤层不稳定，F8以东1

26、713线发育稳定，局部可采，。最大厚度0.90m，一般厚度0.65m。单一结构,属不稳定型煤层。 总括本区可采煤层具有以下几点特征：（1）、可采煤层分布面积大，各煤层基本全区分布。（2）、薄煤层多。本区除87、93号煤层局部为中厚煤层外，其余均属薄煤层。（3）、全区除82、92、93、94号煤层局部有一层夹矸外，其余可采煤层均属简单结构煤层。（4）、煤层厚度变化具有明显规律性。主要煤层的富煤带、分叉变薄带一般都9至13线以东，有时富煤条带与变薄条带在纵向上具有一定交叉，但也具有一定继承性。如南部的变薄条带，85、87、93、91和96层均在这一条带内发生程度不同的变薄。这一条带的向东延续便形成

27、本区西部煤层发育不及东部的特点。1.2.4 水文地质 根据地下水的埋藏条件，水力性质，含水层充水空间类型，将该区划分两个水文地质区；又根据不同的地貌单元结合地下水的补给、迳流、排泄关系将基岩裂隙水水文地质区划分三个水文地质亚区。1)、第四系冲洪积层孔隙水水文地质区分布于龙湖河谷以及大的冲沟地段，多呈条带状分布。地下水位浅，迳流量小，多以孔隙潜水状态出现。本区接受两侧基岩裂隙水的补给，出现局部承压。是井田地下水的迳流排泄区。地下水位年变化幅度3.5米左右，水位标高在155-170米之间。2)、基岩裂隙水水文地质区(1)、冲沟、河谷地下水排泄亚区分布范围与第四系孔隙水水文地质区基本一致。该区上部第

28、四系地层发育，直接与第四系砂砾含水层相接触。是本区地下水的迳流排泄区，也是基岩裂隙水的主要集聚区。地下水位埋深小于13.18米，据水60-水1号孔抽水资料，q=0.2591/s.m，k=0.326m/d。(2)、丘陵斜坡地下水迳流亚区分布于勘探区中东部的丘陵斜坡地带。其上部分较薄的残一坡积层，厚约1-5米。大气降水以垂直运动，又有水平运动。岩层透水性较好，地下水埋深大于13.18米。据根抽水资料，q0.03571/sm，k=0.112m/d。(3)、低山丘陵顶部地下水补给亚区分布于勘探区西部、南部的地表分水岭地带。地势较高、坡度大、基岩局部裸露。第四系残层较薄，厚0.2-1.5米。地下水埋深大

29、于40米。由于地形陡峻，有利于降水转成地表迳流流失，而不利于地下水的聚集，风化裂隙带几乎无水，岩层含水性很弱，根据抽水分析，q0.002311/s.m，k0.00708m/d。1.3 矿井生产概况1.3.1矿井开拓方式 井田开拓方式主要有平硐开拓、斜井开拓、立井开拓以及综合开拓，斜井开拓又分为片斜井开拓和集中斜井开拓，由于我井田走向长度、倾斜长度较小，煤层厚度较小且储量不大，所以我井应采用片斜井开拓。采用片斜井开拓时应注意如下问题：1） 、回采巷道布置应该布置在不同的海拔高程2） 、风桥利用。在煤层内布置井筒时要在主斜井与回风平巷相交的地点构筑风桥3） 、片井延伸。可利用原有井筒进行延伸，若井

30、田倾斜长度较大，可采用暗井延伸4） 、井筒布置。片盘斜井的井筒一般延煤层真倾斜方向布置5） 、联合矿井。当矿区浅部以片斜井群开发时，可以联合相距较近的几个片盘斜井，在地面以窄轨相互连接，共用一个地面工业广场，集中考虑地面煤炭储存、洗选、外运、矸石排放、材料供应和设备维修等，组成一个联合矿山企业。此时各片盘斜井作为联合企业的下属开采区。2 矿井瓦斯地质及抽采参数2.1煤层瓦斯基础参数2.1.1 煤层瓦斯压力96号煤层的瓦斯压力，具有突出危险性。2.1.2 煤层瓦斯含量93号煤层瓦斯含量为，2号煤层瓦斯含量为。2.1.3 煤层透气性系数煤层透气性系数：93号煤层透气性系数，96号煤层透气性系数。2

31、.1.4 煤质 93号煤层煤的密度为，水分、灰分、挥发份；96号煤层煤的密度为，水分、灰分、挥发份。2.2矿井瓦斯储量及可抽量矿井瓦斯储量应为矿井可采煤层的瓦斯储量、受采动影响后能够向开采空间排放的不可采煤层及围岩瓦斯储量之和。瓦斯储量的大小标志着瓦斯资源多少，同时亦是衡量有无开发利用价值的重要指标，可按下式计算： （2-1）式中：Wk矿井瓦斯储量，Mm； Wl可采煤层的瓦斯储量，Mm； （2-2）Ali矿井可采煤层i的地质储量，Mt； X1i矿井可采煤层i的瓦斯含量，mt； W2受采动影响后能够向开采空间排放瓦斯的各不可采煤层的总瓦斯储量；（Mm） （2-3）A2i受采动影响后能够向开采空间

32、排放的不可采煤层的地质储量，Mt； X2i受采动影响后能够向开采空间排放的不可采煤层的瓦斯含量，mt； W3受采动影响后能够向开采空间排放的围岩瓦斯储量，Mm,按下式计算： W3K(W1十W2) （2-4） K围岩瓦斯储量系数，取K0.15。矿井可开发瓦斯量（或称可抽采量）是指在既定的开采技术条件下，按照目前的抽采技术水平所能抽出的最大瓦斯量。它反映着矿井瓦斯资源的开发程度，与其抽采工艺技术和抽采能力密切相关，一般采用下式计算：Wkc=kWk （2-5）式中： Wkc矿井可抽瓦斯量，Mm；k矿井瓦斯抽采率，按照我国目前的技术水平；W k矿井瓦斯储量 Mm；按上式计算得出煤层的瓦斯储量及可抽量，

33、计算可得：2号煤层的瓦斯储量 式中：矿井瓦斯含量，；工作面的走向长度，；煤层厚度，；煤层的倾向长度，；煤的密度，；2.3 瓦斯涌出量预测相对瓦斯涌出量可以由以下公式得出： （2-6）式中： 矿井原始瓦斯含量，； （2-7）可燃基瓦斯含量，；水分；灰分；可燃基残存量，。可燃基残存量可以根据表中查取：表2.1 可燃基残存量Wc挥发分6-88-1212-1818-2626-3535-4242-569-66-44-33-2222表2.2 各煤层煤质参数 层别 煤种 挥发份 灰份 水份 爆炸指数 85 1/3焦煤 29.88 18.87 1.50 38871/3焦煤32.9519.881.8942901

34、/3焦煤30.4113.210.8835911/3焦煤27.7617.41.5034931/3焦煤29.5317.960.543696焦煤28.2519.891.0636计算可得： 可采瓦斯总含量：预抽纯量：预抽放量：2.4 矿井瓦斯抽放的必要性根据煤矿安全规程第一百四十五条规定，凡有下列情况之一的矿井，必须建立地面永久瓦斯抽采系统或井下临时抽采系统：（1）一个采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m/min，或一个掘进工作面绝对瓦斯涌出量大于3m/min，采用通风方法解决不合理的。（2）矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的： 大于或等于40m/min； 年产量1.01.5Mt的矿井，大于30m/min；

35、 年产量0.61.0Mt的矿井，大于25m/min； 年产量0.40.6Mt的矿井，大于20m/min； 年产量小于或等于0.4Mt的矿井，大于15m/min。 根据近几年的生产中的实际测定资料，矿井瓦斯梯度为：85层10.23米/m3，87层8.65米/m3，90层30.12米/m3.瓦斯绝对涌出量为230.01m3/分，相对涌出量为89.1m3/吨（表10），所以本矿为高瓦斯矿井。由表2.3可以看出，随着矿井延深和开采强度的增加，我分公司的瓦斯涌出量将逐年增加，预计到-400米水平，全矿绝对瓦斯涌出量将达到350m3/分。同时，由于煤层薄，矿区面积大，单巷掘进距离远，给矿井通风带来一定困难

36、。因此需要进行抽放瓦斯工程，解决深部开采时瓦斯大量涌出问题，并加强矿井通风管理，以保证安全生产。表2.3 1991年2003年瓦斯鉴定情况年 度绝对涌出量m3/分相对涌出量m3/吨199168.967.3199270.869.61993105.071.91994156.377.81995199.782.51996210.184.41997218.990.01998385.192.61999295.497.92000300.799.82001301.299.92002307.9100.42003315.6101.32.5 瓦斯抽采的可行性本煤层瓦斯抽放的可行性是指在自然透气条件下进行预抽的可能性

37、，衡量本煤层瓦斯预抽可行性指标有三个：煤层透气性系数，钻孔瓦斯流量衰减系数和百米钻孔瓦斯极限抽放量衰减系数。按、和判断本煤层瓦斯抽放可行性标准如表2.4所示。表2.4 煤层预抽瓦斯难易程度分类表抽放难易程度钻孔瓦斯流量衰减系数百米钻孔瓦斯极限抽放量衰减系数煤层透气性系数容易抽放1440010可以抽放0.003-0.514400-280010-0.1较难抽放0.528000.196号煤层透气性系数，可以得出96号煤层属于可以抽采煤层，具备瓦斯抽采的可行性。我们要选取合适的抽采方法来治理工作面的瓦斯超限。3 瓦斯抽采施工工艺的确定3.1 抽放瓦斯方法3.1.1 选择抽采方法的原则 煤层瓦斯抽采一般

38、是指利用瓦斯泵或其他抽采设备，抽取煤层中高浓度的瓦斯，并通过与巷道隔离的管网，把抽出的高浓度瓦斯，排至地面或矿井回风巷中。目前认为，煤矿瓦斯抽采不仅是降低矿井瓦斯涌出量，防止瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出灾害的重要措施，而且抽出的瓦斯还可以变害为利，作为煤炭的伴生资源加以开发利用。因此，从本世纪50年代起，世界上各主要产煤国对煤矿的瓦斯抽采甚为重视，使瓦斯抽采工作得到了较快的发展。近年来，随着煤矿开采深度增大和开采强度的提高，矿井瓦斯涌出量增大，抽采瓦斯已越来越成为高瓦斯煤层开采的一个必不可少的重要环节，并为煤矿瓦斯利用提供了重要条件。瓦斯抽采一般具有如下几个方面的作用： (1)通过抽采，可降低矿井瓦

39、斯涌出量和回采空间中的瓦斯浓度，从而达到矿井安全生产的目的。 (2)通过抽采，可降低煤层中的瓦斯压力和瓦斯含量，防治煤与瓦斯突出，从而减少矿井伤亡事故及重大恶性事故的发生。(3)矿井瓦斯是一种优质燃料，具有商业利用价值。 (4)通过抽采和瓦斯利用，可减少瓦斯对大气的污染；因此，瓦斯抽采对环境的保护还有至关重要的作用。抽采瓦斯是一项集技术、装备和效益于一体的工作。因此，要做好瓦斯抽采工作，应注意如下原则：(1)抽采瓦斯应具有明确的目的性，即主要是降低风流中的瓦斯浓度，改善矿井生产的状况，并使通风处于合理和良好的状况；因此应尽可能在瓦斯进入矿井风流之前将它抽采出来。在实际应用中，瓦斯抽采还可以作为

40、一项防治煤与瓦斯突出的措施单独应用。此外抽出的瓦斯又是一种优质能源，只要保持一定的抽采瓦斯量和浓度，则可加以利用，从而形成“以抽促用，以用促抽”的良性循环。(2)抽采瓦斯要有针对性，即针对矿井瓦斯来源，采取相应措施进行抽采。目前认为，矿井瓦斯来源主要包括：本煤层瓦斯抽采；邻近层瓦斯涌出；围岩瓦斯涌出和采空区瓦斯涌出。这些瓦斯来源是构成矿井或采区瓦斯涌出量的组成部分，在瓦斯抽采中应根据这些瓦斯来源，并考虑抽采地点时间和空间条件，采取不同的抽采原理和方法，以便进行有效的瓦斯抽采。(3)要认真作好抽采设计、施工和管理工作等，以便获得好的瓦斯抽采效果。因此，在设计时，首先应了解清楚矿井地质、煤层赋存及

41、开采等条件，矿井瓦斯方面的有关参数，预测矿井瓦斯涌出量及其组成来源。在此基础上，选择合适抽采方法，确定可靠的抽采规模，设计一套合理的抽采系统。其次，在抽采瓦斯的开始阶段，还应进行必要的有关参数考查测定，以确定合理的抽采工艺和参数；在正常抽采时，要全面加强管理，积累资料，不断总结经验，从而使抽采瓦斯工作得到不断改进和提高。抽采瓦斯方法、方式的选择，应根据瓦斯及煤层赋存情况、瓦斯来源、巷道布置方式、矿井开采技术条件、瓦斯基础参数等综合分析比较后确定。(1)、为提高瓦斯抽采率应采用开采层、采空区相结合的综合抽采方法。(2)、当井下采掘工作面所遇到的瓦斯主要来自开采层本身，只有抽采开采层本身的瓦斯才能

42、解决问题时，应采用开采层瓦斯抽采。(3)、工作面后方采空区瓦斯涌出量大，危害工作面安全生产或老采空区瓦斯积存量大，向邻近的回采工作面涌出量瓦斯量多，应采取采空区瓦斯抽采。(4)、对于瓦斯含量大的煤层，在煤巷掘进时，难以用加大风量稀释瓦斯，可在掘进工作开始前对煤层进行大面积预抽或采取边掘边抽的方法。(5)、对于煤层透气性较低，采用预抽方法不易直接抽出瓦斯，掘进时瓦斯涌出量不很大而回采有大量瓦斯涌出的煤层，可采用边采边抽或增大孔径和加密钻孔等方法。(6)、若围岩瓦斯涌出量大，以及溶洞、裂缝带储存有高压瓦斯时，应采取围岩瓦斯抽采措施。总之，确定瓦斯抽采的方法应先摸清瓦斯来源，采空区瓦斯及顶板瓦斯含量

43、情况，结合情况选用适合本矿井的抽采瓦斯方法。3.1.2 瓦斯抽采方法1)、回采工作面瓦斯来源及构成回采工作面瓦斯来源主要为回采过程中煤层涌出的瓦斯、采空区涌出的瓦斯、区段平巷涌出的瓦斯及顶底板向工作面涌出的瓦斯。其中采空区涌出和回采过程中本煤层的瓦斯为工作面瓦斯涌出的主要来源。2)、本煤层瓦斯抽采方法（1）、容易抽采及可以抽采的煤层，宜采用本层预先抽采的抽采方法，可采用沿层或穿层布孔方式。（2）、可以抽采及较难抽采的煤层，宜采用边采边抽的抽采方法。（3）、单一较难抽采的煤层，可选用密集顺层钻孔、密集网格穿层钻孔、交叉钻孔、水力割缝、水力压裂、松动爆破、深孔预裂爆破、高压水射流扩孔等方法强化抽采

44、。（4）、对煤与瓦斯突出危险严重的煤层，宜选择穿层网格布孔方式。（5）、煤巷掘进时瓦斯涌出量较大的煤层，可采用边掘边抽或先抽后掘的抽采方法3)、邻近层瓦斯抽采方法（1）、可采用从开采层回风巷或专用排放瓦斯巷向邻近层打穿层钻孔进行抽采。（2）、当邻近层或围岩瓦斯涌出量较大时，可采用顶（底）板抽采巷道进行抽采，也可在工作面回风侧沿开采层顶板布置水平长钻孔或高位钻孔抽采上邻近层瓦斯。4)、采空区瓦斯抽采方法1、老采空区应采用全封闭式抽采方法。2、现采空区可根据煤层赋存条件和巷道布置情况，采用顶（底）板钻孔法、有煤柱及无煤柱钻孔法、插（埋）管法等抽采方法，并应采取提高抽采瓦斯浓度的措施3.1.3 瓦斯抽采方法的确定本设计煤层数据参数为：煤层的瓦斯压力，具有突出危险性。煤层瓦斯含量为。煤层透气性系数：93号煤层透气性系数，96